УСТРОЙСТВО ТЕРМОГРАФИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ ТЕПЛОПРОВОДНОГО ТИПА

Настоящее техническое решение относится к устройствам для сепарации кусков сырья и может быть использовано для обогащения различного минерального сырья, вторичного сырья и техногенных отходов.
Известно устройство термографической кусковой сепарации сырья, содержащее устройство дозированной подачи кусков сырья, состоящее из приемного бункера, питателя с электроприводом; конвейера с электроприводом; установку электромагнитного излучения сверхвысокой частоты с системой управления, датчики наведенного излучения и вычислительное устройство с входным интерфейсом, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит камеру нагрева энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты, подсоединенную к установке излучения электромагнитного поля сверхвысокой частоты, термографическую систему обработки сигналов термодатчиков наведенного теплового излучения, систему управления электроприводом питателя, валковый раскладчик, систему управления электроприводом конвейера, световой узконаправленный излучатель и фотоприемник, датчик положения, причем выход термографической системы соединен с первым входом входного интерфейса, выход которого соединен через вычислительное устройство с входом выходного интерфейса, а второй выход выходного интерфейса соединен с системой управления электропривода питателя, третий выход выходного интерфейса соединен через систему управления установкой сверхвысокой частоты с ее входом, четвертый выход выходного интерфейса, соединен с системой управления электропривода конвейера, на валу которого установлен датчик положения, соединенный со вторым входом входного интерфейса, при этом первый выход выходного интерфейса через устройство сравнения, блок временной задержки и формирователь импульсов управления связан с электропневмоклапаном, установленным так, чтобы иметь возможность взаимодействовать с разделительным устройством подачи в приемник кусков сырья с содержанием полезного компонента менее порогового значения и приемник кусков сырья с содержанием полезного компонента не менее порогового значения.
Описанное устройство термографической кусковой сепарации сырья является вариантом №6 взаимосвязанной группы изобретений описанных в патенте Р.Ф. (Патент Р.Ф. RU 2326738, МПК, B03B 13/04, B07C 5/344, дата публикации заявки: 10.06.2006).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для осуществления термографической кусковой сепарации сырья, являющееся вариантом №6 взаимосвязанной группы изобретений описанных в патенте Р.Ф. RU 2326738 (Патент Р.Ф. RU 2326738, МПК, B03B 13/04, B07C 5/344, дата публикации заявки: 10.06.2006).
Из общих существенных признаков прототипа, совпадающих с общими существенными признаками заявляемого технического решения, можно выделить: конвейер, термографическую систему, вычислительную систему, исполнительную систему.
Можно выделить следующие недостатки устройства выбранного в качестве прототипа.
1. Сложное аппаратное оформление СВЧ генератора и нагревателя. Дополнительное усложнение вызывает то что, автор устройства, выбранного в качестве прототипа, указывает на необходимость регламентировать (подстраивать под размер каждого куска) частоту излучения. Также, рекомендуется применять высокоинтенсивное излучение. В связи с этим особое значение приобретают вопросы надежного экранирования высокоинтенсивного СВЧ излучения.
2. Снижение эффективности сепарации сырья с повышением его влажности. Известно, что абсолютно сплошных пород, являющихся источником минерального сырья, не содержащих сколь-нибудь малое количество пор, в природе не существует. Имеющиеся пустоты, как правило, занимает вода наряду с другими мобильными компонентами, например, такими как: газы, углеводородные флюиды. Присутствующая в сырье вода находится в свободном и (или) в связанном состоянии [1]. Молекулы воды, являясь диполями, при взаимодействии с электрической составляющей электромагнитного поля сверх высокой частоты неизбежно внесут значительный вклад в нагрев участков, не зависимо от содержания полезной компоненты. Данный эффект, как известно, широко используется, например, в СВЧ печах для нагрева пищи или СВЧ сушке сырья и материалов. При увеличении пористости разделяемого сырья и с увеличением влажности окружающей среды однозначно увеличивается влажность сырья. Для примера можно рассмотреть сырье (металлургический никельсодержащий шлак) содержащее включения штейна. Так, вследствие низкой пористости и гидрофобности компактных включений штейна они имеют относительно постоянную низкую влажность. Куски шлака имеют структуру от стеклообразной до пемзообразной и соответственно могут иметь значения влажности в более широких пределах, в том числе, этому способствует гидрофильность силикатов. Изменение температуры подобного сырья при взаимодействии с СВЧ излучением в большей мере, чем при иных способах изменения температуры, зависит от неравномерности распределения влажности. Таким образом, без учета влажности каждого куска сырья и ее распределения в пределах куска, СВЧ нагрев может давать весьма искаженную информацию для определения областей интереса.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в усовершенствовании устройства для термографической сепарации за счет устранения указанных выше недостатков.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предложено техническое решение, представляющее собой устройство для термографической сепарации сырья, содержащее: конвейер, для перемещения совокупности кусков сепарируемого сырья; термографическую систему регистрации теплового поля кусков сырья; вычислительную систему для анализа содержания полезного компонента в кусках сырья и формирования управляющих сигналов для исполнительной системы; исполнительную систему для разделения кусков и отличающееся тем, что имеет устройство для изменения температуры сырья преимущественно за счет теплопроводности при контакте сырья с поверхностью имеющей температуру отличную от температуры сырья.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью существенных признаков, является существенное упрощение конструкции сепаратора, повышение эффективности сепарации сырья с влажностью отличной от нулевой влажности.
Устройство работает следующим образом. Совокупность кусков сырья на конвейере, подвергается воздействию устройства для изменения температуры, например, интегрированного вибрационного транспортера, транспортирующая поверхность которого имеет отличную температуру от температуры кусков сырья. В результате данного воздействия температура кусков сырья изменяется. Куски сырья в поле обзора термографической системы анализируются на содержание полезного компонента на основании данных о температуре при помощи вычислительной системы, например, на основе электронной вычислительной машины (ЭВМ). Исполнительное устройство получает управляющие сигналы от вычислительной системы и осуществляет разделение исходного сырья, примером подобной системы может являться совокупность электропневмоклапанов, способная воздействовать на целевые куски сырья посредством аэродинамических импульсов.
Реализация заявленной полезной модели не представляет значительных сложностей. Все механические, электромеханические, и электронные компоненты по отдельности хорошо известны и используются в промышленности.
Библиографический список
1. Королев, В.А. Связанная вода в горных породах: Новые факты и проблемы / В.А.Королев // Соросовский образовательный журнал. - 1996. - №9. - С.79-85.
2. Слухоцкий, А.Е. Установки индукционного нагрева [Текст]: Учебное пособие для вузов / А.Е.Слухоцкий, B.C.Немков, Н.А.Павлов, А.В.Бамунэр; Под ред. А.Е.Слухоцкого. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. - 328 с. - С.7.