CN110142226B - 一种不锈钢机体的智能干选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢机体的智能干选机，其包括主机体和X射线源，主机体包括分选装置、识别装置及输运装置，X射线源用于产生识别装置识别物料类型所需要的X射线；X射线源(21)置于防护壳(101)内，除防护壳(101)之外的构成智能干选机的全部组件采用不锈钢制造。不锈钢机体的智能干选机解决了分选设备长期处于潮湿环境中所导致的使用寿命缩短的问题，提高了分选设备的使用寿命。采用多种防护方式，降低了射线辐射对工况的影响，尤其是对操作人员的影响。
Description
技术领域
本发明属于煤炭物料的智能分选领域，更具体的说涉及一种不锈钢机体的智能干选机。
背景技术
煤炭分选主要分为水洗和干选两个方向，与水洗相比，干选具备更广阔的需求和前景。煤炭干选技术中，除复合干选外，还存在一种基于γ射线识别的煤矸石自动分选技术，从1988年开始，我国就开始了该项技术的研究，二十多年来取得了一些进展，从2005年开始，该项技术逐渐在煤炭行业进行了实际应用，如神火梁北煤矿、北京木城涧煤矿等。现有的基于射线识别的矿物自动分选机如中国专利CN101637765B所公开的煤矸石自动分选机，它包括原料进料斗、煤接料斗、矸石接料斗、设置在所述原料进料斗与煤、矸石接料斗之间的输送带传输机、识别分选控制机构和执行机构，所述识别分选控制机构包括设置在输送带下方的伽玛射线源、位于输送带上方对应于所述伽玛射线源位置处的射线传感器、与射线传感器电连接的测控仪表和设置在位于输送带上方的与测控仪表电连接的超声波发射接收器；所述执行机构为设置在煤、矸石接料斗上方的高频气阀；所述高频气阀的阀口朝着煤、矸石抛落轨迹设置。
由于现有矿物自动分选机是按通道排队，分通道检测、各通道独立执行。这就可能造成各通道的空气喷嘴对于不经过其中心的物料击打不准，影响分选效果。另外，无论是大块还是小块，均采用该通道的同种型号空气喷嘴执行，则会出现喷吹小块矸石时因为风量太大，带出旁边小块精煤的情况。同时，喷吹小块时，会造成严重的风量浪费，长期运行不节能。
此外，随着环保提升的要求，以及节能降耗的实际需要，很多煤炭分选设备被直接置于井下使用，也就是将分选现场安置在井下，这样不仅仅降低了煤炭分选对地面环境所带来的污染或减少对生产生活所带来粉尘，还直接节省了煤矸石回填采煤矿区所需要的物力或设备，极大地提升了生产效率。
地下采煤现场一般湿度非常大，且经常伴随着地下水的渗出，因此置于其中的分选设备必须处于一种潮湿环境中。由于分选设备主体所需要的机械强度非常大，因此现有分选设备的主体构件一般由钢架构材料制造，但钢架构材料容易生锈，这样无形之中造成了分选设备的使用寿命降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种不锈钢机体的智能干选机。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种不锈钢机体的智能干选机,其包括主机体和X射线源，主机体包括分选装置、识别装置及输运装置，X射线源用于产生识别装置识别物料类型所需要的X射线；X射线源21置于防护壳101内，除防护壳101之外的构成智能干选机的全部组件采用不锈钢制造。
优选地，所述防护壳为防辐射铅包。在智能干选机外围设置有防护墙，用于二次屏蔽X射线源。防护墙采用铅板或混凝土墙或是钡水泥墙。
进一步地，钡水泥墙为添加有硫酸钡或重晶石粉末的水泥的防护墙。屏蔽材料的厚度利用半值层或半价层进行估算。混凝土墙采用由S.Pb.Fe的化合物经烧结获得的材料制造。防护墙采用铅橡胶或防辐射无机铅玻璃或者防辐射有机铅玻璃制造。
更进一步地，所述铅橡胶是由优质天然橡胶或合成橡胶与氧化铅混炼、硫化制成的橡胶类制品；或者所述防辐射无机铅玻璃为在玻璃的制造过程中加入高原子序数的重金属氧化物制成。
另一方面，不锈钢机体的智能干选机在防护墙外或者地面上设置远程控制单元或控制室，操作人员在远程控制单元或控制室内进行远程操作。
与现有技术相比较，本发明的有益效果：
1、不锈钢机体的智能干选机解决了分选设备处于潮湿环境中所导致的使用寿命缩短的问题。提高了使用寿命。
2、采用多种防护方式，降低了射线辐射对工况的影响，尤其是对操作人员的影响。
3、采用智能识别的方法(密度与形状识别)，基于不同的煤质特征建立与之相适应的数据库，通过数据分析来对煤与矸石进行辨别，最后通过智能执行系统将煤与矸石分离。
4、通过气缸内活塞杆的移动的同时联动横杆也会同时移动，此时滑轴会相对滑动槽移动，从而带动进料板的转动，当两块进料板处于水平状态时，物料不会从竖直框上掉落，当气缸的活塞杆来回往复移动时，带动进料板转动的同时使物料从两块进料板之间掉落，从而避免物料发生堵塞。
附图说明
图1为依据本发明的不锈钢机体的智能干选机的结构图。
图2为现有技术中的智能干选机的结构图。
附图标记：1、给料系统；2、输送装置；3、识别装置；4、X射线探测器；5、空气喷嘴；6、供风系统；7、矸石收集溜槽；8、精煤收集溜槽；9、防护罩；10、电控系统；11、除尘系统；12、变频器；13、减速机；14、储气罐能罐；15、空压机；16、压力变送器；17、全智能控制平台；18、综合控制器；19、数据分析软件；20、数据服务器；21、X射线源；22、摄像机；23、输送器；101防护壳。
具体实施方式
参照图1至图2对本发明一种不锈钢机体的智能干选机的实施例做进一步说明。
一种不锈钢机体的智能干选机,其机体全部采用不锈钢制造，X射线源21置于防护壳101内，所述防护壳优选为防辐射铅包。进一步地，在智能干选机外围设置有防护墙，用于二次屏蔽X射线源。
防护墙采用铅板和混凝土墙，或者是添加有硫酸钡或重晶石粉末的水泥的钡水泥墙。所述防护墙或屏蔽材料的厚度利用半值层或半价层进行估算。优选地，混凝土墙采用由S.Pb.Fe的化合物经烧结获得的材料制造。
更进一步地，防护墙采用铅橡胶或防辐射无机铅玻璃或者防辐射有机铅玻璃制造。所述铅橡胶是由优质天然橡胶或合成橡胶与氧化铅等金属氧化物混炼、硫化制成的橡胶类制品。所述防辐射无机铅玻璃为在玻璃的制造过程中加入高原子序数的重金属氧化物，如PbO.BaO.Bi203等形成的透明防辐射玻璃，使用该透明墙体可以进一步提高可视化操作程度。例如，用于对X-ray(y-ray)防护，使用透明屏蔽的射线装置、放射性工作场所等，还有使用X-ray用的荧光屏铅玻璃、固定防护设施上的观察窗、放射性同位素应用中的局部防护屏蔽等。所述防辐射有机铅玻璃也可以采用在普通有机玻璃内引入氧化铅的透明屏蔽材料，进一步地防辐射有机铅玻璃主要原料为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋和氧化铅。
进一步地，防护墙也可以采用玻璃钢类复合防护材料，其在普通玻璃纤维增强材料的基础上加入铅、钡等氧化物、硫化物及钨、钢、钻等金属元素作为防辐射成份而形成的塑型材料。本发明所使用的成型材料也可以采用耐辐射、抗老化性能较好的不饱和聚醋树脂，增强材料采用粗纱和玻璃纤维布。
在另一方面，不锈钢机体的智能干选机在防护墙外或者地面上设置远程控制单元或控制室，操作人员在远程控制单元或控制室内进行远程操作。
更详细地，不锈钢机体的智能干选机包括给料系统1、输送装置2、识别装置3、执行机构，以及供风系统6、除尘系统11、电控系统10三个辅助系统；给料系统1位于输送装置2的入料端，原料由给料系统1均匀给入输送装置2上；识别装置3是位于输送装置上方的X射线源21和位于输送装置2下方的X射线探测器4；执行机构为出口朝着精煤、矸石运动轨迹的空气喷嘴，识别装置3除通过精煤和矸石的物理性质来识别精煤和矸石外，还将精煤和矸石在输送装置2上的位置信息输出给执行机构，不锈钢机体的智能干选机是采用智能识别的方法(密度与形状识别)，基于不同的煤质特征建立与之相适应的数据库，通过数据分析来对煤与矸石进行辨别，最后通过智能执行系统将煤与矸石分离；给料系统1是将原料运输到输送装置2中，输送装置2在将物料均匀的布放到传输带上；识别装置3是位于传输带上方的X射线源21与垂直下方的X射线探测器4；执行机构位于传输带尾端，喷吹方向从下往上喷吹，当系统判断出物料是煤与矸石后，将需要喷吹的物理位置信息传送给智能执行机构，执行机构线阵喷嘴智能开启对应位置的空气喷嘴5完成筛选，此时矸石落到矸石收集溜槽7，精煤落到精煤收集溜槽8。
识别装置3为X射线系统，X射线源21是X射线系统的关键部件，是一种比较精密的高压电源，其可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为X射线管的灯丝加热，高压电源的高压输出端分别加在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压的电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，当高速电子流撞击原子和外围轨道上电子，使之游离且释放出能量，就产生了X射线。X射线是原子内层电子受激发而产生的，其频率与光子能量比γ射线低、且在断电后无辐射。
X射线探测器4包括数字板和模拟板，每块模拟板有多个探测器通道。探测器等间距布置，间距根据识别分辨率的要求设置。通过将多个模拟板紧密排列，可形成与输送装置宽度相匹配的X射线探测器，射线透过被测物体，到达探测器，根据探测器接收信号的大小，可获取物质等效原子信息，实现对物质的识别和分类。
识别装置3除通过精煤和矸石的物理性质来识别精煤和矸石外，还可以还将精煤和矸石在输送装置上的位置信息输出给后续执行机构。优选的，空气喷嘴由高频电磁阀控制其开启和关闭，储气罐通过风管高频电磁阀连接，高频电磁阀通过风管与空气喷嘴连接。
空气喷嘴5由现有煤矸石自动分选机一个通道一个空气喷嘴的布置形式修改为阵列式布置，分选执行机构根据被执行对象的位置信息智能开启相对应的高频电磁阀。
将单个、稀疏排布并独立使用的大空气喷嘴优化为若干个呈阵列布置的小空气喷嘴，空气喷嘴型号按满足单块最小粒度的矸石选型即可。当被执行对像为小块时，开启一个空气喷嘴，当被执行对象为大块时，开启该大块覆盖范围内的多个空气喷嘴。这种“小块一个空气喷嘴，大块多个空气喷嘴组合”的方式与现有的“大小块均用大空气喷嘴”的方式相比，风耗更低，更节能、分选更精确。本发明空气喷嘴的大小、数量及排列的密度需根据不锈钢机体的智能干选机的入料粒度尺寸、质量等参数定制设计。
给料系统包括进料斗，进料斗由锥形框和竖直框组成，锥形框的下端与竖直框的上端连接，竖直框的内壁上设有两根平行设置的转轴，两根转轴与竖直框的内壁转动连接，一根转轴靠近竖直框的左内壁，另一根转轴靠近竖直框的右内壁，转轴上均固定有进料板，当两块进料板处于水平状态时，两块进料板远离转轴的一端相互抵接，竖直框上设有联动装置，联动装置能够带动两根转轴同时转动。
联动装置包括气缸，气缸的外壁与竖直框的外壁固定连接，气缸的活塞杆上固定有联动横杆，联动横杆上设有滑动槽，两根转轴的其中一端均延伸出竖直框，转轴延伸出竖直框的一端上均固定有连接杆，连接杆上固定有与滑动槽插接的滑轴，进料板远离转轴的一端设有弹性层，弹性层的材料设置为橡胶，转轴的上方还固定有与竖直框内壁固定的挡板，挡板将物料引导到进料板远离转轴处，避免物料进入到转轴的转动处。
联动装置的使用过程：通过气缸内活塞杆的移动的同时联动横杆也会同时移动，此时滑轴会相对滑动槽移动，从而带动进料板的转动，当两块进料板处于水平状态时，物料不会从竖直框上掉落，当气缸的活塞杆来回往复移动时，带动进料板转动的同时使物料从两块进料板之间掉落，从而避免物料发生堵塞。
竖直框的外壁上固定有定位块，两块进料板处于水平状态时，所述连接杆的上侧面与定位块的下侧面抵接。
执行机构的空气喷嘴5呈阵列式布置，根据被执行对象的位置信息智能开启相应位置的空气喷嘴5，空压机15与储气罐能罐14连接，储气罐能罐14再与空气喷嘴5连接，储气罐能罐14上还连接有压力变送器16。
输送装置2为水平布置的传输带或倾斜布置的传输带，通过变频器12控制伺服电机的转动，伺服电机通过连接减速机13带动连接传输带的主动轮。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种不锈钢机体的智能干选机,其包括主机体和X射线源，主机体包括分选装置、识别装置及输运装置，X射线源用于产生识别装置识别物料类型所需要的X射线；X射线源(21)置于防护壳(101)内，除防护壳(101)之外的构成智能干选机的全部组件采用不锈钢制造；
不锈钢机体的智能干选机进一步包括给料系统、执行机构和供风系统、除尘系统、电控系统，给料系统位于输送装置的入料端，原料由给料系统均匀给入输送装置上；识别装置是位于输送装置上方的X射线源和位于输送装置下方的X射线探测器；执行机构为出口朝着精煤、矸石运动轨迹的空气喷嘴，识别装置除通过精煤和矸石的物理性质来识别精煤和矸石外，还将精煤和矸石在输送装置上的位置信息输出给执行机构；
识别装置为X射线系统，X射线源分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为X射线管的灯丝加热，高压电源的高压输出端分别加在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压的电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶；X射线探测器包括数字板和模拟板，每块模拟板有多个探测器通道，X射线探测器等间距布置，间距根据识别分辨率的要求设置；
给料系统包括进料斗，进料斗由锥形框和竖直框组成，锥形框的下端与竖直框的上端连接，竖直框的内壁上设有两根平行设置的转轴，两根转轴与竖直框的内壁转动连接，一根转轴靠近竖直框的左内壁，另一根转轴靠近竖直框的右内壁，转轴上均固定有进料板，当两块进料板处于水平状态时，两块进料板远离转轴的一端相互抵接，竖直框上设有联动装置，联动装置能够带动两根转轴同时转动；
联动装置包括气缸，气缸的外壁与竖直框的外壁固定连接，气缸的活塞杆上固定有联动横杆，联动横杆上设有滑动槽，两根转轴的其中一端均延伸出竖直框，转轴延伸出竖直框的一端上均固定有连接杆，连接杆上固定有与滑动槽插接的滑轴，进料板远离转轴的一端设有弹性层，弹性层的材料设置为橡胶，转轴的上方还固定有与竖直框内壁固定的挡板，挡板将物料引导到进料板远离转轴处，避免物料进入到转轴的转动处。
2.依据权利要求1所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，防护壳为防辐射铅包。
3.依据权利要求1所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，在智能干选机外围设置有防护墙，用于二次屏蔽X射线源。
4.依据权利要求3所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，防护墙采用铅板或混凝土墙或是钡水泥墙。
5.依据权利要求4所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，钡水泥墙为添加有硫酸钡或重晶石粉末的水泥的防护墙。
6.依据权利要求4所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，防护墙的屏蔽材料的厚度利用半值层或半价层进行估算。
7.依据权利要求4所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，混凝土墙采用由S.Pb.Fe的化合物经烧结获得的材料制造。
8.依据权利要求4所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，防护墙采用铅橡胶或防辐射无机铅玻璃或者防辐射有机铅玻璃制造。
9.依据权利要求8所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，铅橡胶是由天然橡胶或合成橡胶与氧化铅混炼、硫化制成的橡胶类制品；或者防辐射无机铅玻璃为在玻璃的制造过程中加入高原子序数的重金属氧化物制成。
10.依据权利要求1所述的不锈钢机体的智能干选机，其特征在于，不锈钢机体的智能干选机在防护墙外或者地面上设置远程控制单元或控制室，操作人员在远程控制单元或控制室内进行远程操作。
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