CN104748997A - 一种桥式智能化汽车采煤样机及其采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥式智能化汽车采煤样机，包括钢结构房、大车机构、小车机构、采样头、皮带给料机、破碎机、缩分器和集样器，所述钢结构房上部装有吊车梁，所述吊车梁上安装有轨道，所述大车机构滑动连接在轨道上，所述小车机构滑动连接在大车机构上，所述采样头安装在小车机构上，所述小车机构上设有控制采样头升降的液压升降系统，所述采样头为全断面采样头，所述钢结构房内还设有操作室，所述操作室内设有显示器、工控机、PLC柜及动力柜，所述钢结构房内还设有监控装置和无线射频识别装置，钢结构房顶部设有摄像定位装置和照明装置。本发明可实现全断面取样，采样精度高，可实现自动取样，消除人为取样带来的作弊行为，且采样过程快。

Description

一种桥式智能化汽车采煤样机及其采样方法

技术领域

本发明涉及一种采煤样机，尤其涉及一种桥式智能化汽车采煤样机及其采样方法。

背景技术

燃料煤采样原先都人工采样，由于人为因素使采样不具代表性，并且人工采样很不安全，费工费时，不能满足散料物流发展的需求和管理要求。

机械化采样机的发展逐渐代替人工采样，机械化采样降低了工人的劳动强度和劳动环境，但还没有解决人为操作因素，还没有从根本上排除造成经济损失的风险因素。

原有汽车采样机以摆臂式、悬臂式、桥式手动点采为主。

摆臂式汽车采样机，主要由采样头、摆臂机构、回转机构、配重、机房、破碎机、缩分器、集样器、皮带机等组成。

工作原理：采样头安装在摆臂机构上，摆臂机构在电动推杆的作用下，围绕摆动点上下摆动，采样头与摆臂平行四边形连杆机构保持垂直状态，随着摆臂上升和下降，从而实现采样头采样过程。整个摆臂机构随回转机构左右旋转，从而实现采样点的选择。采上来的样品进入破碎、缩分、集样、返排过程，完成一个完整的采样过程。

摆臂式汽车采样机主要缺陷：

1）摆动角度有限，限制了采样深度，不能采装煤深度2m以上的车辆；

2）弧线摆动，使采样头在升降的过程中有前后位移，对车辆和采样头本身产生推力，影响采样头升降阻力，当遇到煤块比较大时，无法采样；

3）摆臂长度有限，采样点不能覆盖全车厢，存在采样盲区；

4）不能自动化操作，人工操作，存在人为作弊的可能性。

悬臂式汽车采样机，主要由采样头、悬臂机构、行走小车、回转机构、配重、机房、破碎机、缩分器、集样器、皮带机等组成。

工作原理：行走小车安装在悬臂梁上，小车上安装升降机构，采样头安装在升降机构支座上，升降机构可以是液压油缸驱动或机械传动，采样头随小车在悬臂梁上移动，上升和下降由升降机构实现，从而使采样头可以选点采样，采上来的样品进入皮带机、经破碎、缩分、集样、返排过程，完成一个完整的采样过程。

悬臂式汽车采样机主要缺陷：

1）悬臂长度有限，采样点不能覆盖全车厢，存在采样盲区；

2）悬臂机构刚性不好，采样有晃动，影响回转轴承寿命，维护困难；

3）小车行走距离短，小车机构外形小，采样管小，采样代表性差；

4）不能实现自动化采样，人工选点采样，存在人为作弊的可能性。

桥式点式采样机，主要由钢结构厂房、大车、小车、采样头，输送机、破碎机、缩分器、集样器等组成。大车沿着轨道纵向行走，小车横向行走，采样头由升降机构下降采样，采完样大车回到停靠起始点，采样头反转排料，样品由输送机进入破碎、缩分、集样的过程。

桥式点式采样机主要缺陷：

1）采样头只能采部分层面的煤，不能采全断面，代表性差；

2）采样头设计简陋，煤比较干燥时会掉落，造成采样量少，这是比较严重的问题；

3）由于点式采样，每采一点要回到起始点排料，一节车厢至少采样三点，造成采样时间过长，影响煤车通过时间而造成堵车；

4）操作系统落后，没有上位机，采用手动操作，人工选点，存在人为作弊的可能性。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种可实现全断面取样，采样精度更高，可实现自动取样，消除人为取样带来的作弊行为，且采样过程更加快速，适用更加广泛的桥式智能化汽车采煤样机及其采样方法。

本发明的技术方案：一种桥式智能化汽车采煤样机，包括钢结构房、大车机构、小车机构、采样头、皮带给料机、破碎机、缩分器和集样器，所述钢结构房上部装有吊车梁，所述吊车梁上安装有轨道，所述大车机构滑动连接在轨道上，所述小车机构滑动连接在大车机构上，所述采样头安装在小车机构上，所述小车机构上设有控制采样头升降的液压升降系统，所述采样头为全断面采样头，所述钢结构房内还设有操作室，所述操作室内设有显示器、工控机、PLC柜及动力柜，所述钢结构房内还设有监控装置和无线射频识别装置，钢结构房顶部设有摄像定位装置和照明装置。

本发明采用桥式结构，大车在吊车梁上行走，解决了采样机不能采长车厢的缺点；小车在大车梁上行走，解决了采样点定位的准确性，不需要角度的换算；全断面采样头设计，解决了禁止煤采样的采样精度不高的缺陷，增加采样量提高了采样精密度；采样机采用无线射频读卡技术，各种数据与燃管系统相连，不需人为输入，采样记录上位机（电脑）自动记录，消除人为因素；监控系统完善，各连锁保护完善，自动显示故障和消除方法；样品自动包装和加密，采样和运送人员不能读取样品信息，只有识别码，信息上传到管理系统，具有权限的高层管理人员方能查看各种采样和化验数据和信息；采样机程序自动运行，采样人员只能有急停功能，不能人为选择采样点，消除人为因素，保证采样的公正性。

液压升降系统为液压站、油缸及其配件。

优选地，所述全断面采样头的出料口通过一落料管与皮带给料机的进料口连接，所述皮带给料机的出料口与破碎机的进料口连接，所述破碎机的出料口与安装缩分器的缩分皮带进料口连接，所述缩分器安装在缩分皮带中部，所述缩分器的出料口分别连接第一称重集样器的进料口、第二称重集样器的进料口，所述缩分皮带机的出料口连接余煤室，所述第二称重集样器为底开式称重集样器，其底部出料口连接一自动包装机。

本发明采用多点采样一次放料，解决了桥式点采样时间长的缺陷；采用称重集样器，解决了样品缩分时无法监控的现象。

优选地，所述钢结构房包括房顶和两排支撑房顶的钢结构房立柱，每排钢结构房立柱上设置一条轨道。

优选地，所述破碎机为锤式破碎机，所述照明装置为若干设置在钢结构房立柱顶部的照明灯，所述摄像定位装置为设置在房顶中间的摄像头。

优选地，所述钢结构房内还设有配合第一称重集样器的制样室和配合自动包装机的包装室，所述钢结构房一侧设有汽车挡车器。

优选地，所述监控装置、无线射频识别装置、摄像定位装置和照明装置均通过电缆与工控机连接。

一种桥式智能化汽车采煤样机的采样方法，包括下述步骤：

1）汽车挡车器挡杆放下，车辆停车，无线射频识别车辆IC卡信；

2）采样程序启动，操作人员按下采样按钮，大车和小车自动运行到达程序生成的取样点位置；

3）采样头下降采样，上升排料，采完整车采样点，大车、小车回到起始点；

4）落料管阀门打开，物料子样排到皮带给料机均匀输送到破碎机破碎；

5）破碎后物料落入缩分皮带机，缩分器对皮带机中的料流进行缩分，弃料经缩分皮带机排到余煤室，余煤室余煤定期清理；

6）缩分后子样进入第二称重集样器保存；

7）当第二称重集样器样品满，子样通过集样器放料进入自动包装机进行包装、加密、封存；

8）当不使用包装机时或包装机出故障时，缩分后子样进入第一称重集样器保存。

优选地，所述步骤3）中采样头的升降通过液压升降装置控制，步骤7）中子样通过自动包装机进行包装、加密、封存后可以放入包装室内保存较长时间。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)    实现全断面取样，采样精度更高；

2)    实现自动取样，消除人为取样带来的作弊行为；

3)    实现自动化、数据化管理；

4)    实现采样加密管理，采样人员无法作假，采样更加公平、公正；

5)    采样过程更加快速，适用更加广泛。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的一种结构示意图；

图3为本发明的工艺流程图；

图4为背景技术中摆臂式汽车采样机的结构示意图；

图5为背景技术中悬臂式汽车采样机的结构示意图；

图6为背景技术中桥式点式采样机的结构示意图。

图1-2中1.钢结构房立柱，2.吊车梁，3.轨道，4.大车机构，5.小车机构，6.液压升降系统，7.摄像定位装置，8.全断面采样头，9.照明装置，10.电缆，11.落料管，12.皮带给料机，13.破碎机，14.第一称重集样器，15.第二称重集样器，16.监控装置，17.汽车挡车器，18.无线射频识别装置，19.操作室，20.显示器，21.工控机，22.PLC柜及动力柜，23.制样室，24.包装室，25.缩分器，26.自动包装机，27.缩分皮带机，28.余煤室，29.汽车车厢，30.房顶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。

如图1-3所示，一种桥式智能化汽车采煤样机，包括钢结构房、大车机构4、小车机构5、采样头8、皮带给料机12、破碎机13、缩分器25和集样器，钢结构房上部装有吊车梁2，吊车梁2上安装有轨道3，大车机构4滑动连接在轨道3上，小车机构5滑动连接在大车机构4上，采样头8安装在小车机构5上，小车机构5上设有控制采样头升降的液压升降系统6，采样头8为全断面采样头，钢结构房内还设有操作室19，操作室19内设有显示器20、工控机21、PLC柜及动力柜22，钢结构房内还设有监控装置16和无线射频识别装置18，钢结构房顶部设有摄像定位装置7和照明装置9。全断面采样头8的出料口通过一落料管11与皮带给料机12的进料口连接，皮带给料机12的出料口与破碎机13的进料口连接，破碎机13的出料口与缩分皮带27进料口连接，缩分器25安装在缩分皮带27上，缩分器25的出料口分别连接第一称重集样器14的进料口、第二称重集样器15的进料口，缩分皮带机27的出料口连接余煤室28，第二称重集样器15为底开式称重集样器，其底部出料口连接一自动包装机26。钢结构房包括房顶30和两排支撑房顶30的钢结构房立柱1，每排钢结构房立柱1上设置一条轨道3。破碎机13为锤式破碎机，照明装置9为若干设置在钢结构房立柱1顶部的照明灯，摄像定位装置7为设置在房顶30中间的摄像头。钢结构房内还设有配合第一称重集样器14的制样室23和配合自动包装机26的包装室24，钢结构房一侧设有汽车挡车器17。监控装置16、无线射频识别装置18、摄像定位装置7和照明装置9均通过电缆10与工控机21连接。

本发明工作时，大车机构在轨道上行走，小车机构上安装采样头，采样头升降由液压升降系统完成，小车机构在大车梁轨道上行走，这样大车沿吊车梁纵向方向行走，小车在大车梁轨道上横向行走。所以当汽车车厢停在房内车道上时，采样头在大车和小车运动下，能采到车厢任何区域的物料，使采样无盲区。

一种桥式智能化汽车采煤样机的采样方法，包括下述步骤：

1）          汽车挡车器挡杆放下，车辆停车，无线射频识别车辆IC卡信；

2）          采样程序启动，操作人员按下采样按钮，大车和小车自动运行到达程序生成的取样点位置；

3）          采样头下降采样，上升排料，采完整车采样点，大车、小车回到起始点；

4）          落料管阀门打开，物料子样排到皮带给料机均匀输送到破碎机破碎；

5）          破碎后物料落入缩分器对料流进行缩分，弃料经缩分皮带机排到料仓，料仓定期清理；

6）          缩分后子样进入第二称重集样器保存；

7）          当第二称重集样器样品满，子样通过集样器放料进入自动包装机进行包装、加密、封存。

8）          当不使用包装机时或包装机出故障时，缩分后子样进入第一称重集样器保存。

步骤3）中采样头的升降通过液压升降装置控制，步骤7）中子样通过自动包装机进行包装、加密、封存后可以放入包装室内保存较长时间。

本发明的特点：

1)    采用桥式结构，大车在吊车梁上行走，解决了采样机不能采长车厢的缺点。

2)    小车在大车梁上行走，解决了采样点定位的准确性，不需要角度的换算。

3)    全断面采样头设计，解决了禁止煤采样的采样精度不高的缺陷，增加采样量提高了采样精密度。

4)    多点采样一次放料，解决了桥式点采样时间长的缺陷。

5)    采用称重集样器，解决了样品缩分时无法监控的现象。

6)    采样机程序自动运行，采样人员只能有急停功能，不能人为选择采样点，消除人为因素，包证采样的公正性。

7)    采样机采用无线射频读卡技术，各种数据与燃管系统相连，不需人为输入，采样记录上位机（电脑）自动记录，消除人为因素。

8)    监控系统完善，各连锁保护完善，自动显示故障和消除方法。

9)    样品自动包装和加密，采样和运送人员不能读取样品信息，只有识别码，信息上传到管理系统，具有权限的高层管理人员方能查看各种采样和化验数据和信息。

本发明与目前现有技术的区别

桥式智能化汽车采样机与现有设备的区别是：

1）         实现全断面取样，采样精度更高。

2）实现自动取样，消除人为取样带来的作弊行为。

3）实现自动化、数据化管理。

4）实现采样加密管理，采样人员无法作假，采样更加公平、公正。

5）采样过程更加快速，适用更加广泛。

Claims (8)

1.一种桥式智能化汽车采煤样机，包括钢结构房、大车机构、小车机构、采样头、皮带给料机、破碎机、缩分器和集样器，其特征在于：所述钢结构房上部装有吊车梁，所述吊车梁上安装有轨道，所述大车机构滑动连接在轨道上，所述小车机构滑动连接在大车机构上，所述采样头安装在小车机构上，所述小车机构上设有控制采样头升降的液压升降系统，所述采样头为全断面采样头，所述钢结构房内还设有操作室，所述操作室内设有显示器、工控机、PLC柜及动力柜，所述钢结构房内还设有监控装置和无线射频识别装置，钢结构房顶部设有摄像定位装置和照明装置。

2.根据权利要求1所述的一种桥式智能化汽车采煤样机，其特征在于：所述全断面采样头的出料口通过一落料管与皮带给料机的进料口连接，所述皮带给料机的出料口与破碎机的进料口连接，所述破碎机的出料口与安装缩分器的缩分皮带进料口连接，所述缩分器安装在缩分皮带中部，所述缩分器的出料口分别连接第一称重集样器的进料口、第二称重集样器的进料口，所述缩分皮带机的出料口连接余煤室，所述第二称重集样器为底开式称重集样器，其底部出料口连接一自动包装机。

3.根据权利要求2所述的一种桥式智能化汽车采煤样机，其特征在于：所述钢结构房包括房顶和两排支撑房顶的钢结构房立柱，每排钢结构房立柱上设置一条轨道。

4.根据权利要求3所述的一种桥式智能化汽车采煤样机，其特征在于：所述破碎机为锤式破碎机，所述照明装置为若干设置在钢结构房立柱顶部的照明灯，所述摄像定位装置为设置在房顶中间的摄像头。

5.根据权利要求3所述的一种桥式智能化汽车采煤样机，其特征在于：所述钢结构房内还设有配合第一称重集样器的制样室和配合自动包装机的包装室，所述钢结构房一侧设有汽车挡车器。

6.根据权利要求5所述的一种桥式智能化汽车采煤样机，其特征在于：所述监控装置、无线射频识别装置、摄像定位装置和照明装置均通过电缆与工控机连接。

7.根据权利要求6所述的一种桥式智能化汽车采煤样机的采样方法，其特征在于：其包括下述步骤：

1）汽车挡车器挡杆放下，车辆停车，无线射频识别车辆IC卡信；

2）采样程序启动，操作人员按下采样按钮，大车和小车自动运行到达程序生成的取样点位置；

3）采样头下降采样，上升排料，采完整车采样点，大车、小车回到起始点；

4）落料管阀门打开，物料子样排到皮带给料机均匀输送到破碎机破碎；

5）破碎后物料落入缩分皮带机，缩分器对皮带机中的料流进行缩分，弃料经缩分皮带机排到余煤室，余煤室余煤定期清理；

6）缩分后子样进入第二称重集样器保存；

7）当第二称重集样器样品满，子样通过集样器放料进入自动包装机进行包装、加密、封存；

8）当不使用包装机时或包装机出故障时，缩分后子样进入第一称重集样器保存。

8.根据权利要求7所述的采样方法，其特征在于：所述步骤3）中采样头的升降通过液压升降装置控制，步骤6）中第一称重集样器内的子样可以放入制样室内保存较长时间，步骤7）中子样通过自动包装机进行包装、编码、封存后可以放入包装室内保存较长时间。