专利名称：浮选槽选矿的光纤探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测量泡沫浮选法渣滓中煤与构成各种杂质的灰分之间的相对含量，以便监控起泡剂加入的速率，使浮选槽中煤的分离最佳化的光纤探测装置。
已经使用多种方法和装置来控制浮选槽的工作参数(包括浮选槽中起泡添加剂的加入)，以便使浮选槽中煤的分离最佳化。在该方法中，从可燃性材料(煤)中分离出各种杂质，例如，构成各种无机类无用杂质的灰分。美国专利第4，552，651中说明了这样一种装置，该专利公开了用于测量浮选槽中矿浆比重，以控制浮选槽工作的装置。另一种控制浮选槽工作的惯用的方法是目测浮选槽渣滓的灰色色泽。浅灰色将表明在渣滓中有高杂质含量，而深灰色将表示有高的煤含量。但凭操作人员的这种目检，以及接着为使煤的分离最佳化，而以人工控制往浮选槽加入起泡剂的做法，受控制上的不一致和人为误差的支配，具有很明显的缺点。
其他诸如核比重计，科里奥利效应质量流量探测装置、磁流量计、双起泡管比重计和X射线衍射设备等各种装置曾经被用于监控浮选法，然而，这些装置既复杂又昂贵，而且，并不提供浮选槽渣滓中煤含量的简明而实际的读数，以便控制浮选槽工作。
因此，最理想的是获得用于自动地测量浮选渣滓中煤含量的方法和装置，以便控制起泡剂加到浮选槽的速率，使浮选槽中煤的分离最佳化。
在1987年11月6日申请的、申请号为117，264的公知的共同未决的美国专利申请中，说明了测量从分离煤的泡沫浮选槽的渣滓中反射的光线的物理变化，以便控制起泡剂加到浮选槽的速率，使浮选槽中煤的分离最佳化的方法和装置。所述共同未决的申请的发明提供一种光电探测器，该探测器包括光源和浸没在来自泡沫浮选槽的渣滓中的光传感器，所述探测器探测从渣滓中反射的光线，监控起泡剂加入浮选槽，以使煤的分离最佳化。
本发明的目的是提供一种探测装置，该装置借助于把光纤电缆的扫描端浸没在渣滓中(而光电导体和光源处在浮选槽外部)，来监控浮选槽的工作。
图1是浮选槽选矿法和用于控制加到浮选槽的象起泡剂一类的添加剂，使在槽中煤和构成杂质的灰分的分离最优化的新方法和装置的示意图;
图2是用于探测来自浮选槽的渣滓中煤的含量，并说明光纤探测器的新装置的平面图;
图3是一种光纤电缆的截面图;以及图4是同本发明一起使用的最佳型式光纤电缆的截面图。
在使细粒煤与各种杂质分离的泡沫浮选法中，在浮选槽中将起泡添加剂与煤混合，同时，搅拌矿浆以便使泡沫粘附于煤上，因而，煤上升到浮选槽的表面并被排出。构成各种杂质的灰分则穿过浮选槽从相反端排出，以备进一步处理。往往将燃油那样的浮选促集剂加到注入的矿浆中，以增强泡沫对煤的附着性。
在公知的美国专利第4，552，651号中说明了这种浮选法的实例，因而，此处将其中公开的技术引入作为参考。
注意图1，该图示意性地说明浮选槽工作过程，该浮选槽经由加料箱接受煤、构成各种杂质的灰分和水。起泡剂也加到所述加料箱中。槽中混合物的充气导致煤分离，这些煤借助于粘附到泡沫上而上升到表面，然后被排出。浮选渣滓穿过浮选槽流到渣滓箱，然后，被排到沉淀容器以备进一步处理和处置。
在上述将煤从构成各种杂质的灰分离出来的方法中，能够在渣滓中探测出煤分离的程度。如果渣滓是黑色的，表示煤含量很大(煤吸收光线)，反之，浅灰色的渣滓表示粘土含量高而煤含量低。因此，最理想的是获得渣滓色泽的自动读数，以便确定渣滓的煤和构成各种杂质的灰分的含量，来砻髟诟⊙〔壑幸雅懦鲎罴咽康拿骸Ｔ抑杏糜谔讲饣疑蟊浠奶讲馄鳎贾鹿ひ展炭刂谱爸孟蚱鹋菁凉窈图恿舷渲涞墓苈分械目杀渌俾势鹋菁凉┯Ρ梅⒊鲂藕牛员阍黾踊蚣跎倨鹋菁粒垢⊙〔壑忻旱姆掷胱罴鸦Ｒ陨纤鲂藕乓部捎糜诘鹘谌加突蚱渌⊙〈偌良拥阶⑷氲目蠼械乃俾省 上述控制浮选法的系统是借助于把光电探测器10放在与从渣滓箱引出的管路的旁路管路12相通的金属罐14中来实现的。如图1和2中所说明的，探测器10包含光缆15的不规则丝束，该光缆的扫描端13装入置于罐14中的透明的兰宝石帽17内。所述光缆分叉为连接到激光光源21的送光丝束19和连接到在管配件27中的光电传感器25上的受光丝束23。光源19是激光器，但也可以是发光二极管(LED′s)或类似的恒定光源。所述传感器是硫化镉或硒化镉光电导体。
工作时，从激光器发射出的光线经过丝束19传到帽17外面，然后，从煤和构成各种杂质的灰分的矿浆中反向散射到丝束23，再传送到光电导体25，后者耦合到发射机上(参见图1)。
随着渣滓的煤含量增加，煤吸收光线，而随着煤含量减少，渣滓由于反射更多的光线而灰色色泽变浅。煤含量的这种变化将改变由光电导体检测到的反向散射光线的数量。光电导体中电阻的变化导致恒流输出发射机的电压变化，该电压传送到控制可变速率泵的工艺过程控制装置上(参见图1)，从而，控制起泡剂和/或浮选促集剂加入浮选槽。因为，光传感器的电阻与渣滓形式的煤矿浆的反射能力有关，而矿浆的反射能力又取决于煤的含量，因此，本质上能够把光电元件的电阻与煤含量相联系，以便监控浮选槽中煤的分离。
参照图2，所述光缆15借助于密封装置34紧固在金属罐14的上部端面32，并且，向下延伸到罐14的矿浆中。排气管路36放掉罐14中的任何夹杂气体，而矿浆从连接到罐下部斜面40上的管路38中流出。管路38向上延伸到U形延长部分42，后者高于罐的上部端面32，以确保罐保持装满状态。岩石和其他大的颗粒向下移动到罐的斜面40和输出管路38，再向上经过延长部分42而排出，以便处置(真空限流装置44允许矿浆流出排出管而不虹吸出所述罐里面的东西)。在该方式中，可以看到罐的外形、排气管路36和输出管路38允许将空气清除，使罐保持装满，并且，把大石块和矿浆转移到罐外和排除。
已经测定，为了使上述探测器以最佳效率持续工作，必须发射恒定量的光线，这使激光器或各种LED的应用对此用途更为可取。此外，帽17暴露于矿浆中，经过一段时间之后，将在该帽上产生复盖物，从而降低传感器的准确度。已经测定，由超声波能量的周期性的短脉冲群所引起的振动，将可清除帽17上的任何沉淀物。
为此(参见图1和图2)，将超声波换能器经由升压器耦合到喇叭筒上，后者穿过罐14的斜底面40中的密封装置46。由定时器所控制的超声波电源将定期激励所述换能器，以驱动所述喇叭，以便振动矿浆，从而清除影响探测器工作的兰宝石帽上的任何表面复盖物。
由于采用表面硬化的帽，例如在矿浆中的兰宝石帽17，保护在光缆15探测端的玻璃光纤免受由矿浆中各种杂质所引起的腐蚀和染污，同时，必然保持对探测器10的扫描端13所要求的灵敏度。另外，由于光线发射器和传感器是与矿浆隔绝的，因此，整个探测器在结构上更加简化，并且，将具有更长的使用寿命。
下面注意图3和4，该两图说明光缆中玻璃丝的不同排列方式。图3中，各玻璃丝的位置是均匀的，即，规则的。图4中，各玻璃丝无规则地配置。当本发明采用如图3中的玻璃丝排列方式时，送光丝束19与受光丝束23隔开，从而降低了探测器的灵敏度。当采用如图4中所说明的不规则的光缆时，送光和受光玻璃丝是密集的，并且，无规则地分布在丝束中，这增大了探测器10的灵敏度，从而，相对于所要求的灵敏度，允许光源更小些，在功率和亮度方面都可稍弱些。
由此可见，按照上述装置，能够探测到浮选槽渣滓中煤含量的各种物理性能，并且，利用它来控制浮选槽工作，以使选槽中煤的分离最佳化。
权利要求
1.用于监控从煤矿浆中分离出煤的泡沫浮选槽的工作的装置，其特征在于包括a)具有不规则排列的玻璃丝、其终端的扫描端适合于插入矿浆中的光缆，b)所述光缆在离开矿浆的相反端上分叉，并且，具有与光源连接的玻璃丝束以及与接受光线的光电传感器连接的玻璃丝束，所述连接光源的玻璃丝束把光线传送给所述扫描端部分，而所述接收光线的玻璃丝束把从矿浆中反向散射的光线传送给所述光电传感器。
2.权利要求1的装置，其特征在于所述扫描端部分包含硬化的帽，以保护所述扫描端部分免于任何矿浆堆积层。
3.权利要求2的装置，其特征在于所述帽是兰宝石材料的。
4.权利要求1的装置，其特征在于包括使矿浆振动以从所述扫描端部分清除堆积层的装置。
5.权利要求4的装置，其特征在于所述振动装置是超声波能源。
6.用于测定流体中存在的具有不同反射特性的不同固体粒子的装置，其特征在于包括a)装流体的罐，b)丝不规则排列的光缆，该光缆在一端上具有适合于容纳在所述流体中的扫描器，c)所述光缆在相反端上分叉，并且，具有连接到光源的丝束和连接到接受光的光电传感器上的丝束，以便光源丝束适合于经由扫描器将光线射入流体中，而接受光线的丝束把反射散射光线从流体传送到光电传感器，以探测流体中的不同固体粒子。
7.权利要求6的装置，其特征在于所述扫描器有一个硬化的帽。
8.权利要求6的装置，其特征在于包括与所述罐相联系的、使流体振动以从所述扫描器上清除堆积层的装置。
9.权利要求8的装置，其特征在于所述振动装置是超声波能源。
10.权利要求6的装置，其特征在于所述光源是激光器。
全文摘要
用于测定来自煤浮选槽的渣滓的反射率、以便使浮选槽工作最佳化的装置。分叉的光缆具有连接到光源和光电导体的终端，光缆的具有扫描器的终端浸没在煤矿浆中。传送到光缆的扫描器端的光被反向散射到起探测器作用的光电导体上，以便测定渣滓中的煤含量，并经由工艺过程控制装置监控加到浮选槽的起泡剂和促集剂。定时将超声波能振动传送到光缆的扫描器端，以便清除扫描器端上的沉淀物，使探测器的工作最佳化。
文档编号B03D1/14GK1033016SQ8810771
公开日1989年5月24日 申请日期1988年11月5日 优先权日1987年11月6日
发明者海沃德·B·奥布拉德, 迈克尔·G·尼尔逊 申请人:凝固煤公司