CN105973754B - 用于样品采制化的粘性判断装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于样品采制化的粘性判断装置，包括驱动机构、旋转机构、物料刮扫机构和传感检测机构，驱动机构用于驱动旋转机构旋转，旋转机构与物料刮扫机构连接用于带动物料刮扫机构同步旋转以刮扫物料，旋转刮扫时物料刮扫机构受物料粘性阻力影响与旋转机构之间产生相对位置差，传感检测机构与旋转机构和物料刮扫机构配合用于检测两者之间的相对位置差以判断被刮扫物料的粘性。本发明具有结构简单紧凑、自动化程度高、判断精度高、能提高劳动效率的优点。

Description

用于样品采制化的粘性判断装置

技术领域

本发明主要涉及到物料样品采制化设备领域，具体涉及一种用于样品采制化的粘性判断装置。

背景技术

对于物料（如矿石、煤炭）样品的采样、制样、化验工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行样品的采制化工作。样品的采样、制样、化验工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的化验分析。

如以煤炭的样品采制化为例，实际上是一种抽样分析的过程，煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其实验结果能代表整批被采样煤的实验煤样。煤炭是一种不均匀的物质（粒度、质量特性分布等），被采样煤的质量一般都比较大（几十吨到几万吨不等），从被采样煤中采取具有代表性的一部分煤的过程叫“采样”，目前有机械采样、人工采样、半机械采样等多种方式方法。按标准采到样品后，下一过程是“制样”，制样过程一般有破碎、混合、缩分、干燥等过程。样品制好后即开展下一步的样品“化验”，对样品进行分析。不论是“采样”、“制样”还是“化验”， 这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

由于物料内含有水分，使得物料具有一定的粘性。在物料（如矿石、煤炭）样品的采制化工作中，会需要对样品的粘性进行判断。这是由于物料品种和批次不同，导致物料粘性不同，使得有些物料进入采样、制样环节就容易出现粘、堵等现象，严重影响机器自动化的运行，严重影响样品采制化作业的结果精度。现有技术的样哦粘性判断存在以下技术问题：

（1）传统的采制样方式多通过经验看外表水分、抓取样品看成团效果等形式进行判断，存在判断误差大，人员要求高等问题；而且随着采制样设备自动化程度的提高，无人干预已经延伸到整个采制样环节，如果不能实现煤样的自动粘性判断和前期处理，将严重影响后续采制样无人干预自动化的实现。

（2）部分装置采用电压、电流进行测算以判断样品的粘性，但是这种方法存在信号小、干扰大、误差大等问题，这对精度要求极高的样品采制化作业而言是极不符合要求的。

（3）物料由于具有粘性，容易结块成团，而现有的部分物料粘性判断方式只能根据物料的表面湿度来判断物料粘度，对于结块成团的物料内部的湿度判断效果不佳，导致物料整体的粘度判断精度不高。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、自动化程度高、判断精度高、能提高劳动效率的用于样品采制化的粘性判断装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于样品采制化的粘性判断装置，包括驱动机构、旋转机构、物料刮扫机构和传感检测机构，所述驱动机构用于驱动旋转机构旋转，所述旋转机构与物料刮扫机构连接用于带动物料刮扫机构同步旋转以刮扫物料，旋转刮扫时所述物料刮扫机构受物料粘性阻力影响与旋转机构之间产生相对位置差，所述传感检测机构与旋转机构和物料刮扫机构配合用于检测两者之间的相对位置差以判断被刮扫物料的粘性。

作为本发明的进一步改进，还包括弹性缓冲机构，所述物料刮扫机构通过弹性缓冲机构与旋转机构弹性连接。

作为本发明的进一步改进，所述传感检测机构包括初始位校验组件，所述初始位校验组件用于校验物料刮扫机构每次旋转前的初始位置并将校验信息提供给传感检测机构以便于传感检测机构进行检测判断作业。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括第一旋转盘，所述第一旋转盘用于带动物料刮扫机构同步旋转，所述传感检测机构固定于第一旋转盘上，所述物料刮扫机构上固定有与传感检测机构配合的第一检测触发件，所述第一检测触发件的一端靠近第一旋转盘设置用于被传感检测机构检测以进行粘性判断。

作为本发明的进一步改进，所述第一旋转盘上设有一段弧形槽，所述第一检测触发件穿设于弧形槽内，以使当物料刮扫机构与旋转机构之间产生相对位置差时所述第一检测触发件具有一缓冲运动行程，当所述第一检测触发件接触弧形槽极限位时，所述第一旋转盘驱动第一检测触发件以带动传感检测机构强制旋转。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括第二旋转盘，所述第二旋转盘用于带动物料刮扫机构同步旋转，所述传感检测机构固定于物料刮扫机构上，所述第二旋转盘上设有与传感检测机构配合的第二检测触发件用于被传感检测机构检测以进行粘性判断。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括第三旋转盘，所述第三旋转盘用于带动物料刮扫机构同步旋转，所述传感检测机构固定于第三旋转盘上，所述物料刮扫机构与传感检测机构之间连接有弹性检测件，当物料刮扫机构与旋转机构之间产生相对位置差时使所述弹性检测件被拉伸以用于被传感检测机构检测进行粘性判断。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括第四旋转盘，所述第四旋转盘用于带动物料刮扫机构同步旋转，所述物料刮扫机构上固定有第五旋转盘，所述传感检测机构分别与第四旋转盘和第五旋转盘同时配合，用于同时检测两个旋转盘的旋转状态以进行粘性判断。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于样品采制化的粘性判断装置，结构简单紧凑，不再需要人工进行粘度判断，使得粘度判断和干燥作业能自动（同步）完成，提高了采制化作业的自动化能力，使得设备整体自定化程度高，提高了样品采制化工作效率。

（2）本发明的用于样品采制化的粘性判断装置，采用通过位置差这一物理判断方式来判断粘度，使得判断的误差小，判断精度高，有效满足了对精度要求极高的样品采制化作业的要求。

（3）本发明的用于样品采制化的粘性判断装置，在粘度判断时同步对物料进行刮扫，刮扫过程中不断对物料进行打散和切割分离，这既可以使得样品疏松，不会结团，有利于后续样品采制化作业的进行，同时这种打散的方式，又能获取精度更高的粘度判断结果，避免其他方式中出现的只判断成团物料表面的湿度而没有真正判断成团物料内部湿度的现象，进一步使得判断的误差小，判断精度高，并且将物料打散便于快速对物料进行干燥，提高了干燥效率，降低了作业成本。

（4）本发明的用于样品采制化的粘性判断装置，通过设置弹性缓冲机构，一是可以使得物料刮扫机构一旦受阻力影响时，能及时、有效的和旋转机构之间形成位置差，便于传感检测机构快速、准确的进行粘度判断。二是使得对物料进行干燥后，物料刮扫机构能够快速、及时的复位，以开展下一次的粘度判断作业。三是使得物料刮扫机构可以提高自身的刚性，提高了其对物料进行刮扫打散的有益效果。

（5）本发明的用于样品采制化的粘性判断装置，通过设置初始位校验组件，使得即使当物料刮扫机构在复位时存在一定误差时，初始位校验组件也能够及时对该误差进行识别，使得传感检测机构能够在下一次检测判断时，结合该误差信息进行综合判断，进而避免出现最终的判断误差，有效保证了本装置的判断精度；同时这也使得本装置具有自适应能力，能够适应并规避物料刮扫机构复位误差带来的影响。

附图说明

图1是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例1中的结构原理示意图。

图2是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例1中的俯视原理示意图1。

图3是是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例1中的俯视原理示意图2。

图4是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例2中的结构原理示意图。

图5是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例2中的俯视原理示意图。

图6是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例3中的结构原理示意图。

图7是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例3中的俯视原理示意图。

图8是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例4中的结构原理示意图。

图9是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例4中的俯视原理示意图。

图10是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例5中的俯视原理示意图1。

图11是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例5中的俯视原理示意图2。

图12是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例5中的俯视原理示意图3。

图13是是本发明的粘性判断装置在具体应用实施例5中的俯视原理示意图4。

图例说明：

1、驱动机构；2、旋转机构；21、第一旋转盘；211、弧形槽；22、第二旋转盘；221、第二检测触发件；23、第三旋转盘；24、第四旋转盘；3、物料刮扫机构；31、第一检测触发件；32、第五旋转盘；4、传感检测机构；41、弹性检测件；5、弹性缓冲机构。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图13所示，本发明提供一种用于样品采制化的粘性判断装置，包括驱动机构1、旋转机构2、物料刮扫机构3和传感检测机构4，驱动机构1用于驱动旋转机构2旋转，旋转机构2与物料刮扫机构3连接用于带动物料刮扫机构3同步旋转以刮扫物料，旋转刮扫时物料刮扫机构3受物料粘性阻力影响与旋转机构2之间产生相对位置差，传感检测机构4与旋转机构2和物料刮扫机构3配合用于检测两者之间的相对位置差以判断被刮扫物料的粘性。具体实施原理如下：

当进行粘性判断作业时，驱动机构1首先驱动旋转机构2旋转，并带动物料刮扫机构3同步旋转对物料进行刮扫，以对物料进行打散，切割分离物料。当物料含水量少，粘度较低时，物料不会对物料刮扫机构3形成阻力，使得物料刮扫机构3和旋转机构2之间不会产生相对位置差，物料刮扫机构3和旋转机构2仍会同步旋转，此时传感检测机构4根据检测两者之间的相对位置差信息的判断结果为物料粘度低，甚至发出不需要对物料进行干燥作业的警报信息（或指示信号）。

当物料含水量多，粘度较高时，物料会对物料刮扫机构3形成一定的阻力，这会使得虽然旋转机构2仍照常旋转，但是物料刮扫机构3受阻力影响会和旋转机构2之间逐步产生相对位置差。此时传感检测机构4会根据检测两者之间的相对位置差信息来判断，当检测到位置差达到预设值时，传感检测机构4判断物料粘性结果为粘度高，甚至发出需要对物料进行干燥作业的警报信息（或指示信号），或者同时发出设备停机的指令以避免设备损坏等。当对物料进行干燥作业后，粘性判断装置继续作业进行粘度判断，以此循环直至物料干燥达到要求。或者发出干燥作业警报（或指示信号）后，干燥作业和粘度判读作业同步进行，随着物料逐步干燥，使得粘度阻力逐步降低，进而使得物料刮扫机构3逐步复位至原始位置，此时传感检测机构4又根据检测信息发出停止干燥作业的警报（或指示信号）。

通过以上特殊的科学设计可知，一是本装置结构简单紧凑，不再需要人工进行粘度判断，使得粘度判断和干燥作业能自动（同步）完成，提高了采制化作业的自动化能力，使得设备整体自定化程度高，提高了样品采制化工作效率。二是本装置采用通过相对位置差这一物理判断方式来判断粘度，使得判断的误差小，判断精度高，有效满足了对精度要求极高的样品采制化作业的要求。三是本装置在粘度判断时同步对物料进行刮扫，刮扫过程中不断对物料进行打散和切割分离，这既可以使得样品疏松，不会结团，有利于后续样品采制化作业的进行，同时这种打散的方式，又能获取精度更高的粘度判断结果，避免其他方式中出现的只判断成团物料表面的湿度而没有真正判断成团物料内部湿度的现象，进一步使得判断的误差小，判断精度高，并且将物料打散便于快速对物料进行干燥，提高了干燥效率，降低了作业成本。

如图1、图4、图6、图8所示，进一步，在较佳实施例中，还包括弹性缓冲机构5，物料刮扫机构3通过弹性缓冲机构5与旋转机构2弹性连接。通过设置弹性缓冲机构5，一是可以使得物料刮扫机构3一旦受阻力影响时，能及时、有效的和旋转机构2之间形成位置差，便于传感检测机构4快速、准确的进行粘度判断。二是使得对物料进行干燥后，物料刮扫机构3能够快速、及时的复位，以开展下一次的粘度判断作业。三是通过设置弹性缓冲机构5，使得物料刮扫机构3可以提高自身的刚性，提高了其对物料进行刮扫打散的有益效果。当然，在其他实施例中，可以不设置弹性缓冲机构5，只需将物料刮扫机构3自身设置为具有一定弹性或柔性、能够在受阻时和旋转机构2之间产生位置差即可，例如物料刮扫机构3由硅胶材料制成等。

进一步，在较佳实施例中，传感检测机构4包括初始位校验组件，初始位校验组件用于校验物料刮扫机构3每次旋转前的初始位置并将校验信息提供给传感检测机构4以便于传感检测机构4进行检测判断作业。通过设置初始位校验组件，使得即使当物料刮扫机构3在复位时存在一定误差时（即并未复位至原始位置），初始位校验组件也能够及时对该误差进行识别，进而将该误差信息提供给传感检测机构4，使得传感检测机构4能够在下一次检测判断时，结合该误差信息进行综合判断，进而避免出现最终的判断误差，有效保证了本装置的判断精度；同时这也使得本装置具有自适应能力，能够适应并规避物料刮扫机构3复位误差带来的影响。

本发明进一步提供了如下多个优选的具体应用实施例。需要特别说明的是，本发明的保护范围并不限于以下几种形式：

具体应用实施例1：如图1至图3所示，旋转机构2包括第一旋转盘21，驱动机构1驱动第一旋转盘21用于带动物料刮扫机构3同步旋转，传感检测机构4固定于第一旋转盘21上，物料刮扫机构3上固定有与传感检测机构4配合的第一检测触发件31，第一检测触发件31的一端靠近第一旋转盘21设置用于被传感检测机构4检测以进行粘性判断。在本实施例中，第一旋转盘21上设有一段弧形槽211，第一检测触发件31穿设于弧形槽211内，以使当物料刮扫机构3与旋转机构2之间产生相对位置差时第一检测触发件31具有一缓冲运动行程。如图2所示，初始位时，第一检测触发件31处于弧形槽211内的A处。当受到物料粘度阻力影响时，第一旋转盘21继续顺时针旋转，第一旋转盘21与物料刮扫机构3产生位置差，处于弧形槽211内的第一检测触发件31势必会逐步向B处靠近。此时，位于第一旋转盘21上的传感检测机构4势必会检测到发生位置变化的第一检测触发件31，进而作出判断并发出警报（或指示信号）。如图3所示，当第一旋转盘21与物料刮扫机构3之间的位置差逐步增大，使第一检测触发件31接触弧形槽211极限位时（B处），此时第一检测触发件31没有运动空间，第一旋转盘21势必会驱动第一检测触发件31以带动传感检测机构4强制旋转。通过这种的设置，使得本装置具有强制保险功能，使得第一旋转盘21与物料刮扫机构3之间不会产生超过极限的位置差，有效保证了设备的使用安全和作业的有效性，降到了维护成本。

具体应用实施例2：如图4、图5所示，旋转机构2包括第二旋转盘22，第二旋转盘22用于带动物料刮扫机构3同步旋转，传感检测机构4固定于物料刮扫机构3上，第二旋转盘22上设有与传感检测机构4配合的第二检测触发件221用于被传感检测机构4检测以进行粘性判断。如图5所示，初始位时，第二检测触发件221处于第二旋转盘22上的C处。当受到物料粘度阻力影响时，物料刮扫机构3旋转变慢，而第二旋转盘22继续顺时针旋转，使得第二检测触发件221逐步靠近传感检测机构4。此时，传感检测机构4势必会检测到第二检测触发件221，进而作出判断并发出警报（或指示信号）。

具体应用实施例3：如图6、图7所示，旋转机构2包括第三旋转盘23，第三旋转盘23用于带动物料刮扫机构3同步旋转，传感检测机构4固定于第三旋转盘23上，物料刮扫机构3与传感检测机构4之间连接有弹性检测件41，当物料刮扫机构3与旋转机构2之间产生相对位置差时使弹性检测件41被拉伸以用于被传感检测机构4检测进行粘性判断。例如传感检测机构4可以根据检测弹性检测件41的拉力变化大小来进行判断。

具体应用实施例4：如图8、图9所示，旋转机构2包括第四旋转盘24，第四旋转盘24用于带动物料刮扫机构3同步旋转，物料刮扫机构3上固定有第五旋转盘32，传感检测机构4分别与第四旋转盘24和第五旋转盘32同时配合，用于同时检测两个旋转盘的旋转状态以进行粘性判断。如图所示，在本实施例中，传感检测机构4设有上下两个传感检测组件分别与第四旋转盘24和第五旋转盘32同时配合。当物料粘性不大时，传感检测机构4检测到第四旋转盘24和第五旋转盘32两个旋转盘的旋转速度是一致的。当物料刮扫机构3受到物料粘度阻力影响时，第四旋转盘24继续旋转，而物料刮扫机构3受阻力影响会使旋转变慢，第五旋转盘32的旋转速度也势必会慢于第四旋转盘24，使得两者之间出现速度差。当传感检测机构4检测到该速度差达到预设值时，传感检测机构4进而作出判断并发出警报（或指示信号）。通过以上设置，使得传感检测机构4分别对旋转机构2和物料刮扫机构3进行检测后作出判断，判断误差小，判断精度高。

关于初始位校验组件的初始位校验原理，以具体应用实施例5为例，如图10至图13所示：检测触发件固定于旋转机构2上，传感检测机构4固定于物料刮扫机构3上。如图10所示，初始位时，检测触发件处于D处，即检测触发件和传感检测机构4处于同一水平线，如果在无粘度阻力影响的情况下，检测触发件应该和传感检测机构4会一起相对静止的顺时针同步旋转运动。如图11所示，假定物料刮扫机构3受粘性影响停止不动使得传感检测机构4也停止不动，而旋转机构2继续旋转使得检测触发件也继续顺时针运动至E处时，会触发传感检测机构4发出警报（或指示信号），即：检测触发件的有效触发行程为F。此时停止旋转驱动并进行干燥作业。当干燥完成后，物料粘度阻力消除，此时传感检测机构4应该回复至检测触发件（E处）附件处。但是，如图12所示，假定物料刮扫机构3回复不到位，使得传感检测机构4的回复位和检测触发件（E处）会存在一定的误差距离。此时，初始位校验组件会及时对该误差进行识别，进而将该误差信息提供给传感检测机构4校验。如图13所示，在下一次的判断时，传感检测机构4会结合该误差信息进行综合校验判断，进而认定检测触发件需要运动至G处时，才会触发传感检测机构4发出警报（或指示信号），即检测触发件的有效触发行程为H，行程H的运动距离仍等于行程F的运动距离，进而有效避免出现最终的判断误差，有效保证了本装置的判断精度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，包括驱动机构（1）、旋转机构（2）、物料刮扫机构（3）和传感检测机构（4），所述驱动机构（1）用于驱动旋转机构（2）旋转，所述旋转机构（2）与物料刮扫机构（3）连接用于带动物料刮扫机构（3）同步旋转以刮扫物料，旋转刮扫时所述物料刮扫机构（3）受物料粘性阻力影响与旋转机构（2）之间产生相对位置差，所述传感检测机构（4）与旋转机构（2）和物料刮扫机构（3）配合用于检测两者之间的相对位置差以判断被刮扫物料的粘性，还包括弹性缓冲机构（5），所述物料刮扫机构（3）通过弹性缓冲机构（5）与旋转机构（2）弹性连接。

2.根据权利要求1所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述传感检测机构（4）包括初始位校验组件，所述初始位校验组件用于校验物料刮扫机构（3）每次旋转前的初始位置并将校验信息提供给传感检测机构（4）以便于传感检测机构（4）进行检测判断作业。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述旋转机构（2）包括第一旋转盘（21），所述第一旋转盘（21）用于带动物料刮扫机构（3）同步旋转，所述传感检测机构（4）固定于第一旋转盘（21）上，所述物料刮扫机构（3）上固定有与传感检测机构（4）配合的第一检测触发件（31），所述第一检测触发件（31）的一端靠近第一旋转盘（21）设置用于被传感检测机构（4）检测以进行粘性判断。

4.根据权利要求3所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述第一旋转盘（21）上设有一段弧形槽（211），所述第一检测触发件（31）穿设于弧形槽（211）内，以使当物料刮扫机构（3）与旋转机构（2）之间产生相对位置差时所述第一检测触发件（31）具有一缓冲运动行程，当所述第一检测触发件（31）接触弧形槽（211）极限位时，所述第一旋转盘（21）驱动第一检测触发件（31）以带动传感检测机构（4）强制旋转。

5.根据权利要求1或2中任意一项所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述旋转机构（2）包括第二旋转盘（22），所述第二旋转盘（22）用于带动物料刮扫机构（3）同步旋转，所述传感检测机构（4）固定于物料刮扫机构（3）上，所述第二旋转盘（22）上设有与传感检测机构（4）配合的第二检测触发件（221）用于被传感检测机构（4）检测以进行粘性判断。

6.根据权利要求1或2中任意一项所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述旋转机构（2）包括第三旋转盘（23），所述第三旋转盘（23）用于带动物料刮扫机构（3）同步旋转，所述传感检测机构（4）固定于第三旋转盘（23）上，所述物料刮扫机构（3）与传感检测机构（4）之间连接有弹性检测件（41），当物料刮扫机构（3）与旋转机构（2）之间产生相对位置差时使所述弹性检测件（41）被拉伸以用于被传感检测机构（4）检测进行粘性判断。

7.根据权利要求1或2中任意一项所述的用于样品采制化的粘性判断装置，其特征在于，所述旋转机构（2）包括第四旋转盘（24），所述第四旋转盘（24）用于带动物料刮扫机构（3）同步旋转，所述物料刮扫机构（3）上固定有第五旋转盘（32），所述传感检测机构（4）分别与第四旋转盘（24）和第五旋转盘（32）同时配合，用于同时检测两个旋转盘的旋转状态以进行粘性判断。