CN104198231B - 一种智能制样方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能制样方法,所述方法采用智能制样系统来完成，所述系统包括:第一机械臂、第一主体单元、第二机械臂、烘干单元、第三机械臂、第二主体单元；通过上述方法能够对采集的煤样进行智能制样，提高了制样的效率、并节省了系统的空间。

Description

一种智能制样方法

技术领域

本发明涉及煤样监测领域，具体而言是一种智能制样方法。

背景技术

在煤炭的交易以及将来对煤炭的数字化智能化管理中，对煤炭的品质的把握是一件很关键的事情。以往，为了通过仪器实时检测到每批煤的品质，工作人员需要完全通过手工来制作煤样。从颗粒大小不匀的煤块到能够直接用于仪器检测的煤粉需要经过很多道程序才能完成，每天反复地做这些工作对于工作人员来说是一件特别辛苦的体力劳动。而且在整个制样过程中，工作人员都需要长时间工作在高粉尘高噪声的环境之中，工作效率很低而且环境恶劣，这对于工作人员的健康有着严重的影响。另外由于人为因素的影响，所以很难保证样品的准确性。为了解决上述问题，市场上出现了一些自动制样机和在线制样系统，这类制样机和在线制样系统只完成了从采集到3mm煤样的制作，之后还要通过人工制作成0.2mm煤样，才可以用于仪器检测。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自动化程度高，准确性好、环保的制样方法。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面提供了一种智能制样方法，所述方法采用智能制样系统来完成制样,所述系统包括:第一机械臂、第一主体机架、第二机械臂、烘干单元、第三机械臂、第二主体机架；所述第一机械臂用于将待制煤样的物料提升至所述第一主体机架上方的入口；所述第一主体机架，从上方接收所述物料，将所述物料制备成3mm烘干煤样，从下方溜出；第二机械臂，所述第二机械臂从所述第一主体机架下方接收所述3mm烘干煤样，并将所述物料传送至烘干单元；所述烘干单元用于对所述3mm烘干煤样进行烘干；所述烘干单元包括烘干箱和搅拌器，所述搅拌器位于烘干箱上部，并能够上下移动从而进入或离开所述烘干箱中的物料容器；所述第三机械臂，接收所述烘干单元中的烘干后的煤样，并将所述煤样提升至所述第二主体机架的顶部入口；所述第二主体机架，从上方接收所述烘干单元烘干后的煤样，将所述煤样制备成3mm烘干煤样，并从其下方出口溜出0.2mm煤样。

优选地,所述第一主体机架包括：立柱、第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、第五支撑架；所述立柱包括多根竖直设置，从而使得所述第一主体机架具有预定的高度；第五支撑架、第四支撑架、第三支撑架、第二支撑架、第一支撑架自上而下依次设置在所述第一主体机架上；所述五层支撑架上设置所述混合器，用于接收煤样并将接收来的煤样进行混合；所述第四支撑架上设置有一级震动给料机和一级缩分二分器，所述一级震动给料机从所述混合器中接收煤样后均匀地输送到所述一级缩分二分器中以实现对煤样二次混合和均等缩分；所述第三支撑架上设置有破碎机，所述破碎机接收来自所述一级缩分二分器的物料并将其破碎成3mm煤样；所述第二支撑架上设置有二级缩分旋转缩分器，用于接收所述破碎机破碎的物料，并对所述物料进行缩分。

优选地，所述第二主体机架包括：第二组立柱、底部固定架、第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架；所述第二组立柱包括多根竖直设置，从而使得所述第二主体机架具有预定的高度；所述第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架、第九支撑架自下而上依次设置在所述第二组立柱上；所述第九支撑架上设置接样漏斗，从所述第三机械臂上接收3mm烘干煤样，然后溜送至所述三级缩分二分器中；所述第八支撑架上设置三级缩分二分器、三级缩分电机，所述三级缩分二分器位于所述接样漏斗下方；所述三级缩分电机位于所述三级缩分二分器一侧，驱动所述三级缩分二分器在水平方向上往复运动；所述第七支撑架上设置四级缩分二分器和所述四级缩分电机；所述四级缩分二分器和所述四级缩分电机；所述第七支撑架上设置送样漏斗，位于所述四级缩分二分器下方；所述第六支撑架上设置制粉机，所述制粉机对从所述送样漏斗中接收到的煤样进行研磨，从而获得适合直接用于实验室化验的0.2mm煤样。

优选地，所述第八支撑架上还设置有蝶阀，位于所述三级缩分二分器下方；所述蝶阀内部设置有两个舱室，并分别设置一个所述蝶阀执行器控制舱室内部相应阀片的动作。

优选地，所述第一主体机架外围设置有第一防尘罩；所述防尘罩上设置有多处检修门。

优选地，所述第四支撑架下表面上设置有6mm全水样溜管和破碎溜管，分别用来接收所述一级缩分二分器缩分出的两份煤样；所述6mm全水样溜管和所述破碎溜管，与所述一级缩分二分器之间设置有防尘罩进行密封。

优选地，所述6mm全水样溜管中部设置在所述第三支撑架上，所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架和所述第三支撑架之间有活动余地。

优选地，所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架以及所述第三支撑架之间均通过弹性胶垫间接接触。

优选地，所述混合器的出料口具有启闭控制装置，所述启闭控制装置采用直线电机，所述直线电机驱动所述出料口的启闭机构进行启闭并控制开启的大小。

本发明通过上述系统能够智能且自动地制得煤样，同时利用重力传送中间物料，节省了动力和空间，基于整个系统的设计能够在完成自动制样使设备尽量占用少的空间。

附图说明

图1为本发明实施例的智能制样系统的具体结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步地说明。然而下述具体实施方式仅为本发明的优选示例，并不能够理解为对本发明保护范围的限制。

本发明实施例的智能制样方法，采用一种如图1所示的智能制样系统来完成制样。所述系统包括控制单元、第一机械臂6、第一主体机架1、第二机械臂2、烘干箱3、第三机械臂4、第二主体机架5。

其中，第一主体机架1上设置有第一支撑架101、第二支撑架102、第三支撑架103、第四支撑架104、第五支撑架105、混合器106、一级震动给料机107、一级缩分二分器108、6mm全水样溜管109、破碎溜管110、破碎机111、破碎机电机112、二级缩分旋转缩分器113、二级震动给料机114、3mm备查样溜管115、3mm烘干样溜管116、弃样溜管117、第一弃样收集器118、弃样收集器导轨119。

所述第一主体机架1用于承载其上的多个部件，在所述对主体机架中，物料依靠自身重力自上而下在不同的部件之间传送。通过这种方式，使得物料的传递不需要采用传送带的方式来进行，这样极大地节省了制样设备的占地空间。

优选地，所述第一主体机架包括多根竖直设置的立柱，从而使得所述第一主体机架具有预定的高度。优选地，所述立柱的数量为四根，四根立柱分布在立方体的四角上，从而形成第一主体机架。

进一步优选地，所述第一主体机架外围设置有第一防尘罩，对所述第一主体机架内部进行防尘保护，防止内部粉尘污染外部环境，同时也起到防止外部环境中的粉尘污染内部煤样。所述防尘罩上设置有多处检修门，以便于对内部设备进行维护和检修。

所述第五支撑架、第四支撑架、第三支撑架、第二支撑架、第一支撑架自上而下依次设置在所述第一主体机架上。

所述混合器设置在所述第五支撑架上，用于接收煤样并将接收来的煤样进行混合。包括进料口、出料口以及出料口启闭控制装置。所述进料口的直径大于所述出料口，这样方便接收物料并保证物料输出时的准确性。所述出料口启闭控制装置优选采用直线电机，所述直线电机驱动所述出料口的启闭机构(未示出)进行启闭，同时所述直线电机还能够控制启闭的大小。在本发明实施例中，所述混合器接收的煤样为6mm煤样，所述6mm煤样是指所述煤样的颗粒大小为6mm级别。

所述第四支撑架上设置有一级缩分二分器，以实现对煤样二次混合和均等缩分。所述一级缩分二分器可以采用现有的缩分二分器来实现。

可选择地，所述第四层机架上设置有一级震动给料机，以便从所述混合器中接收煤样后均匀地输送到下一级装置(一级缩分二分器)中。所述一级震动给料机位于所述混合器出口下方。所述一级震动给料机与所述混合器出口通过所述弹性密封装置间接连接，所述弹性密封装置对所述混合器与所述一级震动给料机的连接部位起到密封的作用。在所述一级震动给料机出口下方设置所述一级缩分二分器。

进一步地，本发明实施例中，所述第四支撑架与所述第五支撑架形成的机架外围设置有第三层防尘罩。以实现在煤样在所述第五支撑架和所述第四支撑架上的装置之间传递时控制粉尘的作用。

所述第四支撑架下表面上设置有6mm全水样溜管和破碎溜管，分别用来接收所述一级缩分二分器缩分出的两份煤样。所述6mm全水样溜管和所述破碎溜管，与所述一级缩分二分器之间设置有所述第四防尘罩进行密封。所述第四防尘罩的设置优选为弹性橡胶制品，并且以起到密封防尘作用和不影响所述一级缩分二分器的往复活动为前提。所述6mm全水样溜管和所述破碎溜管优选为圆形不锈钢管道，也可以选为方形或者其他利于溜送煤样的管道。

其中，所述破碎溜管下方与所述破碎机进口衔接，从而将从所述一级缩分二分器接收的煤样溜送入所述破碎机中。所述破碎溜管长度尽量减少缩短，并且以不影响所述一级缩分二分器向所述破碎机溜送煤样为前提。

所述6mm全水样溜管中部设置在所述第三支撑架上，所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架和所述第三支撑架不完全固定，即所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架和所述第三支撑架之间有活动余地。所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架以及所述第三支撑架之间均通过弹性胶垫间接接触。所述6mm全水样溜管中部设置有震动器，所述震动器优选为空气震动器，也可以选为电磁震动器等其他类型的震动器。通过所述振动器对所述6mm全水样溜管进行震动从而防止所述6mm全水样溜管内壁由于静电或者粘性导致煤样粘附到所述6mm全水样溜管内壁上，进而避免本次制样对下一次制样产生影响。

所述第三支撑架上设置所述破碎机和破碎机电机设置。所述破碎机优选为对滚轮破碎机，同时也可以选为带有滤网过滤功能的锤式破碎机、颚式破碎机或反击式破碎机，等其他类型的破碎机。所述破碎机电机设置在所述破碎机一侧，从而便于对所述破碎机进行维护和检修。所述破碎机上方与所述破碎溜管出口通过弹性密封垫间接接触。所述破碎机可以通过自身设置的破碎颗粒大小调节机构来达到需要的破碎效果。所述破碎机下方设置有设置在所述第二支撑架上的所述二级震动给料机。所述破碎机出口和所述二级震动给料机的连接、密封方式与所述混合器出口和所述一级震动给料机的连接、密封方式相同。

优选地，在所述破碎机下方设置了所述二级震动给料机，以便于从所述破碎机中接收煤样后均匀地输送到下一级装置中。也可以取消所述二级震动给料机的设置使所述破碎机直接把煤样溜送至下一级装置，从而缩短制样流程和减低所述智能制样系统的控制难度和维护难度。

所述第二支撑架上设置有二级缩分旋转缩分器，所述二级缩分旋转缩分器接收来自所述二级缩分旋转缩分器用于接收所述破碎机破碎的物料，并对所述物料进行缩分。当设置有二级震动给料机时，所述二级缩分旋转缩分器设置在所述二级震动给料机出口下方。

所述旋转缩分器的功能优选为对所述二级震动给料机溜送过来的煤样进行均匀比例缩分，从而获得所需质量的3mm备查样和3mm烘干样。所述二级缩分旋转缩分器可以采用现有技术中的旋转缩分器来实现，并可以利用现有旋转缩分器的转速调节功能实现对其缩分比例的调节。

所述二级缩分旋转缩分器上设置有3mm备查样溜管、3mm烘干样溜管和弃样溜管。所述3mm备查样溜管直接将备查样溜送至所述3mm备查样样瓶中，之后便可以直接对所述3mm备查样瓶进行包装，完全实现自动化作业。

所述3mm烘干样溜管接收到从所述二级缩分旋转缩分器溜送过来的烘干样后直接溜送至3mm机械臂载料斗中以便传送至烘干装置。所述弃样溜管直接把弃样溜送至所述第一弃样收集器中。所述第一弃样收集器上部设置有弃样探测装置，当所述第一弃样收集器中弃样堆满至所述弃样探测装置能够探测到的位置，所述控制单元便会发出报警，通知处理弃样。优选地，所述第一弃样收集器设置在弃样收集器移动导轨上。通过开关控制所述弃样收集器移动导轨可以把所述第一弃样收集器从所述第一主体机架内部移动到外侧，从而方便对弃样进行处理。所述第二机械臂(3mm)用于接收将从所述第一主体机架的下部接收所述二级缩分旋转缩分器溜送过来的物料，并将所述物料提升至烘干箱的进料口。

所述烘干箱3设置在第一主体机架和第二主体机架之间。方便通过3mm机械臂向所述烘干箱内部转运煤样并方便通过0.2mm机械臂从其出料口接收煤样的位置。所述烘干箱上部设置有搅拌机7，所述搅拌机优选为对所述烘干箱内部的煤样进行缓慢均匀地搅拌从而缩短煤样烘干时间同时不至于引起扬尘。

所述烘干箱上部设置有温度传感器31和湿度传感器32。所述温度传感器31和所述湿度传感器32的作用在于实时调节所述烘干箱的工作状况从而尽量使所述烘干箱处于最优的工作状态。所述烘干箱内部可以设置为多个舱室，从而满足同时多个煤样进行烘干的目的，进而实现在线作业。所述0.2mm机械臂设置在方便从所述烘干箱下部的出料口接收煤样并提升至所述第二主体机架5上的接样漏斗中的位置。

其中，所述第二主体机架上设置有底部固定架、第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架、第九支撑架、接样漏斗、三级缩分二分器、三级缩分电机、蝶阀、蝶阀执行器、四级缩分二分器、四级缩分电机、送样漏斗、制粉机、往复送样装置、往复送样气缸、第二弃样收集器，所述第二主体机架用于承载其上的多个部件，在所述对主体机架中，物料依靠自身重力自上而下在不同的部件之间传送。通过这种方式，使得物料的传递不需要采用传送带的方式来进行，这样极大地节省了制样设备的占地空间。

优选地，所述第二主体机架包括多根竖直设置的立柱，从而使得所述第二主体机架具有预定的高度。优选地，所述立柱的数量为四根，四根立柱分布在立方体的四角上，从而形成第二主体机架。所述第二主体机架外围设置有所述第二防尘罩。所述第二防尘罩用于隔离所述第二主体机架中的粉尘。

所述第二主体机架上从下往上依次设置有底部固定架、第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架、第九支撑架。

所述接样漏斗设置在所述第九支撑架上，从所述0.2mm机械臂上接收3mm烘干样，然后溜送至所述三级缩分二分器中。

所述三级缩分二分器设置在所述第八支撑架上，位于所述接样漏斗下方。所述三级缩分电机设置在第八支撑架上，位于所述三级缩分二分器一侧。所述三级缩分电机的主要功能优选为驱动所述三级缩分二分器在水平方向上往复运动。所述三级缩分二分器在所述三级缩分电机的驱动在水平方向上往复运动更有益于所述三级缩分二分器对所述接样漏斗溜送过来的煤样进行缩分和混合，同时可以有效防止煤样在所述三级缩分二分器上粘附。

所述蝶阀设置在所述第八支撑架上，位于所述三级缩分二分器下方。优选地，所述蝶阀内部设置有两个舱室，并分别设置一个所述蝶阀执行器控制舱室内部相应阀片的动作。所述蝶阀设置两个舱室的主要目的在于在所述蝶阀两个舱室分别从所述三级缩分二分器接收完毕煤样后首先随机打开一个舱室的阀片将其内部的煤样率先送入后续的装置中完成一次制样，之后再打开另外一个舱室的阀片将煤样送入后续的装置中再次完成一个煤样。上述两次制样中，第一次制样获得的样品作为弃样处理，第二次作为正式样处理。

所述四级缩分二分器和所述四级缩分电机设置在所述第七支撑架上，所述四级缩分二分器设置在所述蝶阀下方。所述四级缩分二分器和所述四级缩分电机的作用与所述三级缩分二分器和所述三级缩分电机的作用相同。

所述送样漏斗设置在所述第七支撑架上，位于所述四级缩分二分器下方。所述送样漏斗的功能优选为从所述四级缩分二分器中接收煤样并溜送至所述制粉机中。

所述制粉机设置在所述第六支撑架上，所述制粉机的功能优选为对从所述送样漏斗中接收到的煤样进行研磨，从而获得适合直接用于实验室化验的0.2mm煤样。

所述往复送样装置设置在所述第二主体机架的其中一根立柱上，如图所示，所述往复送样气缸的活塞杆的往复动作可以实现对所述0.2mm分析样瓶或第二弃样收集器的送样功能。

第二主体机架上设置有搅拌机、温度传感器、湿度传感器。

所述控制单元(图中未示出)控制所述智能制样系统。

所述机械臂包括所述6mm机械臂、3mm机械臂、0.2mm机械臂。所述6mm机械臂设置在方便从外界接收6mm煤样并转送至所述混合器的位置。所述6mm机械臂料斗可以接收通过人工直接向其内部送样，也可以联合其他自动设备完成自动化作业，比如可以联合采样机完成采样制样一体化作业。所述3mm机械臂设置在方便接收3mm烘干样溜管溜送出的3mm烘干样并转送至所述烘干箱的位置。所述3mm机械臂的功能优选为从3mm烘干样溜管中接收3mm烘干样并转运至所述烘干箱中。所述0.2mm机械臂设置在方便从所述烘干箱中出料口接收烘干完成的3mm煤样并转运至接样漏斗中的位置。所述0.2mm机械臂的功能优选为从所述烘干箱出料口接收烘干完成的3mm煤样并转运至所述接样漏斗中。

Claims (8)

1.一种智能制样方法,其特征在于,所述方法采用智能制样系统完成制样，所述系统包括:第一机械臂、第一主体机架、第二机械臂、烘干单元、第三机械臂、第二主体机架；

所述第一机械臂用于将待制煤样的物料提升至所述第一主体机架上方的入口；

所述第一主体机架，从上方接收所述物料，将所述物料制备成3mm烘干煤样，从下方溜出；

第二机械臂，所述第二机械臂从所述第一主体机架下方接收所述3mm烘干煤样，并将所述物料传送至烘干单元；

所述烘干单元用于对所述3mm烘干煤样进行烘干；所述烘干单元包括烘干箱和搅拌器，所述搅拌器位于烘干箱上部，并能够上下移动从而进入或离开所述烘干箱中的物料容器；

所述第三机械臂，接收所述烘干单元中的烘干后的煤样，并将所述煤样提升至所述第二主体机架的顶部入口；

所述第二主体机架，从上方接收所述烘干单元烘干后的煤样，将所述煤样制备成0.2mm烘干煤样，并从其下方出口溜出0.2mm煤样；

所述第二主体机架包括：

第二组立柱、底部固定架、第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架、第九支撑架、三级缩分二分器、四级缩分电机；

所述第二组立柱包括多根竖直设置，从而使得所述第二主体机架具有预定的高度；所述第六支撑架、第七支撑架、第八支撑架、第九支撑架自下而上依次设置在所述第二组立柱上；

所述第九支撑架上设置接样漏斗，从所述第三机械臂上接收3mm烘干煤样，然后溜送至所述三级缩分二分器中；

所述第八支撑架上设置三级缩分二分器、三级缩分电机，所述三级缩分二分器位于所述接样漏斗下方；所述三级缩分电机位于所述三级缩分二分器一侧，驱动所述三级缩分二分器在水平方向上往复运动；

所述第七支撑架上设置四级缩分二分器和所述四级缩分电机；

所述第七支撑架上设置送样漏斗，位于所述四级缩分二分器下方；

所述第六支撑架上设置制粉机，所述制粉机对从所述送样漏斗中接收到的煤样进行研磨，从而获得适合直接用于实验室化验的0.2mm煤样。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述第一主体机架包括：立柱、第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、第五支撑架；

所述立柱包括多根竖直设置，从而使得所述第一主体机架具有预定的高度；

第五支撑架、第四支撑架、第三支撑架、第二支撑架、第一支撑架自上而下依次设置在所述第一主体机架上；

所述第五支撑架上设置混合器，用于接收煤样并将接收来的煤样进行混合；

所述第四支撑架上设置有一级震动给料机和一级缩分二分器，所述一级震动给料机从所述混合器中接收煤样后均匀地输送到所述一级缩分二分器中以实现对煤样二次混合和均等缩分；

所述第三支撑架上设置有破碎机，所述破碎机接收来自所述一级缩分二分器的物料并将其破碎成3mm煤样；所述第二支撑架上设置有二级缩分旋转缩分器，用于接收所述破碎机破碎的物料，并对所述物料进行缩分。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述第八支撑架上还设置有蝶阀，位于所述三级缩分二分器下方；

所述蝶阀内部设置有两个舱室，并分别设置一个蝶阀执行器控制舱室内部相应阀片的动作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一主体机架外围设置有第一防尘罩；所述防尘罩上设置有多处检修门。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第四支撑架下表面上设置有6mm全水样溜管和破碎溜管，分别用来接收所述一级缩分二分器缩分出的两份煤样；所述6mm全水样溜管和所述破碎溜管，与所述一级缩分二分器之间设置有防尘罩进行密封。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述6mm全水样溜管中部设置在所述第三支撑架上，所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架和所述第三支撑架之间有活动余地。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述6mm全水样溜管与所述第四支撑架以及所述第三支撑架之间均通过弹性胶垫间接接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合器的出料口具有启闭控制装置，所述启闭控制装置采用直线电机，所述直线电机驱动所述出料口的启闭机构进行启闭并控制开启的大小。