CN109827868A - 一种煤场煤堆密度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤场煤堆密度测量装置，包括基座，基座上设有相互连通的测量箱和标准配气箱；测量箱与标准配气箱之间设有第一单向阀，测量箱上设有检测测量箱压力的气压传感器；标准配气箱连接有液体标准箱；标准配气箱与液体标准箱之间设有第二单向阀，标准配气箱上设有第三单向阀；液体标准箱内设有能够将液体推入标准配气箱内的活塞板，活塞板与设于测量架上的气缸推杆相连；液体标准箱还连接有供液箱。本发明能够准确快速测量煤堆的密度，使煤场盘点结果更加准确，大大减少了密度测定的工作量，节省了大量的人力，提高了密度测定的工作效率，为企业生产经营管理提供准确参考，具有较高的实用价值和推广价值。

Description

一种煤场煤堆密度测量装置

技术领域

本发明涉及密度检测技术设备领域，具体涉及一种煤场煤堆密度测量装置。

背景技术

密度是一个很重要的物理量，很多领域都有着重要利用价值。在煤炭使用及生产地，每个月或季度需要进行盘煤，并测量煤炭密度。煤场通常采用固定“比重筒压实法”、大容器测定方法”、“标准斗法测量”进行测量密度，“比重筒压实法”测量的比重筒的体积一定，采用经过多次测量取平均数。在压实过程中，由于装载车对于煤堆底部边缘部位取样煤进行多次密度测试，因煤堆分布面大，煤堆采样覆盖面比较局限，且煤堆上部、中部、下部密度存在区别，不仅存在较大的误差，同时，操作比较繁琐。“标准斗法测量”是利用一个长方形的箱子，装满煤样后，称出其重量，再利用体积和重量计算出此次的密度，同样经过多次上述过程后，取密度的平均值，由于每次需要对箱子内的煤样进行反复碾压，以保证煤样体积与重量的平衡，整个测量过程复杂且需要多人多方配合。沉桶法、替代法、环刀法等其他方法与该法类似，其碾压煤样压实没有标准。通过上述的方法测量的结果并不是很理想，结果存在较大偏差，存在局限性。对于煤密度的测量没有较好的设备直接测量得出结果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种煤场煤堆密度测量装置，能够方便对煤场的煤炭密度进行测量，提高测量效率。

本发明所采用的技术方案是：一种煤场煤堆密度测量装置，包括基座，所述基座上设有相互连通的测量箱和标准配气箱；所述测量箱与标准配气箱之间设有第一单向阀，使标准配气箱内的气体能够输入测量箱内，所述测量箱上设有检测测量箱压力的气压传感器；所述标准配气箱连接有液体标准箱；所述标准配气箱与液体标准箱之间设有第二单向阀，液体能够由液体标准箱输入标准配气箱内；所述标准配气箱上设有第三单向阀，使外界气体能够输入标准配气箱内；所述液体标准箱内设有能够将液体推入标准配气箱内的活塞板，所述活塞板与设于测量架上的气缸推杆相连；所述液体标准箱还连接有供液箱，所述供液箱与液体标准箱之间设有第四单向阀，使供液箱内的液体可输入液体标准箱内，所述标准配气箱与供液箱之间设有水泵，使标准配气箱内的液体能够泵入供液箱内。

本技术方案采用玻意耳-马略特定律间接测得被测煤块的体积，进而测得煤块密度，由玻意耳-马略特定律可知：对于一定量的气体，在温度保持不变时，它的压强p和体积V成反比。

其具体测量方式步骤是：

1.将待检测的煤炭块置入测量箱内，设于测量箱内的称重传感器可测得煤炭块的质量为m，设待测量的煤块体积为V；测量箱内的压强为P₀；测量箱的初始体积已知为V₀。

2.启动气缸，使气缸的把手推动活塞板移动，液体标准箱内的体积为V₁的液体通过第二单向阀输入标准配气箱内；使得标准配气箱内体积为V₁的气体通过第一单向阀输入测量箱中，由于测量箱内的气体体积增加了V₁，增加气体后，测量箱内的压强为P₁；根据玻意耳-马略特定律，在等温条件下，压强P和体积V成反比；可得到公式：P₀(V₀-V+V₁)＝P₁(V₀-V)。由于P₀、P₁、V₀、V₁已知；能够测得待测煤块的体积V，由于待测煤块的质量可测，因此密度可通过计算公式测出ρ_煤炭。

3.取煤炭堆上部、中部和底部的煤炭块进行多测测量取得平均密度值，提高测量精度。

在本技术方案中，已知体积的液体能够通过第二单向阀输入标准配气箱内，采用单向阀的输送的方式能够防止液体返流，使得体积为V₁的液体能够完全输入标准配气箱中，提高测量的精确度；而标准配气箱在液体的作用下排出体积为V₁的气体，气体经过第一单向阀输入测量箱内，采用单向阀的供气的方式同样能够避免测量箱内的气体反窜回标准配气箱中，进一步确保测量精度。

在完成测量后，标准配气箱内的液体可通过水泵泵入供液箱中，水泵运行时，外界的气体则通过第四单向阀输入标准配气箱内，使得标准配气箱内的气压恢复至常压。以方便在后期进行多次测量。通过上述步骤能够简单快速测量处待测煤块的密度，方便测量煤场实际库存和密度等参数，为大型用煤单位如火电厂、供暖企业提供一种成本投入较低且方便精确的测量系统和方法，为企业生产经营管理提供准确参考，具有较高的实用价值。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述测量箱其中一个侧面固定在基座侧壁上，所述基座的侧壁设有与测量箱相通的开口，所述开口上设有可开闭的密闭舱门，所述密闭舱门表面铰接有一连接杆，所述连接杆端部铰接在基座外表面；当所述密闭舱门关闭时，能够密封测量箱的腔体。

这样，待测量的煤炭块可通过开口放入测量箱内，待测煤块放入测量箱后，密闭舱门能够紧密封闭测量箱，避免标准配气箱在输气过程中气体发生泄露，提高密度测量的精确度。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述密闭舱门端面设有卡入开口内的密封部，所述密封部外周套有密封垫圈。

这样，密闭舱门关闭后，密封部能够完全卡入开口中，密封垫圈能够封堵密闭舱门与开口侧壁之间的间隙，避免气体泄露。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述标准配气箱和液体标准箱的各个内壁贴合有疏液层。

这样，疏液层能够起到疏液作用，避免液体粘在测量箱的内壁上，提高测量的精确度。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述测量箱底壁设有载物板，所述载物板两侧与测量箱的内侧壁滑动适配，所述载物板上设有称重传感器。

这样，载物板能够滑出开口，方便操作人员将待测煤块放置在载物板上，通过称重传感器能够快速测量煤块的质量，载物板能够滑入测量箱内测量具体的体积，提高待测煤块测量的便捷性。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述载物板远离开口的一端与测量箱内壁之间设有弹性件，所述弹性件一端固定在载物板、另一端固定在测量箱内壁，当所述密闭舱门打开开口时，载物板能够自动滑出开口。

这样，待测煤块在测量完毕后可打开密闭舱门，载物板即可自动滑出开口外，方便将载物板上的煤块进行清除。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述基座下端设有若干能够自锁的移动轮组，各个所述移动轮组固定在基座侧边；所述基座上端面还设有推动基座移动的把手，所述把手能够在竖向上下移动。

这样，移动轮组能够方便移动基座，基座在移动时通过把手推动，方便将整个测量装置移动至相应的测量区域。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，还包括测量控制系统，所述测量控制系统包括与所述称重传感器和气压传感器电连接的微处理器；所述微处理器通过电路连接有设于基座上端面的触摸控制屏。

这样，触摸控制屏能够控制称重传感器和气压传感器运行，同时可利用公式快速测量待测煤块的密度。在测量时可通过触摸控制屏控制测量步骤，实现自动化测量煤炭密度的目的。

优选的技术方案，其附加技术特征在于，所述基座上端面对应触摸控制屏边部铰接有翻转护板，所述翻转护板能够转动并遮罩触摸控制屏。

这样，铰接安装的翻转护板能够对触摸控制屏起到防护作用，避免出磨控制屏损坏，在测量时转动翻转护板即可使用触摸控制屏进行测量。

本发明的有益效果是：本发明所提供的煤场煤堆密度测量装置采用气体置换法精确测量，能够准确快速测量煤堆的密度，使煤场盘点结果更加准确，从而更准确的得到煤耗指标，同时大大减少了密度测定的工作量，节省了大量的人力，提高了密度测定的工作效率，提高了煤场管理的科技含量。为企业生产经营管理提供准确参考，具有较高的实用价值和推广价值，能够广泛适用于煤炭密度测量操作技术领域中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施例提供的煤场煤堆密度测量装置的结构示意图1。

图2为一实施例提供的煤场煤堆密度测量装置的结构示意图2。

附图标记：基座1、测量箱2、标准配气箱3、液体标准箱4、供液箱5、气压传感器6、第一单向阀7、第三单向阀8、水泵9、第二单向阀10、第四单向阀11、活塞板12、气缸13、载物板14、弹性件15、连接杆16、触摸控制屏17、翻转护板18、密闭舱门19、密封部1901、把手20、移动轮组21。

具体实施方式

这里，要说明的是，本发明涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本发明对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本发明虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本发明对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本发明，以便更好的理解本发明。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例能够以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

如图1和图2所示，在一实施例中，本发明提供一种煤场煤堆密度测量装置，包括基座1，基座1上设有相互连通的测量箱2和标准配气箱3；所述测量箱2与标准配气箱3之间设有第一单向阀7，使标准配气箱3内的气体能够输入测量箱2内，所述测量箱2上设有检测测量箱2压力的气压传感器6；所述标准配气箱3连接有液体标准箱4；所述标准配气箱3与液体标准箱4之间设有第二单向阀10，液体能够由液体标准箱4输入标准配气箱3内；所述标准配气箱3上设有第三单向阀8，使外界气体能够输入标准配气箱3内；所述液体标准箱4内设有能够将液体推入标准配气箱3内的活塞板12，所述活塞板12与设于测量架上的气缸13推杆相连；所述液体标准箱4还连接有供液箱5，所述供液箱5与液体标准箱4之间设有第四单向阀11，使供液箱5内的液体可输入液体标准箱4内，所述标准配气箱3与供液箱5之间设有水泵9，使标准配气箱3内的液体能够泵入供液箱5内，在本实施例中，液体标准箱4上可设置刻度，方便在测量时观测输入液体的体积；此外，液体标准箱4的体积小于标准配气箱3的体积，以避免液体通过第一单向阀7进入测量箱内。

如图1和图2所示，已知体积的液体能够通过第二单向阀10输入标准配气箱3内，采用单向阀的输送的方式能够防止液体返流，确保一定体积的液体能够完全输入标准配气箱3中，提高测量的精确度；标准配气箱3在液体的作用下排出与液体体积相等的气体，气体经过第一单向阀7输入测量箱2内，采用单向阀的供气的方式同样能够避免测量箱2内的气体反窜回标准配气箱3中，进一步确保测量精度。

如图1和图2所示，在完成测量后，标准配气箱3内的液体可通过水泵9泵入供液箱5中，水泵9运行时，外界的气体则通过第四单向阀11输入标准配气箱3内，使得标准配气箱3内的气压恢复至常压。以方便在后期进行多次测量。进行后续测量时，气缸13推动活塞板12向上移动可使供液箱5内的液体经过第四单向阀11重新输入标准液体箱中，第四单向阀11起到防止液体返流的作用，确保每次输入供液箱5内的液体体积相等。

如图1和图2所示，为了方便将待测量的煤块置入测量箱2内，所述测量箱2其中一个侧面固定在基座1侧壁上，所述基座1的侧壁设有与测量箱2相通的开口，所述开口上设有可开闭的密闭舱门19，所述密闭舱门19表面铰接有一连接杆16，所述连接杆16端部铰接在基座1外表面；当密闭舱门19关闭时，能够密封测量箱2的腔体。待测量的煤炭块可通过开口放入测量箱2内，待测煤块放入测量箱2后，密闭舱门19能够紧密封闭测量箱2，避免标准配气箱3在输气过程中气体发生泄露，提高密度测量的精确度。

如图1和图2所示，密闭舱门19端面设有卡入开口内的密封部1901，所述密封部1901外周套有密封垫圈。密闭舱门19关闭后，密封部1901能够完全卡入开口中，密封垫圈能够封堵密闭舱门19与开口侧壁之间的间隙，避免气体泄露。

如图1和图2所示，标准配气箱3和液体标准箱4的各个内壁贴合有疏液层。疏液层能够起到疏液作用，避免液体粘在测量箱2的内壁上，提高测量的精确度，液体可优选选用水作为测量液体。

如图1和图2所示，测量箱2底壁设有载物板14，所述载物板14两侧与测量箱2的内侧壁滑动适配，载物板14上设有称重传感器。载物板14能够滑出开口，方便操作人员将待测煤块放置在载物板14上，通过称重传感器能够快速测量煤块的质量，载物板14能够滑入测量箱2内测量具体的体积，提高待测煤块测量的便捷性。

如图1和图2所示，载物板14远离开口的一端与测量箱2内壁之间设有弹性件15，所述弹性件15一端固定在载物板14、另一端固定在测量箱2内壁，当所述密闭舱门19打开开口时，载物板14能够自动滑出开口。待测煤块在测量完毕后可打开密闭舱门19，载物板14即可自动滑出开口外，方便将载物板14上的煤块进行清除。

如图1和图2所示，基座1下端设有若干能够自锁的移动轮组21，各个所述移动轮组21固定在基座1侧边；所述基座1上端面还设有推动基座1移动的把手20，所述把手20能够在竖向上下移动。移动轮组21能够方便移动基座1，基座1在移动时通过把手20推动，方便将整个测量装置移动至相应的测量区域。

如图1和图2所示，还包括测量控制系统，所述测量控制系统包括与所述称重传感器和气压传感器6电连接的微处理器；所述微处理器通过电路连接有设于基座1上端面的触摸控制屏17。触摸控制屏17能够控制称重传感器和气压传感器6运行，同时可利用公式快速测量待测煤块的密度。在测量时可通过触摸控制屏17控制测量步骤，实现自动化测量煤炭密度的目的。

如图1和图2所示，基座1上端面对应触摸控制屏17边部铰接有翻转护板18，所述翻转护板18能够转动并遮罩触摸控制屏17。铰接安装的翻转护板18能够对触摸控制屏17起到防护作用，避免触摸控制屏17损坏，在测量时转动翻转护板18即可使用触摸控制屏17进行测量。

在使用时：其具体测量方式步骤是：

1.将待检测的煤炭块置入测量箱2内，设于测量箱2内的称重传感器可测得煤炭块的质量为m，设待测量的煤块体积为V；测量箱2内的压强为P₀；测量箱2的初始体积已知为V₀。

2.启动气缸13，使气缸13的把手20推动活塞板12移动，液体标准箱4内的体积为V₁的液体通过第二单向阀10输入标准配气箱3内；使得标准配气箱3内体积为V₁的气体通过第一单向阀7输入测量箱2中，由于测量箱2内的气体体积增加了V₁，增加气体后，测量箱2内的压强为P₁；根据玻意耳-马略特定律，在等温条件下，压强P和体积V成反比；可得到公式：P₀(V₀-V+V₁)＝P₁(V₀-V)。由于P₀、P₁、V₀、V₁已知；能够测得待测煤块的体积V，由于待测煤块的质量可测，因此密度可通过计算公式测出ρ煤炭。

3.取煤炭堆上部、中部和底部的煤炭块进行多测测量取得平均密度值，提高测量精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点能够以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员能够以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然能够以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；包括基座(1)，所述基座(1)上设有相互连通的测量箱(2)和标准配气箱(3)；

所述测量箱(2)与标准配气箱(3)之间设有第一单向阀(7)，使标准配气箱(3)内的气体能够输入测量箱(2)内，所述测量箱(2)上设有检测测量箱(2)压力的气压传感器(6)；

所述标准配气箱(3)连接有液体标准箱(4)；所述标准配气箱(3)与液体标准箱(4)之间设有第二单向阀(10)，液体能够由液体标准箱(4)输入标准配气箱(3)内；所述标准配气箱(3)上设有第三单向阀(8)，使外界气体能够输入标准配气箱(3)内；

所述液体标准箱(4)内设有能够将液体推入标准配气箱(3)内的活塞板(12)，所述活塞板(12)与设于测量架上的气缸(13)把手(20)相连；所述液体标准箱(4)还连接有供液箱(5)，所述供液箱(5)与液体标准箱(4)之间设有第四单向阀(11)，使供液箱(5)内的液体可输入液体标准箱(4)内，所述标准配气箱(3)与供液箱(5)之间设有水泵(9)，使标准配气箱(3)内的液体能够泵入供液箱(5)内。

2.根据权利要求1所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述测量箱(2)其中一个侧面固定在基座(1)侧壁上，所述基座(1)的侧壁设有与测量箱(2)相通的开口，所述开口上设有可开闭的密闭舱门，所述密闭舱门(19)表面铰接有一连接杆(16)，所述连接杆(16)端部铰接在基座(1)外表面；当所述密闭舱门关闭时，能够密封测量箱(2)的腔体。

3.根据权利要求2所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述密闭舱门(19)端面设有卡入开口内的密封部(1901)，所述密封部(1901)外周套有密封垫圈。

4.根据权利要求1所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述标准配气箱(3)和液体标准箱(4)的各个内壁贴合有疏液层。

5.根据权利要求1所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述测量箱(2)底壁设有载物板(14)，所述载物板(14)两侧与测量箱(2)的内侧壁滑动适配，所述载物板(14)上设有称重传感器。

6.根据权利要求1所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述载物板(14)远离开口的一端与测量箱(2)内壁之间设有弹性件(15)，所述弹性件(15)一端固定在载物板(14)、另一端固定在测量箱(2)内壁，当所述密闭舱门(19)打开开口时，载物板(14)能够自动滑出开口。

7.根据权利要求1所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述基座(1)下端设有若干能够自锁的移动轮组(21)，各个所述移动轮组(21)固定在基座(1)侧边；所述基座(1)上端面还设有推动基座(1)移动的把手，所述把手能够在竖向上下移动。

8.根据权利要求5所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

还包括测量控制系统，所述测量控制系统包括与所述称重传感器和气压传感器(6)电连接的微处理器；所述微处理器通过电路连接有设于基座(1)上端面的触摸控制屏(17)。

9.根据权利要求8所述的一种煤场煤堆密度测量装置，其特征在于；

所述基座(1)上端面对应触摸控制屏(17)边部铰接有翻转护板(18)，所述翻转护板(18)能够转动并遮罩触摸控制屏(17)。