CN107462662A - 一种在线煤质分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在线煤质分析系统，包括：自动称量机构、自动夹取及转移机构和高温炉；其中，所述自动称量机构用于获取预设重量的待测样品；所述自动夹取及转移机构用于夹取所述待测样品并将所述待测样品转移至所述高温炉；所述高温炉用于将所述待测样品在U形管中进行燃烧并将燃烧后产生的气体输送至下一工序。通过设置自动称量机构和自动夹取及转移机构，使得煤质分析系统中称量、转移以及检测分析都由系统自动完成，无需人工操作，快速准确，实现了煤质实时在线检测分析，提高了分析结果的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及煤质检测技术领域，更具体地，涉及一种在线煤质分析系统。
背景技术
随着工业的不断发展，煤炭能源已日趋紧张，为了获得更高的燃烧效率，需要对煤质进行精确分析。C、H元素是煤炭主要构成元素，其中C含量范围约为40％～95％，H含量范围约为0.5～6％，C、H含量的多少直接决定了煤炭发热量的大小，是衡量煤质优劣的重要指标。在生产过程中，如果能准确、快速得测量出煤炭的C、H元素含量，将对指导生产、指导配煤掺烧有重要意义。传统的方法是对原煤采样后进行离线分析，从采样、制样到检验结果的报出一般需要几个小时，检测结果严重滞后于锅炉燃烧。近些年来，陆续出现了一些煤质在线分析仪，目前市场上相对成熟的煤质快速分析装置有基于X射线荧光光谱分析技术的煤质分析仪和基于γ射线技术的中子活化分析技术(PGNAA)的煤质分析仪。其中，X射线荧光光谱分析技术测量周期较长，分析精度较差，一般只能分析原子量大于23的元素，而且受煤种的影响大，在运行期间需要经常校正。中子瞬发γ射线活化分析技术中γ射线对人体存在很大的安全隐患，双能γ射线投射法测量精度受重成灰矿物(如铁)含量波动的影响较大，误差较大。并且，这类设备的技术复杂，投资大，且不易标定，在实际应用中很难得到推广。
目前，应用比较广泛的碳氢元素分析仪对煤炭中碳、氢元素含量进行检测分析时，首先利用手工将锡箔纸包裹的煤样放置于测试装置的放样盘上称量后，再使煤样落入碳氢元素分析仪的高温炉U形管中进行燃烧，将燃烧产生的混合气体通过吸收剂吸收来检测分析碳氢元素的含量。
但在使用上述碳氢分析仪进行煤质分析时，多个操作环节都需要进行手工操作，导致工作量大、效率低，无法满足实时在线检测的需求；同时，样品称量等关键环节采用手工操作往往带有较大误差，导致最终检测结果准确性差。
发明内容
针对现有碳氢分析仪中因手工操作导致的工作量大、效率低，无法满足实时在线检测需求；以及手工称量误差大导致检测结果准确性差的问题，本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的在线煤质分析系统。
本发明实施例提供了一种在线煤质分析系统，包括：自动称量机构、自动夹取及转移机构和高温炉；其中，所述自动称量机构用于获取预设重量的待测样品；所述自动夹取及转移机构用于夹取所述待测样品并将所述待测样品转移至所述高温炉；所述高温炉用于将所述待测样品在U形管中进行燃烧并将燃烧后产生的气体输送至下一工序。
其中，所述自动称量机构包括称量装置及自动升降装置；其中，所述自动升降装置包括升降电机19和放样盘114，所述放样盘114上设有锡壳11，用于盛装所述待测样品，且所述放样盘114可在所述升降电机19驱动下作上下直线运动，使所述锡壳11与所述称量装置脱离或接触。
其中，所述自动称量机构还包括第一旋转电机17，所述放样盘114可在所述第一旋转电机17的驱动下绕所述放样盘114轴向中心旋转。
其中，所述放样盘114的端面外缘设置有多个所述锡壳11，且多个所述锡壳11围绕所述放样盘114的轴向中心均匀分布。
其中，还包括锡壳送进机构，用于将预先整形好的锡壳11输送至所述自动称量机构的放样盘114中。
其中，所述锡壳送进机构包括旋转装置和落料装置；所述落料装置包括与所述旋转装置连接的壳盘以及设置于所述壳盘下方的挡环，所述壳盘的端面和所述挡环的端面分别设有通孔，所述壳盘在所述旋转装置的驱动下旋转，使所述壳盘通孔中的锡壳11通过所述挡环通孔输送至所述自动称量机构。
其中，所述自动夹取及转移机构包括气缸31和与气缸31活塞杆固定连接的夹持装置，当气缸31活塞杆工作时可驱动夹持装置水平横向往返运动，而所述夹持装置用于抓取锡壳11并转移至高温炉体上方后释放。
其中，所述夹持装置包括气爪32和连接于气爪32下端的夹取块34，所述夹取块34为两个并分别对称设置于气爪32下端。
其中，所述高温炉包括U形管自动更换机构，所述U形管自动更换机构包括安装有U形管42的炉膛座43、转盘48、顶升机构45以及旋转机构46，所述顶升机构45驱动所述膛座43上下运动使所述U形管42密封连接或脱离上炉体41，并经旋转机构(46)驱动转盘(48)旋转实现自动更换所述U形管42。
其中，所述U形管自动更换机构还包括U形夹47、定位板44以及直线滑台49，所述炉膛座43放置于所述U形夹47的开口内，所述定位板44与所述U形夹47的底端固定连接，所述顶升机构45与所述定位板44固定连接，所述顶升机构45与直线滑台49水平横向连接。
本发明实施例提供的一种在线煤质分析系统，通过设置自动称量机构和自动夹取及转移机构，使得煤质分析系统中称量、转移以及检测分析都由系统自动完成，快速准确，无需人工操作，实现了煤质实时在线检测分析，提高了分析结果的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种在线煤质分析系统的结构框图；
图2为本发明实施例中自动称量机构的立体结构图；
图3为本发明实施例中锡壳送进机构的结构图；
图4为本发明实施例中锡壳送进机构的主视图；
图5为本发明实施例中锡壳送进机构的上挡环的结构图；
图6为本发明实施例中锡壳送进机构的中挡环的结构图；
图7为本发明实施例中锡壳送进机构的下挡环的结构图；
图8为本发明实施例中自动夹取及转移机构的立体结构图；
图9为本发明实施例中自动夹取及转移机构的A向视图；
图10为本发明实施例中自动夹取及转移机构的夹取块的俯视图；
图11为本发明实施例中U形管自动更换机构的立体结构图；
图12为本发明实施例中U形管自动更换机构的炉膛座的结构图；
图13为本发明实施例中U形管自动更换机构的主视图；
图14为本发明实施例中U形管自动更换机构的A向视图；
图15为本发明实施例中U形管自动更换机构的炉膛座的U形夹的结构图；
图16为本发明实施例中U形管自动更换机构的定位板的结构图；
图17为本发明实施例中U形管自动更换机构的转盘的结构示意图；
11-锡壳； 12-壳座； 13-挡片； 14-转轴；
15-第一分度盘； 16-感应装置； 17-第一旋转电机；
18-升降座； 181-上端板； 19-升降电机； 110-底座；
111-称量模块； 112-秤杆座； 113-秤杆； 114-放样盘；
21-上壳盘； 22-上挡环； 23-中壳盘； 24-中挡环；
25-下壳盘； 26-下挡环； 27-转轴 211-底座
212-第二旋转电机 213-第二分度盘；
214-支架； 215-定位座； 31-气缸； 32-气爪；
33-安装板； 34-夹取块； 41-上炉体； 42-U形管；
421-坩埚； 43-炉膛座； 44-定位板； 45-顶升机构；
451-上顶块； 452-弹簧； 453-底板； 46-旋转机构；
461-第三分度盘； 462-感应装置； 47-U形夹；
48-转盘； 481-方形卡口； 49-直线滑台； 491-螺杆；
492-导向杆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种在线煤质分析系统的结构框图，如图1所示，包括：自动称量机构、自动夹取及转移机构和高温炉；其中，所述自动称量机构用于获取预设重量的待测样品；所述自动夹取及转移机构用于夹取所述待测样品并将所述待测样品转移至所述高温炉；所述高温炉用于将所述待测样品在U形管中进行燃烧并将燃烧后产生的气体输送至下一工序。
煤质分析一般包括制样、称量、转移、燃烧和检测分析几个步骤，在本发明实施例中每个步骤由不同的自动装置或机构完成，再通过不同自动装置或机构之间的接续最终实现对煤炭中碳氢组成的测量。
具体地，制样是关系到分析检测结果是否准确的最重要环节，在所述系统中由自动制样单元完成。由于待分析煤炭是化学组成和粒度组成很不均匀的混合物，要从大量的煤样中取出少量的有代表性的样品，就必须按照一定的操作程序对煤样进行加工。前置煤样制备单元将煤炭破碎至0.2mm，然后将一部分煤样送至测水单元测出所含的水份，将另一部分煤样送至自动落样机构中。
所述样品经所述自动落样机构输送至所述自动称量机构，所述自动落样机构可以根据所述自动称量机构的实时读数精确控制样品的下落速度，从而准确得到特定重量的所述样品。避免人工操作时反复加减样品量，降低了劳动强度，提高称量的准确性。
所述自动称量机构称量得到预设重量的所述样品后，所述自动夹取及转移机构夹取所述样品，并将所述样品转移至所述高温炉，所述样品在所述高温炉中充分燃烧，所述高温炉以氧气为助燃气体，并将燃烧得到的气体传输至所述分析单元，燃烧后得到的气体包括水蒸气和二氧化碳，分析单元通过对气体成分的分析，结合所述样品的重量，确定出待分析煤中的碳、氢组成比例。
进一步地，所述分析单元对所述高温炉中产生的水蒸气和二氧化碳采用红外法进行碳氢元素检测分析，红外法以朗伯-比尔定律为依据对元素进行测定。朗伯-比尔定律数学表达式为
其中，A为吸光度；T为透射比，是透射光强度比上入射光强度；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关；c为吸光物质的浓度；b为吸收层厚度。朗伯-比尔定律的物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚b成正比。
在以红外法进行元素分析时，所述高温炉将燃烧产生的水蒸气和二氧化碳输送至气体缓冲罐进行收集，即样品在高温炉膛和助燃气体的助燃下快速燃烧，燃烧产生的气体产物，经过滤后直接输送至所述分析单元，所述分析单元对所述气体进行检测分析，进而得出所述样品中的碳、氢含量。
本发明实施例提供的一种在线煤质分析系统，通过设置自动称量机构和自动夹取及转移机构，使得煤质分析系统中称量、转移以及检测分析都由系统自动完成，无需人工操作，快速准确，实现了煤质实时在线检测分析，提高了分析结果的准确性。
在上述实施例中，参考图2，所述自动称量机构包括锡壳11、壳座12、升降座18、升降电机19、底座110、称量模块111、秤杆座112、秤杆113和放样盘114；所述称量模块111和升降电机19分别固定连接于底座110上表面的两端，所述秤杆113经秤杆座112连接于称量模块111的顶部中心；所述锡壳11放置于放样盘114上的壳座12内，所述升降电机19经升降座18与放样盘114连接，当升降电机19工作带动放样盘114作上下直线运动时，可使放样盘114上的壳座12脱离或接触秤杆113从而实现自动称量锡壳11内的样品。
其中，如图2所示，放样盘114的端面外缘设有多个通孔并围绕放样盘114的轴向中心均匀分布，所述壳座12的下端呈圆锥状并插入放样盘114端面上的通孔内，且该壳座12的下端面从放样盘114的通孔内伸出，设置多个通孔并分别放置壳座12可提高检测效率，因每称量完一个壳座12后经旋转放样盘114可立即进行下一个壳座12的称量，检测准备和等待时间短；所述放样盘114的轴向中心至端面上通孔中心之间的直线距离需与放样盘114轴向中心至秤杆座112轴向中心之间的直线距离保持一致，当放样盘114下行时，该结构可保障放样盘114上的壳座12能准确放置于秤杆113上从而实现自动称量。
放样盘114的下端面轴向中心连接有旋转机构，该旋转机构包括挡片13、转轴14、第一分度盘15、感应装置16和第一旋转电机17；所述转轴14的一端与放样盘114的下端面轴向中心固定连接，另一端依次穿过第一分度盘15的轴向中心和升降座18顶部上端板181的轴向中心后再与第一旋转电机17的主轴连接；所述第一旋转电机17固定连接于升降座18顶部上端板181的下表面，所述挡片13设置于第一分度盘15上端面外缘并分别与第一分度盘15和感应装置16配装用于控制旋转电机7的运转，所述第一分度盘15与感应装置16配合用于控制第一旋转电机17每次旋转角度，而挡片13用于计算称量的锡壳及样品数量并控制第一分度盘15回复起始位置；采用设置旋转机构驱动放样盘114旋转可实现自动连续称量测试，且相比手工操作更换测试样品的速度快，从而缩短测试工期，并且转轴14上连接第一分度盘15与感应装置16配合可保障第一旋转电机17主轴每次旋转角度的大小与放样盘114端面上相邻通孔之间的夹角大小保持一致，从而保障自动连续称量测试的运行平稳、顺利可靠；感应装置16需与第一分度盘15之间保持一定的间隙并且不得妨碍第一分度盘15的正常运转，还要保障能正常感应第一分度盘15以及第一分度盘15上的挡片13，因此一般采用自制支架将感应装置16固定连接在升降座18的上端；所述升降电机19的输出轴与升降座18的底端固定连接，当升降电机19的输出轴运转时可驱动升降座18作上下直线运动，所述升降电机19一般选用直线步进电机或其他直线运动部件。
具体地，所述自动称量机构的工作原理为：在称量工作前，首先应在称量模块111中对样品的重量进行设定，该设定值应包括一定的取值范围；接着将已经制作好的锡壳11成品输送至放样盘114的壳座12上，然后控制第一旋转电机17驱动放样盘114旋转，当感应装置16感应到第一分度盘15时停止旋转，此时锡壳11和壳座12应处于秤杆113的正上方；接下来控制升降电机19驱动放样盘114下行，当壳座12的下端面接触秤杆113时需保持放样盘114继续下行，直至壳座12下端脱离放样盘114通孔并平稳放置于秤杆113上时停止升降电机19运转；同时利用落料机构于锡壳11的正上方向锡壳11内落入煤粉或其他有机物粉料样品，当称量样品达到设定值时停止落料并控制运转升降电机19驱动放样盘114上行，当放样盘114带动壳座12脱离秤杆113时即停止升降电机19的动作，此时开始启动第一旋转电机17驱动放样盘114旋转至下一个相邻的壳座12处于秤杆113正上方时停止，将称量好的锡壳11及样品抓走，同时将空的锡壳11输送放置于壳座12内；控制重复上述动作实现自动连续称量，当连续称量工作结束时，经挡片13控制第一旋转电机17驱动第一分度盘15回复到起始位置。
在上述实施例中，参考图3-图7，所述锡壳送进机构包括旋转装置和落料装置，所述旋转装置包括与底座211固定连接的第二旋转电机212、与第二旋转电机212主轴连接的转轴27；所述落料装置包括底座211，设置于底座211两端上方的定位座215，分别与定位座215连接的上挡环22、中挡环24和下挡环26，插接于转轴27上的上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25，且上壳盘21、上挡环22、中壳盘23、中挡环24、下壳盘25和下挡环26按照从上至下的顺序依次设置；当第二旋转电机212运转时可经转轴27驱动上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25跟随旋转，从而将上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25中的锡壳11分别输送至所述自动称量机构的壳座12中。
其中，如图3所示，上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25的端面外缘均设置多个围绕轴向中心均匀分布的通孔，该通孔的直径大小与锡壳11的外径配装，所述上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25上的通孔数量和直径尺寸大小是一致的，并且设置多个通孔有利于一次装夹实现多批次的样品检测分析；所述连接套28的外圆面连接有第二分度盘213，该第二分度盘213的外圆面设有多个缺口，所述缺口数量与上壳盘21、中壳盘23或下壳盘25上的通孔数量保持一致，且所述第二分度盘213的上端面设有挡片29并与第二分度盘213上的缺口、以及底座211上端的感应装置210配装；所述感应装置210能感应第二分度盘213上的缺口并反馈信号控制第二旋转电机212停止运转，因此第二分度盘213上的缺口数量需与壳盘上的通孔数量保持一致，从而实现每旋转一次可自动输送一个锡壳进入下道工序；所述挡片29与感应装置210配合用于自动计算所送进的锡壳11数量，并在锡壳11输送完后控制第二旋转电机212经转轴27驱动上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25回复到起始位置。
如图4所示，第二旋转电机212连接于底座211的下端面上，且第二旋转电机212的主轴穿过底座211经连接套28与转轴27固定连接，设置连接套28有利于保障转轴27与第二旋转电机212主轴的连接牢固可靠，并方便安装第二分度盘213；所述定位座215经支架214与底座211两端固定连接，该定位座215与支架214均为两个并分别对称设置于底座211两端。
如图5、图6和图7所示，上挡环22、中挡环24和下挡环26均呈圆环状且该圆环端面均设有一个通孔用于输送锡壳，其中上壳盘21中的锡壳经上挡环22通孔落入中壳盘23内，而中壳盘23中的锡壳经中挡环24通孔落入下壳盘25内，最终下壳盘25上的锡壳经下挡环26通孔落入样品放样盘上的壳座内；所述下挡环26的通孔中心位于下挡环26的纵向中心线上，所述中挡环24的通孔中心与中挡环24纵向中心线的夹角为β，所述上挡环22的通孔中心与上挡环22纵向中心线的夹角为θ；所述夹角θ的大小等于两倍夹角β的大小，且夹角β的大小与上壳盘21、中壳盘23或下壳盘25上相邻通孔之间的夹角大小一致；所述夹角β的大小优选为10°，相应的上壳盘21、中壳盘23或下壳盘25上通孔的数量均为36个；所述上挡环22、中挡环24和下挡环26圆环端面上的通孔采用错位设置，能保障锡壳11有序的从上至下分别落入所述自动称量机构的壳座12中。
具体地，结合附图，所述锡壳送进机构的工作原理为：首先将下壳盘25对正放置于下挡环26上，随后将锡壳11分别对应放入下壳盘25的端面通孔内，其中下挡环26的通孔位置对应下壳盘25的通孔位置作为预留空位不放置锡壳；采用同样的方法和手段对中壳盘23和上壳盘21的通孔内均放置锡壳并预留一个空位，然后按顺序安装下挡环26和下壳盘25、中挡环24和中壳盘23、上挡环22和上壳盘21；接着启动第二旋转电机212并经转轴27带动下壳盘25、中壳盘23和上壳盘21跟随旋转，而下挡环26、中挡环24和上挡环22因与定位座215固定连接保持不动，当感应装置210感应到第二分度盘213的缺口时控制第二旋转电机212停止运转，此时上壳盘21中的锡壳11经上挡环22通孔落入中壳盘23内，而中壳盘23中的锡壳11经中挡环24通孔落入下壳盘25内，最终下壳盘25中的锡壳11经下挡环26通孔落入样品放样盘上的壳座内；当第二分度盘213该缺口位置的锡壳11送进完成后，则继续控制第二旋转电机212旋转到第二分度盘213下一个缺口时感应停止运行，重复循环以上动作实现连续送进锡壳11，直至上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25上的锡壳11全部输送完毕，经挡片29控制第二旋转电机212驱动上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25回复到起始位置，随后将上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25拆卸下来重新安装锡壳11，装满锡壳11后再分别安装到转轴27上重新开始送进锡壳11样品；一般来说，上壳盘21、中壳盘23和下壳盘25装满锡壳11后可以一次使用5个工作日。
在上述实施例中，参考图8-图10，所述自动夹取及转移机构包括气缸31以及与气缸31活塞杆固定连接的夹持装置，所述夹持装置包括气爪32和连接于气爪32下端的夹取块34，所述夹取块34为两个并分别对称设置于气爪32下端；当气缸31活塞杆工作时可驱动夹持装置水平横向往返运动，而气爪32用于控制两个夹取块34的开合从而实现抓取锡壳11并转移至高温炉体上方。
其中，如图8所示，锡壳11放置于放样盘114的壳座12内，该放样盘114的下端连接自动旋转升降装置；所述自动旋转升降装置包括转轴14、第一分度盘15、感应装置16、第一旋转电机17、支座18和升降电机19；所述第一旋转电机17固定连接于支座18内并经转轴14与放样盘114下端连接，该第一旋转电机17的输出轴工作时可经转轴14驱动放样盘114跟随旋转；所述第一分度盘15与转轴14的外圆表面连接，所述感应装置16设置于支座18上并与第一分度盘15配装用于控制放样盘114的旋转角度；所述升降电机19的输出轴与支座18下端连接，当升降电机19工作时可经支座18带动放样盘114作上下直线运动，该升降电机19固定连接于底座110上。
如图9和图10所示，两个夹取块34的夹持端面呈锯齿形，采用锯齿形结构可保证夹持锡壳11时牢固可靠，从而防止锡壳11发生中途坠落等意外事故。
参见附图，气缸31和夹持装置均设置于高温炉体的上方，且调整气缸31活塞杆处于收缩状态时夹持装置中两夹取块34的纵向中心线需与高温炉体顶部炉门的纵向中心线同轴，用于保障两夹取块34松开时锡壳11能准确坠落炉门中；夹持装置经安装板33与气缸31活塞杆的端部连接，当气缸31的活塞杆工作时可驱动夹持装置水平横向往返运动；所述放样盘114的端面外缘设有多个通孔用于安装壳座12，且该多个通孔围绕放样盘114的轴向中心均匀分布，放样盘114上设置多个通孔有利于自动连续工作。
具体地，结合附图，所述自动夹取及转移机构的工作原理为：首先控制气缸31的活塞杆向外伸出从而驱动夹持装置水平横向移动并接触放样盘114上的锡壳11，此时气缸31停止动作，而气爪32控制两夹取块34向中合拢抓紧锡壳11，接着控制升降电机19经支座18带动放样盘114竖直往下运行从而使锡壳11脱离壳座12；随后控制气缸31的活塞杆收缩从而驱动夹持装置将锡壳11转移至高温炉体正上方，接着控制气爪32张开两夹取块34使锡壳包含样品坠入炉门内进行元素检测分析；锡壳11转移的同时可控制升降电机19驱动放样盘114竖直向上运行并恢复原位，同时由第一旋转电机17经转轴14驱动放样盘114旋转，由第一分度盘15和感应装置16控制旋转角度，保障放样盘114上相邻的锡壳11能旋转到待抓取位置，随后由送进机构将放样盘114上的空位放置新的锡壳11；重复循环上述动作，从而实现自动化工作。
在上述实施例中，所述样品在所述高温炉的U形管中进行燃烧，所述高温炉包括U形管自动更换机构。
参考图11-图17，所述U形管自动更换机构包括炉膛座43、U形夹47、定位板44、转盘48、直线滑台49、旋转机构46和顶升机构45；所述炉膛座43放置于U形夹47的开口内，所述定位板44与U形夹47的底端固定连接，所述旋转机构46设置于转盘48底部，所述顶升机构45与直线滑台49水平横向连接；该直线滑台49驱动顶升机构45竖直上下运行可使炉膛座43内的U形管42密封连接或脱离上炉体41，并经旋转机构46驱动转盘48旋转从而实现自动更换U形管42。
如图11所示，直线滑台49经螺杆491旋转驱动作竖直上下运动，且螺杆491的两侧设有导向杆492，采用该结构能保障直线滑台49沿着导向杆492竖直上下运行，能有效防止直线滑台49发生偏移，从而保障U形管42与上炉体41之间能准确对位并方便顺利实现自动更换；驱动电机设置于螺杆491的顶端并与上炉体41固定连接。
如图12和图15所示，炉膛座43为长方体形且其上端面的一侧设有槽口用于连接U形管42；安装时先将U形管42安装于炉膛座43的槽口内，然后一同放置于U形夹47的开口内，采用该结构可保障U形管42的安装定位准确和连接牢固可靠，从而方便顺利实现自动更换。
如图13和图14所示，顶升机构45包括上顶块451、设置于上顶块451底部的弹簧452、以及用于插装弹簧452的底板453，且所述顶升机构45中上顶块451和底板453的外形尺寸需与方形卡口481的尺寸相匹配，方便保障顶升机构45能顺利从方形卡口481中穿过；设置弹簧452用于缓冲U形管42在上升过程中与上炉体41顶部密封接触时产生的冲击力，从而防止U形管42发生破损，有利于提高U形管42的使用寿命，并且经弹簧452的压缩力可将U形，42的管壁与上炉，41顶部密封连接；所述弹簧452一般设置3～4个，方便保障上顶块451的端面受力均匀，可防止上顶，451因局部受力不均而导致U形管42与上炉体41的密封连接不稳固；所述顶升机构45经底板453与直线滑台49水平横向连接，当直线滑台49经螺杆491旋转驱动竖直上下运行时，可带动顶升机构45跟随竖直上下运行；所述旋转机构46包括第三分度盘461、以及与第三分度盘461配装的感应装置462，所述第三分度盘461可跟随转盘48一同旋转，且该第三分度盘461与感应装置462配合用于控制转盘48的旋转角度，从而保障U形管42的自动更换能顺利实现。
如图16和图17所示，转盘48的端面外缘设有2～3个方形卡口481并围绕转盘48的轴向中心均匀分布，且该方形卡口481的外侧边中部设有开口，所述方形卡口481设置开口便于顶升机构45从中穿过，而转盘48上设置2～3个方形卡口481是方便保障自动更换的顺利进行；定位板44的端面中心设有方形通孔用于配装上顶块451的顶部台阶，且该定位板44插装于转盘48的方形卡口481内；安装时先将定位板44与U形夹47底部固定连接，然后将定位板44插装至转盘48的方形卡口481内，采用该结构可保障U形夹47的安装定位准确，从而进一步保障U形管42的安装定位准确，并且整体结构简单，安装简便；运行时上顶块451的顶部台阶插装至定位板44中心的方形通孔内，并驱动定位板44、U形夹47、以及炉膛座43和U形管42一同向上运行，且该顶升机构45上行时从方形卡口481穿过并可使U形夹47、炉膛座43和U形管42插装入上炉体41内。
具体地，结合附图，所述U形管自动更换机构的工作原理为：正常情况下，直线滑台49经螺杆491锁紧保持不动，而顶升机构45中上顶块451的顶部台阶插装至定位板44中心的方形通孔内，并经压缩弹簧452从而将U形夹47、炉膛座43以及U形管42插装在上炉体41内，并使U形管42的管壁与上炉体41顶部密封连接；当需要更换U形管42时，控制螺杆491旋转驱动直线滑台49下降，从而带动顶升机构45往下运行可使定位板44、U形夹47、炉膛座43以及U形管42一同跟随上顶块451下行脱离上炉体41，当下行至定位板44插装到转盘48的方形卡口481内时，直线滑台49带动顶升机构45继续下行并使上顶块451的顶部台阶脱离定位板44后才停止螺杆491的旋转，而U形夹47、炉膛座43以及U形管42则一同放置在转盘48的方形卡口481上部；接着控制旋转机构46驱动转盘48旋转，当转盘48将相邻的方形卡口481以及方形卡口481上的U形夹47、炉膛座43以及U形管42一同旋转至位于顶升机构45的正上方时经第三分度盘461和感应装置462控制转盘48停止旋转，然后控制螺杆491旋转驱动直线滑台49上行并带动顶升机构45上升，使上顶块451的顶部台阶插装到定位板44的方形通孔内并带动U形夹47、炉膛座43以及U形管42跟随上升直至进入上炉体41内并密封连接；随后对脱离上炉体41并安置在转盘48上的U形管42进行清理或更换坩埚421，使U形管42能重复使用；重复循环上述动作从而实现自动更换炉体内的U形管。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种在线煤质分析系统，其特征在于，包括：自动称量机构、自动夹取及转移机构和高温炉；其中，所述自动称量机构用于获取预设重量的待测样品；所述自动夹取及转移机构用于夹取所述待测样品并将所述待测样品转移至所述高温炉；所述高温炉用于将所述待测样品在U形管中进行燃烧并将燃烧后产生的气体输送至下一工序。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述自动称量机构包括称量装置及自动升降装置；其中，所述自动升降装置包括升降电机(19)和放样盘(114)，所述放样盘(114)上设有锡壳(11)，用于盛装所述待测样品，且所述放样盘(114)可在所述升降电机(19)驱动下作上下直线运动，使所述锡壳(11)与所述称量装置脱离或接触。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述自动称量机构还包括第一旋转电机(17)，所述放样盘(114)可在所述第一旋转电机(17)的驱动下绕所述放样盘(114)轴向中心旋转。
4.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述放样盘(114)的端面外缘设置有多个所述锡壳(11)，且多个所述锡壳(11)围绕所述放样盘(114)的轴向中心均匀分布。
5.根据权利要求2所述系统，其特征在于，还包括锡壳送进机构，用于将预先整形好的锡壳(11)输送至所述自动称量机构的放样盘(114)中。
6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述锡壳送进机构包括旋转装置和落料装置；所述落料装置包括与所述旋转装置连接的壳盘以及设置于所述壳盘下方的挡环，所述壳盘的端面和所述挡环的端面分别设有通孔，所述壳盘在所述旋转装置的驱动下旋转，使所述壳盘通孔中的锡壳(11)通过所述挡环通孔输送至所述自动称量机构。
7.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述自动夹取及转移机构包括气缸(31)和与气缸(31)活塞杆固定连接的夹持装置，当气缸(31)活塞杆工作时可驱动夹持装置水平横向往返运动，而所述夹持装置用于抓取锡壳(11)并转移至高温炉体上方后释放。
8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，所述夹持装置包括气爪(32)和连接于气爪(32)下端的夹取块(34)，所述夹取块(34)为两个并分别对称设置于气爪(32)下端。
9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述高温炉包括U形管自动更换机构，所述U形管自动更换机构包括安装有U形管(42)的炉膛座(43)、转盘(48)、顶升机构(45)以及旋转机构(46)，所述顶升机构(45)驱动所述膛座(43)上下运动使所述U形管(42)密封连接或脱离上炉体(41)，并经旋转机构(46)驱动转盘(48)旋转实现自动更换所述U形管(42)。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述U形管自动更换机构还包括U形夹(47)、定位板(44)以及直线滑台(49)，所述炉膛座(43)放置于所述U形夹(47)的开口内，所述定位板(44)与所述U形夹(47)的底端固定连接，所述顶升机构(45)与所述定位板(44)固定连接，所述顶升机构(45)与直线滑台(49)水平横向连接。
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