CN109701887B - 一种智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置，该装置可以实现高效清选分离，该装置采用图像视觉识别技术，根据图像视觉识别控制变频调速正负压风机的风力大小及气流的旋转方式，既能提高轻物质分离的洁净率，又能节约能源；视觉识别系统采用高精密线结构光扫描，以获取物体精确三维点云信息，通过3D视觉算法的优化处理实现对无序物体的识别、定位与测量，同时利用高分辨率工业CCD摄取检测图像并转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件和软件技术对图像数据信号进行处理，从而得到所需要的各种目标图像特征，进而通过控制系统实现轻物质分离高效清选分离。本发明对生活垃圾处理、农业及矿业废渣等其他物质回收处理同样适用。
Description
技术领域
本发明涉及智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置，属于建筑垃圾分离技术领域。
背景技术
当前，建筑产业已经成为了国民经济支柱的重要产业之一。由于我国的城市化及部分地区的逆城市化发展较快，所产生的建筑垃圾数量尤其庞大，若是直接填埋，一方面没有这么多空地进行消纳，另一方面是对资源及能源的浪费，同时，也对环境做出了巨大的牺牲。借鉴国外相对较成熟的经验，我国建筑垃圾处理唯一的路径就是走再生利用的道路，否则建筑产业与绿色环境之间的矛盾会逐渐加剧，势必会破坏我国的美丽生态。
现行建筑垃圾处理技术与手段仍存在如下问题和弊端：(1)全球的建筑垃圾处理方式首选为填埋作业，无法对建筑垃圾进行可再生利用；(2) 纵使制造了许多建筑垃圾分离装置，但处理工艺较为复杂、处理设备相对较多及造价费用比较高昂，在我国也得不到切实的应用；(3)与此同时，从现行的风选设备的流场过程可清晰地观测到：部分经过二次破击后的建筑垃圾颗粒在分离装置内部流场做无规则运动,不能正确追踪所有颗粒的踪迹，故降低了其应有的分选效率。所以，需缩减对建筑垃圾分选过程中额外的投入开支，并尽量使复杂的工艺简单化，既保证处理简便又保证分离的高效率，这才是如今社会所最需要的机械设备。
发明内容
本发明是针对现有技术存在的不足，在建筑垃圾经二次破击后研究其处理技术，提高建筑垃圾组分的分选效率，通过流场分析设计出较为可靠的轻物质分离装置，从而获得更为纯净的建筑骨料，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置，包括：设备本体，所述设备本体顶部左侧设有进料口，所述进料口内安装有物料均布机构；
还包括：轻物质正压分离器装置、滚筒分离装置、轻物质负压分离器装置及视觉识别系统，所述轻物质正压分离器装置设置在设备本体的左侧，所述轻物质正压分离器装置由高压离心式通风机、变频调节传感器和百页窗口组成，所述高压离心式通风机通过螺栓、法兰和设备本体连通设置，所述百页窗口设置在设备本体开设的入风口处，所述变频调节传感器设置在高压离心式通风机一侧用来调节风力及风速，达到吹离中重物质、轻物质及尘埃的作用；
所述滚筒分离装置设置在设备本体的内部，所述滚筒分离装置由滚筒及变频调节传感器组成，所述滚筒的中心线位置上安装有主轴，所述主轴上设置有驱动电机，所述变频调节传感器安置在主轴上，所述变频调节传感器根据视觉识别系统提供的信息调节驱动电机转速，达到分离中重物质的作用；
所述轻物质负压分离器装置由旋风分离器、百页窗口及变频调节传感器组成，所述旋风分离器通过螺栓、法兰和设备本体连通设置，所述百页窗口安置在设备本体开设的出风口处用来调节进风量，所述变频调节传感器安置在旋风分离器一侧用来调节风力及风速，达到吸附尘埃，分离轻物质的作用；所述设备本体底部设有配合使用的第一槽口、第二槽口和第三槽口。
作为上述技术方案的改进，所述视觉识别系统安装在设备本体内部的顶部且左右各一个，所述视觉识别系统由高速摄像机和视觉识别传感器组成，两个所述高速摄像机分别正对设备本体的入风口和出风口。
作为上述技术方案的改进，所述第一槽口位于进料口正下方，所述第二槽口位于滚筒的下方，所述第三槽口位于设备本体顶部右侧的视觉识别系统的正下方。
作为上述技术方案的改进，所述第一槽口的正下方设有配合使用的输送装置。
作为上述技术方案的改进，所述旋风分离器上方设有排气口，所述旋风分离器下方设有排料口。
作为上述技术方案的改进，所述分离装置还包括竖直设置的机架、第一机架、第二机架及设置在设备本体内顶部左右两侧的安置架，所述机架安装在设备本体的两侧，所述第一机架用于安装轻物质正压分离器装置，所述第二机架用于安装轻物质负压分离器装置，所述安置架用于安装高速摄像机和视觉识别传感器。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
(1)本发明从建筑垃圾颗粒的运动特性入手，探讨了建筑垃圾颗粒在轻物质分离装置中分选的原理，包括气流分选的基本原理，建筑垃圾颗粒在分选过程中的受力情况及运动轨迹的分析，为设计优化提供了理论基础。
(2)在建筑垃圾风选过程数值模拟中，重点分析了建筑垃圾颗粒的密度、入风口风速及风向对重、中和轻物质分离的影响，初步确定了合适的范围，在此基础上，研究了三种建筑垃圾组分不同的出口宽度对轻物质分离装置分选效果的影响，对建筑垃圾风力分选技术的发展做了一定的贡献。
附图说明
图1为本发明所述智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置的立体结构示意图；
图2为本发明所述轻物质正压分离器装置结构示意图；
图3为本发明所述滚筒分离装置结构示意图；
图4为本发明所述轻物质负压分离器装置结构示意图；
图5为本发明所述视觉识别系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1至图5所示：为本发明所述智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置结构示意图。
一种智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置，包括：设备本体10，设备本体10顶部左侧设有进料口11，进料口11内安装有物料均布机构12；还包括：轻物质正压分离器装置、滚筒分离装置、轻物质负压分离器装置及视觉识别系统；
所述轻物质正压分离器装置：设置在设备本体10的左侧，轻物质正压分离器装置由高压离心式通风机20、变频调节传感器1和百页窗口2组成，高压离心式通风机20通过螺栓、法兰3和设备本体10连通设置，百页窗口2设置在设备本体10开设的入风口13处，变频调节传感器1设置在高压离心式通风机20一侧用来调节风力及风速，达到吹离中重物质、轻物质及尘埃的作用；
所述滚筒分离装置：设置在设备本体10的内部，滚筒分离装置由滚筒 30及变频调节传感器1组成，滚筒30中心线位置上安装有主轴31，主轴 31上设置有驱动电机，变频调节传感器1安置在主轴31上，变频调节传感器1根据视觉识别系统提供的信息调节驱动电机转速，达到分离中重物质的作用。
所述轻物质负压分离器装置：由旋风分离器40、百页窗口2及变频调节传感器1组成，旋风分离器40通过螺栓、法兰3和设备本体10连通设置，百页窗口2安置在设备本体10开设的出风口14处用来调节进风量，变频调节传感器1安置在旋风分离器40一侧用来调节风力及风速，达到吸附尘埃分离轻物质的作用；此外，旋风分离器40上方设有排气口41，旋风分离器40下方设有排料口42。
所述视觉识别系统：安装在设备本体10内部的顶部左右各一个，视觉识别系统由高速摄像机51和视觉识别传感器52组成，两个高速摄像机51 分别正对设备本体10的入风口13和出风口14；视觉识别系统采用高精密线结构光扫描，获取其精确三维点云信息，此时传感器通过3D视觉算法的优化处理实现对无序物体的识别、定位与测量，同时利用高分辨率工业CCD 摄取检测图像并转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件和软件技术对图像数据信号进行处理；所述设备本体10底部设有配合使用的第一槽口15、第二槽口16和第三槽口17。
其中，轻物质正压分离器装置：
如图2所示：经二次破击后的建筑垃圾进入轻物质分离装置内部时，经物料均布机构均布后，较重的物质自然下落至第一个槽口15，中重物质、轻物质及尘埃通过视觉识别系统采用高精密线结构光扫描，获取其精确三维点云信息，此时传感器通过3D视觉算法的优化处理实现对无序物体的识别、定位与测量，同时利用高分辨率工业CCD摄取检测图像并转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件和软件技术对图像数据信号进行处理，处理后的信号通过变频传感器来调节入口高压离心式通风机20的风力和百页窗口2的进风量，将中重物质及轻物质吹向第二槽口16和第三槽口17。
滚筒分离装置：
如图3所示：当中重物质、较轻物质及尘埃被入口风机吹至滚筒分离装置时，之前被处理的图像信号传输给滚筒30上的变频调节传感器1，从而对滚筒30旋转速度进行调节，中重物质被滚筒卷落至第二个槽口16。
轻物质负压分离器装置
如图4和图5所示：当较轻物质及尘埃被吹至右侧视觉识别系统范围内时，尘埃与轻物质被识别、定位与测量，此时传感器根据视觉图像处理的数据对旋风分离器40的吸附风力和右侧百页窗口2进风量进行调节，轻物质掉落至第三个槽口17，由于离心力的作用，建筑垃圾组分尘埃从气流中分离出来，建筑垃圾组分尘埃从下部的排料口42处排出，而经过处理后的洁净空气则从上部的排气口41处排出，起到除尘净化的作用。
进一步改进地，第一槽口15位于进料口11正下方，第二槽口16位于滚筒30的下方，第三槽口17位于设备本体10顶部右侧的视觉识别系统的正下方，且所述第一槽口15的正下方设有配合使用的输送装置60。
具体地，所述分离装置还包括竖直设置的机架4、第一机架5、第二机架6以及设置在设备本体10内顶部左右两侧的安置架7，机架4安装在设备本体10的两侧，第一机架5用于安装轻物质正压分离器装置，第二机架 6用于安装轻物质负压分离器装置，安置架7用于安装高速摄像机51和视觉识别传感器52。
本方案所保护的产品目前已经投入实际生产和应用，尤其是在建筑垃圾分离技术领域上的应用取得了一定的成功，很显然印证了该产品的技术方案是有益的，是符合社会需要的，也适宜批量生产及推广使用。
以上内容是结合具体的实施对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。
Claims (1)
1.智能化建筑垃圾再生利用的轻物质分离装置，其特征在于：包括：设备本体(10)，所述设备本体(10)顶部左侧设有进料口(11)，所述进料口(11)内安装有物料均布机构(12)；
还包括：轻物质正压分离器装置、滚筒分离装置、轻物质负压分离器装置及视觉识别系统，所述轻物质正压分离器装置设置在设备本体(10)的左侧，所述轻物质正压分离器装置由高压离心式通风机(20)、变频调节传感器(1)和百页窗口(2)组成，所述高压离心式通风机(20)通过螺栓、法兰(3)和设备本体(10)连通设置，所述百页窗口(2)设置在设备本体(10)开设的入风口(13)处，所述变频调节传感器(1)设置在高压离心式通风机(20)一侧用来调节风力及风速，达到吹离中重物质、轻物质及尘埃的作用；
所述滚筒分离装置设置在设备本体(10)的内部，所述滚筒分离装置由滚筒(30)及变频调节传感器(1)组成，所述滚筒(30)的中心线位置上安装有主轴(31)，所述主轴(31)上设置有驱动电机，所述变频调节传感器(1)安置在主轴(31)上，所述变频调节传感器(1)根据视觉识别系统提供的信息调节驱动电机转速，达到分离中重物质的作用；
所述轻物质负压分离器装置由旋风分离器(40)、百页窗口(2)及变频调节传感器(1)组成，所述旋风分离器(40)通过螺栓、法兰(3)和设备本体(10)连通设置，所述百页窗口(2)安置在设备本体(10)开设的出风口(14)处用来调节进风量，所述变频调节传感器(1)安置在旋风分离器(40)一侧用来调节风力及风速，达到吸附尘埃分离轻物质的作用；
所述设备本体(10)底部设有配合使用的第一槽口(15)、第二槽口(16)和第三槽口(17)；
所述视觉识别系统安装在设备本体(10)内部的顶部且左右各一个，所述视觉识别系统由高速摄像机(51)和视觉识别传感器(52)组成，两个所述高速摄像机(51)分别正对设备本体(10)的入风口(13)和出风口(14)；
所述分离装置还包括竖直设置的机架(4)、第一机架(5)、第二机架(6)以及设置在设备本体(10)内顶部左右两侧的安置架(7)，所述机架(4)安装在设备本体(10)的两侧，所述第一机架(5)用于安装轻物质正压分离器装置，所述第二机架(6)用于安装轻物质负压分离器装置，所述安置架(7)用于安装高速摄像机(51)和视觉识别传感器(52)；
所述第一槽口(15)位于进料口(11)正下方，所述第二槽口(16)位于滚筒(30)的下方，所述第三槽口(17)位于设备本体(10)顶部右侧的视觉识别系统的正下方；所述第一槽口(15)的正下方设有配合使用的输送装置(60)；所述旋风分离器(40)上方设有排气口(41)，所述旋风分离器(40)下方设有排料口(42)。
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