專利名稱：煤矸石分選機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物料識別分選技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種采用射線透射法進行選煤的煤矸石分選機，也可用于其他物料顆粒的分選。
自本世紀60年代以來，國內(nèi)外一直在研制一種體積小、固定資產(chǎn)投資少、生產(chǎn)成本低、不用洗水識別和分選顆粒原煤的裝置。據(jù)第十屆國際選礦會議文獻記載在國外，英國研制過兩臺“X射線分選機”。在本世紀60年代初，英國蘇格蘭國立農(nóng)業(yè)工程學(xué)院的斯萊特和帕爾梅，根據(jù)X光的電磁、吸收和散射理論，利用X射線管發(fā)出的X射線連續(xù)譜，研制出世界上第一臺“X射線分選機”。試用表明這種裝置可以從馬鈴薯中除去石頭和泥塊；安裝在曼納·波依斯煤礦又可以把顆粒原煤中的矸石分選出來。到1970年，英國蘇格蘭礦務(wù)局科學(xué)試驗室的D.E.詹金斯和P.B高夫等，在總結(jié)斯萊特和帕爾梅試驗的基礎(chǔ)上，又研制出第二臺“X射線分選機”，D·E詹金斯將它命名為“X射線選煤機”。該裝置在曼納·波依斯、基洛奇、紐米蘭丹三個煤礦的試用情況表明它分選煤的效果相當好；但是，這類分選機的X光管使得X光源體積龐大，電耗過高，易于老化，穩(wěn)定性差。穩(wěn)定性差導(dǎo)致壓縮空氣排除矸石的誤動作產(chǎn)生，造成分選過程中出現(xiàn)精煤誤損失，人們稱這種誤損失為誤打。詹金斯試驗結(jié)果還表明這種誤打隨入料量的增加而加大，這就使得精煤損失進一步增加和煤礦的經(jīng)濟效益下降。此外，試驗結(jié)果也表明這類“X射線分選機”的延時裝置排矸效率不高，并且隨入料量的增加而降低，導(dǎo)致部分矸石逃過壓縮空氣流竄入精煤群體，人們稱矸石竄入精煤群體為“漏打”。這種漏打和前面所說的誤打使得“X射線選煤機”不能用于煤碳工業(yè)生產(chǎn)。加上X射線管的電耗過高，提高了煤礦的精煤生產(chǎn)成本，使得“X射線選煤機”的研制被迫停止。
在國內(nèi)，從本世紀70年代末到80年代初，曾經(jīng)在英國D.E.詹金斯等的幫助下研制過“X射線選煤機”，但是，現(xiàn)在也未成功，基本上還停留在研制階段，在延時控制、排矸控制、煤矸石識別性能等多方面存在缺陷，并缺乏提高安全可靠性能的聯(lián)鎖控制裝置，因此安全可靠性能差，分選精度低，靈敏度低，排矸效率低，穩(wěn)定性差，精煤質(zhì)量低，操作不方便，遠不能滿足實際應(yīng)用的要求，不能投入實用。
本發(fā)明的目的在于提供一種分選精度高、安全性能好、穩(wěn)定可靠、實用性強的煤矸石分選機，并可用于其他物料的分選。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下它由顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)、皮帶運輸機(2)、電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)、氣動排矸總成(4)、精煤輸送電子秤(5)組成，顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)由破碎機、分級篩和電磁振動給料機組成；皮帶運輸機(2)包括傳送皮帶(29)、金屬直筒托輥(28)、擋條(20)、交流同步電動機M2(22)，傳送皮帶(29)被前后兩個金屬直筒托輥(28)拉成平面，其上面的各個鑒別通道之間用多個擋條(20)相互隔開，顆粒原煤按先后次序排列在各個鑒別通道上；電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)由煤石識別儀(111)、多脈沖延時裝置(12)、脈沖啟?？刂齐娐?13)串聯(lián)構(gòu)成，其中的煤石識別儀(111)由同位素X光源(23)、接收探頭(25)、高壓穩(wěn)壓電源(6)、低壓電源(7)、線性脈沖放大器(8)、定標器(9)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)率電路(11)組成，接收探頭(25)和同位素X光源(23)分別安裝在傳送皮帶(29)的上下方，并分別置于射線源屏蔽室(35)和接收探頭屏蔽室(26)之中；低壓電源(7)分別向接收探頭(25)、線性脈沖放大器(8)、定標器(9)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)率電路(11)、多脈沖延時裝置(12)、脈沖啟?？刂齐娐?13)提供直流電源；接收探頭(25)、線性脈沖放大器(8)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)路率電路(11)串聯(lián)相接；氣動排矸總成(4)由高速氣閥(15)、臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)、廢料桶(19)、儲氣罐支架(51)、儲氣罐(52)、截止閥(55)、氣壓表(56)組成，臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)和高速氣閥(15)安裝在儲氣罐(52)上，廢料桶(19)安裝在皮帶運輸機(2)和精煤輸送電子秤(5)之間，廢料桶(19)上開有可轉(zhuǎn)運矸石的小門；精煤輸送電子秤(5)包括皮帶運輸機、微電腦控制系統(tǒng)、數(shù)字顯示器、自動打印稱重器，精煤輸送電子秤(5)安裝在皮帶運輸機(2)出料端的下部，二者的垂直高度差為0.2—1.8米，顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)、皮帶運輸機(2)、精煤輸送電子秤(5)三者的寬度隨原煤鑒別通道的數(shù)量而變化；顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)向皮帶運輸機(2)輸送顆粒原煤時，電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的接收探頭(25)由精煤和矸石輸出相應(yīng)的負脈沖序列，經(jīng)過煤石識別儀(111)識別、多脈沖延時裝置(12)延時后，輸送到脈沖啟停控制電路(13)，控制氣動排矸總成(4)的高速氣閥(15)的開閉，高速氣閥(15)開啟則噴出壓縮空氣排除矸石至廢料桶(19)，高速氣閥(15)關(guān)閉則任精煤傳送到精煤輸送電子秤(5)的傳送皮帶上。同位素X光源(23)的平均壽命在三年或三年以上，它發(fā)射的X光的能量在8Kev以上，X光的強度在3毫居里以上，也可以采用軟γ、χ、β混合源。射線源屏蔽室(35)與一個可控制其開閉的射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)相連，該聯(lián)鎖器(21)由彈簧(37)、聯(lián)桿(38)構(gòu)成，并與電器聯(lián)鎖器(14)中的中間繼電器(39)相連，其中彈簧(37)一端與屏蔽室(35)底座相連，另一端與帶有通孔的屏蔽室(35)壓蓋相連，聯(lián)桿(38)一端和彈簧(37)一起與屏蔽室(35)壓蓋相連，另一端與中間繼電器(39)的動鐵芯相連，彈簧(37)和聯(lián)桿(38)可推拉屏蔽室(35)壓蓋滑動；當中間繼電器(39)吸引線圈通電時，屏蔽室(35)壓蓋將射線源出口開啟，當中間繼電器(39)吸引線圈斷電時，屏蔽室(35)壓蓋將射線源出口封閉。氣動排矸總成(4)中的臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)由壓力調(diào)節(jié)螺母(58)、進氣端蓋(59)、氣室(60)、密封圈(61)、氣門(63)、螺栓(64)和彈簧(65)構(gòu)成，并與電器聯(lián)鎖器(14)中臨界氣壓交流接觸控制器(70)的交流接觸器KM4(62)相連，密封圈(61)夾在氣室(60)上端環(huán)形平面與進氣端蓋(59)之間，氣室(60)下端圓筒之外徑由外絲螺紋與壓力調(diào)節(jié)螺母(58)連接，氣室(60)內(nèi)部底端放置氣門(63)上端的圓錐臺體，彈簧(65)套住氣門(63)下端并由壓力調(diào)節(jié)螺母(58)托住，氣門(63)下端底部裝有絕緣片(66)，氣室(60)與儲氣罐(52)相通，交流接觸器KM4(62)包括常開輔助觸頭(67)、吸引線圈(68)、常閉主觸頭(69)，常閉主觸頭(69)與主電路電源線相連，常開輔助觸頭(67)與氣門(63)底端相連；當氣室(60)內(nèi)工作氣壓低于臨界氣壓值時，由常閉主觸頭(69)將主電路電源斷電。精煤輸送電子秤(2)、氣動排矸總成(4)、皮帶運輸機(2)和顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)均與一個電器聯(lián)鎖器(14)相連，電器聯(lián)鎖器(14)由臨界氣壓交流接觸控制器(70)、精煤輸送電子秤起停控制器(71)、皮帶運輸機起停控制器(72)、給料系統(tǒng)起?？刂破?73)、中間繼電器(39)構(gòu)成；臨界氣壓交流接觸控制器(70)包括停止按鈕SB4(98)與交流接觸器KM4(62)，停止按鈕SB4(98)的一端與交流接觸器KM4(62)中的常開輔助觸頭(67)的靜觸頭相連，另一端與主電路電源線相連；各路起?？刂破骶善饎影粹o、交流接觸器和熱繼電器構(gòu)成，臨界氣壓交流接觸控制器(70)、精煤輸送電子秤起?？刂破?71)、皮帶運輸機起?？刂破?72)和給料系統(tǒng)起停控制器(73)并聯(lián)連接，精煤輸送電子秤起停控制器(71)、皮帶運輸機起停控制器(72)和給料系統(tǒng)起?？刂破?73)分別通過其中熱繼電器的發(fā)熱元件(96)、(93)、(90)與精煤輸送電子秤(5)中皮帶運輸機的電動機M3(95)、皮帶運輸機(2)中的電動機M2(22)、顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)中給料機的電動機M1(89)相連，各路起?？刂破髦械某ｉ_主觸頭(91)、(94)、(97)均通過交流接觸器KM4(62)的常閉主觸頭(69)與主電路電源線相連；由各起動按鈕按M3、M2、M1的順序起動各電動機；給料系統(tǒng)起?？刂破?73)中熱繼電器發(fā)熱元件(90)的FR1常閉觸頭(85)、停止按鈕SB4(98)分別與中間繼電器(39)的吸引線圈(87)、常開觸頭(88)相連；電器聯(lián)鎖器(14)在各個機電部件出現(xiàn)故障時使主電路斷電，停止給料并關(guān)閉同位素X光源(23)的出口。
電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中，同位素X光源(23)和接收探頭(25)分別安置在皮帶運輸機(2)的傳送皮帶(29)的下方和上方，同位素X光源(23)對顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)輸送的精煤和矸石進行X光照射后的X光被減弱，由接收探頭(25)接收后產(chǎn)生二列不同的脈沖序列，依次經(jīng)過線性脈沖放大器(8)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)率電路(11)處理后，由多脈沖延時裝置(12)延時；電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的輸出端為脈沖啟停控制電路(13)中大功率管T2的集電極，T2集電極與氣動排矸總成(4)中高速氣閥(15)的吸引線圈L相連，高速氣閥吸引線圈L的另一端與直流電源相接；用以檢驗和校準其他各電路工作參數(shù)的定標器(9)分別與其他各電路相連；高壓穩(wěn)壓電源(6)與接收探頭(25)相連。煤石識別儀(111)對各級顆粒原煤的分辨時間為0.01—0.001秒。
電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中的幅度鑒別器(10)可由單道脈沖分析器替代，線性計數(shù)率電路(11)可由線性率表替代。
多脈沖延時裝置(12)由輸入同步計數(shù)器(128)、BCD譯碼器(129)、聯(lián)組與非門(138)、輸出與非門(139)和多路單脈沖延時電路構(gòu)成，輸入同步計數(shù)器(128)和BCD譯碼器(129)相連組成脈沖序列變換電路，BCD譯碼器(129)的每一輸出端分別與各路單脈沖延時電路中的輸入反相器及前沿D觸發(fā)器相連，各路單脈沖延時電路輸出端與聯(lián)組與非門(138)相連，各聯(lián)組與非門(138)和輸出與非門(139)相連；線性計數(shù)率電路(11)中積分器輸出端(118)與多脈沖延時裝置(12)的輸入同步計數(shù)器(128)輸入端(117)相連，多脈沖延時裝置(12)中輸出與非門(139)輸出端(116)和脈沖啟?？刂齐娐?13)中脈沖輸入端(115)相連。
電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中的脈沖啟?？刂齐娐?13)，以集成運算放大器(169)的同相端和反相端，取一端接R2作為脈沖輸入端(115)，取另一端由R1和D1串聯(lián)并接地，R1和D1的接點與電源正極之間接R3，形成平衡電位；集成運算放大器(169)輸出端串聯(lián)R5后，到同相端跨接反饋電阻R4，到地之間則正極相對地串聯(lián)D2和D3，由R5串聯(lián)R6再接T1基極，T1和T2集電極接高速氣閥吸引線圈L一端，L另一端接直流電源，T2發(fā)射極接地。由多脈沖延時裝置(12)輸出的延時脈沖控制線圈L的通斷電，使高速氣閥(15)開啟或關(guān)閉；高速氣閥(15)的換向頻率控制在每秒0.5—70次。
本發(fā)明中的電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)和氣動排矸總成(4)可以識別和分選厚度為12—100毫米以上的各級顆粒原煤中的精煤和矸石。
在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)一是采用了不耗電的同位素X光源(23)，性能十分穩(wěn)定；二是采用了延時精度高的多脈沖延時裝置(12)，具有高靈敏度和高穩(wěn)定性；三是采用靈敏度高的脈沖啟?？刂齐娐?13)，可控制高速氣閥(15)快速反應(yīng)動作。對驅(qū)動高速氣閥(15)的工作氣壓進行聯(lián)鎖控制，一旦工作氣壓低于臨界氣壓值，由臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)切斷主電路電源，停止整個系統(tǒng)的工作，避免漏選矸石。同位素X光源(23)的屏蔽室(35)的出口采用機械聯(lián)鎖器(21)控制，當機電部件發(fā)生故障或停電影響系統(tǒng)工作，或關(guān)閉整個系統(tǒng)時，可自動將屏蔽室(35)的出口封閉，以保證安全。由電器聯(lián)鎖器(14)分別控制精煤輸送電子秤(5)、皮帶運輸機(2)、顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)三大部件的電動機M3、M2、M1依次啟動，避免設(shè)備超負荷運行而損壞，并通過熱繼電器串聯(lián)實現(xiàn)電動機的過載熱保護及故障保護，提高本發(fā)明的安全可靠性；電器聯(lián)鎖器(14)還分別與臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)和射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)相連，實現(xiàn)統(tǒng)一控制，使本發(fā)明穩(wěn)定可靠，操作方便，安全性能好。本發(fā)明對精煤和矸石的分選精度高，實用性強，可以滿足煤炭工業(yè)生產(chǎn)的實際需要。還可用于其他物料的分選。
以下結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是皮帶運輸機(2)的結(jié)構(gòu)圖；圖3—1是射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)的封閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；圖3—2是射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)的開啟狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；圖4是氣動排矸總成(4)的結(jié)構(gòu)圖；圖5是臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)的結(jié)構(gòu)圖；圖6是電器聯(lián)鎖器(14)的控制線路原理圖；圖7是電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的原理結(jié)構(gòu)框圖；圖8是多脈沖延時裝置(12)的電路原理圖；圖9是脈沖啟?？刂齐娐?13)的原理圖。
圖1反映了本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)。同位素X光源(23)發(fā)出的X光束為線狀標識光譜，設(shè)其強度為I。，該光束透射顆粒原煤(24)后，強度減弱為I＝I。e-μt，式中的t為煤或矸石的厚度，μ為煤或矸石對X光的衰減常數(shù)，同位素X光源可保證μ值長期穩(wěn)定，使本發(fā)明的識別性能穩(wěn)定。當煤或矸石的厚度t為某一確定范圍時，由于矸石對X光的衰減常數(shù)μ1大于煤對X光的衰減常數(shù)μ2，使得透過煤的X光強度I2大于透過矸石的X光強度I1，通過電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的原煤識別和信號處理，測出二者強度的不同大小，并將接收的不同X光強度轉(zhuǎn)換為二個不同的電位，去除其中由煤顆粒流產(chǎn)生的相應(yīng)電位，利用矸石顆粒流對應(yīng)的電位排除顆粒原煤(24)中的矸石。
顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)的破碎機和分級篩是一般煤機廠的產(chǎn)品，可根據(jù)要求選擇，電磁振動給料機可從湖南省湘鄉(xiāng)市無線電廠為水泥廠配料生產(chǎn)的1—5號電磁振動給料機或其他類似產(chǎn)品中選用。當顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)的電器出現(xiàn)故障或氣動排矸總成(4)的工作氣壓低于臨界值時，電器聯(lián)鎖器(14)立即將主電路及整個設(shè)備斷電，并終止給料，保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)和精煤的質(zhì)量。
圖2所示的皮帶運輸機(2)，四個連接件(30)將二個直筒托輥(28)和傳送皮帶(29)固定在支座(27)上，傳送皮帶(29)上安裝著擋條(20)以將各個鑒別通道隔開，顆料原煤按鑒別通道排成數(shù)列通過；在擋條(20)上安裝著接收探頭屏蔽室(26)，其中的多個接收探頭(25)按鑒別通道排成一行，并安裝在接收探頭屏蔽室(26)的內(nèi)腔中；射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)安裝在接收探頭屏蔽室(26)下面的傳送皮帶(29)的中間。本發(fā)明的這種X光源在下、接收探頭在上的結(jié)構(gòu)，易于安裝和維修，也便于設(shè)置防護層。射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)可半自動控制射線源出口的半閉，取代手工操作，提高了工作效率和安全系數(shù)。
按圖3—1和圖3—2所示的射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖控制器，當中間繼電器K(39)的吸引線圈(41)不通電時，屏蔽室(35)處于圖3—1表示的封閉狀態(tài)，屏蔽室壓蓋(43)將同位素X光源(23)發(fā)出的輻射全部封閉在屏蔽室(35)中；如果使吸引線圈(41)通電，動鐵芯(42)被吸引線圈(41)吸引，帶動聯(lián)桿(38)，則將屏蔽室壓蓋(43)拉向吸引線圈(41)的近邊，使壓蓋通孔(44)與射線源定位孔(48)同心重合，X光源(23)發(fā)出的輻射按圖3—2所示射出壓蓋通孔(44)。當不需要X射線時，按中間繼電器K(39)的按鈕，使其吸引線圈(41)斷電，屏蔽室(35)立即返回圖3—1所示的狀態(tài)，X射線被封閉在屏蔽室(35)中，實現(xiàn)機電裝置開閉射線源的半自動聯(lián)鎖控制。當電源突然停電時，則自動關(guān)閉射線源。這就使射線源開閉無需手工操作，保證安全。
圖4為氣動排矸總成(4)，其中儲氣罐(52)、高速氣閥(15)、截止閥(55)、氣壓表(56)的工作氣壓為0.3—1MPa，高速氣閥(15)的換向頻率限制在每秒0.5—70次，可選用上海氣動元件廠生產(chǎn)的26300結(jié)構(gòu)系列電磁換向閥。臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)安裝在儲氣罐(52)上，以便利用壓力表(56)調(diào)節(jié)高速氣閥(15)要求的臨界氣壓值；廢料桶(19)側(cè)面下端開有小門，從該小門不斷輸出矸石顆粒，廢料桶(19)上端配有溜槽，便于精煤顆粒溜至精煤輸送電子秤(5)上。
按圖5所示的臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)，當氣室(60)內(nèi)的工作氣壓大于或等于臨界氣壓值時，由于彈簧(65)對氣門(63)的上彈力與臨界氣壓相當，氣門(63)受到的豎直向下的合力大于它受到的豎直向上的彈力，交流接觸器常開輔助觸頭(67)不會閉合，吸引線圈(68)不通電，常閉主觸頭(69)保持常閉，使主電路正常供電，本發(fā)明正常運行；當氣室(60)內(nèi)的工作氣壓小于臨界氣壓時，氣門(63)受到的豎直向下的合力小于它受到的豎直向上的彈力，彈簧(65)頂著氣門(63)上升，常開輔助觸頭(67)的動觸頭立即與它的靜觸頭相碰，吸引線圈(68)通電，常閉主觸頭(69)立即分開，主電路斷電，本發(fā)明各部件全部停止工作，避免較低的工作氣壓排矸時導(dǎo)致大量的顆粒矸石混進精煤顆粒。主電路斷電后，操作者可以立即調(diào)整空壓機的壓力傳感接觸器，提高氣室(60)內(nèi)的工作氣壓，恢復(fù)壓縮空氣排除矸石的效率，使煤矸石分選機立即恢復(fù)正常運行。
圖6所示的電器聯(lián)鎖器(14)安裝在精煤輸送電子秤(5)旁邊。精煤輸送電子秤(5)是一種微電腦控制的皮帶電子秤，它能自動調(diào)節(jié)零點，校準后連續(xù)計量，系統(tǒng)動態(tài)精度要求為±0.5％，稱量范圍要求為3—100T/h，六位數(shù)字顯示，打印輸出，皮帶速度為0.3—3米/秒，可選用長沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)貝恩公司生產(chǎn)的CS—5型微電腦控制多托輥皮帶秤。在圖6中，停止按鈕SB4(98)為常閉按鈕，在主電路接通電源時，首先按起動按鈕SB3(76)，KM3吸引線圈(77)通電，KM3常開輔助觸頭(75)和常開主觸頭(97)閉合，電動機M3(95)起動；其次按起動按鈕SB2(79)，KM2吸引線圈(80)通電，KM2常開輔助觸頭(82)和KM2常開主觸頭(94)閉合，電動機M2(22)起動；再按起動按鈕SB1(83)，KM1吸引線圈(84)通電，KM1常開輔助觸頭(86)和KM1常開主觸頭(91)閉合，電動機M1(89)起動。電器聯(lián)鎖器(14)保證了本發(fā)明只能按電動機M3、M2、M1的順序起動，否則都不能起動，從而保證皮帶運輸機(2)和精煤輸送電子秤(5)不會發(fā)生超負荷事故。當不需要本發(fā)明工作時，停止供應(yīng)顆粒原煤，使電動機M1、M2、M3都空載運轉(zhuǎn)，按停止按鈕SB4(98)，則M1、M2、M3和中間繼電器(39)都停止運行，射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)隨之將X光源封閉在屏蔽室(35)中，無需手工封閉。KM4是臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)的交流接觸器(62)，當聯(lián)鎖器(16)的氣室(60)內(nèi)的工作氣壓低于臨界氣壓時，KM4常開輔助觸頭(67)的動觸頭與其靜觸頭相碰閉合，KM4吸引線圈(68)通電，主電路中的KM4常閉主觸頭(69)立即分開，主電路斷電。操作者調(diào)節(jié)好后，按下中間繼電器常開觸頭(88)，再按順序起動M3、M2、M1三個電動機，本發(fā)明立即恢復(fù)正常運行。由于三個熱繼電器的常閉觸頭(78)、(81)、(85)串聯(lián)相接，三個電動機的任何一個過載發(fā)熱，相應(yīng)的常閉觸頭分開，三個電動機和中間繼電器(39)都因控制線路斷電而停止運行。從而提高了本發(fā)明的安全可靠性。
圖7是電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)。在本發(fā)明進行選煤的過程中，首先預(yù)熱電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)約10分鐘，并用定標器(9)校準該系統(tǒng)的各個參數(shù)，打開截止閥(55)，調(diào)節(jié)好臨界氣壓，關(guān)閉分級篩的閘門，檢驗并校準電器聯(lián)鎖器(14)，再打開分級篩準備給料；打開射線源屏蔽室(35)的出口，按順序啟動精煤輸送電子秤(5)、皮帶運輸機(2)、顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)。當顆粒原煤進入皮帶運輸機(2)時，被擋條(20)分割并按鑒別通道排成數(shù)列，勻速前進；當顆粒原煤(24)經(jīng)過同位素X光源(23)的上部時，同位素X光源(23)發(fā)出的X光束，被顆粒原煤(24)減弱一部分后，射進接收探頭(25)，通過其中的光電轉(zhuǎn)換部件在接收探頭串接式懷特跟隨器輸出端(27)輸出計數(shù)率不同的二列負脈沖，計數(shù)率低的負脈沖是矸石顆粒流產(chǎn)生的，計數(shù)率高的負脈沖是煤顆粒流產(chǎn)生的，二列負脈沖同時輸入線性脈沖放大器(8)放大、反相后，輸入到幅度鑒別器(10)，去掉前面產(chǎn)生的噪聲干擾，再輸入到線性計數(shù)率電路(11)，經(jīng)線性計數(shù)率電路(11)的積分器積分合成，把煤顆粒流產(chǎn)生的脈沖變換為一列高電位，把矸石顆粒流產(chǎn)生的脈沖變換為一列低電位，這二列高低不同的電位在時間上互相錯開，形成一列新脈沖序列，該新的合成脈沖序列由積分器輸出端(118)輸出，經(jīng)多脈沖延時裝置(12)的輸入同步計數(shù)器輸入端(117)進行延時，由輸出與非門輸出端(116)輸出，加至脈沖啟停控制電路(13)的輸入端(115)，由與矸石顆粒流對應(yīng)的脈沖序列底部觸發(fā)控制電路(13)的大功率管T2導(dǎo)通，高速氣閥吸引線圈L通電，高速氣閥(15)開啟，壓縮空氣排除矸石，使之落入廢料桶(19)中；而與煤顆粒流對應(yīng)的脈沖序列頂部不觸發(fā)脈沖啟?？刂齐娐?13)，高速氣閥(15)不打開，使煤顆粒流自由進入精煤輸送電子秤(5)。最后按照順序停止顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)、皮帶運輸機(2)、精煤輸送電子秤(5)的啟動電機，降低并使電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的高壓穩(wěn)壓電源(6)輸出為零，關(guān)掉全部電源和氣源，本發(fā)明的工作終止。
在電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中，采用幅度鑒別器(10)和線性計數(shù)率電路(11)，提高了識別煤和矸石的靈敏度，縮短了分辨時間；采用多脈沖延時裝置提高了排矸效率；采用脈沖啟?？刂齐娐诽岣吡藲鈩优彭房偝?4)的靈敏度和穩(wěn)定性。
在圖8中，輸入到多脈沖延時裝置(12)輸入端(117)的脈沖序列，被輸入同步計數(shù)器(128)和BCD譯碼器(129)變換為多個在BCD譯碼器輸出端并行輸出的脈沖，并送到各個脈沖對應(yīng)的單脈沖延時電路中進行延時，最后以原脈沖序列的形式由聯(lián)組與非門(138)和輸出與非門(139)輸出延時脈沖序列。采用多脈沖延時裝置(12)，延遲時間可大于脈沖周期，延時精度遠高于以往的任何單脈沖延時電路，從而保證排除原煤中的絕大多數(shù)矸石。
圖9是脈沖啟?？刂齐娐?13)的一個實施例。已延時的脈沖序列加到脈沖輸入端(115)，與矸石顆粒流相對應(yīng)的脈沖序列底部的電位低于集成運算放大器(169)的反相端的平衡電位，集成運算放大器(169)輸出負電位，經(jīng)非門反相，使大功率管T2導(dǎo)通，使高速氣閥吸引線圈L吸開氣門，壓縮空氣排除矸石；與煤顆粒流對應(yīng)的脈沖序列頂部的電位高于集成運算放大器(169)反相端的平衡電位，集成運算放大器(169)輸出正電位，大功率管T2截止，高速氣閥吸引線圈L不通電，高速氣閥(15)不打開，煤顆粒流自由離開。脈沖啟?？刂齐娐?13)的靈敏度高，能保證穩(wěn)定和快速地排除矸石。
與現(xiàn)有的洗水法選煤技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點一是采用無動力型的同位素X光源，在運行中的電耗和生產(chǎn)成本都很低，初步試用表明，本發(fā)明的電耗是每噸2度，生產(chǎn)成本是每噸2元，而現(xiàn)有洗煤廠的電耗是每噸6.5度，生產(chǎn)成本是每噸8.2元以上；二是固定資產(chǎn)投資遠小于現(xiàn)有洗煤廠，采用本發(fā)明興建一個年選煤能力為180萬噸的選煤廠，初步估算的固定資產(chǎn)投資額只有2000多萬元，而按傳統(tǒng)的洗水工藝興建一個同等規(guī)模的洗煤廠，固定資產(chǎn)投資高達2億元以上；三是整個設(shè)備的體積和重量都遠小于現(xiàn)有洗煤廠，本發(fā)明的長度只有幾米，寬度和高度只有2米左右，適合在煤礦坑口和井下分選顆粒原煤，將矸石處理在井下，大大降低矸石的處理費用，可大幅度提高煤礦的經(jīng)濟效益，而現(xiàn)有的一個年洗煤能力為180萬噸的洗煤廠，占地約幾百畝，設(shè)備龐大，因此不可能在煤礦的坑口興建洗煤廠。本發(fā)明克服了現(xiàn)有洗煤技術(shù)的許多不足，實用性強，在國內(nèi)外有廣闊的市場。
權(quán)利要求
1.一種用射線透射分選原煤的煤矸石分選機，其特征在于它由顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)、皮帶運輸機(2)、電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)、氣動排矸總成(4)、精煤輸送電子秤(5)組成，顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)由破碎機、分級篩和電磁振動給料機組成；皮帶運輸機(2)包括傳送皮帶(29)、金屬直筒托輥(28)、擋條(20)、交流同步電動機M2(22)，傳送皮帶(29)被前后兩個金屬直筒托輥(28)拉成平面，其上面的各個鑒別通道之間用多個擋條(20)相隔開；電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)由煤石識別儀(111)、多脈沖延時裝置(12)、脈沖啟?？刂齐娐?13)串聯(lián)構(gòu)成，其中的煤石識別儀(111)由同位素X光源(23)、接收探頭(25)、高壓穩(wěn)壓電源(6)、低壓電源(7)、線性脈沖放大器(8)、定標器(9)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)率電路(11)組成，接收探頭(25)和同位素X光源(23)分別安裝在傳送皮帶(29)的上下方，并分別置于射線源屏蔽室(35)和接收探頭屏蔽室(26)之中；接收探頭(25)、線性脈沖放大器(8)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)路率電路(11)串聯(lián)相接；氣動排矸總成(4)由高速氣閥(15)、臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)、廢料桶(19)、儲氣罐支架(51)、儲氣罐(52)、截止閥(55)、氣壓表(56)組成，臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)和高速氣閥(15)安裝在儲氣罐(52)上，廢料桶(19)安裝在皮帶運輸機(2)和精煤輸送電子秤(5)之間；精煤輸送電子秤(5)包括皮帶運輸機、微電腦控制系統(tǒng)、數(shù)字顯示器、自動打印稱重器，精煤輸送電子秤(5)安裝在皮帶運輸機(2)出料端的下部，二者的垂直高度差為0.2—1.8米；顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)向皮帶運輸機(2)輸送顆粒原煤時，電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的接收探頭(25)由精煤和矸石輸出相應(yīng)的負脈沖序列，經(jīng)過煤石識別儀(111)識別、多脈沖延時裝置(12)延時后，輸送到脈沖啟?？刂齐娐?13)，控制氣動排矸總成(4)的高速氣閥(15)的開閉，高速氣閥(15)開啟則噴出壓縮空氣排除矸石至廢料桶(19)，高速氣閥(15)關(guān)閉則任精煤傳送到精煤輸送電子秤(5)的傳送皮帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石分選機，其特征在于同位素X光源(23)的平均壽命在三年或三年以上，它發(fā)射的X光的能量在8Kev以上，X光的強度在3毫居里以上，也可以采用軟γ、χ、β混合源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石分選機，其特征在于精煤輸送電子秤(5)、氣動排矸總成(4)、皮帶運輸機(2)和顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)均與一個電器聯(lián)鎖器(14)相連，電器聯(lián)鎖器(14)由臨界氣壓交流接觸控制器(70)、精煤輸送電子秤起停控制器(71)、皮帶運輸機起停控制器(72)、給料系統(tǒng)起?？刂破?73)、中間繼電器(39)構(gòu)成；臨界氣壓交流接觸控制器(70)包括停止按鈕SB4(98)與交流接觸器KM4(62)，停止按鈕SB4(98)的一端與交流接觸器KM4(62)中的常開輔助觸頭(67)的靜觸頭相連，另一端與主電路電源線相連；各路起?？刂破骶善饎影粹o、交流接觸器和熱繼電器構(gòu)成，臨界氣壓交流接觸控制器(70)、精煤輸送電子秤起?？刂破?71)、皮帶運輸機起?？刂破?72)和給料系統(tǒng)起?？刂破?73)并聯(lián)連接，精煤輸送電子秤起?？刂破?71)、皮帶運輸機起?？刂破?72)和給料系統(tǒng)起?？刂破?73)分別通過其中熱繼電器的發(fā)熱元件(96)、(93)、(90)與精煤輸送電子秤(5)中皮帶運輸機的電動機M3(95)、皮帶運輸機(2)中的電動機M2(22)、顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)中給料機的電動機M1(89)相連，各路起?？刂破髦械某ｉ_主觸頭(91)、(94)、(97)均通過交流接觸器KM4(62)的常閉主觸頭(69)與主電路電源線相連；由各起動按鈕按M3、M2、M1的順序起動各電動機；給料系統(tǒng)起停控制器(73)中熱繼電器發(fā)熱元件(90)的FR1常閉觸頭(85)、停止按鈕SB4(98)分別與中間繼電器39的吸引線圈(87)、常開觸頭(88)相連；電器聯(lián)鎖器(14)在各個機電部件出現(xiàn)故障時使主電路斷電，停止給料并關(guān)閉同位素X光源(23)的出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煤矸石分選機，其特征在于射線源屏蔽室(35)與一個可控制其開閉的射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器(21)相連，該聯(lián)鎖器(21)由彈簧(37)、聯(lián)桿(38)構(gòu)成，并與電器聯(lián)鎖器(14)中的中間繼電器(39)相連，其中彈簧(37)一端與屏蔽室(35)底座相連，另一端與帶有通孔的屏蔽室(35)壓蓋相連，聯(lián)桿(38)一端和彈簧(37)一起與屏蔽室(35)壓蓋相連，另一端與中間繼電器(39)的動鐵芯相連，彈簧(37)和聯(lián)桿(38)可推拉屏蔽室(35)壓蓋滑動；當中間繼電器(39)吸引線圈通電時，屏蔽室(35)壓蓋將射線源出口開啟，當中間繼電器(39)吸引線圈斷電時，屏蔽室(35)壓蓋將射線源出口封閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的煤矸石分選機，其特征在于氣動排矸總成(4)中的臨界氣壓機械聯(lián)鎖器(16)由壓力調(diào)節(jié)螺母(58)、進氣端蓋(59)、氣室(60)、密封圈(61)、氣門(63)、螺栓(64)和彈簧(65)構(gòu)成，并與電器聯(lián)鎖器(14)中臨界氣壓交流接觸控制器(70)的交流接觸器KM4(62)相連，密封圈(61)夾在氣室(60)上端環(huán)形平面與進氣端蓋(59)之間，氣室(60)下端圓筒之外徑由外絲螺紋與壓力調(diào)節(jié)螺母(58)連接，氣室(60)內(nèi)部底端放置氣門(63)上端的圓錐臺體，彈簧(65)套住氣門(63)下端并由壓力調(diào)節(jié)螺母(58)托住，氣門(63)下端底部裝有絕緣片(66)，氣室(60)與儲氣罐(52)相通，交流接觸器KM4(62)包括常開輔助觸頭(67)、吸引線圈(68)、常閉主觸頭(69)，常閉主觸頭(69)與主電路電源線相連，常開輔助觸頭(67)與氣門(63)底端相連；當氣室(60)內(nèi)工作氣壓低于臨界氣壓值時，由常閉主觸頭(69)將主電路電源斷電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石分選機，其特征在于電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中，同位素X光源(23)和接收探頭(25)分別安置在皮帶運輸機(2)的傳送皮帶(29)的下方和上方，同位素X光源(23)對顆粒原煤給料系統(tǒng)(1)輸送的精煤和矸石進行X光照射后的X光被減弱，由接收探頭(25)接收后產(chǎn)生二列不同的脈沖序列，依次經(jīng)過線性脈沖放大器(8)、幅度鑒別器(10)、線性計數(shù)率電路(11)處理后，由多脈沖延時裝置(12)延時；電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)的輸出端為脈沖啟?？刂齐娐?13)中大功率管T2的集電極，T2集電極與氣動排矸總成(4)中高速氣閥(15)的吸引線圈L相連，高速氣閥吸引線圈L的另一端與直流電源相接；用以檢驗和校準其他各電路工作參數(shù)的定標器(9)分別與其他各電路相連；高壓穩(wěn)壓電源(6)與接收探頭(25)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的煤矸石分選機，其特征在于電子脈沖信號控制系統(tǒng)(3)中的幅度鑒別器(10)可由單道脈沖分析器替代，線性計數(shù)率電路(11)可由線性率表替代。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的煤矸石分選機，其特征在于多脈沖延時裝置(12)由輸入同步計數(shù)器(128)、BCD譯碼器(129)、聯(lián)組與非門(138)、輸出與非門(139)和多路單脈沖延時電路構(gòu)成，輸入同步計數(shù)器(128)和BCD譯碼器(129)相連組成脈沖序列變換電路，BCD譯碼器(129)的每一輸出端分別與各路單脈沖延時電路中的輸入反相器及前沿D觸發(fā)器相連，各路單脈沖延時電路輸出端和聯(lián)組與非門(138)相連，各聯(lián)組與非門(138)和輸出與非門(139)相連；線性計數(shù)率電路(11)中積分器輸出端(118)與多脈沖延時裝置(12)的輸入同步計數(shù)器(128)輸入端(117)相連，多脈沖延時裝置(12)中輸出與非門(139)輸出端(116)和脈沖啟?？刂齐娐?13)中脈沖輸入端(115)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的煤矸石分選機，其特征在于脈沖啟停控制電路(13)，以集成運算放大器(169)的同相端和反相端，取一端接R2作為脈沖輸入端(115)，取另一端由R1和D1串聯(lián)并接地，R1和D1的接點與電源正極之間接R3，形成平衡電位；集成運算放大器(169)輸出端串聯(lián)R5后，到同相端跨接反饋電阻R4，到地之間則正極相對地串聯(lián)D2和D3，由R5串聯(lián)R6再接T1基極，T1和T2集電極接高速氣閥吸引線圈L一端，L另一端接直流電源，T2發(fā)射極接地；由多脈沖延時裝置(12)輸出的延時脈沖控制線圈L的通斷電，使高速氣閥(15)開啟或關(guān)閉，高速氣閥(15)的換向頻率控制在每秒0.5—70次。
全文摘要
一種采用射線透射分選原煤的煤矸石分選機，由顆粒原煤給料系統(tǒng)、皮帶運輸機、電子脈沖信號控制系統(tǒng)、氣動排矸總成和精煤輸送電子秤構(gòu)成，由給料系統(tǒng)輸送原煤通過射線源和接收探頭之間，探頭將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)信號處理后，控制高速氣閥開閉以排除矸石，并采用射線源屏蔽室機械聯(lián)鎖器、臨界氣壓機械聯(lián)鎖器、電器聯(lián)鎖器，以保證本發(fā)明安全可靠地運行。本發(fā)明分選精度高，實用性強，耗電少，成本低。
文檔編號B07C5/346GK1125645SQ94113310
公開日1996年7月3日 申請日期1994年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月30日
發(fā)明者周春生 申請人:周春生