CN105966903A - 一种制样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制样系统，包括并排设置的预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块；与所述预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块平行设置有行走轨道；弃料仓储模块和封装模块分别位于所述行走轨道末端的两侧；所述行走轨道上设置能够旋转并停留至上述任意一个模块处进行抓放操作的工业机器人。上述制样系统，减少了工业机器人的自由度和机械手关节数量，极大降低了制样系统的成本，并且方便了后续检修工作。

Description

一种制样系统

技术领域

本发明涉及制样装备技术领域，特别涉及一种制样系统。

背景技术

在煤炭、电力、石油、化工、冶金等行业，都需要对原煤、矿石、化工原材料等大批量的物料进行取样分析，而如何制出最具代表性的试样则成为得出准确分析数据的关键，即物料制样与采样有着同等重要的作用。当前样料的制备主要以人工单体设备独立操作为主，受人为干扰因素大，操作过程繁琐，劳动强度大，水分和细粉损失大，精密度无法保证，容易导致偏倚，并且制样室工作环境差，粉尘污染严重，制样效率低下。

目前部分用户采用的制样系统主要由输送部分、制样部分、电气控制及保护部分和其它附件部分组成。其中输送部分主要由原料输送及弃料输送两大部分组成，包括倾翻式斗提机、皮带输送机、往复式提升机等部件。制样部分包括称重装置、埋刮板缩分装置、对辊破碎装置、烘干研磨装置以及样瓶封装(收集)装置等。其中破碎缩分部分又包括一级破碎机、一级缩分设备、二级破碎机和二级缩分设备。以煤炭制样为例，整套系统工作时，斗式提升机的链条牵引其上装有物料的输送斗至上方，并将物料倒入一级破碎机的入口，经一级破碎机破碎后形成13mm粒度或6mm粒度(由一级破碎机的筛板的孔径决定)物料，随后物料由筛板上的孔落入一级缩分设备进行缩分，缩分后形成三份物料，其中，一份物料进入一级缩分设备的全水分样料盒，一份物料通过弃样皮带运到破碎缩分主机外，另一份物料进入二级破碎机；经二级破碎机破碎后物料粒度达3mm粒度～6mm粒度(可调)，随后物料进入二级缩分设备并形成两份，两份物料分别落入机架底部的两个留样通道，一份作为存查样，另一份作为分析样进入研磨设备，破碎至0.2mm进入留样盒封装作为分析样进入化验室，至此制 样过程完毕。

但是，上述自动制样系统的全水分样制备、存查样制备及分析样制备模块之间的物料传输都是通过皮带进行，而皮带上的煤粉不易清扫干净，因此造成制备不同种类样料时交叉污染严重，严重影响样品分析结果，并且各个模块之间的皮带运输占用空间大，不利于制样系统向集成化方向发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种制样系统，该制样系统可以解决当制备不同种类样料时交叉污染严重的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种制样系统，包括并排设置的预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块；与所述预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块平行设置有行走轨道；弃料仓储模块和封装模块分别位于所述行走轨道末端的两侧；所述行走轨道上设置能够旋转并停留至上述任意一个模块处进行抓放操作的工业机器人。

相对于上述背景技术，本发明提供的制样系统，包括并排设置的预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块；并且与上述四个模块平行设置有行走轨道，在行走轨道末端的两侧还设置弃料仓储模块和封装模块；行走轨道上设置工业机器人，用来实现停留于上述任意一个模块处，并且进行相应的抓放操作。采用如上设置方式，各个模块之间样料的传递通过工业机器人进行，相对于传统的皮带送料，不粘料、不堵料，使样料的运输过程可视化，最大程度的降低了样料的遗撒，也避免了不同物料之间的交叉污染现象。同时，采用工业机器人进行样料的相互传送，既提高了制样系统的智能化程度，也提高了制样效率；除此之外，将预处理模块、全水分样制备模块、备查样制备模块和分析样制备模块并排设置，能够减少工业机器人的自由度和机械手关节数量，极大降低了制样系统的成本，并且方便了后续检修工作。

优选地，所述预处理模块包括由上自下依次设置的一级破碎机、混匀机以及暂存集样器；所述一级破碎机与所述暂存集样器之间通过密闭管件相连。

优选地，所述全水分样制备模块包括依次设置的第一缩分设备、第一中间样通道、全水分样通道；所述第一缩分设备通过所述工业机器人接收来自所述预处理模块的样料；经所述全水分样通道输出的全水分样经所述工业机器人放至所述封装模块内。

优选地，所述备查样制备模块包括依次设置的二级破碎机、第二中间样通道、第二缩分设备以及备查样通道；所述二级破碎机通过所述工业机器人接收来自所述第一中间样通道的样料；经所述备查样通道输出的备查样经所述工业机器人放至所述封装模块内。

优选地，所述分析样制备模块包括依次设置的干燥设备、研磨设备、真空吸料设备、第三缩分设备以及分析样通道；所述干燥设备接收来自所述二级破碎机的样料；经所述分析样通道输出的样料通过所述工业机器人抓取至所述封装模块。

优选地，所述全水分样制备模块、所述备查样制备模块以及所述分析样制备模块均设置有弃料通道；还包括位于所述弃料通道下方用以接收弃料的运输机；所述运输机与所述弃料仓储模块相连以实现将所述弃料放至所述弃料仓储模块中。

优选地，所述弃料仓储模块具体包括：

与所述运输机的末端连接的斗提机；

位于所述斗提机顶部的皮带运输机；

设置于所述皮带运输机末端的仓储罐；

所述弃料依次经所述运输机、所述斗提机、所述皮带运输机进入所述仓储罐内。

优选地，还包括设置于所述一级破碎机的感应器，所述感应器能够根据粒级决定是否启动所述一级破碎机工作。

优选地，所述预处理模块、所述全水分样制备模块、所述备查样制备模块、所述分析样制备模块、所述弃料仓储模块以及所述封装模 块的工作区域均设置为封闭结构。

优选地，所述预处理模块、所述全水分样制备模块、所述备查样制备模块、所述分析样制备模块以及所述封装模块各自设置有独立的动力装置。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的制样系统的结构示意图；

图2为图1中预处理模块的结构示意图；

图3为图1中全水分样制备模块的结构示意图；

图4为图1中备查样制备模块的结构示意图；

图5为图1中分析样制备模块的结构示意图。

其中：

1-预处理模块、11-混匀机、12-一级破碎机、13-暂存集样器、2-全水分样制备模块、21-第一缩分设备、22-第一弃料通道、23-第一中间样通道、24-全水分样通道、3-备查样制备模块、31-二级破碎机、32-第二缩分设备、33-第二弃料通道、34-第二中间样通道、35-备查样通道、4-分析样制备模块、41-干燥设备、42-研磨设备、43-真空吸料设备、44-第三缩分设备、45-分析样通道、46-第三弃料通道、5-弃料仓储模块、51-斗提机、52-皮带运输机、53-仓储罐、6-封装模块、7-工业机器人、8-行走轨道、9-运输机。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种制样系统，该制样系统占地面积小、智能化程度高、集成化优势明显并且不同种类的样品之间无交叉污染。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明实施例所提供的制样系统的结构示意图；图2为图1中预处理模块的结构示意图；图3为图1中全水分样制备模块的结构示意图；图4为图1中备查样制备模块的结构 示意图；图5为图1中分析样制备模块的结构示意图。

本发明提供的制样系统，包括预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3、分析样制备模块4、弃料仓储模块5、封装模块6、工业机器人7和行走轨道8；并且包括预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4并排依次布置，如说明书附图1所示。与上述四个模块平行设置有行走轨道8，行走轨道8上设置工业机器人7；即工业机器人7与上述四个模块也呈平行状态。在行走轨道8的末端两侧还设置弃料仓储模块5和封装模块6，用以实现弃料收集以及相应的封装功能。针对行走轨道8，本文优选采用销齿条形式，也可采用齿轮、齿条及其他公知行走机构。

采用如上设置方式，预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4沿行走轨道8依次排列，减少了工业机器人7的自由度和机械手关节数量，极大降低了成本。

下文依次针对预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3、分析样制备模块4、弃料仓储模块5和封装模块6的形状构造进行具体阐述。

首先，预处理模块1包括一级破碎机12、混匀机11以及暂存集样器13，并且一级破碎机12、混匀机11和暂存集样器13由上自下依次设置，如说明书附图3所示。一级破碎机12与暂存集样器13之间通过密闭管件相连。

其次，针对全水分样制备模块2，本文优选设置第一缩分设备21、第一中间样通道23和全水分样通道24，并且第一缩分设备21、第一中间样通道23和全水分样通道24由左至右依次设置，如说明书附图4所示。在工业机器人7的作用下，第一缩分设备21接收来自预处理模块1的样料；并且通过全水分样通道24输出的全水分样在工业机器人7的抓放操作下放至于封装模块6内。

再次，针对备查样制备模块3，可以依次设置有二级破碎机31、第二中间样通道34、第二缩分设备32以及备查样通道35；如说明书附图5所示。与上述类似地，由工业机器人7将第一中间样通道23 输出的样料送至二级破碎机31处进行破碎，并且在工业机器人7的作用下将备查样通道35输出的备查样送至封装模块6内。

最后，针对分析样制备模块4，包括干燥设备41、研磨设备42、真空吸料设备43、第三缩分设备44以及分析样通道45，如说明书附图5所示。干燥设备41接收来自二级破碎机31的样料；经所述分析样通道45输出的样料通过工业机器人7抓取至封装模块6中。

在操作过程中，经一级破碎机12破碎后的样料落入混匀机11，混匀后的样料由工业机器人7抓取到全水分样制备模块2的第一缩分设备21，样料经过缩分处理后分别通过全水分样通道24和第一中间样通道23并且由工业机器人7抓取到封装模块6和备查样制备模块3的二级破碎机31中；样料被破碎至所需粒度后滑落至第二缩分设备32，被缩分后的样料分别通过第二中间样通道34和备查样通道35且由工业机器人7运输、抓取到分析样制备模块4的干燥设备41和所述封装模块6。干燥设备41将来料加热至所需温度后，样料滑落至研磨设备42，至研磨至分析样所需粒级后，样料经由真空吸料设备43运输至第三缩分设备44，经缩分后的样料通过和分析样通道45且由工业机器人7运输、抓取到封装模块6。所述封装模块6分别对全水分样来料、备查样来料和分析样来料进行封装喷码，以供下一步化验分析使用，至此制样完成一个循环。在一个制样循环过程中，第二个制样循环的样料经过预处理后可暂时储存在暂存集样器13中。

需要说明的是，根据实际需要，上述预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4的形状构造还可以有其他设置方式，只要能够实现上述制样过程即可。

为了增加全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4的弃样功能，本文对于全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4还设置弃料通道；具体来说，全水分样制备模块2设置有第一弃料通道22，备查样制备模块3设置第二弃料通道33，分析样制备模块4设置第三弃料通道46，并且在弃料通道下方设置用以接收弃料的运输机9，运输机9的末端与弃料仓储模块5相连，从 而供弃料放至弃料仓储模块5。当然，弃料通道优选设置于各自模块的末端，以方便弃料的运输与检修，当然，根据实际需要，还可以设置于其他位置，本文将不再赘述。

针对弃料仓储模块5的形状构造，本文优选将其设置为如说明书附图1所示的情形。即，弃料仓储模块5包括斗提机51、皮带运输机52和仓储罐53；并且弃料依次经所述运输机9、斗提机51、皮带运输机52进入仓储罐53内。而皮带运输机52也可由管链机、钢带机及其他公知运输设备组成。当然，弃料还可以通过工业机器人7直接抓取至仓储罐53内。弃料仓储模块5采用如上设置方式，能够对弃料进行回收利用，并且在仓储罐53的作用下能够最大限度地容纳弃料，保证制样的可靠运行。

具体来说，针对设置弃料通道的情形，在制样系统运行过程中，第一缩分设备21通过工业机器人7接收预处理模块1的样料，经过缩分后，预处理模块1的样料被分成第一弃料、第一中间样料和全水分样料三份，第一弃料通过第一缩分设备21的第一弃料通道22并通过运输机9转运至弃料仓储模块5；全水分样料通过第一缩分设备21的全水分样通道24并由工业机器人7抓取到封装模块6进行封装写码，第一中间样料通过第一缩分设备21的第一中间样通道23并由工业机器人7抓取到二级破碎机31进行下一步处理。

与上述过程类似地，在备查样制备模块3开启运行时，二级破碎机31把第一中间样料破碎至备查样样料粒级要求，且二级破碎机31的破碎出口密封连接第二缩分设备32，第二缩分设备32将二级破碎机31破碎后的样料分成第二弃料、第二中间样料和备查样料，第二弃料通过第二缩分设备32的第二弃料通道33并经输送机8转运至弃料仓储模块5，备查样料通过第二缩分设备32的备查样通道35并由工业机器人7抓取到封装模块6进行封装写码，第二中间样料通过第二缩分设备32的第二中间样通道34被工业机器人7抓取到干燥设备41。

最后，在分析样制备模块4运行时，干燥设备41加热第二中间样料至所需温度，第二中间样料再传送至研磨设备42进行制粉处理至 样料粒度达到分析样粒级要求，且研磨设备42的出口密封连接真空吸料设备43，经研磨设备42处理过的样料被真空吸料设备运至第三缩分设备44，第三缩分设备44把研磨后的样料分成第三弃料样和分析样，第三弃料样通过第三缩分设备44的第三弃料通道46经运输机9转运至弃料仓储模块5，分析样通过第三缩分设备44的分析样通道45且由工业机器人7抓取到封装模块6进行封装写码。

通过上述步骤，便实现了制样的全过程。对于运输机9来说，可以设置动力部件，以实现运输机9的在相关模块下方的运行，从而实现弃样运输至弃料仓储模块5的目的。

显而易见的，针对全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4在工作过程中，均有可能产生弃样，而弃样直接通过弃料通道排出，并在运输机9的作用下，直接运输至弃料仓储模块5内。即，弃料优先使用模块底部的运输机9输送，使得工艺流程合理，方便快捷，节约了成本。

针对一级破碎机12，还包括设置于一级破碎机12的感应器，感应器能够根据粒级决定是否启动所述一级破碎机12工作。也就是说，可以通过预设粒级，通过感应器进行检测，倘若粒级符合预设时，则一级破碎机12开启工作；倘若粒级不符合预设时，则一级破碎机12暂停运行。即，感应器可根据样料粒度的大小而控制一级破碎机12的开启；具体来说，当采样完成后，所采物料进入预处理模块1的一级破碎机12，感应器根据其粒级(是否满足全水分样粒级要求)决定是否启动一级破碎机12工作。这样一来，本制样系统的运行参数有足够的可调性，以适应不同粒度的制样要求。

本发明的预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3、分析样制备模块4、弃料仓储模块5以及封装模块6的工作区域均设置为封闭结构。并且上述六个模块还可以设置除尘装置，以保证整个制样室的环境。即，上述模块中，由于其各自的工作区域均为封闭结构；并且物料的输送通过工业机器人执行相应动作，从而减少了粉尘污染，改善了制样环境。

除此之外，预处理模块1、全水分样制备模块2、备查样制备模块3和分析样制备模块4还可以设置独立的动力装置；即，通过工业机器人7将上述模块中的样料进行传输，也就是说，四个模块之间相互独立，各个模块可单独运行，还可以其中两个或者是多个模块共同运行，这样便增加了系统制备样品的灵活性。

以上对本发明所提供的制样系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制样系统，其特征在于，包括并排设置的预处理模块(1)、全水分样制备模块(2)、备查样制备模块(3)和分析样制备模块(4)；与所述预处理模块(1)、全水分样制备模块(2)、备查样制备模块(3)和分析样制备模块(4)平行设置有行走轨道(8)；弃料仓储模块(5)和封装模块(6)分别位于所述行走轨道(8)末端的两侧；所述行走轨道(8)上设置能够旋转并停留至上述任意一个模块处进行抓放操作的工业机器人(7)。

2.根据权利要求1所述的制样系统，其特征在于，所述预处理模块(1)包括由上自下依次设置的一级破碎机(12)、混匀机(11)以及暂存集样器(13)；所述一级破碎机(12)与所述暂存集样器(13)之间通过密闭管件相连。

3.根据权利要求2所述的制样系统，其特征在于，所述全水分样制备模块(2)包括依次设置的第一缩分设备(21)、第一中间样通道(23)、全水分样通道(24)；所述第一缩分设备(21)通过所述工业机器人(7)接收来自所述预处理模块的样料；经所述全水分样通道(24)输出的全水分样经所述工业机器人(7)放至所述封装模块(6)内。

4.根据权利要求3所述的制样系统，其特征在于，所述备查样制备模块(3)包括依次设置的二级破碎机(31)、第二中间样通道(34)、第二缩分设备(32)以及备查样通道(35)；所述二级破碎机(31)通过所述工业机器人(7)接收来自所述第一中间样通道(23)的样料；经所述备查样通道(35)输出的备查样经所述工业机器人(7)放至所述封装模块(6)内。

5.根据权利要求4所述的制样系统，其特征在于，所述分析样制备模块(4)包括依次设置的干燥设备(41)、研磨设备(42)、真空吸料设备(43)、第三缩分设备(44)以及分析样通道(45)；所述干燥设备(41)接收来自所述二级破碎机(31)的样料；经所述分析样通道(45)输出的样料通过所述工业机器人(7)抓取至所述封装模块(6)。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的制样系统，其特征在于，所述全水分样制备模块(2)、所述备查样制备模块(3)以及所述分析样制备模块(4)均设置有弃料通道；还包括位于所述弃料通道下方用以接收弃料的运输机(9)；所述运输机(9)与所述弃料仓储模块(5)相连以实现将所述弃料放至所述弃料仓储模块(5)中。

7.根据权利要求6所述的制样系统，其特征在于，所述弃料仓储模块(5)具体包括：

与所述运输机(9)的末端连接的斗提机(51)；

位于所述斗提机(51)顶部的皮带运输机(52)；

设置于所述皮带运输机(52)末端的仓储罐(53)；

所述弃料依次经所述运输机(9)、所述斗提机(51)、所述皮带运输机(52)进入所述仓储罐(53)内。

8.根据权利要求7所述的制样系统，其特征在于，还包括设置于所述一级破碎机(12)的感应器，所述感应器能够根据粒级决定是否启动所述一级破碎机(12)工作。

9.根据权利要求8所述的制样系统，其特征在于，所述预处理模块(1)、所述全水分样制备模块(2)、所述备查样制备模块(3)、所述分析样制备模块(4)、所述弃料仓储模块(5)以及所述封装模块(6)的工作区域均设置为封闭结构。

10.根据权利要求9所述的制样系统，其特征在于，所述预处理模块(1)、所述全水分样制备模块(2)、所述备查样制备模块(3)、所述分析样制备模块(4)以及所述封装模块(6)各自设置有独立的动力装置。