专利名称：煤矸石分选机的制作方法
技术领域：
本发明属于物料识别分选技术领域，具体是一种采用射线透射法进行选煤的煤矸石分选机，也可用于其他物料颗粒的分选。
自本世纪60年代以来，国内外一直在研制一种体积小、固定资产投资少、生产成本低、不用洗水识别和分选颗粒原煤的装置。据第十届国际选矿会议文献记载在国外，英国研制过两台“X射线分选机”。在本世纪60年代初，英国苏格兰国立农业工程学院的斯莱特和帕尔梅，根据X光的电磁、吸收和散射理论，利用X射线管发出的X射线连续谱，研制出世界上第一台“X射线分选机”。试用表明这种装置可以从马铃薯中除去石头和泥块；安装在曼纳·波依斯煤矿又可以把颗粒原煤中的矸石分选出来。到1970年，英国苏格兰矿务局科学试验室的D.E.詹金斯和P.B高夫等，在总结斯莱特和帕尔梅试验的基础上，又研制出第二台“X射线分选机”，D·E詹金斯将它命名为“X射线选煤机”。该装置在曼纳·波依斯、基洛奇、纽米兰丹三个煤矿的试用情况表明它分选煤的效果相当好；但是，这类分选机的X光管使得X光源体积庞大，电耗过高，易于老化，稳定性差。稳定性差导致压缩空气排除矸石的误动作产生，造成分选过程中出现精煤误损失，人们称这种误损失为误打。詹金斯试验结果还表明这种误打随入料量的增加而加大，这就使得精煤损失进一步增加和煤矿的经济效益下降。此外，试验结果也表明这类“X射线分选机”的延时装置排矸效率不高，并且随入料量的增加而降低，导致部分矸石逃过压缩空气流窜入精煤群体，人们称矸石窜入精煤群体为“漏打”。这种漏打和前面所说的误打使得“X射线选煤机”不能用于煤碳工业生产。加上X射线管的电耗过高，提高了煤矿的精煤生产成本，使得“X射线选煤机”的研制被迫停止。
在国内，从本世纪70年代末到80年代初，曾经在英国D.E.詹金斯等的帮助下研制过“X射线选煤机”，但是，现在也未成功，基本上还停留在研制阶段，在延时控制、排矸控制、煤矸石识别性能等多方面存在缺陷，并缺乏提高安全可靠性能的联锁控制装置，因此安全可靠性能差，分选精度低，灵敏度低，排矸效率低，稳定性差，精煤质量低，操作不方便，远不能满足实际应用的要求，不能投入实用。
本发明的目的在于提供一种分选精度高、安全性能好、稳定可靠、实用性强的煤矸石分选机，并可用于其他物料的分选。
本发明的技术方案如下它由颗粒原煤给料系统(1)、皮带运输机(2)、电子脉冲信号控制系统(3)、气动排矸总成(4)、精煤输送电子秤(5)组成，颗粒原煤给料系统(1)由破碎机、分级筛和电磁振动给料机组成；皮带运输机(2)包括传送皮带(29)、金属直筒托辊(28)、挡条(20)、交流同步电动机M2(22)，传送皮带(29)被前后两个金属直筒托辊(28)拉成平面，其上面的各个鉴别通道之间用多个挡条(20)相互隔开，颗粒原煤按先后次序排列在各个鉴别通道上；电子脉冲信号控制系统(3)由煤石识别仪(111)、多脉冲延时装置(12)、脉冲启停控制电路(13)串联构成，其中的煤石识别仪(111)由同位素X光源(23)、接收探头(25)、高压稳压电源(6)、低压电源(7)、线性脉冲放大器(8)、定标器(9)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)组成，接收探头(25)和同位素X光源(23)分别安装在传送皮带(29)的上下方，并分别置于射线源屏蔽室(35)和接收探头屏蔽室(26)之中；低压电源(7)分别向接收探头(25)、线性脉冲放大器(8)、定标器(9)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)、多脉冲延时装置(12)、脉冲启停控制电路(13)提供直流电源；接收探头(25)、线性脉冲放大器(8)、幅度鉴别器(10)、线性计数路率电路(11)串联相接；气动排矸总成(4)由高速气阀(15)、临界气压机械联锁器(16)、废料桶(19)、储气罐支架(51)、储气罐(52)、截止阀(55)、气压表(56)组成，临界气压机械联锁器(16)和高速气阀(15)安装在储气罐(52)上，废料桶(19)安装在皮带运输机(2)和精煤输送电子秤(5)之间，废料桶(19)上开有可转运矸石的小门；精煤输送电子秤(5)包括皮带运输机、微电脑控制系统、数字显示器、自动打印称重器，精煤输送电子秤(5)安装在皮带运输机(2)出料端的下部，二者的垂直高度差为0.2—1.8米，颗粒原煤给料系统(1)、皮带运输机(2)、精煤输送电子秤(5)三者的宽度随原煤鉴别通道的数量而变化；颗粒原煤给料系统(1)向皮带运输机(2)输送颗粒原煤时，电子脉冲信号控制系统(3)的接收探头(25)由精煤和矸石输出相应的负脉冲序列，经过煤石识别仪(111)识别、多脉冲延时装置(12)延时后，输送到脉冲启停控制电路(13)，控制气动排矸总成(4)的高速气阀(15)的开闭，高速气阀(15)开启则喷出压缩空气排除矸石至废料桶(19)，高速气阀(15)关闭则任精煤传送到精煤输送电子秤(5)的传送皮带上。同位素X光源(23)的平均寿命在三年或三年以上，它发射的X光的能量在8Kev以上，X光的强度在3毫居里以上，也可以采用软γ、χ、β混合源。射线源屏蔽室(35)与一个可控制其开闭的射线源屏蔽室机械联锁器(21)相连，该联锁器(21)由弹簧(37)、联杆(38)构成，并与电器联锁器(14)中的中间继电器(39)相连，其中弹簧(37)一端与屏蔽室(35)底座相连，另一端与带有通孔的屏蔽室(35)压盖相连，联杆(38)一端和弹簧(37)一起与屏蔽室(35)压盖相连，另一端与中间继电器(39)的动铁芯相连，弹簧(37)和联杆(38)可推拉屏蔽室(35)压盖滑动；当中间继电器(39)吸引线圈通电时，屏蔽室(35)压盖将射线源出口开启，当中间继电器(39)吸引线圈断电时，屏蔽室(35)压盖将射线源出口封闭。气动排矸总成(4)中的临界气压机械联锁器(16)由压力调节螺母(58)、进气端盖(59)、气室(60)、密封圈(61)、气门(63)、螺栓(64)和弹簧(65)构成，并与电器联锁器(14)中临界气压交流接触控制器(70)的交流接触器KM4(62)相连，密封圈(61)夹在气室(60)上端环形平面与进气端盖(59)之间，气室(60)下端圆筒之外径由外丝螺纹与压力调节螺母(58)连接，气室(60)内部底端放置气门(63)上端的圆锥台体，弹簧(65)套住气门(63)下端并由压力调节螺母(58)托住，气门(63)下端底部装有绝缘片(66)，气室(60)与储气罐(52)相通，交流接触器KM4(62)包括常开辅助触头(67)、吸引线圈(68)、常闭主触头(69)，常闭主触头(69)与主电路电源线相连，常开辅助触头(67)与气门(63)底端相连；当气室(60)内工作气压低于临界气压值时，由常闭主触头(69)将主电路电源断电。精煤输送电子秤(2)、气动排矸总成(4)、皮带运输机(2)和颗粒原煤给料系统(1)均与一个电器联锁器(14)相连，电器联锁器(14)由临界气压交流接触控制器(70)、精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)、给料系统起停控制器(73)、中间继电器(39)构成；临界气压交流接触控制器(70)包括停止按钮SB4(98)与交流接触器KM4(62)，停止按钮SB4(98)的一端与交流接触器KM4(62)中的常开辅助触头(67)的静触头相连，另一端与主电路电源线相连；各路起停控制器均由起动按钮、交流接触器和热继电器构成，临界气压交流接触控制器(70)、精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)和给料系统起停控制器(73)并联连接，精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)和给料系统起停控制器(73)分别通过其中热继电器的发热元件(96)、(93)、(90)与精煤输送电子秤(5)中皮带运输机的电动机M3(95)、皮带运输机(2)中的电动机M2(22)、颗粒原煤给料系统(1)中给料机的电动机M1(89)相连，各路起停控制器中的常开主触头(91)、(94)、(97)均通过交流接触器KM4(62)的常闭主触头(69)与主电路电源线相连；由各起动按钮按M3、M2、M1的顺序起动各电动机；给料系统起停控制器(73)中热继电器发热元件(90)的FR1常闭触头(85)、停止按钮SB4(98)分别与中间继电器(39)的吸引线圈(87)、常开触头(88)相连；电器联锁器(14)在各个机电部件出现故障时使主电路断电，停止给料并关闭同位素X光源(23)的出口。
电子脉冲信号控制系统(3)中，同位素X光源(23)和接收探头(25)分别安置在皮带运输机(2)的传送皮带(29)的下方和上方，同位素X光源(23)对颗粒原煤给料系统(1)输送的精煤和矸石进行X光照射后的X光被减弱，由接收探头(25)接收后产生二列不同的脉冲序列，依次经过线性脉冲放大器(8)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)处理后，由多脉冲延时装置(12)延时；电子脉冲信号控制系统(3)的输出端为脉冲启停控制电路(13)中大功率管T2的集电极，T2集电极与气动排矸总成(4)中高速气阀(15)的吸引线圈L相连，高速气阀吸引线圈L的另一端与直流电源相接；用以检验和校准其他各电路工作参数的定标器(9)分别与其他各电路相连；高压稳压电源(6)与接收探头(25)相连。煤石识别仪(111)对各级颗粒原煤的分辨时间为0.01—0.001秒。
电子脉冲信号控制系统(3)中的幅度鉴别器(10)可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路(11)可由线性率表替代。
多脉冲延时装置(12)由输入同步计数器(128)、BCD译码器(129)、联组与非门(138)、输出与非门(139)和多路单脉冲延时电路构成，输入同步计数器(128)和BCD译码器(129)相连组成脉冲序列变换电路，BCD译码器(129)的每一输出端分别与各路单脉冲延时电路中的输入反相器及前沿D触发器相连，各路单脉冲延时电路输出端与联组与非门(138)相连，各联组与非门(138)和输出与非门(139)相连；线性计数率电路(11)中积分器输出端(118)与多脉冲延时装置(12)的输入同步计数器(128)输入端(117)相连，多脉冲延时装置(12)中输出与非门(139)输出端(116)和脉冲启停控制电路(13)中脉冲输入端(115)相连。
电子脉冲信号控制系统(3)中的脉冲启停控制电路(13)，以集成运算放大器(169)的同相端和反相端，取一端接R2作为脉冲输入端(115)，取另一端由R1和D1串联并接地，R1和D1的接点与电源正极之间接R3，形成平衡电位；集成运算放大器(169)输出端串联R5后，到同相端跨接反馈电阻R4，到地之间则正极相对地串联D2和D3，由R5串联R6再接T1基极，T1和T2集电极接高速气阀吸引线圈L一端，L另一端接直流电源，T2发射极接地。由多脉冲延时装置(12)输出的延时脉冲控制线圈L的通断电，使高速气阀(15)开启或关闭；高速气阀(15)的换向频率控制在每秒0.5—70次。
本发明中的电子脉冲信号控制系统(3)和气动排矸总成(4)可以识别和分选厚度为12—100毫米以上的各级颗粒原煤中的精煤和矸石。
在本发明的上述技术方案中，电子脉冲信号控制系统(3)一是采用了不耗电的同位素X光源(23)，性能十分稳定；二是采用了延时精度高的多脉冲延时装置(12)，具有高灵敏度和高稳定性；三是采用灵敏度高的脉冲启停控制电路(13)，可控制高速气阀(15)快速反应动作。对驱动高速气阀(15)的工作气压进行联锁控制，一旦工作气压低于临界气压值，由临界气压机械联锁器(16)切断主电路电源，停止整个系统的工作，避免漏选矸石。同位素X光源(23)的屏蔽室(35)的出口采用机械联锁器(21)控制，当机电部件发生故障或停电影响系统工作，或关闭整个系统时，可自动将屏蔽室(35)的出口封闭，以保证安全。由电器联锁器(14)分别控制精煤输送电子秤(5)、皮带运输机(2)、颗粒原煤给料系统(1)三大部件的电动机M3、M2、M1依次启动，避免设备超负荷运行而损坏，并通过热继电器串联实现电动机的过载热保护及故障保护，提高本发明的安全可靠性；电器联锁器(14)还分别与临界气压机械联锁器(16)和射线源屏蔽室机械联锁器(21)相连，实现统一控制，使本发明稳定可靠，操作方便，安全性能好。本发明对精煤和矸石的分选精度高，实用性强，可以满足煤炭工业生产的实际需要。还可用于其他物料的分选。
以下结合附图及实施例详述本发明。
图1是本发明的总体结构图。
图2是皮带运输机(2)的结构图；图3—1是射线源屏蔽室机械联锁器(21)的封闭状态结构图；图3—2是射线源屏蔽室机械联锁器(21)的开启状态结构图；图4是气动排矸总成(4)的结构图；图5是临界气压机械联锁器(16)的结构图；图6是电器联锁器(14)的控制线路原理图；图7是电子脉冲信号控制系统(3)的原理结构框图；图8是多脉冲延时装置(12)的电路原理图；图9是脉冲启停控制电路(13)的原理图。
图1反映了本发明的整体结构。同位素X光源(23)发出的X光束为线状标识光谱，设其强度为I。，该光束透射颗粒原煤(24)后，强度减弱为I＝I。e-μt，式中的t为煤或矸石的厚度，μ为煤或矸石对X光的衰减常数，同位素X光源可保证μ值长期稳定，使本发明的识别性能稳定。当煤或矸石的厚度t为某一确定范围时，由于矸石对X光的衰减常数μ1大于煤对X光的衰减常数μ2，使得透过煤的X光强度I2大于透过矸石的X光强度I1，通过电子脉冲信号控制系统(3)的原煤识别和信号处理，测出二者强度的不同大小，并将接收的不同X光强度转换为二个不同的电位，去除其中由煤颗粒流产生的相应电位，利用矸石颗粒流对应的电位排除颗粒原煤(24)中的矸石。
颗粒原煤给料系统(1)的破碎机和分级筛是一般煤机厂的产品，可根据要求选择，电磁振动给料机可从湖南省湘乡市无线电厂为水泥厂配料生产的1—5号电磁振动给料机或其他类似产品中选用。当颗粒原煤给料系统(1)的电器出现故障或气动排矸总成(4)的工作气压低于临界值时，电器联锁器(14)立即将主电路及整个设备断电，并终止给料，保证设备的安全运转和精煤的质量。
图2所示的皮带运输机(2)，四个连接件(30)将二个直筒托辊(28)和传送皮带(29)固定在支座(27)上，传送皮带(29)上安装着挡条(20)以将各个鉴别通道隔开，颗料原煤按鉴别通道排成数列通过；在挡条(20)上安装着接收探头屏蔽室(26)，其中的多个接收探头(25)按鉴别通道排成一行，并安装在接收探头屏蔽室(26)的内腔中；射线源屏蔽室机械联锁器(21)安装在接收探头屏蔽室(26)下面的传送皮带(29)的中间。本发明的这种X光源在下、接收探头在上的结构，易于安装和维修，也便于设置防护层。射线源屏蔽室机械联锁器(21)可半自动控制射线源出口的半闭，取代手工操作，提高了工作效率和安全系数。
按图3—1和图3—2所示的射线源屏蔽室机械联锁控制器，当中间继电器K(39)的吸引线圈(41)不通电时，屏蔽室(35)处于图3—1表示的封闭状态，屏蔽室压盖(43)将同位素X光源(23)发出的辐射全部封闭在屏蔽室(35)中；如果使吸引线圈(41)通电，动铁芯(42)被吸引线圈(41)吸引，带动联杆(38)，则将屏蔽室压盖(43)拉向吸引线圈(41)的近边，使压盖通孔(44)与射线源定位孔(48)同心重合，X光源(23)发出的辐射按图3—2所示射出压盖通孔(44)。当不需要X射线时，按中间继电器K(39)的按钮，使其吸引线圈(41)断电，屏蔽室(35)立即返回图3—1所示的状态，X射线被封闭在屏蔽室(35)中，实现机电装置开闭射线源的半自动联锁控制。当电源突然停电时，则自动关闭射线源。这就使射线源开闭无需手工操作，保证安全。
图4为气动排矸总成(4)，其中储气罐(52)、高速气阀(15)、截止阀(55)、气压表(56)的工作气压为0.3—1MPa，高速气阀(15)的换向频率限制在每秒0.5—70次，可选用上海气动元件厂生产的26300结构系列电磁换向阀。临界气压机械联锁器(16)安装在储气罐(52)上，以便利用压力表(56)调节高速气阀(15)要求的临界气压值；废料桶(19)侧面下端开有小门，从该小门不断输出矸石颗粒，废料桶(19)上端配有溜槽，便于精煤颗粒溜至精煤输送电子秤(5)上。
按图5所示的临界气压机械联锁器(16)，当气室(60)内的工作气压大于或等于临界气压值时，由于弹簧(65)对气门(63)的上弹力与临界气压相当，气门(63)受到的竖直向下的合力大于它受到的竖直向上的弹力，交流接触器常开辅助触头(67)不会闭合，吸引线圈(68)不通电，常闭主触头(69)保持常闭，使主电路正常供电，本发明正常运行；当气室(60)内的工作气压小于临界气压时，气门(63)受到的竖直向下的合力小于它受到的竖直向上的弹力，弹簧(65)顶着气门(63)上升，常开辅助触头(67)的动触头立即与它的静触头相碰，吸引线圈(68)通电，常闭主触头(69)立即分开，主电路断电，本发明各部件全部停止工作，避免较低的工作气压排矸时导致大量的颗粒矸石混进精煤颗粒。主电路断电后，操作者可以立即调整空压机的压力传感接触器，提高气室(60)内的工作气压，恢复压缩空气排除矸石的效率，使煤矸石分选机立即恢复正常运行。
图6所示的电器联锁器(14)安装在精煤输送电子秤(5)旁边。精煤输送电子秤(5)是一种微电脑控制的皮带电子秤，它能自动调节零点，校准后连续计量，系统动态精度要求为±0.5％，称量范围要求为3—100T/h，六位数字显示，打印输出，皮带速度为0.3—3米/秒，可选用长沙高新技术产业区贝恩公司生产的CS—5型微电脑控制多托辊皮带秤。在图6中，停止按钮SB4(98)为常闭按钮，在主电路接通电源时，首先按起动按钮SB3(76)，KM3吸引线圈(77)通电，KM3常开辅助触头(75)和常开主触头(97)闭合，电动机M3(95)起动；其次按起动按钮SB2(79)，KM2吸引线圈(80)通电，KM2常开辅助触头(82)和KM2常开主触头(94)闭合，电动机M2(22)起动；再按起动按钮SB1(83)，KM1吸引线圈(84)通电，KM1常开辅助触头(86)和KM1常开主触头(91)闭合，电动机M1(89)起动。电器联锁器(14)保证了本发明只能按电动机M3、M2、M1的顺序起动，否则都不能起动，从而保证皮带运输机(2)和精煤输送电子秤(5)不会发生超负荷事故。当不需要本发明工作时，停止供应颗粒原煤，使电动机M1、M2、M3都空载运转，按停止按钮SB4(98)，则M1、M2、M3和中间继电器(39)都停止运行，射线源屏蔽室机械联锁器(21)随之将X光源封闭在屏蔽室(35)中，无需手工封闭。KM4是临界气压机械联锁器(16)的交流接触器(62)，当联锁器(16)的气室(60)内的工作气压低于临界气压时，KM4常开辅助触头(67)的动触头与其静触头相碰闭合，KM4吸引线圈(68)通电，主电路中的KM4常闭主触头(69)立即分开，主电路断电。操作者调节好后，按下中间继电器常开触头(88)，再按顺序起动M3、M2、M1三个电动机，本发明立即恢复正常运行。由于三个热继电器的常闭触头(78)、(81)、(85)串联相接，三个电动机的任何一个过载发热，相应的常闭触头分开，三个电动机和中间继电器(39)都因控制线路断电而停止运行。从而提高了本发明的安全可靠性。
图7是电子脉冲信号控制系统(3)。在本发明进行选煤的过程中，首先预热电子脉冲信号控制系统(3)约10分钟，并用定标器(9)校准该系统的各个参数，打开截止阀(55)，调节好临界气压，关闭分级筛的闸门，检验并校准电器联锁器(14)，再打开分级筛准备给料；打开射线源屏蔽室(35)的出口，按顺序启动精煤输送电子秤(5)、皮带运输机(2)、颗粒原煤给料系统(1)。当颗粒原煤进入皮带运输机(2)时，被挡条(20)分割并按鉴别通道排成数列，匀速前进；当颗粒原煤(24)经过同位素X光源(23)的上部时，同位素X光源(23)发出的X光束，被颗粒原煤(24)减弱一部分后，射进接收探头(25)，通过其中的光电转换部件在接收探头串接式怀特跟随器输出端(27)输出计数率不同的二列负脉冲，计数率低的负脉冲是矸石颗粒流产生的，计数率高的负脉冲是煤颗粒流产生的，二列负脉冲同时输入线性脉冲放大器(8)放大、反相后，输入到幅度鉴别器(10)，去掉前面产生的噪声干扰，再输入到线性计数率电路(11)，经线性计数率电路(11)的积分器积分合成，把煤颗粒流产生的脉冲变换为一列高电位，把矸石颗粒流产生的脉冲变换为一列低电位，这二列高低不同的电位在时间上互相错开，形成一列新脉冲序列，该新的合成脉冲序列由积分器输出端(118)输出，经多脉冲延时装置(12)的输入同步计数器输入端(117)进行延时，由输出与非门输出端(116)输出，加至脉冲启停控制电路(13)的输入端(115)，由与矸石颗粒流对应的脉冲序列底部触发控制电路(13)的大功率管T2导通，高速气阀吸引线圈L通电，高速气阀(15)开启，压缩空气排除矸石，使之落入废料桶(19)中；而与煤颗粒流对应的脉冲序列顶部不触发脉冲启停控制电路(13)，高速气阀(15)不打开，使煤颗粒流自由进入精煤输送电子秤(5)。最后按照顺序停止颗粒原煤给料系统(1)、皮带运输机(2)、精煤输送电子秤(5)的启动电机，降低并使电子脉冲信号控制系统(3)的高压稳压电源(6)输出为零，关掉全部电源和气源，本发明的工作终止。
在电子脉冲信号控制系统(3)中，采用幅度鉴别器(10)和线性计数率电路(11)，提高了识别煤和矸石的灵敏度，缩短了分辨时间；采用多脉冲延时装置提高了排矸效率；采用脉冲启停控制电路提高了气动排矸总成(4)的灵敏度和稳定性。
在图8中，输入到多脉冲延时装置(12)输入端(117)的脉冲序列，被输入同步计数器(128)和BCD译码器(129)变换为多个在BCD译码器输出端并行输出的脉冲，并送到各个脉冲对应的单脉冲延时电路中进行延时，最后以原脉冲序列的形式由联组与非门(138)和输出与非门(139)输出延时脉冲序列。采用多脉冲延时装置(12)，延迟时间可大于脉冲周期，延时精度远高于以往的任何单脉冲延时电路，从而保证排除原煤中的绝大多数矸石。
图9是脉冲启停控制电路(13)的一个实施例。已延时的脉冲序列加到脉冲输入端(115)，与矸石颗粒流相对应的脉冲序列底部的电位低于集成运算放大器(169)的反相端的平衡电位，集成运算放大器(169)输出负电位，经非门反相，使大功率管T2导通，使高速气阀吸引线圈L吸开气门，压缩空气排除矸石；与煤颗粒流对应的脉冲序列顶部的电位高于集成运算放大器(169)反相端的平衡电位，集成运算放大器(169)输出正电位，大功率管T2截止，高速气阀吸引线圈L不通电，高速气阀(15)不打开，煤颗粒流自由离开。脉冲启停控制电路(13)的灵敏度高，能保证稳定和快速地排除矸石。
与现有的洗水法选煤技术相比，本发明有如下优点一是采用无动力型的同位素X光源，在运行中的电耗和生产成本都很低，初步试用表明，本发明的电耗是每吨2度，生产成本是每吨2元，而现有洗煤厂的电耗是每吨6.5度，生产成本是每吨8.2元以上；二是固定资产投资远小于现有洗煤厂，采用本发明兴建一个年选煤能力为180万吨的选煤厂，初步估算的固定资产投资额只有2000多万元，而按传统的洗水工艺兴建一个同等规模的洗煤厂，固定资产投资高达2亿元以上；三是整个设备的体积和重量都远小于现有洗煤厂，本发明的长度只有几米，宽度和高度只有2米左右，适合在煤矿坑口和井下分选颗粒原煤，将矸石处理在井下，大大降低矸石的处理费用，可大幅度提高煤矿的经济效益，而现有的一个年洗煤能力为180万吨的洗煤厂，占地约几百亩，设备庞大，因此不可能在煤矿的坑口兴建洗煤厂。本发明克服了现有洗煤技术的许多不足，实用性强，在国内外有广阔的市场。
权利要求
1.一种用射线透射分选原煤的煤矸石分选机，其特征在于它由颗粒原煤给料系统(1)、皮带运输机(2)、电子脉冲信号控制系统(3)、气动排矸总成(4)、精煤输送电子秤(5)组成，颗粒原煤给料系统(1)由破碎机、分级筛和电磁振动给料机组成；皮带运输机(2)包括传送皮带(29)、金属直筒托辊(28)、挡条(20)、交流同步电动机M2(22)，传送皮带(29)被前后两个金属直筒托辊(28)拉成平面，其上面的各个鉴别通道之间用多个挡条(20)相隔开；电子脉冲信号控制系统(3)由煤石识别仪(111)、多脉冲延时装置(12)、脉冲启停控制电路(13)串联构成，其中的煤石识别仪(111)由同位素X光源(23)、接收探头(25)、高压稳压电源(6)、低压电源(7)、线性脉冲放大器(8)、定标器(9)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)组成，接收探头(25)和同位素X光源(23)分别安装在传送皮带(29)的上下方，并分别置于射线源屏蔽室(35)和接收探头屏蔽室(26)之中；接收探头(25)、线性脉冲放大器(8)、幅度鉴别器(10)、线性计数路率电路(11)串联相接；气动排矸总成(4)由高速气阀(15)、临界气压机械联锁器(16)、废料桶(19)、储气罐支架(51)、储气罐(52)、截止阀(55)、气压表(56)组成，临界气压机械联锁器(16)和高速气阀(15)安装在储气罐(52)上，废料桶(19)安装在皮带运输机(2)和精煤输送电子秤(5)之间；精煤输送电子秤(5)包括皮带运输机、微电脑控制系统、数字显示器、自动打印称重器，精煤输送电子秤(5)安装在皮带运输机(2)出料端的下部，二者的垂直高度差为0.2—1.8米；颗粒原煤给料系统(1)向皮带运输机(2)输送颗粒原煤时，电子脉冲信号控制系统(3)的接收探头(25)由精煤和矸石输出相应的负脉冲序列，经过煤石识别仪(111)识别、多脉冲延时装置(12)延时后，输送到脉冲启停控制电路(13)，控制气动排矸总成(4)的高速气阀(15)的开闭，高速气阀(15)开启则喷出压缩空气排除矸石至废料桶(19)，高速气阀(15)关闭则任精煤传送到精煤输送电子秤(5)的传送皮带上。
2.根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于同位素X光源(23)的平均寿命在三年或三年以上，它发射的X光的能量在8Kev以上，X光的强度在3毫居里以上，也可以采用软γ、χ、β混合源。
3.根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于精煤输送电子秤(5)、气动排矸总成(4)、皮带运输机(2)和颗粒原煤给料系统(1)均与一个电器联锁器(14)相连，电器联锁器(14)由临界气压交流接触控制器(70)、精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)、给料系统起停控制器(73)、中间继电器(39)构成；临界气压交流接触控制器(70)包括停止按钮SB4(98)与交流接触器KM4(62)，停止按钮SB4(98)的一端与交流接触器KM4(62)中的常开辅助触头(67)的静触头相连，另一端与主电路电源线相连；各路起停控制器均由起动按钮、交流接触器和热继电器构成，临界气压交流接触控制器(70)、精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)和给料系统起停控制器(73)并联连接，精煤输送电子秤起停控制器(71)、皮带运输机起停控制器(72)和给料系统起停控制器(73)分别通过其中热继电器的发热元件(96)、(93)、(90)与精煤输送电子秤(5)中皮带运输机的电动机M3(95)、皮带运输机(2)中的电动机M2(22)、颗粒原煤给料系统(1)中给料机的电动机M1(89)相连，各路起停控制器中的常开主触头(91)、(94)、(97)均通过交流接触器KM4(62)的常闭主触头(69)与主电路电源线相连；由各起动按钮按M3、M2、M1的顺序起动各电动机；给料系统起停控制器(73)中热继电器发热元件(90)的FR1常闭触头(85)、停止按钮SB4(98)分别与中间继电器39的吸引线圈(87)、常开触头(88)相连；电器联锁器(14)在各个机电部件出现故障时使主电路断电，停止给料并关闭同位素X光源(23)的出口。
4.根据权利要求1或3所述的煤矸石分选机，其特征在于射线源屏蔽室(35)与一个可控制其开闭的射线源屏蔽室机械联锁器(21)相连，该联锁器(21)由弹簧(37)、联杆(38)构成，并与电器联锁器(14)中的中间继电器(39)相连，其中弹簧(37)一端与屏蔽室(35)底座相连，另一端与带有通孔的屏蔽室(35)压盖相连，联杆(38)一端和弹簧(37)一起与屏蔽室(35)压盖相连，另一端与中间继电器(39)的动铁芯相连，弹簧(37)和联杆(38)可推拉屏蔽室(35)压盖滑动；当中间继电器(39)吸引线圈通电时，屏蔽室(35)压盖将射线源出口开启，当中间继电器(39)吸引线圈断电时，屏蔽室(35)压盖将射线源出口封闭。
5.根据权利要求1或3所述的煤矸石分选机，其特征在于气动排矸总成(4)中的临界气压机械联锁器(16)由压力调节螺母(58)、进气端盖(59)、气室(60)、密封圈(61)、气门(63)、螺栓(64)和弹簧(65)构成，并与电器联锁器(14)中临界气压交流接触控制器(70)的交流接触器KM4(62)相连，密封圈(61)夹在气室(60)上端环形平面与进气端盖(59)之间，气室(60)下端圆筒之外径由外丝螺纹与压力调节螺母(58)连接，气室(60)内部底端放置气门(63)上端的圆锥台体，弹簧(65)套住气门(63)下端并由压力调节螺母(58)托住，气门(63)下端底部装有绝缘片(66)，气室(60)与储气罐(52)相通，交流接触器KM4(62)包括常开辅助触头(67)、吸引线圈(68)、常闭主触头(69)，常闭主触头(69)与主电路电源线相连，常开辅助触头(67)与气门(63)底端相连；当气室(60)内工作气压低于临界气压值时，由常闭主触头(69)将主电路电源断电。
6.根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于电子脉冲信号控制系统(3)中，同位素X光源(23)和接收探头(25)分别安置在皮带运输机(2)的传送皮带(29)的下方和上方，同位素X光源(23)对颗粒原煤给料系统(1)输送的精煤和矸石进行X光照射后的X光被减弱，由接收探头(25)接收后产生二列不同的脉冲序列，依次经过线性脉冲放大器(8)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)处理后，由多脉冲延时装置(12)延时；电子脉冲信号控制系统(3)的输出端为脉冲启停控制电路(13)中大功率管T2的集电极，T2集电极与气动排矸总成(4)中高速气阀(15)的吸引线圈L相连，高速气阀吸引线圈L的另一端与直流电源相接；用以检验和校准其他各电路工作参数的定标器(9)分别与其他各电路相连；高压稳压电源(6)与接收探头(25)相连。
7.根据权利要求1或6所述的煤矸石分选机，其特征在于电子脉冲信号控制系统(3)中的幅度鉴别器(10)可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路(11)可由线性率表替代。
8.根据权利要求1或6所述的煤矸石分选机，其特征在于多脉冲延时装置(12)由输入同步计数器(128)、BCD译码器(129)、联组与非门(138)、输出与非门(139)和多路单脉冲延时电路构成，输入同步计数器(128)和BCD译码器(129)相连组成脉冲序列变换电路，BCD译码器(129)的每一输出端分别与各路单脉冲延时电路中的输入反相器及前沿D触发器相连，各路单脉冲延时电路输出端和联组与非门(138)相连，各联组与非门(138)和输出与非门(139)相连；线性计数率电路(11)中积分器输出端(118)与多脉冲延时装置(12)的输入同步计数器(128)输入端(117)相连，多脉冲延时装置(12)中输出与非门(139)输出端(116)和脉冲启停控制电路(13)中脉冲输入端(115)相连。
9.根据权利要求1或6所述的煤矸石分选机，其特征在于脉冲启停控制电路(13)，以集成运算放大器(169)的同相端和反相端，取一端接R2作为脉冲输入端(115)，取另一端由R1和D1串联并接地，R1和D1的接点与电源正极之间接R3，形成平衡电位；集成运算放大器(169)输出端串联R5后，到同相端跨接反馈电阻R4，到地之间则正极相对地串联D2和D3，由R5串联R6再接T1基极，T1和T2集电极接高速气阀吸引线圈L一端，L另一端接直流电源，T2发射极接地；由多脉冲延时装置(12)输出的延时脉冲控制线圈L的通断电，使高速气阀(15)开启或关闭，高速气阀(15)的换向频率控制在每秒0.5—70次。
全文摘要
一种采用射线透射分选原煤的煤矸石分选机，由颗粒原煤给料系统、皮带运输机、电子脉冲信号控制系统、气动排矸总成和精煤输送电子秤构成，由给料系统输送原煤通过射线源和接收探头之间，探头将接收的光信号转换为电信号，经信号处理后，控制高速气阀开闭以排除矸石，并采用射线源屏蔽室机械联锁器、临界气压机械联锁器、电器联锁器，以保证本发明安全可靠地运行。本发明分选精度高，实用性强，耗电少，成本低。
文档编号B07C5/346GK1125645SQ94113310
公开日1996年7月3日 申请日期1994年12月30日 优先权日1994年12月30日
发明者周春生 申请人:周春生