CN109856411B - 一种原料智能全自动采制化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原料智能全自动采制化方法，采样、制样环节高度一体化，通过皮带传输，完成采样到制样的样品传递，制样环节直接将采集的大样制备出分析样和存查样，并完成封装、标识，同时检测出水分含量，制样过程产生的弃样暂存在固定容器中，直到制样完成，分析样和存查样样品瓶通过风动送样单元快速、自动输送至分析化验单元和存储单元。分析化验单元自动完成样品各项性能指标化验，并上传数据至控制单元。采制一体化单元、分析化验单元的样品传递均由工业机器人完成。机械手在其工作半径范围内，停留在任意仪器、设备、装置处倒料、接料、传递。整个质量验收流程——采、制、化、存各环节无人值守，高度自动化、智能化，生产效率高。

Description

一种原料智能全自动采制化方法

技术领域

本发明属于原燃料质量验收领域，尤其涉及一种原料智能全自动采制化方法。

背景技术

目前钢铁、煤炭、电力、石油、化工等行业大宗原燃料质量管理工作复杂、繁琐，原燃料资源日益紧缺，价格波动较大，掺杂使假等现象频繁，供应商提出各种质量异议和复检要求，对原燃料的质量管理提出了新的挑战和精细化的要求。长期以来，原燃料作业环境恶劣，粉尘、噪音、机械伤害等严重危害作业人员的身体健康，并且物料繁多、批量巨大，作业人员劳动强度大，操作过程繁琐。因此，需要设计严格按照质量标准，机械化作业，自动化控制，信息化共享，智能化管理，最大限度减少或者杜绝人为干扰，减轻人员劳动强度，改善作业环境，无人值守的全自动采制化系统，是未来原燃料质量验收方式的趋势。采样、制样、化验作为质量验收的三大关键环节，采制化系统的自动化水平直接影响质量验收水平。

采样作为抽样分析的第一道环节，是最重要的环节，如果用它们在分析总误差中所占比例来评定，则采样占80％，制样占16％，化验占4％，如果采样不正确，则最后的化验再准确也无济于事。采样最大的目标是保存样品的代表性。目前采样方式多采用机械式,根据来料的方式,又分为汽车采样、火车采样和皮带采样，分别从汽车车箱、火车车厢、移动的煤流中自动采样。任何形式的采样都必须严格遵循采样国家标准，以保证样品的代表性符合要求，从而确保质量验收工作的准确性和可靠性。

制样介于采样与化验之间，其主要工作是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，重量也逐步减少，直到制备出符合化验对样品粒度、重量、均匀性等要求的分析样，并保证制样过程中样品水分变化、粉料损失和氧化变质程度达最低限度。制样过程最终的目的是得到满足化验粒度和质量精度要求的各种试样，一般包括水分样、分析样等。其中水分的分析检测需要尽早、尽可能保持试样原始状态下进行，故常在制样的同时进行水分检测，制样阶段便得到水分含量结果。另外，考虑到原燃料质量异议事故的发生，制样过程还需保留存查样，以备核查或以防制样失败。因此，制样环节的成果一般是水分分析结果、分析样和存查样。

化验是原燃料质量数据的产生环节，制样环节所得到的分析样用于化验分析。不同的物料，分析化验的项目、分析方法、化验仪器各不相同。以电力、钢铁等行业应用广泛的动力煤为例，根据生产工艺需求，结合《商品煤质量抽查和验收方法》，动力煤一般包括以下化验项目(不含研究性、实验性特殊要求等)：全水分(M_t)、灰分(A_d)、全硫(S_t,d)、发热量(Q_gr,d)等，所采用的化验仪器、设备如下：工业分析仪、量热仪、定硫仪、全水分分析仪等。鉴于化验项目、化验方法及标准复杂等原因，目前各个行业在化验环节基本采用人工操作单体设备或仪器的方式。

目前，采制化全流程自动化尚未完全实现，存在以下技术难点：

1)制样环节：选择性的制样流程或设备(如难研磨物质的残留、缩分前未充分混匀等)严重影响样品的代表性，是制样系统最需要克服的技术难点。

2)化验环节：化验结果对化验人员及设备、仪器的依赖性较强，干扰因素较多，易产生化验误差影响数据的真实性。

3)传输系统：采样、制样单个环节的自动化已基本实现，但各个环节各自独立、互不连锁。采样所得大样输送至制样、制样所得小样输送至化验、制样所得存查样输送至存查样柜等各环节物料转运方式未完全实现自动化。

4)复杂工况适应性：高水分粉料、高粘性物料、超大粒度物料、超高硬度物料等特殊状态物料依赖人工干预，各环节系统适应性差。

因此，实现采制化全流程一体化、智能化、无人值守有众多技术难点待克服。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种原料智能全自动采制化方法，其可以实现无人值守全自动采样、制样、化验、存储，以及样品的自动传递，同时保障样品各项质量数据真实、准确，系统误差在标准允许范围内。

本发明是这样实现的：本发明提供一种原料智能全自动采制化方法，包括如下步骤：

1)采样：采样模块负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；

2)制样：大样进入制样模块后，制样模块将大样进行初级破碎、缩分，得到全水分样和共用样；然后将全水分样送至全水分分析模块进行全水分样的水分含量检测，并将检测到的数据上传至系统控制单元；以及将共用样进行二次破碎、缩分，得到大样分析样和大样存查样；将大样存查样送至集料模块封装、标识，将大样分析样进行干燥、研磨，制备出粒度达到符合化验要求的分析样；将分析样送入二分装置，进行二分，得到小样存查样和小样分析样，将小样存查样和小样分析样分别送至集样模块封装、标识；

3)风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2)得到的小样分析样送至分析化验单元进行质量分析，自动化验出样品的各项性能指标，并将化验结果上传至系统控制单元；

4)风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2)得到的大样存查样、小样存查样送至存储单元，存储单元负责存储存查样，以备质量异议情况发生时进行复核校验。

进一步地，若大样样品均匀性不符合要求，则控制大样先进入混匀装置实现充分混匀后再进行初级破碎、缩分，否则直接进行初级破碎、缩分。

进一步地，在二次破碎前增加粘性检测步骤，粘性检测装置检测共用样的水分含量以及粘性，并将检测到的水分含量以及粘性数据上传至系统控制单元；所述系统控制单元接收粘性检测装置上传的数据，并将粘性检测装置上传的数据分别与设定值进行比较，当判断出共用样水分较高、粘性较大时，则将共用样送入预干燥装置进行预干燥后再将共用样进行二次破碎、缩分；当判断出共用样水分含量较低、粘性较小时，则直接将共用样进行二次破碎、缩分。

进一步地，大样进入初级破碎装置，粒度破碎至-13mm；破碎后的-13mm大样进入初级缩分装置122a完成初级缩分，初级缩分得到全水分样和共用样；共用样进入次级破碎装置进行二次破碎，破碎至粒度-3mm；随后进入次级缩分装置缩分出质量满足标准要求的-3mm大样分析样和大样存查样，将大样存查样送至集料模块封装、标识，-3mm大样分析样则进入干燥装置进行研磨前的干燥，保障研磨及后续化验工作顺利进行，干燥温度满足国标要求；最后，干燥后的大样分析样送入研磨装置进行充分研磨，制备出粒度达到-0.2mm符合化验要求的分析样；将分析样送入二分装置，进行二分，实现样品的充分混匀，并最终通过二分装置分成两份，分别送至集样模块封装、标识，一份作为小样存查样，一份作为小样分析样。

进一步地，制样步骤以及分析化验步骤中的样品传递均由工业机器人完成。

进一步地，制样模块、全水分分析模块、集样模块、风动送样单元的风动送样发送柜围绕制样工业机器人呈环形分布，通过制样工业机器人在制样模块的各装置、全水分分析模块、集样模块、风动送样发送柜之间传递样料。

进一步地，所述分析化验单元包括工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置，工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜围绕化验工业机器人呈环形分布，通过化验工业机器人在工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜之间传递样料；所述样品分配装置用于借助化验工业机器人，实现分析样品瓶自动开盖、倒料以及自动取样、自动称量、化验器皿自动装填；化验工业机器人用于将装填好的工业分析样、全硫样、热值样分别送至工业分析仪、定硫仪、量热仪，所述工业分析仪、定硫仪、量热仪用于负责将化验工业机器人送来的样品自动化验出灰分、挥发份、全硫、热值的质量数据，并将化验数据上传至系统控制单元；化验工业机器人将分析完成后的样品倒入废料收集斗中待回收。

进一步地，制样步骤中多余的弃样通过制样工业机器人传递至弃样模块，弃样模块负责将制样模块产生的弃样收集，暂时存放至该批次样品制样完成，在确定正样制样成功后，自动弃样至废料仓待回收；制样步骤中多余的弃样包括初级破碎、缩分后生成的弃样以及二次破碎、缩分后生成的弃样。

进一步地，采样模块利用采样头，按照系统控制单元发出的采样方案和指令，进行各份样自动采集，每个份样采集后收集至集料斗，该批次所有份样采集完成后，集料斗底部闸门自动开启，大样落入制样模块；采样模块包括采样器、样品传输带、集料斗，所述采样器用于负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；所述样品传输带连接在采样器与集料斗之间，用于将采样器采集的每批次原燃料份样输送至集料斗临时存放，待该批次所有份样采集完成后集料斗底部闸门自动开启，使大样落入制样模块；汽车、火车采样点设置螺旋采样器，皮带采样点设置直线或旋转切割式采样器；所述采样模块的集料斗的底部闸门经三通管道分别与制样模块的大样混匀装置的进料口、初级破碎装置的进料口连通，通过管道上设置的控制阀，实现两条管路的通断切换。

进一步地，所述存储单元负责自动完成存查样的接收、存放、提取并根据原燃料质量验收、复核周期设定存储时间到期自动排出，且存储单元还具有自动调出样瓶、数据存储和管理功能；存储单元自动弃至废料仓待回收；存储单元还根据存储样量及存储时间，设计存查单元的存储仓位。

本发明提供一种原料智能全自动采制化系统，包括采制一体化单元、风动送样单元、分析化验单元、存储单元、系统控制单元，所述采制一体化单元用于负责采集样品，制备出分析样和存查样，并检测样品水分含量，将检测到的样品水分含量数据上传给分析化验单元；所述分析化验单元用于负责化验样品的各项性能指标；所述存储单元用于负责存储存查样，以备质量异议情况发生时进行复核校验；所述风动送样单元介于采制一体化单元和分析化验单元之间，将采制一体化单元制得的分析样、存查样分别输送至分析化验单元和存储单元；所述采制一体化单元、风动送样单元、分析化验单元、存储单元分别与系统控制单元进行通信连接，通过系统控制单元下发指令给各单元，用于指挥、管理各单元运作，完成全流程操作，进行日常原燃料质量验收管理工作；

所述采制一体化单元包括采样模块、制样模块、全水分分析模块、集样模块、弃样模块，所述采样模块用于负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；所述制样模块用于负责将采样模块收集到的每一个批次的大样制备成满足化验要求的分析样，同时制备出全水分样、存查样；所述全水分分析模块用于负责检测样品水分含量，并将检测到的数据上传至系统控制单元；所述集样模块用于负责将制样模块制备的分析样、存查样收集至样品瓶，并封装、标识；所述弃样模块用于负责将制样模块产生的弃样收集，暂时存放至该批次样品制样完成。

进一步地，所述制样模块包括大样混匀装置、初级破碎装置、次级破碎装置、初级缩分装置、次级缩分装置、预干燥装置、干燥装置、研磨装置、二分装置、粘性检测装置；所述大样混匀装置、初级破碎装置、次级破碎装置、初级缩分装置、次级缩分装置、预干燥装置、干燥装置、研磨装置、二分装置、全水分分析模块、集样模块、粘性检测装置、弃样模块、风动送样发送柜围绕制样工业机器人呈环形分布，通过制样工业机器人在制样模块的各装置、全水分分析模块、集样模块、弃样模块、风动送样发送柜之间传递样料；所述大样混匀装置用于将大样充分混匀，为后道工序提供代表性强的样料；所述初级破碎装置用于将混匀后的大样粒度破碎至第一设定值；所述初级缩分装置用于将初级破碎后的大样进行缩分，得到全水分样和共用样；所述全水分分析模块用于负责检测全水分样的水分含量，并将检测到的数据上传至系统控制单元；所述预干燥装置用于将共用样进行预干燥；所述次级破碎装置用于将共用样粒度破碎至第二设定值；所述次级缩分装置用于将二次破碎后的样品进行缩分，得到分析样和大样存查样；所述集料模块用于负责将大样存查样收集至样品瓶，并封装、标识；所述干燥装置用于将分析样进行研磨前的干燥；所述研磨装置用于将干燥后的分析样进行充分研磨，制备出粒度达到符合化验要求的分析样；所述二分装置用于将分析样分成两份；所述集样模块用于负责将两份分析样分别收集至样品瓶，并封装、标识，一份作为备查用的分析样，称为小样存查样，一份作为化验用的分析样；所述弃样模块用于负责将制样模块产生的弃样收集，暂时存放至该批次样品制样完成；

所述粘性检测装置用于检测共用样的水分含量以及粘性，并将检测到的水分含量以及粘性数据上传至系统控制单元；所述系统控制单元用于接收粘性检测装置上传的数据，并将粘性检测装置上传的数据分别与设定值进行比较，当判断出共用样水分含量较低、粘性较小时，则控制取消预干燥装置对共用样的预干燥环节，控制制样工业机器人将共用样直接进入次级破碎装置；当判断出共用样水分较高、粘性较大时，则控制制样工业机器人将共用样进入预干燥装置进行预干燥后再控制制样工业机器人将共用样进入次级破碎装置。

制样模块负责将采样模块收集到的每一个批次的大样制备成满足化验要求的分析样，同时制备出全水分样、存查样和弃样。混匀可分为大样混匀、小样混匀；干燥可分为预干燥、研磨前干燥；破碎可分为初级破碎(至-13mm)、次级破碎(至-3mm)，也可根据物料性能和处理量增加破碎级别(至-25mm、至-6mm、至-1mm)；缩分可分为多级缩分。大样从采样模块的集料斗中出来首先进入大样混匀装置，该混匀装置将一层层累积的份样由下至上翻搅、旋转，实现充分混匀，如样品均匀性较好，也可省去大样混匀装置；混匀后的大样进入初级破碎装置，粒度至-13mm，然后进行初级缩分得到-13mm全水分样和共用样(分析样与存查样共用)，所述缩分装置中设置均匀给料和防粘料、防堵料设施，保证湿度大、粘性强的样品也能顺利完成缩分，满足缩分精度要求，所述破碎装置水分损失量在标准允许范围内，也可破碎至-6mm，缩分出-6mm全水分样和共用样；缩分出的全水分样由工业机器人送至全水分分析模块；缩分出的共用样通过工业机器人传递至预干燥装置，预干燥装置满足国标要求，温度约40-50℃，不改变样品化学性质，干燥后的样品进入次级破碎装置、次级缩分装置，得到粒度-3mm、质量满足标准要求的大样存查样和分析样，大样存查样由工业机器人传递至集料模块封装，分析样则继续制备流程，进入研磨前干燥装置，保障研磨及后续化验工作顺利进行；最后，干燥后的分析样送入研磨装置进行充分研磨，制备出粒度达到化验要求的分析样，研磨阶段样品的进料和出料均进行称量，以确保研磨装置内残留量满足要求，避免选择性研磨影响制样精度；研磨后的样品进行小样混匀，进入小样混匀装置实现样品的充分混匀，并最终通过二分器分成两份，分别送至集样模块封装，一份作为备查用的分析样(小样存查样)，一份作为化验用的分析样。以上所有环节产生多余的弃样通过工业机器人传递至弃样模块。

进一步地，所述大样混匀装置包括搅拌筒、搅拌轴以及用于给搅拌轴提供动力的第一驱动装置，所述搅拌筒支撑在支架上，所述搅拌筒的上端设有进料口，所述搅拌筒的底部设有出料口，搅拌筒底部的出料口设有闸门装置，所述搅拌轴竖直可转动地支撑在搅拌筒内，其下端从搅拌筒底部设有的过孔伸出，经传动装置与第一驱动装置连接，所述搅拌轴上设有搅拌刀片；

所述搅拌轴上套接有上小下大的锥形轴套，所述搅拌刀片固定在锥形轴套的外壁，所述搅拌轴上端固定有顶盖，顶盖的下端与搅拌轴上端间隙配合，且通过螺钉固定，所述顶盖的上端设有圆锥面，且其顶点朝上；

所述锥形轴套的下端固定有两个第一搅拌刀片，沿横向延伸，所述锥形轴套的中部固定有两个第二搅拌刀片，沿纵向延伸，所述第一搅拌刀片、第二搅拌刀片为块状刀片，所述锥形轴套的外壁上固定有用于安装刀片的四根安装杆，各安装杆沿锥形轴套的径向延伸，四根安装杆呈十字形结构设置，所述第一搅拌刀片固定在安装杆的外壁上，所述第二搅拌刀片固定在安装杆的端部；用于安装第二搅拌刀片的安装杆的长度不同，所述安装杆的横截面为三角形；所述第一搅拌刀片通过螺钉固定在安装杆的侧面上；用于安装第二搅拌刀片的安装杆的端部设有安装板，所述第二搅拌刀片通过螺钉固定在安装板上。

采用上述大样混匀装置，混匀效果好，使大样均匀性好，为后道工序提供代表性强的样料，且效率高。

进一步地，所述二分装置包括小样混匀装置和二分器，所述小样混匀装置的上端设有进料口，所述小样混匀装置的下端与二分器的上端固定连接，所述小样混匀装置底部的出料口与二分器上端的进料口上下对应，所述二分器包括第一导流管和第二导流管，所述第一导流管上端的进料口与小样混匀装置底部的出料口的一半对应，所述第二导流管上端的进料口与小样混匀装置底部的出料口的另一半对应；

所述小样混匀装置与二分器之间设有连接板，所述小样混匀装置的下端与连接板的上端固定连接，所述二分器的上端与连接板的下端固定连接，所述连接板与搅拌筒底部出料口、二分器上端的进料口对应的位置设有开口，供样品穿过；

所述小样混匀装置包括搅拌筒，所述搅拌筒的上端固定有端盖，所述端盖上固定有第一驱动装置，所述端盖上还设有进料口，所述搅拌筒内设有搅拌轴，所述搅拌轴竖直设置在搅拌筒内，搅拌轴的上端穿过端盖设有的过孔与驱动装置的输出轴固定连接，所述搅拌轴的下端悬空，所述搅拌轴的下端设有搅拌叶片；第一驱动装置为电机；

所述搅拌筒为圆锥形，且上大下小；所述搅拌轴的下端设有多个搅拌叶片，多个搅拌叶片均分360度，所述搅拌叶片设置在固定环上，所述固定环套在搅拌轴上，通过销轴与固定环固定连接；各固定环上设有至少一个搅拌叶片，所述搅拌轴的下端设有至少一个固定环；所述搅拌叶片由方形片状叶片折转形成，折转边与方形片状叶片的两个长边分别有一个交点，折转边的长度大于方形片状叶片的短边边长；

所述搅拌筒的下端固定有固定板，搅拌筒下端的固定板通过螺栓与连接板固定连接；所述固定板上设有螺孔，所述连接板上设有螺孔，与固定板上设有的螺孔对应；

所述小样混匀装置底部的出料口设有闸门装置；所述闸门装置包括用于密封小样混匀装置底部出料口的闸门板以及用于驱动闸门板运动的第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出轴与闸门板固定连接，所述连接板的上端面设有用于安装闸门板的滑槽，所述闸门板嵌入连接板的滑槽中，并与连接板滑动配合，且所述闸门板挡住连接板上的开口；所述闸门板设有垂直折转面用于与第二驱动装置的输出轴固定连接；所述第二驱动装置固定在连接板的下端面。所述第二驱动装置采用气缸；

所述第一导流管上端与第二导流管上端固定连接，形成倒Y字形结构的二分器。

进一步地，集样模块包括封盖装置、样品瓶暂存装置、标识装置以及若干样品瓶，所述样品瓶暂存装置用于将若干样品瓶经整理排队，等待装料；所述制样工业机器人用于夹持样品瓶，并将制备出的分析样和存查样装瓶，并通过封盖装置封盖加密；所述标识装置用于对样品瓶的编码标识进行读取，并将样品瓶编码标识信息及与其对应的样料信息录入集样模块的系统控制单元；每个样品对应唯一性编码标识。

所述弃样模块利用弃样桶缓存弃样，弃样桶设置下料口闸门，在确定正样制样成功后，自动打开对应弃样的闸门，自动弃样至废料仓待回收；制样工业机器人用于将同一批次弃样收集在同一个桶内。

进一步地，所述风动送样单元包括风动送样动力站、风动送样发送柜、风动送样接收柜，所述风动送样发送柜通过风动送样管道与风动送样接收柜连接；所述风动送样动力站用于提供风动送样的输送动力；所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的分析样品瓶经输送管道传递给风动送样接收柜；采制一体化单元的集样模块与风动送样发送柜之间通过制样工业机器人传递样料；所述风动送样接收柜用于负责接收分析样品瓶，并通过化验工业机器人将分析样品瓶传递给分析化验单元进行质量分析；所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的存查样品瓶经输送管道传递给存储单元。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

由于本发明的制样模块包括大样混匀装置、初级破碎装置、次级破碎装置、初级缩分装置、次级缩分装置、预干燥装置、干燥装置、研磨装置、二分装置、粘性检测装置；采用本发明的上述装置以及制样流程可以保证制样精度高。且制样过程采用制样工业机器人在制样模块的各装置、全水分分析模块、集样模块、风动送样发送柜之间传递样料实现了制样的全自动化。

分析化验单元包括工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置，工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜围绕化验工业机器人呈环形分布，通过化验工业机器人在工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜之间传递样料，实现了分析化验的全自动化，化验结果更准确。

所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的分析样品瓶经输送管道传递给风动送样接收柜；采制一体化单元的集样模块与风动送样发送柜之间通过制样工业机器人传递样料；所述风动送样接收柜用于负责接收分析样品瓶，并通过化验工业机器人将分析样品瓶传递给分析化验单元进行质量分析；所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的存查样品瓶经输送管道传递给存储单元。采样所得大样输送至制样、制样所得小样输送至化验、制样所得存查样输送至存查样柜等各环节物料转运方式实现全自动化。

总之，本发明可以实现无人值守全自动采样、制样、化验、存储，以及样品的自动传递，同时保障样品各项质量数据真实、准确，系统误差在标准允许范围内，采用全自动制样系统大大降低了作业人员的劳动强度，并最大限度减少或杜绝人为干扰。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的动力煤全自动采制化系统工艺流程图；

图2为本发明动力煤采制一体化单元工艺流程图；

图3为本发明实施例所提供的动力煤全自动采制化系统结构示意图；

图4为本发明的混匀装置的结构示意图；

图5为图4的右视图；

图6为本发明的二分装置的结构示意图；

图7为图6的左视图。

附图中，1为采制一体化单元，11为采样模块，12为制样模块，13为全水分分析模块，14为弃样模块，15为集样模块，16为制样工业机器人，121为混匀装置，122a为初级缩分装置，122b为次级缩分装置，123a为预干燥装置，123b 为干燥装置，124a为初级破碎装置，124b为次级破碎装置，125为研磨装置， 126为二分装置，127为粘性检测机构；

2为风动送样单元，21为风动送样发送柜，22为风动送样管道，23为风动送样接收柜，24为风动送样动力站；

3为分析化验单元，31为工业分析仪，32为定硫仪，33为量热仪，34为样品分配装置，35为化验工业机器人，4为存储单元，5为系统控制单元。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图5，本发明提供一种原料智能全自动采制化方法，包括如下步骤：

1)采样：采样模块负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；

2)制样：大样进入制样模块后，制样模块将大样进行初级破碎、缩分，得到全水分样和共用样；然后将全水分样送至全水分分析模块进行全水分样的水分含量检测，并将检测到的数据上传至系统控制单元；以及将共用样进行二次破碎、缩分，得到大样分析样和大样存查样；将大样存查样送至集料模块封装、标识，将大样分析样进行干燥、研磨，制备出粒度达到符合化验要求的分析样；将分析样送入二分装置，进行二分，得到小样存查样和小样分析样，将小样存查样和小样分析样分别送至集样模块封装、标识；

3)风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2)得到的小样分析样送至分析化验单元进行质量分析，自动化验出样品的各项性能指标，并将化验结果上传至系统控制单元；

4)风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2)得到的大样存查样、小样存查样送至存储单元，存储单元负责存储存查样，以备质量异议情况发生时进行复核校验。

本发明提供一种全自动采制化系统，包括采制一体化单元1、风动送样单元 2、分析化验单元3、存储单元4，通过系统控制单元的系统控制单元5指挥、管理各单元运作。采制一体化单元位于采制区，负责采集样品，制备出分析样和存查样，并检测样品水分含量；分析化验单元位于标准实验室内，负责化验样品的各项性能指标；存储单元位于标准实验室内，负责存储存查样，以备质量异议情况发生时进行复核校验；风动送样单元介于采制一体化单元和分析化验单元之间，将采制一体化单元制得的分析样、存查样分别输送至标准实验室内的分析化验单元和存储单元；系统控制单元设置在标准实验室内，指挥完成全流程操作，进行日常原燃料质量验收管理工作。整个流程主要分布于两大区域，即采制区和标准实验室。

本发明对于汽车、火车、皮带等运料方式均适用，本发明以汽车运输入厂的动力煤为具体实施例，下文依次针对五大单元进行具体阐述。

汽车运输入厂的动力煤，在采制一体单元1进行采样、制样。采样模块11 利用螺旋采样头，按照系统控制单元5发出的采样方案和指令，进行各份样(初级子样)自动采集，每个份样采集后收集至集料斗，该批次所有份样采集完成后，集料斗底部闸门自动开启，大样落入制样模块12。

大样进入制样模块12后，首先进入混匀装置121，该混匀装置将一层层累积的份样由下至上翻搅、旋转，实现充分混匀，为后道工序提供代表性强的样料；混匀后大样进入初级破碎装置124a，粒度破碎至-13mm；破碎后的-13mm大样进入初级缩分装置122a，该装置中设置均匀给料和防粘料、防堵料的机构，采用皮带给料机、料流整形挡板、均匀拨料器等机构满足该功能需求，保证湿度大、粘性强的样品也能顺利完成缩分，满足缩分精度要求；初级缩分得到全水分样和共用样(存查样、分析样共用)，全水分样由制样工业机器人16送至全水分分析模块13，共用样则继续制样流程；缩分出的共用样由制样工业机器人16传递至预干燥装置123a，该装置满足国标要求，工作温度约40-50℃，预干燥过程不改变样品化学性质，预干燥后的样品进入次级破碎装置124b，破碎至粒度-3mm；随后进入次级缩分装置122b，缩分出质量满足标准要求的-3mm分析样和大样存查样，大样存查样由制样工业机器人16送至集料模块15封装，分析样则进入干燥装置123b进行研磨前的干燥，保障研磨及后续化验工作顺利进行，干燥温度满足国标要求；多余的弃样通过制样工业机器人16传递至弃样模块14；最后，干燥后的分析样送入研磨装置125进行充分研磨，制备出粒度达到-0.2mm符合化验要求的分析样，研磨阶段样品在进料和出料时均进行称量，以确保研磨装置125内残留量满足要求，避免选择性研磨影响制样精度；出料后的样品送入二分装置126，进入小样混匀装置，实现样品的充分混匀，并最终通过二分器分成两份，分别送至集样模块15封装，一份作为备查用的分析样，称为小样存查样，一份作为化验用的分析样。

参见图4，本发明提供一种大样混匀装置121，包括搅拌筒、搅拌轴以及用于给搅拌轴提供动力的第一驱动装置，所述搅拌筒62支撑在支架61上，所述搅拌筒的上端设有进料口，所述搅拌筒的底部设有出料口，搅拌筒底部的出料口设有闸门装置，所述搅拌轴63竖直可转动地支撑在搅拌筒内，其下端从搅拌筒底部设有的过孔伸出，经传动装置与第一驱动装置连接，所述搅拌轴上设有搅拌刀片。第一驱动装置为电机610。

进一步地，所述搅拌轴上套接有上小下大的锥形轴套64，所述搅拌刀片固定在锥形轴套的外壁，所述搅拌轴上端固定有顶盖，顶盖的下端与搅拌轴上端间隙配合，且通过螺钉固定，所述顶盖65的上端设有圆锥面，且其顶点朝上。

进一步地，所述锥形轴套的下端固定有两个第一搅拌刀片66，沿横向延伸，所述锥形轴套的中部固定有两个第二搅拌刀片67，沿纵向延伸，所述第一搅拌刀片、第二搅拌刀片为块状刀片，所述锥形轴套的外壁上固定有用于安装刀片的四根安装杆68，各安装杆沿锥形轴套的径向延伸，四根安装杆呈十字形结构设置，所述第一搅拌刀片固定在安装杆的外壁上，所述第二搅拌刀片固定在安装杆的端部；用于安装第二搅拌刀片的安装杆的长度不同，所述安装杆的横截面为三角形；所述第一搅拌刀片通过螺钉固定在安装杆的侧面上；用于安装第二搅拌刀片的安装杆的端部设有安装板，所述第二搅拌刀片通过螺钉固定在安装板69上。搅拌刀片沿顺时针方向设置。

进一步地，所述闸门装置包括第二驱动装置和闸门板，所述闸门板铰接在搅拌筒底部的出料口，所述第二驱动装置安装在支架底部，所述第二驱动装置的输出轴用于推动闸门板运动，打开或关闭出料口；所第二驱动装置采用气缸 613。

进一步地，所述支架底部固定有导流装置611，所述导流装置与搅拌筒底部的出料口对应。

进一步地，所述支架底部固定有轴承座614，所述搅拌轴下端穿过轴承座，与传动装置连接，所述搅拌轴可转动地支撑在轴承座内的轴承中。轴承可以采用推力滚子轴承。

进一步地，所述传动装置612采用齿轮传动或链轮传动或皮带传动。

进一步地，所述第一驱动装置与传动装置之间设有减速装置，所述第一驱动装置的输出轴与变速装置的输入轴固定连接，所述变速装置的输出轴与传动装置固定连接；所述变速装置的输入轴的轴心线沿水平方向延伸，所述变速装置的输出轴的轴心线沿竖直方向延伸；所述变速装置的输出轴的第一皮带轮固定连接，所述第二皮带轮与搅拌轴固定连接，所述第一皮带轮与第二皮带轮之间通过皮带连接。

进一步地，所述搅拌筒的上端为敞口或者搅拌筒的上端设置端盖，所述端盖上设置进料口。

进一步地，搅拌筒为圆柱形。

采用本发明的大样混匀装置混匀效果好，使大样均匀性好，为后道工序提供代表性强的样料，且本发明还效率高。

参见图5，本实施例提供一种二分装置，包括混匀装置71和二分器72，所述混匀装置的上端设有进料口，所述混匀装置的下端与二分器的上端固定连接，所述混匀装置底部的出料口719与二分器上端的进料口上下对应，所述二分器包括第一导流管721和第二导流管722，所述第一导流管上端的进料口与混匀装置底部的出料口的一半对应，所述第二导流管上端的进料口与混匀装置底部的出料口的另一半对应。

进一步地，所述混匀装置与二分器之间设有连接板73，所述混匀装置的下端与连接板的上端固定连接，所述二分器的上端与连接板的下端固定连接，所述连接板与搅拌筒底部出料口、二分器上端的进料口对应的位置设有开口731，供样品穿过。

进一步地，所述混匀装置包括搅拌筒711，所述搅拌筒的上端固定有端盖 712，所述端盖上固定有第一驱动装置713，所述端盖上还设有进料口，所述搅拌筒内设有搅拌轴714，所述搅拌轴竖直设置在搅拌筒内，搅拌轴的上端穿过端盖设有的过孔与驱动装置的输出轴固定连接，所述搅拌轴的下端悬空，所述搅拌轴的下端设有搅拌叶片715。第一驱动装置为电机。

进一步地，所述搅拌筒为圆锥形，且上大下小。

进一步地，所述搅拌轴714的下端设有多个搅拌叶片，多个搅拌叶片均分 360度，所述搅拌叶片设置在固定环上，所述固定环套在搅拌轴上，通过销轴与固定环固定连接；各固定环上设有至少一个搅拌叶片，所述搅拌轴的下端设有至少一个固定环；所述搅拌叶片由方形片状叶片折转形成，折转边与方形片状叶片的两个长边分别有一个交点，折转边的长度大于方形片状叶片的短边边长。多个搅拌叶片的折转方向相同，如都沿顺时针方向。

进一步地，各固定环上设有两个搅拌叶片，所述搅拌轴的下端设有三个固定环。

进一步地，所述搅拌筒的下端固定有固定板716，搅拌筒下端的固定板通过螺栓与连接板固定连接；所述固定板上设有螺孔，所述连接板上设有螺孔，与固定板上设有的螺孔对应。

进一步地，所述混匀装置底部的出料口设有闸门装置；所述闸门装置包括用于密封混匀装置底部出料口的闸门板717以及用于驱动闸门板运动的第二驱动装置，所述第二驱动装置718的输出轴与闸门板固定连接，所述连接板的上端面设有用于安装闸门板的滑槽，所述闸门板嵌入连接板的滑槽中，并与连接板滑动配合，且所述闸门板挡住连接板上的开口；所述闸门板设有垂直折转面用于与第二驱动装置的输出轴固定连接；所述第二驱动装置固定在连接板的下端面。所述第二驱动装置采用气缸、液压缸等。

进一步地，所述第一导流管上端与第二导流管上端固定连接，形成倒Y字形结构的二分器。

进一步地，所述二分器还包括入口管段，入口管段内设有隔板，将入口管段分隔成两半，分别与第一导流管、第二导流管对应，所述第一导流管、第二导流管的上端均与隔板固定连接，且与入口管段的下端固定连接，形成倒Y字形结构的二分器。

进一步地，本实施例的原燃料制样用二分装置还包括底板74，第一导流管与第二导流管之间设有连接架75，所述连接架上安装有第三驱动装置，所述第三驱动装置的输出轴与底板连接；所述第三驱动装置采用气缸或液压缸等。当然，连接架也可以直接与底板固定连接。本专利的上述结构根据需要设置。

进一步地，所述第一导流管的下端固定连接有第一出口管段76，所述第一出口管段上端与第一导流管的下端固定连接，所述第一出口管段下端与底板上设有的通孔连通，所述第二导流管的下端固定连接有第二出口管段77，所述第二出口管段上端与第二导流管的下端固定连接，所述第二出口管段下端与底板上设有的通孔连通，所述第一出口管段、第二出口管段的轴心线沿竖直方向延伸；所述第一出口管段上端与第一导流管的下端通过螺栓固定连接；所述第二出口管段上端与第二导流管的下端通过螺栓固定连接；第一导流管、第二导流管为方管，第一出口管段、第二出口管段为圆管。

采用本发明的二分装置，将样品从上端进料口投入，控制电机带动搅拌轴转动，对样品进行均匀混匀，实现样品的充分混匀，混匀后的样品均匀供入二分器的第一导流管、第二导流管内，经二分器切割，实现样品二分。通过上端的混匀装置能够将样品均匀供入二分器，进而进入二分器的样品量基本相等，从而解决了缩分后的样品之间存在较大质量偏差问题。且混匀装置的下端与二分器的上端固定连接，占用空间较小。

优选的,如样品均匀性较好,则可取消大样混匀环节(混匀装置121)，原始大样直接进行初级破碎(初级破碎装置124a)。

优选的，如样品水分含量不稳定，各批次间存在较大差异，可在次级破碎前增加粘性检测机构：如共用样水分含量较低、粘性较小，则可取消大样干燥环节(预干燥装置123a)，初级缩分出的-13mm共用样直接进入次级破碎装置 124b；如共用样水分高、粘性大，则进入预干燥装置123a。

优选的，缩分装置122、破碎装置124进行循环破碎、研磨、缩分工序时，遵循国家标准对不同粒度缩分后最小质量的要求，可按照本实施例中初级缩分装置122a、次级缩分装置122b、初级破碎装置124a、次级破碎装置124b、研磨装置125配置设备，也可综合考虑物料的粒度、设备的处理能力等因素，选择以下更为细化的分级方式：一级破碎：≤13mm，≥15kg；二级破碎：＜13mm、≤6mm，≥3.75kg；三级破碎：≤3mm，≥700g；一级研磨：≤1mm，≥100g；二级研磨：≤0.2mm，≥60g。

制样模块12初级缩分出的全水分样由制样工业机器人16送至全水分分析模块13进行水分含量检测。全水分分析模块13主要包括鼓风干燥箱(加热功能的箱型容器，用于将物料中的水分烘干)、托盘升降机构、样品摊平机构、称量机构等。采用具有多工位样品容器的旋转盘进行旋转切换工位，通过托盘升降机构托着样品容器进出烘箱实现自动进出样功能，摊平机构实现对样品的均匀摊平。鼓风干燥箱对烘干室(烘干室是鼓风干燥箱的工作区，即除去电气控制元件以外的存放试样的空间)持续供热，烘干室温度自动检测，并保持自动恒温功能，干燥温度可调。动力煤全水分分析满足GB/T211要求。根据系统效率要求，烘干工位一般大于12个(烘干工位指的是鼓风干燥箱的工作区——烘干室内一个个存放样品的位置，一个试样放在一个位置叫一个工位，旋转盘将各个工位旋转切换，烘干完成的工位旋转至烘箱出口，刚进入鼓风干燥箱的工位旋转至烘干室内，旋转盘起传递样品的作用)。根据水分样的厚度、重量要求，以及工业机器人的夹持尺寸设计托盘，根据生产效率需求设计烘干工位。干燥温度、时间、称量精度等根据国标要求设定。检测出的数据结果自动上传至系统控制单元5。

制样模块12产生的弃样通过制样工业机器人16传递至弃样模块14。弃样模块14利用弃样桶缓存弃样，弃样桶设置下料口闸门，在确定该批次样品正样制样成功后(封装完成)，自动打开对应弃样的闸门，自动弃至废料仓待回收。同一批次弃样收集在同一个桶内，桶的数量可根据每班制样批次数和制样装置的生产效率确定，一般设定8-12个。

制样模块12完成的分析样和存查样(包括大样存查样和小样存查样)，通过制样工业机器人16送至集样模块15。集样模块负责将制样模块制备的分析样、存查样收集至样品瓶，并封装、标识(编码、录入、读码、写码等)。集样模块15包括封盖装置、样品瓶暂存装置、标识装置等。制样工业机器人16夹持样品瓶将制备出的分析样和存查样装瓶，通过封盖装置封盖加密形成样品瓶，并将与样品瓶信息对应的样料信息录入该模块的控制器。所述样品瓶能够重复使用，采用芯片、二维码或条形码对样品进行唯一性编码标识，保证样品在流转环节能够被正确读取(编码规则由智能管控系统给出)。样品瓶暂存装置将空瓶经整理排队，待制样工业机器人16抓取后接料，样品瓶理瓶工位根据系统生产效率计算，一般不少于大样数量的3倍。样品瓶装料后，封盖密封，便于后续风动送样单元2的输送，封盖可采用旋盖式或压盖式。根据制样模块12的生产效率设计样品瓶暂存装置的理瓶数量，根据装瓶样料重量、体积、风动送样单元2输送管道的尺寸设计样品瓶规格。

风动送样单元2起传递样品瓶作用，将采制一体化单元1生成的样品瓶输送至分析化验单元3和存储单元4。风动送样单元2包括样品瓶发送柜21、输送管道及管道附件22、样品瓶接收柜23、动力站24等：样品瓶发送柜位于采制区(采制一体化单元1)，负责将采制一体化单元1完成的分析样品瓶、存查样品瓶输送至管道中；样品瓶接收柜位于标准实验室(包含分析化验单元3、存储单元4、系统控制单元5)，负责接收分析样品瓶、存查样品瓶，并根据系统控制单元5的指令分别发送至分析化验单元3和存储单元4；输送管道连接发送柜和接收柜，管道的路由及长度由采制区至标准实验室的距离确定。

分析化验单元3包括工业分析仪31、定硫仪32、量热仪33、样品分配装置 34、化验工业机器人35，工业分析仪31、定硫仪32、量热仪33、样品分配装置34围绕化验工业机器人35呈环形布置。风动送样单元2根据系统控制单元5 的指令，将采制一体化单元1生成的用于化验的分析样送至分析化验单元3进行质量分析。分析样样品瓶到达分析化验单元3后，由化验工业机器人35夹持至样品瓶分装装置34，完成分析样瓶自动开盖、倒料、自动取样、自动称量、化验器皿自动装填等工作；装填好的工业分析样、全硫样、热值样由化验工业机器人35分别送至工业分析仪31、定硫仪32、量热仪33，各分析仪器自动化验出灰分、挥发份、全硫、热值等质量数据，结果上传至系统控制单元5。分析完成后的样品由化验工业机器人35倒入废料收集斗中待回收。

风动送样单元2根据系统控制单元5的指令，将采制一体化单元1生成的存查样瓶(包括大样存查样瓶和小样存查样瓶)送至存储单元4。存储单元4负责自动完成存查样瓶的接收、存放、提取、过期样排出、自动调出样瓶、数据存储和管理功能。根据各生产单位复核校验的需求，存查样可分为大样存查样和小样存查样，大样存查样用于复核制样、采样误差，小样存查样与分析样相同，用于复核化验误差。存储单元4根据原燃料质量验收、复核周期设定存储时间，到期自动出库，自动弃至废料仓待回收。根据存储样瓶数量及存储时间，设计存查单元4的存储仓位，存查样柜的仓位一般不少于1000个。

本发明的系统控制单元包括系统控制单元以及多个控制器，控制器可以采用PLC控制器，多个控制器分别对应不同的单元或模块。系统控制单元采用计算机是整个全自动采制化系统的“中枢神经系统”，包含向采制一体化单元1、风动送样单元2、分析化验单元3、存储单元4的控制器发送采样、制样、化验、存储方案，向各单元发出各项工作指令，并接收采制一体化单元获得的全水分数据，以及分析化验单元获得的硫分、灰分、挥发份、热值等质量数据，分析处理质量数据，管理存储单元4各存查样品瓶存储状态、发送调取复核指令等，掌握各单元、模块、装置、仪器、设备等实时工况等等全流程控制、管理功能。通过系统控制单元5，实现该实施例动力煤的采制化全流程自动化、智能化管理。

本发明的全自动采制化的方法，包括如下步骤：采样、制样环节高度一体化，通过皮带传输，完成采样到制样的样品传递，制样环节直接将采集的大样制备出分析样和存查样，并完成封装、标识，同时检测出水分含量，制样过程产生的弃样暂存在固定容器中，直到制样完成，以防制样失败或设备故障导致样品无从追溯。分析样和存查样样品瓶通过风动送样单元快速、自动输送至分析化验单元和存储单元。分析化验单元自动完成样品各项性能指标化验，并上传数据至控制单元。采制一体化单元、分析化验单元的样品传递均由工业机器人完成。机械手可以在其工作半径范围内，停留在任意仪器、设备、装置处倒料、接料、传递。整个质量验收流程——采、制、化、存各环节无人值守，高度自动化、智能化，生产效率高。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变型，因此所有等同的技术方案，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种原料智能全自动采制化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)采样：采样模块负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；

采样模块利用采样头，按照系统控制单元发出的采样方案和指令，进行各份样自动采集，每个份样采集后收集至集料斗，该批次所有份样采集完成后，集料斗底部闸门自动开启，大样落入制样模块；采样模块包括采样器、样品传输带、集料斗，所述采样器用于负责按照系统控制单元发出的采样方案，将样品从运输载体中采出；所述样品传输带连接在采样器与集料斗之间，用于将采样器采集的每批次原料份样输送至集料斗临时存放，待该批次份样采集完成后集料斗底部闸门自动开启，使大样落入制样模块；

2)通过采制一体化单元制样，具体包括：大样进入制样模块后，制样模块将大样进行初级破碎、缩分，得到全水分样和共用样；然后将全水分样送至全水分分析模块进行全水分样的水分含量检测，并将检测到的数据上传至系统控制单元；以及将共用样进行二次破碎、缩分，得到大样分析样和大样存查样；将大样存查样送至集料模块封装、标识，将大样分析样进行干燥、研磨，制备出粒度达到符合化验要求的分析样；将分析样送入二分装置，进行二分，得到小样存查样和小样分析样，将小样存查样和小样分析样分别送至集样模块封装、标识；

所述制样模块包括大样混匀装置、初级破碎装置、次级破碎装置、初级缩分装置、次级缩分装置、预干燥装置、干燥装置、研磨装置、二分装置、粘性检测装置；所述大样混匀装置、初级破碎装置、次级破碎装置、初级缩分装置、次级缩分装置、预干燥装置、干燥装置、研磨装置、二分装置、全水分分析模块、集样模块、粘性检测装置、弃样模块、风动送样发送柜围绕制样工业机器人呈环形分布，通过制样工业机器人在制样模块的各装置、全水分分析模块、集样模块、弃样模块、风动送样发送柜之间传递样料；所述大样混匀装置用于将大样充分混匀，为后道工序提供代表性强的样料；所述初级破碎装置用于将混匀后的大样粒度破碎至第一设定值；所述初级缩分装置用于将初级破碎后的大样进行缩分，得到全水分样和共用样；所述全水分分析模块用于负责检测全水分样的水分含量，并将检测到的数据上传至系统控制单元；所述预干燥装置用于将共用样进行预干燥；所述次级破碎装置用于将共用样粒度破碎至第二设定值；所述次级缩分装置用于将二次破碎后的样品进行缩分，得到分析样和大样存查样；所述集料模块用于负责将大样存查样收集至样品瓶，并封装、标识；所述干燥装置用于将分析样进行研磨前的干燥；所述研磨装置用于将干燥后的分析样进行充分研磨，制备出粒度达到符合化验要求的分析样；所述二分装置用于将分析样分成两份；所述集样模块用于负责将两份分析样分别收集至样品瓶，并封装、标识，一份作为备查用的分析样，称为小样存查样，一份作为化验用的分析样；所述弃样模块用于负责将制样模块产生的弃样收集，暂时存放至该批次份样对应的样品制样完成；

大样混匀装置包括搅拌筒、搅拌轴以及用于给搅拌轴提供动力的第一驱动装置，所述搅拌筒支撑在支架上，所述搅拌筒的上端设有进料口，所述搅拌筒的底部设有出料口，搅拌筒底部的出料口设有闸门装置，所述搅拌轴竖直可转动地支撑在搅拌筒内，其下端从搅拌筒底部设有的过孔伸出，经传动装置与第一驱动装置连接，所述搅拌轴上设有搅拌刀片；

所述搅拌轴上套接有上小下大的锥形轴套，所述搅拌刀片固定在锥形轴套的外壁，所述搅拌轴上端固定有顶盖，顶盖的下端与搅拌轴上端间隙配合，且通过螺钉固定，所述顶盖的上端设有圆锥面，且其顶点朝上；

所述锥形轴套的下端固定有两个第一搅拌刀片，沿横向延伸，所述锥形轴套的中部固定有两个第二搅拌刀片，沿纵向延伸，所述第一搅拌刀片、第二搅拌刀片为块状刀片，所述锥形轴套的外壁上固定有用于安装刀片的四根安装杆，各安装杆沿锥形轴套的径向延伸，四根安装杆呈十字形结构设置，所述第一搅拌刀片固定在安装杆的外壁上，所述第二搅拌刀片固定在安装杆的端部；用于安装第二搅拌刀片的安装杆的长度不同；

3)风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2）得到的小样分析样送至分析化验单元进行质量分析，自动化验出样品的各项性能指标，并将化验结果上传至系统控制单元；

4）风动送样单元根据系统控制单元的指令，将步骤2）得到的大样存查样、小样存查样送至存储单元，存储单元负责存储存查样，以备质量异议情况发生时进行复核校验；

风动送样单元包括风动送样动力站、风动送样发送柜、风动送样接收柜，所述风动送样发送柜通过风动送样管道与风动送样接收柜连接；所述风动送样动力站用于提供风动送样的输送动力；所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的分析样品瓶经输送管道传递给风动送样接收柜；采制一体化单元的集样模块与风动送样发送柜之间通过制样工业机器人传递样料；所述风动送样接收柜用于负责接收分析样品瓶，并通过化验工业机器人将分析样品瓶传递给分析化验单元进行质量分析；所述风动送样发送柜用于负责将采制一体化单元封装完成的存查样品瓶经输送管道传递给存储单元；

样品瓶发送柜位于采制区，负责将采制一体化单元完成的分析样品瓶、存查样品瓶输送至管道中；样品瓶接收柜位于标准实验室，负责接收分析样品瓶、存查样品瓶，并根据系统控制单元的指令分别发送至分析化验单元和存储单元；输送管道连接发送柜和接收柜；

采制一体化单元、风动送样单元、分析化验单元、存储单元分别与系统控制单元进行通信连接，通过系统控制单元下发指令给各单元，用于指挥、管理各单元运作，完成全流程操作，进行日常原燃料质量验收管理工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若大样样品均匀性不符合要求，则控制大样先进入混匀装置实现充分混匀后再进行初级破碎、缩分，否则直接进行初级破碎、缩分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在二次破碎前增加粘性检测步骤，粘性检测装置检测共用样的水分含量以及粘性，并将检测到的水分含量以及粘性数据上传至系统控制单元；所述系统控制单元接收粘性检测装置上传的数据，并将粘性检测装置上传的数据分别与设定值进行比较，当判断出共用样水分较高、粘性较大时，则将共用样送入预干燥装置进行预干燥后再将共用样进行二次破碎、缩分；当判断出共用样水分含量较低、粘性较小时，则直接将共用样进行二次破碎、缩分。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：大样进入初级破碎装置，粒度破碎至-13mm；破碎后的-13mm大样进入初级缩分装置122a完成初级缩分，初级缩分得到全水分样和共用样；共用样进入次级破碎装置进行二次破碎，破碎至粒度-3mm；随后进入次级缩分装置缩分出质量满足标准要求的-3mm大样分析样和大样存查样，将大样存查样送至集料模块封装、标识，-3mm大样分析样则进入干燥装置进行研磨前的干燥，保障研磨及后续化验工作顺利进行，干燥温度满足国标要求；最后，干燥后的大样分析样送入研磨装置进行充分研磨，制备出粒度达到-0.2mm符合化验要求的分析样；将分析样送入二分装置，进行二分，实现样品的充分混匀，并最终通过二分装置分成两份，分别送至集样模块封装、标识，一份作为小样存查样，一份作为小样分析样。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：制样步骤以及分析化验步骤中的样品传递均由工业机器人完成。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述分析化验单元包括工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置，工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜围绕化验工业机器人呈环形分布，通过化验工业机器人在工业分析仪、定硫仪、量热仪、样品分配装置、风动送样接收柜之间传递样料；所述样品分配装置用于借助化验工业机器人，实现分析样品瓶自动开盖、倒料以及自动取样、自动称量、化验器皿自动装填；化验工业机器人用于将装填好的工业分析样、全硫样、热值样分别送至工业分析仪、定硫仪、量热仪，所述工业分析仪、定硫仪、量热仪用于负责将化验工业机器人送来的样品自动化验出灰分、挥发份、全硫、热值的质量数据，并将化验数据上传至系统控制单元；化验工业机器人将分析完成后的样品倒入废料收集斗中待回收。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：制样步骤中多余的弃样通过制样工业机器人传递至弃样模块，弃样模块负责将制样模块产生的弃样收集，暂时存放至该批次份样对应的样品制样完成，在确定正样制样成功后，自动弃样至废料仓待回收；制样步骤中多余的弃样包括初级破碎、缩分后生成的弃样以及二次破碎、缩分后生成的弃样。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：汽车、火车采样点设置螺旋采样器，皮带采样点设置直线或旋转切割式采样器；所述采样模块的集料斗的底部闸门经三通管道分别与制样模块的大样混匀装置的进料口、初级破碎装置的进料口连通，通过管道上设置的控制阀，实现两条管路的通断切换。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述存储单元负责自动完成存查样的接收、存放、提取并根据原燃料质量验收、复核周期设定存储时间到期自动排出，且存储单元还具有自动调出样瓶、数据存储和管理功能；存储单元自动弃至废料仓待回收；存储单元还根据存储样量及存储时间，设计存查单元的存储仓位。

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