CN107670836B - 用于末煤分选的比重测控系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于末煤分选的比重测控系统，安装在选煤机上，它的取样机与溜槽相通，取样机的输送样料通道位于稳料器的上方；稳料器的缓冲仓上口与取样机的输送样料通道相对，缓冲仓的下端有摊平装置，缓冲仓内安装料位仪，卸料槽位于缓冲仓的斜下方；称重器的容器上部开口与缓冲仓卸料口相对接，容器底部有卸料装置，容器外部有振动器，容器通过吊挂装置吊挂在电子秤架上，电子秤安装在电子秤架上，吊挂装置与电子秤连接；电子秤与传感器连接、与PLC控制系统连接；根据比重数据、依照公式换算出产品含矸率、产品灰分，通过控制系统控制主机的给料、卸料系统，控制调整影响干法末煤跳汰机分选的各种因素。整机运转平稳，末煤分选效果更好。
Description
技术领域
本发明属于选煤领域使用的测控系统，具体地说是一种用于末煤分选的比重测定控制系统。
背景技术
目前，我国使用的干法选煤机一般为差动式干法选煤机、俄式干法选煤机和复合式干法选煤机，这些选煤机分选的粒级较大（75-13mm），不太适用于用比重测定控制系统。分选小于13mm粒级的干法末煤跳汰机近期开发出，日常生产取样化验数据出的慢，很难指导人工操作。小于13mm粒级的末煤假比重测定相对稳定，因此用假比重测定，传感到PLC控制系统，此系统安装在干法末煤跳汰机上，通过比重测定来控制影响干法末煤跳汰机分选效果的因素（卸料装置，给料机，供风装置等）分选效果更好。用γ射线也可测定但成本高，对人身体有害涉及到环境污染问题。
发明内容
本发明目的是针对现有技术中对干法末煤跳汰机分选粒级测定系统的不足，提供一种末煤比重测控系统，该系统确保末煤在分选中给料、卸料、供风、及产品质量的稳定型。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于末煤分选的比重测控系统，该系统安装在干法末煤跳汰机上，包括取样器、比重测定仪、传感器、PLC控制系统，所述的取样器包括溜槽和取样机，所述的比重测定仪包括稳料器和称重器，取样机与溜槽相通，取样机的输送样料通道位于稳料器的上方；稳料器包括缓冲仓、卸料槽、支承杆、摊平装置，缓冲仓的上口与取样机的输送样料通道相对，缓冲仓的下端设有摊平装置，缓冲仓内安装料位仪，卸料槽位于缓冲仓的斜下方；所述的称重器主要由容器、电子秤、吊挂装置、卸料装置、振动器组成，所述的容器上部开口与缓冲仓卸料口相对接，容器底部设有卸料装置，容器外部设有振动器，容器通过吊挂装置吊挂在电子秤架上，用于显示容器内物料重量的电子秤安装在电子秤架上，吊挂装置与电子秤连接；电子秤与传感器连接、与PLC控制系统连接；传感器得出比重数据，根据比重数据、依照公式换算出产品含矸率、产品灰分，将这些数据传递给PLC控制系统，通过PLC控制系统控制调节主机、主机的给料系统、卸料系统，控制调整影响干法末煤跳汰机分选的各种因素。
进一步，所述的取样机是由取样电机带动旋转的螺旋取样机。
进一步，所述的缓冲仓是斜方棱柱体结构，其外部固接移动杆，移动杆铰接在支承杆上。
进一步，缓冲仓上装有电动移动装置，通过电动移动装置将缓冲仓内的物料移到卸料槽内。
进一步，缓冲仓下部装有摊平装置，通过摊平装置摊平称重容器进口的物料，而后通过移动杆移动缓冲仓到卸料槽把多余的物料放出。
进一步，容器是长方棱柱体与斜方棱柱体接合为一体的结构。
进一步，产品含矸率的计算公式为：
式中
ε%是指产品中重物重量占产品总重量之比.
δ重——原料定义基准重物比重
δ轻——原料定义基准轻物比重
δ测——测定产品混合物比重
进一步，产品灰分的计算公式为：
式中：
Aad测——测定产品混合物灰分%
化验室数据
Aad重——化验室检测原料定义基准重物灰分%
Aad轻——化验室检测原料定义基准轻物灰分%
K ——测定数与实际数的修正系数。
进一步，由 PLC控制系统控制主机激振频率、给料机频率，供风电机频率，卸料电机频率。
进一步，缓冲仓内安装料位仪，由料位仪测缓冲仓的量来控制摊平装置摊平时间、取样机取样时间。
采用上述技术方案，与传统测定系统相比，本发明将系统安装在干法末煤跳汰机上，由传感器得出样料比重数据，根据计算公式换算出产品含矸率、产品灰分，这些产品含矸率、产品灰分数据通过传感器传到PLC控制系统，来控制调整影响干法末煤跳汰机分选的各种因素。通过比重测定用 PLC控制系统控制主机激振频率、给料机频率，供风电机频率，卸料电机频率。整机运转平稳，分选效果更好。
附图说明
图1是本发明比重测定控制系统总示意图。
图2、图3是本发明比重测定仪结构示意图，其中图3是图2的俯视结构示意图。
图4图5是本发明称重仪结构示意图，其中图5是图4的俯视结构示意图。
图6、图7是本发明稳料器结构示意图，其中图7是图6的俯视结构示意图。
图8是本发明传感器示意图。
图9是本发明控制系统示意图。
图中标记: 溜槽1、取样机2、缓冲仓3、移动杆4、吊挂装置5、卸料槽6、容器7、振动器8、卸料装置9、电子秤支架10、电子秤11、摊平装置传感器12、PLC控制系统13、主机14、给料15、卸料16、17、18，鼓风机19、料位仪20、摊平装置21、导线22、跳汰选煤机23、测量设备24、显示器25。
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步说明
本发明提供一种用物理方式测定假比重的比重测控系统，包括电源部分、测量设备、选煤机和控制部分。所述的比重测控系统由取样、比重测定仪、传感器、控制系统四部分组成，此系统安装在干法末煤跳汰选煤机上，用于测量小于13mm粒级的末煤的比重并换算出灰分或含矸率，用PLC控制系统调节给料量、供风量、卸料量、主机振动频率、主机床面角度等。
参见附图1，本发明的取样部分由溜槽1、取样机2组成，溜槽1竖直安装，取样机2是螺旋取样机，用电机带动旋转，其取样机筒的前部插入溜槽1内，溜槽1的物料直接溜入取样机2内，取样机2的输送样料通道与稳料器的缓冲仓3上口相对。
本发明用螺旋输送的方式来实现取样。取样机2按照控制箱设定好的程序自动工作，可以设定自动间隔取样。用户根据自己的要求可随时调整取样时间，通过调整时间来改变取样次数、取样量。本发明的控制箱只有一个时间继电器，它集成了三个时间段，从左往右分别为：清料时间、间隔时间、取样时间。 清料时间、取样时间调整范围是0-99秒，间隔时间调整范围是0-20分钟，操作起来既简单又方便。自动间隔取样的循环工作过程是：清料→ 间隔 → 取样 → 间隔。清料时间减速电机带动取样机螺旋绞刀反转（站在电机后面看螺旋绞刀旋转的方向是逆时针），把取样管里的残料清理干净，确保下一次取出来的样品都是新鲜的；间隔时间取样机处于停止状态；取样时间减速电机带动螺旋绞刀正转（站在电机后面看螺旋绞刀旋转的方向是顺时针），取出来的样品，到比重测定仪。
比重测定仪由稳料器和称重器组成，见图1-图7。稳料器由缓冲仓3、料位仪21、移动杆4、卸料槽6、支承杆26、摊平装置20组成。缓冲仓3是一斜方棱柱体结构的容器。缓冲仓3上装有电动移动装置，（缓冲仓的横向用两根圆杆架着，支承在支架上，电动丝钢与缓冲仓相接，前后移动缓冲仓），缓冲仓3底部放置在电子秤支架10上，缓冲仓3的斜下方倾斜安装卸料槽6；缓冲仓3外部固接移动杆4，移动杆4铰接在支承杆26上。缓冲仓3下部安装摊平装置20，其目的就是把容器7上口物料摊平，使每次进入称重器容积一致。缓冲仓3内下方安装料位仪21、料位仪21作用是传感缓冲仓3料的高度，控制摊平装置20的摊平程度及取样机2的起动。通过电动移动装置将缓冲仓3内的样料移到卸料槽6，而后由移动杆4移动缓冲仓3到卸料槽6，此时卸料槽6切板打开把多余的样料放出。
称重器由容器7、电子秤11、吊挂装置5、电子秤支架10、卸料装置9、振动器8组成。容器7是长方棱柱体与斜方棱柱体接合的容器，容器7上部开口接料下部设有活动的卸料装置9,容器7外部安装有振动容器内物料的振动器8。容器7用吊挂装置5吊挂在电子秤支架10上，吊挂装置5与电子秤11连接。打开卸料装置9将称重好的样料放出，然后将定时打开的卸料装置9复原。由电子秤11显示样料重量，由重量、体积算出比重。
见图8，传感部分的传感器12一端与电子秤11连接，另一端与传感器12连接，传感器12采用采用JLRS-3KG，传感器12 与PLC控制系统 13连接，传感部分的电子秤11显示重量，传感器12得出样料的灰分、比重，依照计算公式换算出灰分或含矸率，将灰分或含矸率数据传到PLC控制系统13，由显示器25显示。
具体操作是：在测定产品比重前，首先要测定有轻物料比重、重物料比重，由轻物料比重、重物料比重算出产品含矸率。由轻物料比重、重物料比重及它们的灰分，换算出产品灰分。
轻物（煤）、重物（矸），是以指定的比重级为界划分，负值为轻物（煤），正值为重物（矸）。
用含重物（矸）率及灰分（或发热量）两种方式考核；
1．含重物（矸）率
密度定义：重量W比体积V
重量平衡：要测定混合物重量W测等于重物重量W重加轻物重量W轻
W测 = W重 + W轻
体积平衡：要测定混合物体积V测等于重物体积V重加轻物体积V轻
V测 = V重 + V轻
含重物（矸）率
含重物（矸）率ε%是指产品中重物的含量比
产品灰分
测定混合物灰量=重物灰量+轻物灰量
含重物（矸）率ε%+含轻物（煤）率(1-ε% ) =100%
重物灰量=含重物（矸）率ε% X A a d重
轻物灰量=(1-ε% ) X A a d轻
式中：
Aad测——测定混合物灰分%
δ重——原料定义基准重物比重
δ轻——原料定义基准轻物比重
δ测——测定混合物混合物比重
化验室数据
Aad重——化验室检测原料定义基准重物灰分%
Aad轻——化验室检测原料定义基准轻物灰分%
K ——测定数与实际数的修正系数
有含重物（矸）率或产品灰分（或发热量），再传感到PLC控制系统13。
见图1和图9，PLC控制系统13采用采用西门子S7-200与控制主机14线连接，与给料15、卸料16、卸料17、卸料18，鼓风机19线连接；由PLC控制系统13，调节主机14振动频率来控制影响干法末煤跳汰机23分选效果的给料量、卸料量以及供风量、主机床面角度等。
本发明料位仪、填料、卸料、摊平和电子秤构成本发明的测量设备24，分别用导线与PLC控制系统13连接， PLC控制系统13通过485通讯与主机14、给料15、卸料16-18、鼓风机19线连接，PLC控制系统13与计算机、显示器线连接。PLC控制系统13与电源连接。
本发明的工作过程：
溜槽1内的物料用螺旋取样机2取产品样，产品样到缓冲仓3，而后进入比重测定仪容器7，容器7吊挂在电子秤架10上，载重的容器7在电子秤11上显示重量。传感器12将得出比重用公式换算出灰分或含矸率，到PLC控制系统13，根据灰分或含矸率的数据PLC控制系统13调节给料量、供风量、卸料量、主机振动频率、主机床面角度等，使整机运行平稳、提高分选效果。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于末煤分选的比重测控系统，该系统安装在干法末煤跳汰机上，包括取样器、比重测定仪、传感器、PLC控制系统，其特征在于，所述的取样器包括溜槽和取样机，所述的比重测定仪包括稳料器和称重器，取样机与溜槽相通，取样机的输送样料通道位于稳料器的上方；稳料器包括缓冲仓、卸料槽、支承杆、摊平装置，缓冲仓的上口与取样机的输送样料通道相对，缓冲仓的下端设有摊平装置，缓冲仓内安装料位仪，卸料槽位于缓冲仓的斜下方；所述的称重器主要由容器、电子秤、吊挂装置、卸料装置、振动器组成，所述的容器上部开口与缓冲仓卸料口相对接，容器底部设有卸料装置，容器外部设有振动器，容器通过吊挂装置吊挂在电子秤架上，用于显示容器内物料重量的电子秤安装在电子秤架上，吊挂装置与电子秤连接；电子秤与传感器连接、与PLC控制系统连接；传感器得出比重数据，根据比重数据、依照公式换算出产品含矸率、产品灰分，将这些数据传递给PLC控制系统，通过PLC控制系统控制调节主机、主机的给料系统、卸料系统，控制调整影响干法末煤跳汰机分选的各种因素。
2.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，所述的取样机是由取样电机带动旋转的螺旋取样机。
3.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，所述的缓冲仓是斜方棱柱体结构，其外部固接移动杆，移动杆铰接在支承杆上。
4.根据权利要求1或3所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，缓冲仓上装有电动移动装置，通过电动移动装置将缓冲仓内的物料移到卸料槽内。
5.根据权利要求1或3所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，缓冲仓下部装有摊平装置，通过摊平装置摊平称重容器进口的物料，而后通过移动杆移动缓冲仓到卸料槽把多余的物料放出。
6.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，容器是长方棱柱体与斜方棱柱体接合为一体的结构。
7.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，产品含矸率的计算公式为：
式中
ε%是指产品中重物重量占产品总重量之比，
δ重——原料定义基准重物比重，
δ轻——原料定义基准轻物比重，
δ测——测定产品混合物比重。
8.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，产品灰分的计算公式为：
式中：
Aad测——测定产品混合物灰分%；
化验室数据
Aad重——化验室检测原料定义基准重物灰分%；
Aad轻——化验室检测原料定义基准轻物灰分%；
K ——测定数与实际数的修正系数。
9. 根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，由 PLC控制系统控制主机激振频率、给料机频率，供风电机频率，卸料电机频率。
10.根据权利要求1所述的用于末煤分选的比重测控系统，其特征在于，缓冲仓内安装料位仪，由料位仪测缓冲仓的量来控制摊平装置摊平时间、取样机取样时间。
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