Установка для обогащения жильного кварца

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЖИЛЬНОГО КВАРЦА(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(72) Авторы Шершнев Евгений Борисович Никитюк Юрий Валерьевич Соколов Сергей Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(57) Установка для обогащения жильного кварца, содержащая лазер, плотность мощности излучения которого превышает порог плавления примесей, и его фокусирующий объектив, устройство прогрева жильного кварца, координатный вибростол, блоки управления лазером, координатным вибростолом и установкой, соединенные с блоком управления установкой, отличающаяся тем, что в качестве устройства прогрева жильного кварца используют полихроматический источник света, плотность мощности которого не превышает порог плавления жильного кварца, с его фокусирующим объективом и блоком управления, соединенным с блоком управления установкой.(56) 1. Патент 2007051047, МПК 01 33/037, 2007. 2. Патент РБ на полезную модель 5147, МПК (2006)03 33/00, 2009 (прототип). 96752013.10.30 Полезная модель относится к устройствам для эффективного удаления лазерным излучением из природного жильного кварца примесных минералов и частиц кварца с включениями инородного материала и может найти применение в стекольной промышленности при получении кварцевого концентрата повышенной чистоты, являющегося исходным материалом для изготовления прозрачного и оптического кварцевого стекла. В природном жильном кварце присутствуют такие примеси, как полевой шпат, мусковит, каолинит и другие комплексные минералы, в которых, в свою очередь, могут содержаться примеси оксида железа (, 23), оксида алюминия (23) и других металлов. Наличие этих примесей нежелательно, так как их наличие дает окраску стеклу либо повышает его хрупкость. Известна установка для обогащения жильного кварца, содержащая устройство нагрева жильного кварца 1. Кроме того, установка содержит вакуумную камеру, электронную пушку и систему откачки паров примесей. Жильный кварц насыпают в емкость и помещают в вакуумной камере. Под воздействием электронного луча происходит плавление жильного кварца, и примеси, такие как бор, фосфор, сурьма, испаряются. Однако данная установка не обеспечивает очистку от примесей, давление паров которых ниже давления паров кварца. Кроме того, известная установка достаточно сложная, так как необходимо обеспечивать вакуум. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является установка для обогащения жильного кварца, содержащая лазер,плотность мощности излучения которого превышает порог плавления примесей, и его фокусирующий объектив, устройство прогрева кварца, координатный вибростол, блоки управления лазером, координатным вибростолом и установкой, соединенные с блоком управления установкой 2. Кроме того, устройство прогрева жильного кварца представляет собой 2-лазер. Под воздействием лазерного излучения частицы жильного кварца, содержащие примесь, расплавляются и слипаются с соседними частицами, после чего удаляются с помощью просеивания через сито. Однако существенными недостатками известной установки являются высокая стоимость используемого оборудования и повышенная опасность поражения органов зрения при работе с 2-лазером вследствие высокого показателя отражения излучения 2 излучения. Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в получении кварцевого концентрата высокой степени чистоты. Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в обеспечении образования агломератов, содержащих примеси, и последующего их удаления. Указанный технический результат достигается тем, что в установке для обогащения жильного кварца, содержащей лазер, плотность мощности излучения которого превышает порог плавления примесей, и его фокусирующий объектив, устройство прогрева жильного кварца, координатный вибростол, блоки управления лазером, координатным вибростолом и установкой, соединенные с блоком управления установкой, согласно полезной модели,в качестве устройства прогрева жильного кварца используют полихроматический источник света, плотность мощности которого не превышает порог плавления жильного кварца,с его фокусирующим объективом и блоком управления, соединенным с блоком управления установкой. Заявляемая полезная модель отличается от прототипа наличием иных конструктивных элементов, а именно полихроматическим источником света, воздействующим на жильный кварц, а не только лазерным излучением. 2 96752013.10.30 Таким образом, заявляемая установка для обогащения жильного кварца соответствует критерию патентоспособности новизна. Полезная модель является промышленно применимой, так как заявляемая совокупность признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи, возникающей в процессе получения кварцевого концентрата повышенной чистоты, являющегося исходным материалом для изготовления прозрачного и оптического кварцевого стекла, и пригодна к осуществлению промышленным способом с использованием существующей технологии производства. Заявляемая полезная модель поясняется фигурой, на которой схематически изображена установка для обогащения жильного кварца, вид сбоку. Установка для обогащения жильного кварца содержит координатный вибростол 1, лазер 2 и его фокусирующий объектив 3, источник полихроматического света 4 и его фокусирующий объектив 5, блоки управления 6, 7 соответственно лазером 2 и источником полихроматического света 4, блок управления координатным столом 8, соединенные с блоком управления установкой 9. Емкость для жильного кварца, устанавливаемая на координатном вибростоле 1, обозначена цифрой 10. Координатный вибростол 1 предназначен для относительного перемещения обогащаемого жильного кварца в горизонтальной плоскости относительно лазера 2 и источника полихроматического света 4. Лазер 2, длина волны которого 1,06 мкм, соответствует диапазону спектра, для которого непрозрачны примеси и включения в порошке, предназначен для нагрева и плавления примесей и включений. Плотность мощности пучка должна превышать порог плавления примесей. Источник полихроматического света 4, спектр излучения которого соответствует диапазону спектра, для которого жильный кварц непрозрачен, предназначен для его прогрева. Плотность мощности света не должна превышать порога плавления жильного кварца. Лазер 2 и источник полихроматического света 4 снабжены соответственно фокусирующими объективами 3, 5 для регулирования плотности мощности и блоками управления 6, 7. Управление вибростолом осуществляет блок управления 8. Программное управление осуществляет блок управления установкой 9, связанный с блоками управления 6, 7, 8, лазером 2 и источником полихроматического света 4. Для регулирования подачи излучения от лазера 2 и источника полихроматического света 4 используют заслонку (на фигуре не показана), предназначенную для отвода излучения из зоны воздействия лазера и источника полихроматического света при установке емкости 10 для жильного кварца на координатном вибростоле 1. Функции отвода тепловой энергии выполняет вода. Электромагнитный клапан предназначен для обдува фокусирующих объективов 3, 5 с целью предотвращения его загрязнения продуктами обработки (на фигуре не показан). Установка для обогащения жильного кварца работает следующим образом. В емкость 10 для жильного кварца насыпают слой жильного кварца толщиной в одну крупинку и устанавливают ее на координатном вибростоле 1. Блок управления установкой 9 подает сигнал на включение лазера 2, источника полихроматического света 4 и клапанов обдува фокусирующих объективов 3, 5 блоку управления 8 координатным вибростолом 1. Координатный вибростол 1 перемещает емкость 10 в зону воздействия источника полихроматического света 4 и лазера 2, при этом, сканируя по длине емкость 10 с жильным кварцем, источник полихроматического света 4 прогревает его, а лазер 2 осуществляет нагрев и плавление примесей и включений. Ширина области сканирования равна диаметру лазерного пучка лазера 2. Пройдя длину емкости, блок управления установкой 9 включает заслонку, и координатный вибростол 1 перемещает емкость 10 в исходное положение, при 3 96752013.10.30 этом смещает зону воздействия лазера 2 и источника полихроматического света 4 на диаметр лазерного пучка лазера 2. После прохождения координатным вибростолом 1 всей площади емкости 10 блок управления 9 дает сигнал на выключение лазера 2 и источника полихроматического света 4 и координатного вибростола 1. В емкости 10 образуются агломераты из кварца и примесей, которые затем могут быть удалены просеиванием через сито. Результатом работы установки для обогащения жильного кварца является получение кварцевого концентрата высокой степени чистоты. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4