一种在线水分仪
技术领域
本发明涉及煤质分析设备技术领域,特别涉及一种在线水分仪。
背景技术
煤质在线元素分析系统广泛应用于电厂的入煤在线检测,煤矿的洗选煤在线混配煤检测,煤化工入炉煤灰熔融性的分析领域。煤质在线元素分析技术通过XRF荧光技术快速准确地检测煤中S、Si、Fe、Al、Ca、Ti、K等主要元素成分含量,但是无法测定煤中水分含量,现有的水分仪虽然能够测定煤中水分含量,但不能在线上进行分析,只能取样后将煤样送往化验室进行化验,往往从制样到得出结果需要2-4小时,无法满足煤质在线元素分析系统对煤中水分在线快速测定的要求,不能准确实时地反应当前煤中水分含量。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种在线水分仪,以对煤中水分进行实时快速测定,满足煤质在线元素分析系统对煤中水分在线快速测定的要求,实现对配煤掺烧的实时指导,优化现有技术方案洗选工艺,提高锅炉燃烧效率,提升锅炉安全系数。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种在线水分仪,包括:
箱体;
测定系统,所述测定系统设置于所述箱体内,所述测定系统具有可开闭的外壳,所述外壳内形成有用于容纳待测物的内腔;
取样系统,包括料槽以及管路分流取样装置,所述料槽设置于所述箱体内,所述管路分流取样装置包括分流管、返排管以及气旋沉降器,所述分流管的入口与主输送管连通,所述分流管的出口与所述气旋沉降器的进口连通,所述气旋沉降器的出口与所述返排管的进口连通,所述返排管的出口与所述主输送管连通,所述分流管上设置有第一开关阀,所述返排管上设置有第二开关阀,所述气旋沉降器设置有底排阀门的底部出口伸入所述箱体内并位于所述料槽的上方;
弃样系统,包括吸盘、第一弃样管以及第一负压装置,所述吸盘通过所述第一弃样管连接于所述第一负压装置,所述吸盘设置于所述箱体内;
转送系统,包括夹爪、升降装置以及转动装置,所述夹爪用于夹持样品盘,所述升降装置用于带动样品盘升降,所述转动装置用于带动样品盘转动,所述转送系统用于带动样品盘在所述测定系统的外壳内的测定位、所述取样系统的料槽内的取样位以及所述弃样系统的吸盘下的弃样位之间移动。
优选地,所述弃样系统还包括料斗、第二弃样管、推扫装置以及第二负压装置,所述料斗通过所述第二弃样管与所述第二负压装置连接,所述料斗与所述料槽连通,所述推扫装置用于将所述料槽内的余料推扫至所述料斗内。
优选地,所述外壳包括下壳、上壳以及驱动装置,所述下壳与所述上壳配合围成所述内腔,所述驱动装置驱动所述上壳相对于所述下壳升降或翻转以实现所述外壳的开闭。
优选地,所述升降装置包括第一电机、传动机构以及升降平台,所述传动机构的输入端连接于所述第一电机的输出端,所述传动机构的输出端连接于所述升降平台,所述传动机构用于将所述第一电机的转动转化为所述升降平台的直线往复运动。
优选地,所述转动装置包括第二电机、减速机构以及转动平台,所述第二电机以及所述减速机构设置于所述升降平台,所述转动平台通过所述减速机构与所述第二电机传动连接。
优选地,所述夹爪包括气爪以及设置于所述气爪输出端的两个夹臂,所述气爪设置于所述转动平台,两个所述夹臂远离所述气爪的一端形成有用于夹持所述样品盘的型面配合部。
优选地,所述分流管的入口穿过所述主输送管的管壁伸入所述主输送管内。
优选地,所述气旋沉降器上设置有料位传感器,所述料位传感器检测到所述气旋沉降器内的煤样沉降量达到预设值时,所述第一开关阀以及所述第二开关阀关闭。
优选地,所述气旋沉降器的顶部设置有气旋清扫气嘴,所述气旋清扫气嘴用于与气源连接以吹扫所述气旋沉降器的内腔。
优选地,所述分流管上设置有分流管清扫气嘴,所述分流管清扫气嘴用于与气源连接以吹扫所述分流管的内腔。
优选地,还包括电控系统,所述电控系统用于控制所述测定系统、所述取样系统、所述弃样系统以及所述转送系统按照预定指令动作。
优选地,所述箱体上设置有输入及反馈装置,所述输入及反馈装置用于接受操作人员指令向所述电控系统发出控制信号,且所述输入及反馈装置能够向操作人员反馈所述在线水分仪的工作状态。
为实现上述目的,本发明提供了一种在线水分仪,该在线水分仪包括箱体、测定系统、取样系统、弃样系统以及转送系统,其中,箱体用于容纳及保护在线水分仪的其他部件;测定系统设置于箱体内,测定系统具有可开闭的外壳,外壳内形成有用于容纳待测物的内腔;取样系统包括料槽以及管路分流取样装置,料槽设置于箱体内,管路分流取样装置包括分流管、返排管以及气旋沉降器,分流管的入口与主输送管连通,分流管的出口与气旋沉降器的进口连通,气旋沉降器的出口与返排管的进口连通,返排管的出口与主输送管连通,分流管上设置有第一开关阀,返排管上设置有第二开关阀,气旋沉降器设置有底排阀门的底部出口伸入箱体内并位于料槽的上方;弃样系统包括吸盘、第一弃样管以及第一负压装置,吸盘通过第一弃样管连接于第一负压装置,吸盘设置于箱体内;转送系统包括夹爪、升降装置以及转动装置,夹爪用于夹持样品盘,升降装置用于带动样品盘升降,转动装置用于带动样品盘转动,转送系统用于带动样品盘在测定系统的外壳内的测定位、取样系统的料槽内的取样位以及弃样系统的吸盘下的弃样位之间移动;
在应用时,在线水分仪工作流程如下:
1、样品收集:关闭气旋沉降器的底排阀门,打开第一开关阀以及第二开关阀,启动主输送管出口的负压吸取装置,煤在负压吸取作用下形成悬浮煤流进入主输送管;主输送管内的部分悬浮煤流沿着分流管进入到气旋沉降器中,由于煤与空气的质量不同,悬浮煤流在气旋沉降器中受离心力作用,一部分沉降于气旋沉降器中,其余部分从反排管回到主输送管中;当气旋沉降器中的煤样沉降量达到设定要求时,第一开关阀以及第二开关阀关闭,然后打开底排阀门,煤样进入料槽,取样完成;
2、样品盘称重,测定系统外壳打开,转送系统夹持样品盘转动至测定系统外壳内的测定位,然后将样品盘放置在测定位完成称重;
3、样品盘取样,转送系统从测定位抓取样品盘,并带动样品盘移动至料槽内的取样位,此时打开底排阀门,煤样从料槽落到样品盘中,完成样品收集;
4、水分测定,转送系统将收集煤样后的样品盘转送至测定系统的测定位,转送系统离开测定位,测定系统外壳闭合,开始测定;
5、弃样,样品在测定系统中完成测定,外壳打开,转送系统抓取样品盘并将其转运至弃样系统的弃样位,第一负压装置启动,第一弃样管内产生负压吸取煤样,煤样通过第一弃样管排出,弃样抽取完后,重复步骤1,循环测定;
由此可见,上述在线水分仪能够通过取样系统实现从煤样主输送管的实时在线取样,并就地进行测定,无需将煤样转运至别处,节省了时间,提高了效率,能够实现对煤中水分的实时快速测定,满足煤质在线元素分析系统对煤中水分在线快速测定的要求,从而达到实时指导配煤掺烧,优化现有技术方案洗选工艺,提高锅炉燃烧效率,提升锅炉安全系数的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的在线水分仪在一种视角下的内部结构示意图;
图2为本发明实施例提供的在线水分仪在另一种视角下的内部结构示意图;
图3为本发明实施例提供的在线水分仪的内部结构俯视图;
图4为本发明实施例提供的在线水分仪的转送系统的轴测图;
图5为本发明实施例提供的在线水分仪的整体外观示意图。
图中:
1为箱体;2为测定系统;201为上壳;3为取样系统;301为料槽;302 为返排管;303为气旋沉降器;304为分流管;305为底排阀门;4为弃样系统;401为吸盘;402为第一弃样管;403为推扫装置;404为第二弃样管;5 为转送系统;501为第一电机;502为升降平台;503为第二电机;504为减速机构;505为转动平台;506为气爪;507为夹臂;6为样品盘;7为电控系统;8为输入及反馈装置。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种在线水分仪,该在线水分仪的结构设计使其能够对煤中水分进行实时快速测定,满足煤质在线元素分析系统对煤中水分在线快速测定的要求,实现对配煤掺烧的实时指导,优化现有技术方案洗选工艺,提高锅炉燃烧效率,提升锅炉安全系数。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3,图1为本发明实施例提供的在线水分仪在一种视角下的内部结构示意图,图2为本发明实施例提供的在线水分仪在另一种视角下的内部结构示意图,图3为本发明实施例提供的在线水分仪的内部结构俯视图。
本发明实施例提供的一种在线水分仪,包括箱体1、测定系统2、取样系统3、弃样系统4以及转送系统5。
其中,箱体1用于容纳及保护在线水分仪的其他部件;测定系统2设置于箱体1内,测定系统2具有可开闭的外壳,外壳内形成有用于容纳待测物的内腔;取样系统3包括料槽301以及管路分流取样装置,料槽301设置于箱体1内,管路分流取样装置包括分流管304、返排管302以及气旋沉降器 303,分流管304的入口与主输送管连通,分流管304的出口与气旋沉降器303 的进口连通,气旋沉降器303的出口与返排管302的进口连通,返排管302 的出口与主输送管连通,分流管304上设置有第一开关阀,返排管302上设置有第二开关阀,气旋沉降器303设置有底排阀门305的底部出口伸入箱体1 内并位于料槽301的上方;弃样系统4包括吸盘401、第一弃样管402以及第一负压装置,吸盘401通过第一弃样管402连接于第一负压装置,吸盘401 设置于箱体1内;转送系统5包括夹爪、升降装置以及转动装置,夹爪用于夹持样品盘6,升降装置用于带动样品盘6升降,转动装置用于带动样品盘6 转动,转送系统5用于带动样品盘6在测定系统2的外壳内的测定位、取样系统3的料槽301内的取样位以及弃样系统4的吸盘401下的弃样位之间移动。
在应用时,在线水分仪工作流程如下:
1、样品收集:关闭气旋沉降器303的底排阀门305,打开第一开关阀以及第二开关阀,启动主输送管出口的负压吸取装置,煤在负压吸取作用下形成悬浮煤流进入主输送管;主输送管内的部分悬浮煤流沿着分流管304进入到气旋沉降器303中,由于煤与空气的质量不同,悬浮煤流在气旋沉降器303 中受离心力作用,一部分沉降于气旋沉降器303中,其余部分从反排管回到主输送管中;当气旋沉降器303中的煤样沉降量达到设定要求时,第一开关阀以及第二开关阀关闭,然后打开底排阀门305,煤样进入料槽301,取样完成;
2、样品盘6称重,测定系统2外壳打开,转送系统5夹持样品盘6从待机位B转动至测定系统2外壳内的测定位A,然后将样品盘6放置在测定位 A完成称重;
3、样品盘6取样,转送系统5从测定位A抓取样品盘6,并带动样品盘 6移动至料槽301内的取样位D,此时打开底排阀门305,煤样从料槽301落到样品盘6中,完成样品收集;
4、水分测定,转送系统5将收集煤样后的样品盘6转送至测定系统2的测定位A,转送系统5离开测定位A,测定系统2外壳闭合,开始测定;
5、弃样,样品在测定系统2中完成测定,外壳打开,转送系统5抓取样品盘6并将其转运至弃样系统4的弃样位C,第一负压装置启动,第一弃样管402内产生负压吸取煤样,煤样通过第一弃样管402排出,弃样抽取完后,重复步骤1,循环测定。
由此可见,与现有技术相比,本发明提供的在线水分仪能够通过取样系统3实现从煤样主输送管的实时在线取样,并就地进行测定,无需将煤样转运至别处,节省了时间,提高了效率,能够实现对煤中水分的实时快速测定,满足煤质在线元素分析系统对煤中水分在线快速测定的要求,从而达到实时指导配煤掺烧,优化现有技术方案洗选工艺,提高锅炉燃烧效率,提升锅炉安全系数的目的。
煤样从管路分流取样装置掉落至料槽301时,不可避免地会有一些煤样遗落至样品盘6外,为此,在本发明实施例中,弃样系统4还包括料斗、第二弃样管404、推扫装置403以及第二负压装置,第一负压装置与第二负压装置可以为不同的负压吸取设备,也可以为同一个负压吸取设备,料斗通过第二弃样管404与第二负压装置连接,料斗与料槽301连通,推扫装置403用于将料槽301内的余料推扫至料斗内。
作为优选地,外壳包括下壳、上壳201以及驱动装置,下壳与上壳201 配合围成内腔,驱动装置驱动上壳201相对于下壳升降或翻转以实现外壳的开闭,以便样品在测定位的进出,同时为样品提供封闭的测定环境。
作为优选地,如图4所示,升降装置包括第一电机501、传动机构(图中未示出)以及升降平台502,传动机构的输入端连接于第一电机501的输出端,传动机构的输出端连接于升降平台502,传动机构用于将第一电机501的转动转化为升降平台502的直线往复运动,传动机构可以为齿轮齿条机构、丝杠滑块机构、凸轮连杆机构等等,在此不做限定,或者可以直接采用直线电机作为升降装置。
进一步地,转动装置包括第二电机503、减速机构504以及转动平台505,第二电机503以及减速机构504设置于升降平台502,转动平台505通过减速机构504与第二电机503传动连接,上述减速机构504可以为齿轮减速机构 504、皮带轮减速机构504。
作为优选地,如图4所示,夹爪包括气爪506以及两个夹臂507,两个夹臂507设置于气爪506输出端,气爪506设置于转动平台505,两个夹臂507 远离气爪506的一端形成有用于夹持样品盘6的型面配合部。
在本发明实施例中,底排阀门305包括活塞缸以及转动设置于气旋沉降器303底部出口的挡板,活塞缸的缸体设置于料槽301上,活塞缸的活塞杆与挡板转动连接,活塞缸驱动挡板转动实现底排阀门305的开闭。
作为优选地,分流管304的入口穿过主输送管的管壁伸入主输送管内,这样,主输送管内的悬浮煤流行进到此处时,由于受到插入主输送管内的分流管3041的阻碍而进入分流管304中,从而加速煤样的采集。
第一开关阀、第二开关阀以及底排阀门305的开关可以由操作人员手动完成,也可以采用控制器进行自动控制,自动控制可按照以下步骤进行,操作人员输入取样命令,控制器检测与主输送管相连的负压吸取装置的工作状态,如果负压吸取装置处于工作状态,则关闭底排阀门305,打开第一开关阀以及第二开关阀,如果负压吸取装置未工作,则启动负压吸取装置后,再关闭底排阀门305,打开第一开关阀以及第二开关阀,此时煤样开始在气旋沉降器303中沉积下来,当煤样量达到设定要求时,控制器关闭第一开关阀以及
第二开关阀,打开底排阀门305,煤样进入留查样机构或其它煤样分析设备中,取样完成。
为了能够在煤样量达到设定要求时,迅速关闭第一开关阀以及第二开关阀,以提高采集量的精准性,在本发明实施例中,气旋沉降器303上设置有料位传感器,料位传感器检测到气旋沉降器303内的煤样沉降量达到预设值时,可以向操作人员报警,由操作人员关闭第一开关阀以及第二开关阀,或者可直接反馈至控制器,由控制器关闭第一开关阀以及第二开关阀。
每次采集煤样时,气旋沉降器303以及分流管304内都必然会残留一些煤样,如不清理这些残留煤样,则这些残留煤样会在下次采集煤样时与新的煤样掺杂,影响煤样分析的准确性,为此,在本发明实施例中,气旋沉降器303的顶部设置有气旋清扫气嘴,气旋清扫气嘴用于与气源连接以吹扫气旋沉降器303的内腔,分流管304上设置有分流管304清扫气嘴,分流管 304清扫气嘴用于与气源连接以吹扫分流管304的内腔。
在取样完成后,关闭负压吸取装置,打开第一开关阀以及底排阀门305,压缩气体通过气旋清扫气嘴和分流管304清扫气嘴清理气旋沉降器303和分流管304中的煤样残留。
作为优选地,如图2和图3所示,在线水分仪还包括电控系统7,电控系统7用于控制测定系统2、取样系统3、弃样系统4以及转送系统5按照预定指令动作。
进一步地,请参阅图5,箱体1上设置有输入及反馈装置8,输入及反馈装置8用于接受操作人员指令向电控系统7发出控制信号,且输入及反馈装置8能够向操作人员反馈在线水分仪的工作状态。
综上所述,本发明实施例提供了一种在线水分仪,该全自动水分仪的具体工艺流程如下所述:
1、样品收集,活塞缸伸出推动挡板关闭气旋沉降器303底部出口,煤样通过主输送管进入分流管304,在气旋沉降器303中沉降,残余部分从返排管 302排回主输送管。
2、样品盘6称重,测定系统2上壳201打开,升降装置上升,夹爪从待机位B通过转动装置运动到测定位A,升降装置下降,夹爪张开,将样品盘6 放置在测定位A完成称重。
3、样品盘6取样,夹爪收缩,托住样品盘6,升降装置上升,通过转动装置运动到待机位B,同时升降装置下降,转动装置继续旋转至取样位D,升降装置上升,样品盘6顶住料槽301排样出口,活塞缸收缩,挡板打开,煤样落入料槽301中,推扫装置403往复伸缩,将多余煤样推到第二弃样管404 的收集斗中,使样品盘6每次收集到的煤样容积相同;升降装置下降,煤样从料槽301落到样品盘6中,完成样品收集。
4、水分测定,样品盘6收集好样品,通过转动装置从取样位D旋转到待机位B,同时升降装置上升,转动装置将样品从待机位B旋转到测定位A;升降装置下降,夹爪张开,样品盘6放置在测定位A中,升降装置上升,转动装置运动到待机位B,测定系统2上壳201闭合,开始测定。
5、弃样,样品在测定系统2中完成测定,测定系统2上壳201打开,转动装置运动到测定位A,升降装置下降,夹爪收缩,托住样品盘6,升降装置上升,转动装置运动到待机位B,升降装置下降,转动装置继续运动到弃样位C,升降装置上升,顶住吸盘401,第一负压装置启动产生吸力使样品通过第一弃样管402排出;弃样抽取完后,升降装置下降,重复步骤1,循环测定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。