CN109174692B - 一种三产品块煤分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三产品块煤分选装置，包括设置在支架上的块原煤分选轨道、设置于块原煤分选轨道一端上方的块煤布料器、转动连接在块原煤分选轨道另一端底部的电磁挡板、设置于电磁挡板下方的精煤通道、中煤通道和矸石通道，电磁挡板由电磁挡板控制器控制其在水平和竖直方向内做90度开合从而使精煤、中煤和矸石分别落入精煤通道、中煤通道和矸石通道；还包括固定在块原煤分选轨道上方的敲击系统、声音采集装置、滤波/降噪器、声音特征分析装置、PLC可编程控制器、上位机。与现有技术相比，本发明可实现干法分选，减少对水的依赖，可解决干旱地区块煤的分选；设备体积小、能耗低，提高原煤分选精度和自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭分选机械设备技术领域，特别是一种三产品块煤分选装置。
背景技术
传统煤炭分选过程中以水为工作介质的“洗煤”方式占主导地位。目前块煤分选的传统方法主要有两种，一种是重介质分选；另一种是跳汰分选。由于水介质的作用，造成洗煤过程中要面对大量的煤泥水需要循环利用，同时由于原煤中易泥化的矿物，更加重了煤泥水处理的难度，这既增加了分选流程和成本，也造成环境保护的压力。随着国家煤炭资源开发重心往西、北内地转移，使得“洗煤”方式的弊端进一步凸显。主要问题体现在：首先，洗煤过程中产生的大量煤泥水需要循环利用，使得分选工艺流程复杂，生产中工作量大，生产成本居高不下；其次，我国西部和北部缺水，生态脆弱，“洗煤”方式极大限制了煤炭利用的发展。
近年来，一些新的分选方法也有面世，如干法分选、光电和射线等分选方法。但除尘、处理能力、分选精度控制等问题解决的仍不理想，同时这些新方法应用的煤炭分选可选性评定方法不明确，限制了其产业化发展。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种三产品块煤分选装置，以减小煤泥水处理压力，降低选煤成本。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种三产品块煤分选装置，包括设置在支架上的块原煤分选轨道、设置于块原煤分选轨道一端上方的块煤布料器、转动连接在块原煤分选轨道另一端底部的电磁挡板、设置于电磁挡板下方的精煤通道、中煤通道和矸石通道，电磁挡板由电磁挡板控制器控制其在水平和竖直方向内做90度开合从而使精煤、中煤和矸石分别落入精煤通道、中煤通道和矸石通道，原煤分选轨道中部的上方设有用于敲击煤块产生声音的敲击装置；还包括固定在块原煤分选轨道上方的声音采集装置、滤波/降噪器、声音特征分析装置、PLC可编程控制器、上位机，所述声音采集装置固定在敲击装置上方用于采集声音片段；所述滤波/降噪器与声音采集装置连接用于滤除声音片段中的杂音和杂波；所述滤波/降噪器与声音特征分析装置连接用于将声音片段输入到声音特征分析装置中对声音片段的波长、频率、传播速度三个参数进行特征提取和处理；所述上位机分别与声音采集装置和声音特征分析装置连接；所述PLC可编程控制器与上位机和电磁挡板控制器连接，用于将声音片段特征参数，与样本库特征参数进行对比，并根据阈值划分相应的灰分区间，并将不同声音特征对应的灰分阈值范围的信号传输至电磁挡板控制器并控制块原煤分选轨道末端的电磁挡板的开合。
优选地，所述敲击装置包括固定在块原煤分选轨道中部两侧的竖板，竖板之间转动连接有转轴，转轴上对应块原煤分选轨道的轨道固定有转轮，所述转轮上设有敲击臂，所述敲击臂包括固定在转轮上的橡胶连接杆，橡胶连接杆前端固定有金属敲击头，其中一个竖板外壁固定有用于驱动转轴转动的调速电机。
优选地，所述声音采集装置固定在敲击装置的转轴上方20cm处。
优选地，所述块煤布料器采用振动给料方式，振动频率50次/s，振幅3mm。
优选地，所述块原煤分选轨道为4~6个平行、水平布置的深度为220mm的槽体，长度300mm，槽体以3m/s的速度运行。
优选地，所述声音采集装置为精密声级拾音器，其频率响应：20Hz~40kHz，灵敏度：-46dB，信噪比：80dB，失真：≧0.3%，最大音压：120dB声压。
优选地，所述滤波/降噪器采用MINI DSP音频处理器和LD-2L抗干扰器。
优选地，所述电磁挡板由电磁挡板控制器控制其开合的角度分别为0°、45°、90°。
优选地，所述精煤通道、中煤通道和矸石通道的宽度均为20cm，长度均为60cm。
优选地，所述上位机采用64bt、4核、8G内存、1T硬盘，windows操作系统。
与现有技术相比，本发明可实现干法分选，减少对水的依赖，可解决干旱地区块煤的分选；设备体积小、能耗低，提高原煤分选精度和自动化程度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为电磁挡板使不同灰度值的块煤落入相应的产品通道示意图。
图3为本发明三产品块煤分选装置分选流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3所示，本实施例的一种三产品块煤分选装置，包括设置在支架15上的块原煤分选轨道2、设置于块原煤分选轨道2一端上方的块煤布料器1、转动连接在块原煤分选轨道2另一端底部的电磁挡板11、设置于电磁挡板下方的精煤通道12、中煤通道13和矸石通道14，电磁挡板11由电磁挡板控制器10控制其在水平和竖直方向内做90度开合从而使精煤、中煤和矸石分别落入精煤通道12、中煤通道13和矸石通道14，原煤分选轨道中部的上方设有用于敲击煤块产生声音的敲击装置；还包括固定在块原煤分选轨道2上方的声音采集装置4、滤波/降噪器6、声音特征分析装置7、PLC可编程控制器8、上位机9，所述声音采集装置4固定在敲击臂上方用于采集声音片段；滤波/降噪器6与声音采集装置4连接，用于降低生产中杂音对敲击声的影响，同时滤波器进一步降低所采集声音片段中的杂波，以此来提高所采集到声音片段的质量；所述滤波/降噪器6与声音特征分析装置7连接用于将声音片段输入到声音特征分析装置7中对声音片段的波长、频率、传播速度三个参数进行特征提取和处理；所述上位机9分别与声音采集装置4和声音特征分析装置7连接；所述PLC可编程控制器8与上位机9和电磁挡板控制器10连接，用于将声音片段特征参数，与样本库特征参数进行对比，并根据阈值划分相应的灰分区间，并将不同声音特征对应的灰分阈值范围的信号传输至电磁挡板控制器10并控制块原煤分选轨道2末端的电磁挡板11的开合。
用于敲击煤块产生发出声音的装置有很多，本实施例中，如图1所述，所述敲击装置包括固定在块原煤分选轨道中部两侧的竖板16，竖板16之间转动连接有转轴17，转轴17上对应块原煤分选轨道2的轨道固定有转轮18，所述转轮18上设有敲击臂，所述敲击臂包括固定在转轮18上的橡胶连接杆19，橡胶连接杆19前端固定有金属敲击头20，其中一个竖板16外壁固定有用于驱动转轴17转动的调速电机21，在调速电机21驱动转轴17转动时，转轮18不会与煤块接触，只有金属敲击头20转动到煤块处使对煤块进行敲击，如图1中，煤块的运行方向是从右向左，转轴17的转动方向是逆时针转动，可以通过调节调速电机21的转速来调节金属敲击头20的敲击速率。金属敲击头20对经过块原煤分选轨道2的轨道上的煤块进行敲击，然后声音采集装置4采集1s钟敲击产生的声音片段即可。
本实施例中，声音特征分析装置7首先提取声音片段中的声音频率、传播速率、波长三个特征信息，并建立声音特征互相关的煤块样本序列；上位机9优选的采用64bt、4核、8G内存、1T硬盘，windows操作系统，上位机9对经声音提取后的所有煤块进行取样，并对煤块进行工业分析，进一步建立灰分-声音特征的对应关系；上位机9构建灰分与上述建立的声音特征互相关的煤块样本序列中精煤、中煤、矸石的声音特征的阈值范围进行对比，即可区分出精煤、中煤、矸石。
然后电磁挡板控制器10就会接受PLC可编程控制器8控制，PLC系统中的信号控制器发出的电信号，电磁挡板控制器10实现电信号转换为机械控制电磁挡板11的开合的角度分别为0°、45°、90°，其中开合角度为0°时为电磁挡板11的初始状态，如图2所示，电磁挡板11的开合的角度分别为0°时对应矸石通道14用于将分选后的矸石输入至矸石通道14内；电磁挡板11的开合的角度分别为45°时对应中煤通道13用于将分选后的中煤输入至中煤通道13内；电磁挡板11的开合的角度分别为90°时对应精煤通道12用于将分选后的精煤输入至精煤通道12内；本实施例中，精煤通道12、中煤通道13和矸石通道14的宽度均为20cm，长度均为60cm。
本实施例中，所述声音采集装置4固定在敲击臂上方20cm处，敲击臂为直径10mm、长度180mm的不锈钢棒，敲击速率为可调的20次/s~200次/s，敲击力度为可调的3N/次~20N/次。敲击系统3运行过程受上位机12和PLC控制柜7控制，敲击系统3对经过块原煤分选轨道2的轨道上的煤块进行敲击，然后声音采集装置4采集1s钟敲击产生的声音片段即可。
本实施例中，所述块煤布料器1用振动给料方式，振动频率50次/s，振幅3mm。所述块原煤分选轨道2为4~6个平行、水平布置的深度为220mm的槽体，长度300mm，槽体以3m/s的速度运行。
本实施例中，所述声音采集装置4为精密声级拾音器，其频率响应：20Hz~40kHz，灵敏度：-46dB，信噪比：80dB，失真：≧0.3%，最大音压：120dB声压。所述滤波/降噪器6采用MINI DSP音频处理器和LD-2L抗干扰器。
如图3所示，本实施例的三产品块煤分选装置使用时，开机运转的顺序是先打开除尘器5，其次开启块煤布料器1、块原煤分选轨道2，煤块在块煤布料器1上经排队进入块原煤分选轨道2，然后经过敲击系统3对经过敲击系统3下方的煤块进行敲击，并由声音采集装置4来采集敲击系统敲击煤块产生声音片段，然后通过滤波/降噪器6降低生产中杂音对敲击声的影响，同时降低所采集声音片段中的杂波，以此来提高所采集到声音片段的质量；再由声音特征分析装置7提取声音片段中的声音频率、传播速率、波长三个特征信息，并建立声音特征互相关的煤块样本序列；上位机9对经声音提取后的所有煤块进行取样，并对煤块进行工业分析，进一步建立灰分-声音特征的对应关系；上位机9构建灰分与上述建立的声音特征互相关的煤块样本序列中精煤、中煤、矸石的声音特征的阈值范围进行对比，即可区分出精煤、中煤、矸石，然后电磁挡板控制器10就会接受PLC可编程控制器8控制，PLC系统中的信号控制器发出的电信号，电磁挡板控制器10实现电信号转换为机械控制电磁挡板11的开合的角度分别为0°、45°、90°，从而分选出精煤、中煤、矸石，最后由精煤通道12、中煤通道13和矸石通道14输出即可。
本发明的三产品块煤分选装置，运行时只需1~2人，即可以实现设备的运转与维护，定时巡视设备正常与否。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三产品块煤分选装置，包括设置在支架上的块原煤分选轨道、设置于块原煤分选轨道一端上方的块煤布料器、转动连接在块原煤分选轨道另一端底部的电磁挡板、设置于电磁挡板下方的精煤通道、中煤通道和矸石通道，电磁挡板由电磁挡板控制器控制其在水平和竖直方向内做90度开合从而使精煤、中煤和矸石分别落入精煤通道、中煤通道和矸石通道，块原煤分选轨道中部的上方设有用于敲击煤块产生声音的敲击装置；其特征在于，还包括固定在块原煤分选轨道上方的声音采集装置、滤波/降噪器、声音特征分析装置、PLC可编程控制器、上位机，所述声音采集装置固定在敲击装置上方用于采集声音片段；所述滤波/降噪器与声音采集装置连接用于滤除声音片段中的杂音和杂波；所述滤波/降噪器与声音特征分析装置连接用于将声音片段输入到声音特征分析装置中对声音片段的波长、频率、传播速度三个参数进行特征提取和处理；所述上位机分别与声音采集装置和声音特征分析装置连接；所述PLC可编程控制器与上位机和电磁挡板控制器连接，用于将声音片段特征参数，与样本库特征参数进行对比，并根据阈值划分相应的灰分区间，并将不同声音特征对应的灰分阈值范围的信号传输至电磁挡板控制器并控制块原煤分选轨道末端的电磁挡板的开合。
2.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述敲击装置包括固定在块原煤分选轨道中部两侧的竖板，竖板之间转动连接有转轴，转轴上对应块原煤分选轨道的轨道固定有转轮，所述转轮上设有敲击臂，所述敲击臂包括固定在转轮上的橡胶连接杆，橡胶连接杆前端固定有金属敲击头，其中一个竖板外壁固定有用于驱动转轴转动的调速电机。
3.根据权利要求2所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述声音采集装置固定在敲击装置的转轴上方20cm处。
4.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述块煤布料器采用振动给料方式，振动频率50次/s，振幅3mm。
5.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述块原煤分选轨道为4~6个平行、水平布置的深度为220mm的槽体，长度300mm，槽体以3m/s的速度运行。
6.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述声音采集装置为精密声级拾音器，其频率响应：20Hz~40kHz，灵敏度：-46dB，信噪比：80dB，失真：≧0.3%，最大音压：120dB声压。
7. 根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述滤波/降噪器采用MINI DSP音频处理器和LD-2L抗干扰器。
8.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述电磁挡板由电磁挡板控制器控制其开合的角度分别为0°、45°、90°。
9.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述精煤通道、中煤通道和矸石通道的宽度均为20cm，长度均为60cm。
10.根据权利要求1所述的三产品块煤分选装置，其特征在于：所述上位机（9）采用64bt、4核、8G内存、1T硬盘，windows操作系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200512 |