CN110525917B - 一种矿山智能除铁系统及除铁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿山智能除铁系统及除铁方法，本发明当金属探测仪检测到喂料皮带上有金属物通过时，金属探测仪向控制器发送来铁信号，控制器控制除铁机构先加速，当加速到与喂料皮带相同速度时进行抓料，此时除铁机构与喂料皮带相对静止，防止由于除铁机构在进行抓料的过程中，喂料皮带与除铁机构产生位移而导致无法将金属物抓起的问题，而且，由于本发明没有采用传统的磁性除铁原理，可以有效除去高锰钢、合金钢、不锈钢等非铁磁性金属或弱磁性金属，并且可以除去皮带机料层中下部及下部金属物以及皮带机料层中部及下部大块金属物。对金属物的适应性强，避免了传统的磁性除铁器除铁不干净造成的皮带机频繁停机，人工捡出的问题。

Description

一种矿山智能除铁系统及除铁方法

技术领域

本发明属于矿山破碎技术领域，具体涉及一种矿山智能除铁系统及除铁方法。

背景技术

矿石在开采、铲装、运输和加工过程中总会混入大小不一、形式各异的金属物。矿石破碎过程中金属物会对破碎设备产生有害影响，必须将其除去，目前常用的方法为使用磁性原理除铁器将铁磁性金属物吸起除去。目前矿山使用的传统除铁器分为永磁除铁器和电磁除铁器，除铁原理都是通过其所产生的磁场对铁磁性金属的新引力，将其吸出除去。但传统除铁器除铁对以下几种金属物难以除去：1）高锰钢、合金钢、不锈钢等非铁磁性金属或弱磁性金属；2）皮带机料层中下部及下部金属物；3）皮带机料层中部及下部大块金属物。如果这部分金属除铁器无法除去，必须通过后方的金属探测仪报警，皮带机停机，人工检出，费时费力，工作量大，影响正常作业生产。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种除铁效率佳且不影响皮带机等后续其他设备的工作效率的矿山智能除铁系统及除铁方法。

本发明所采用的技术方案是：一种矿山智能除铁系统，包括用于给辊压机给料的喂料皮带、设置于喂料皮带进料端的金属探测仪、位于喂料皮带正上方的滑轨、滑动设置于滑轨底端的除铁机构、用于带动除铁机构沿滑轨的设置方向滑动的行走机构以及控制器，行走机构和金属探测仪均与控制器电连接，滑轨的末端底部设置有用于卸料的废钢斗。

进一步的，所述除铁机构包括滑动设置于滑轨底端的U型卡、铰接于U型卡底部中心位置处的伸缩杆以及固定设置于U型卡底部两侧的两组抓斗机构，两组抓斗机构对称设置在伸缩杆的两侧，所述抓斗机构包括第一缸体、第二缸体、抓料斗以及安装在抓料斗上的振动电机，第一缸体、第二缸体、振动电机和金属探测仪均与控制器电连接，伸缩杆的底部与曲柄Ⅱ的中心位置处铰接，曲柄Ⅱ的两端顶部分别通过一个所述的第一缸体与U型卡的底部两侧相连，曲柄Ⅱ的底部沿竖直方向固设有一连接板，曲柄Ⅱ的两端在端部位置处均通过所述的第二缸体与抓料斗相连，该抓料斗的其中一端穿设有一抓料轴，该抓料轴的中间位置处套设有一曲柄Ⅰ且该抓料轴贯穿曲柄Ⅰ的中心位置，曲柄Ⅰ的其中一端与连接板的底端一侧铰接，曲柄Ⅰ的另一端与第二缸体远离曲柄Ⅱ的一端铰接。

进一步的，所述抓料斗的纵截面呈扇形，抓料轴穿设在该扇形结构的中心点位置处，该扇形结构的圆弧边的弧度与喂料皮带的弧度相匹配，该扇形结构靠近第一缸体的一条边上设置有用于安装振动电机的电机安装板。

进一步的，该扇形结构远离第一缸体的一条边向内凹陷形成具有多个开齿的锯齿状结构。

进一步的，所述行走机构包括与控制器电连接的行走电机及对称设置在滑轨两侧的两组滑动机构，所述滑动机构包括紧贴滑轨内壁的滑轮及设置于滑轮外侧的垫片，垫片的底端与U型卡的其中一端固定连接，其中一组滑动机构中的滑轮与垫片通过转轴转动连接，另一组滑动机构中的滑轮与垫片通过行走电机的输出轴转动连接。

进一步的，所述滑轨为工字钢轨道。

进一步的，所述滑轨整体呈L型结构且该L型结构较长的一条边与喂料皮带的设置方向平行，该L型结构较短的一条边的末端底部设置有所述的废钢斗。

进一步的，所述滑轨整体呈U型结构且该U型结构的其中一个开口边与喂料皮带的设置方向平行，该U型结构的另一个开口边的末端底部设置有用于卸料的废钢斗。

进一步的，所述抓料斗上开设有振动下料槽。

一种矿山智能除铁系统的除铁方法，包括以下步骤：

步骤一、来铁信号检测：当金属探测仪检测到喂料皮带上有金属物通过时，金属探测仪向控制器发送来铁信号；

步骤二、行走机构动作：控制器接收到来铁信号后控制行走电机启动，行走电机带动除铁机构在喂料皮带的正上方沿滑轨做加速滑动，当除铁机构恰好位于金属物的正上方时，控制器控制行走电机使除铁机构在喂料皮带的正上方沿滑轨做匀速滑动；

步骤三、抓取金属物：控制器控制第二缸体工作，第二缸体带动抓料斗沿抓料轴转动，抓料斗将金属物与金属物周围的矿石共同抓起，完成抓取动作；

步骤四、除铁机构上提：控制器控制第一缸体工作，第一缸体带动除铁机构向上运动；

步骤五、行走机构减速运动：控制器控制行走电机使除铁机构在喂料皮带的正上方沿滑轨做减速滑动，同时，控制器控制振动电机工作，振动电机带动抓料斗振动，从而使尺寸小于振动下料槽的矿石重新回落到喂料皮带；

步骤六、卸料：控制器控制振动电机停止工作，并同时控制行走电机沿滑轨的设置方向运动到滑轨的末端后停止运动，然后控制器控制第二缸体带动抓料斗沿抓料轴转动将金属物与剩余的矿石卸入废钢斗内；

步骤七、除铁机构回退：控制器控制行走电机工作，使除铁机构沿滑轨的设置方向原路返回到初始位置，等待下一次来铁信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明当金属探测仪检测到喂料皮带上有金属物通过时，金属探测仪向控制器发送来铁信号，控制器控制除铁机构先加速，当加速到与喂料皮带相同速度时进行抓料，此时除铁机构与喂料皮带相对静止，防止由于除铁机构在进行抓料的过程中，喂料皮带与除铁机构产生位移而导致无法将金属物抓起的问题，而且，由于本发明没有采用传统的磁性除铁原理，可以有效除去高锰钢、合金钢、不锈钢等非铁磁性金属或弱磁性金属，并且可以除去皮带机料层中下部及下部金属物以及皮带机料层中部及下部大块金属物。对金属物的适应性强，避免了传统的磁性除铁器除铁不干净造成的皮带机频繁停机，人工捡出的问题，确保了输送的作业率，保障了下游破碎设备的安全。矿山智能除铁系统适用于所有需要除铁的皮带机，尤其适用中小粒度磁性矿皮带除铁，实用性强。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明中滑轨、除铁机构以及行走机构的位置关系示意图；

图4为图3的主视图；

图5为本发明中第二缸体、连接板、抓料斗以及曲柄Ⅱ的连接关系示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为除铁机构沿滑轨在喂料皮带上的运动状态示意图；

图中标记：1、曲柄Ⅱ，101、加速区域，102、匀速区域，103、减速区域，104、静止卸料区域，2、连接板，3、第二缸体，4、抓料斗，5、振动电机，6、抓料轴，7、曲柄Ⅰ，8、电机安装板，9、开齿，10、振动下料槽，11、滑轨，12、伸缩杆，13、U型卡，14、第一缸体，15、垫片，16、行走电机，17、滑轮，18、喂料皮带，19、金属探测仪，20、除铁机构，21、行走机构，22、废钢斗。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，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作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。

如图1和图2所示，一种矿山智能除铁系统，包括用于给辊压机给料的喂料皮带18、设置于喂料皮带18进料端的金属探测仪19、位于喂料皮带18正上方的滑轨11、滑动设置于滑轨11底端的除铁机构20、用于带动除铁机构沿滑轨11的设置方向滑动的行走机构21以及控制器，行走机构21和金属探测仪19均与控制器电连接，滑轨11的末端底部设置有用于卸料的废钢斗22。

如图3和图4所示，所述除铁机构20包括滑动设置于滑轨11底端的U型卡13、铰接于U型卡13底部中心位置处的伸缩杆12以及固定设置于U型卡13底部两侧的两组抓斗机构，两组抓斗机构对称设置在伸缩杆12的两侧，所述抓斗机构包括第一缸体14、第二缸体3、抓料斗4以及安装在抓料斗4上的振动电机5，第一缸体14和第二缸体3均可以为油缸、气缸或电缸，第一缸体14、第二缸体3、振动电机5和金属探测仪19均与控制器电连接，伸缩杆12的底部与曲柄Ⅱ1的中心位置处铰接，曲柄Ⅱ1的两端顶部分别通过一个所述的第一缸体14与U型卡13的底部两侧相连，如图5和图6所示，曲柄Ⅱ1的底部沿竖直方向固设有一连接板2，曲柄Ⅱ1的两端在端部位置处均通过所述的第二缸体3与抓料斗4相连，该抓料斗4的其中一端穿设有一抓料轴6，该抓料轴6的中间位置处套设有一曲柄Ⅰ7且该抓料轴6贯穿曲柄Ⅰ7的中心位置，曲柄Ⅰ7的其中一端与连接板2的底端一侧铰接，曲柄Ⅰ7的另一端与第二缸体3远离曲柄Ⅱ1的一端铰接。当需要对喂料皮带上可能含有金属物的物料进行抓取或放料时，通过缸体3的伸缩带动曲柄Ⅰ7绕其与连接板2的铰接点转动，进而带动抓料轴6和抓料斗4共同做顺时针或逆时针摆动，从而可以有效的控制两个抓料斗4的开合，实现物料的抓取与放料动作，稳定性好，抓物过程稳定，不会出现晃动情况；当抓取物料动作完成后，振动电机5开始工作以带动抓料斗4振动，抓料斗4中抓取的小于振动下料槽10宽度的物料重新回落到喂料皮带上，减少了人工从剩余的物料中捡出金属物后再需要送回喂料皮带上的物料；而且，本发明在抓料斗上开设有具有多个开齿的锯齿状结构，可以有效防止两个抓料斗在闭合时被卡住，影响本发明的正常工作。

进一步优化本方案，所述抓料斗4的纵截面呈扇形，抓料轴6穿设在该扇形结构的中心点位置处，该扇形结构的圆弧边的弧度与喂料皮带18的弧度相匹配，从而使得本发明在对喂料皮带上的物料进行抓取时没有死角；该扇形结构靠近第一缸体14的一条边上设置有用于安装振动电机5的电机安装板8。

进一步优化本方案，该扇形结构远离第一缸体14的一条边向内凹陷形成具有多个开齿9的锯齿状结构，该锯齿状结构可以有效防止两个抓料斗在闭合时被卡住，影响本发明的正常工作。

进一步优化本方案，所述行走机构21包括与控制器电连接的行走电机16及对称设置在滑轨11两侧的两组滑动机构，所述滑动机构包括紧贴滑轨11内壁的滑轮17及设置于滑轮17外侧的垫片15，垫片15的底端与U型卡13的其中一端固定连接，其中一组滑动机构中的滑轮17与垫片15通过转轴转动连接，另一组滑动机构中的滑轮17与垫片15通过行走电机16的输出轴转动连接。

进一步优化本方案，所述滑轨11为工字钢轨道，此处需要说明的是，滑轨11也可以为齿条滑轨。

进一步优化本方案，所述滑轨11整体呈L型结构且该L型结构较长的一条边与喂料皮带18的设置方向平行，该L型结构较短的一条边的末端底部设置有所述的废钢斗22。

作为本发明的另一个实施例，所述滑轨11整体呈U型结构且该U型结构的其中一个开口边与喂料皮带18的设置方向平行，该U型结构的另一个开口边的末端底部设置有用于卸料的废钢斗22。

进一步优化本方案，所述抓料斗4上开设有振动下料槽10，振动下料槽10的宽度需本领域技术人员根据待筛选金属物的粒度进行选择并开槽，当抓取物料动作完成后，振动电机5开始工作以带动抓料斗4振动，抓料斗4中抓取的小于振动下料槽10宽度的物料重新回落到喂料皮带上，减少了人工从剩余的物料中捡出金属物后再需要送回喂料皮带上的物料。

一种矿山智能除铁系统的除铁方法，包括以下步骤：

如图7除铁机构沿滑轨在喂料皮带上的运动状态示意图所示，其中，101为加速区域，102为匀速区域，103为减速区域，104为静止卸料区域。

步骤一、来铁信号检测：当金属探测仪19检测到喂料皮带18上有金属物通过时，金属探测仪19向控制器发送来铁信号；

步骤二、行走机构动作：控制器接收到来铁信号后控制行走电机16启动，行走电机16带动除铁机构20在加速区域101内沿滑轨11做加速滑动，当除铁机构20恰好位于金属物的正上方时，控制器控制行走电机16使除铁机构20在喂料皮带18的正上方沿滑轨11在匀速区域102内做匀速滑动，此处需要说明的是，根据金属探测仪19与除铁机构20之间的初始距离以及喂料皮带18的运动速度可以计算出使得金属探测仪19恰好位于金属物的正上方时所需要的加速滑动的时间及加速度的大小，并将此加速滑动的时间及加速度的大小预先设置在控制器内。

步骤三、抓取金属物：控制器控制第二缸体3工作，第二缸体3带动抓料斗4沿抓料轴6转动，抓料斗4将金属物与金属物周围的矿石共同抓起，完成抓取动作；

步骤四、除铁机构上提：控制器控制第一缸体14工作，第一缸体14带动除铁机构20向上运动；

步骤五、行走机构减速运动：控制器控制行走电机16使除铁机构20在减速区域103内沿滑轨11做减速滑动，同时，控制器控制振动电机5工作，振动电机5带动抓料斗4振动，从而使尺寸小于振动下料槽10的矿石重新回落到喂料皮带18；

步骤六、卸料：控制器控制振动电机5停止工作，并同时控制行走电机16沿滑轨11的设置方向运动到滑轨11的末端后停止运动并最终静止在静止卸料区域104内，然后控制器控制第二缸体3带动抓料斗4沿抓料轴6转动将金属物与剩余的矿石卸入废钢斗22内；此处的废钢斗22可以平行设置有两个或多个，当一个废钢斗中矿石和金属物有一定容量后，可人工控制除铁机构将其余矿石及金属物卸料在其它废钢斗22内，人工检出第一个废钢斗22的金属物后，人工控制抓回动作，除铁机构在卸料返回时，抓取废钢斗22中的矿石，将矿石重新返回皮带机。

步骤七、除铁机构回退：控制器控制行走电机16工作，使除铁机构20沿滑轨11的设置方向原路返回到初始位置，等待下一次来铁信号。

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。

Claims (8)

1.一种矿山智能除铁系统，其特征在于：包括用于给辊压机给料的喂料皮带（18）、设置于喂料皮带（18）进料端的金属探测仪（19）、位于喂料皮带（18）正上方的滑轨（11）、滑动设置于滑轨（11）底端的除铁机构（20）、用于带动除铁机构沿滑轨（11）的设置方向滑动的行走机构（21）以及控制器，行走机构（21）和金属探测仪（19）均与控制器电连接，滑轨（11）的末端底部设置有用于卸料的废钢斗（22）；

所述除铁机构（20）包括滑动设置于滑轨（11）底端的U型卡（13）、铰接于U型卡（13）底部中心位置处的伸缩杆（12）以及固定设置于U型卡（13）底部两侧的两组抓斗机构，两组抓斗机构对称设置在伸缩杆（12）的两侧，所述抓斗机构包括第一缸体（14）、第二缸体（3）、抓料斗（4）以及安装在抓料斗（4）上的振动电机（5），所述抓料斗（4）上开设有振动下料槽（10）；第一缸体（14）、第二缸体（3）、振动电机（5）和金属探测仪（19）均与控制器电连接，伸缩杆（12）的底部与曲柄Ⅱ（1）的中心位置处铰接，曲柄Ⅱ（1）的两端顶部分别通过一个所述的第一缸体（14）与U型卡（13）的底部两侧相连，曲柄Ⅱ（1）的底部沿竖直方向固设有一连接板（2），曲柄Ⅱ（1）的两端在端部位置处均通过所述的第二缸体（3）与抓料斗（4）相连，该抓料斗（4）的其中一端穿设有一抓料轴（6），该抓料轴（6）的中间位置处套设有一曲柄Ⅰ（7）且该抓料轴（6）贯穿曲柄Ⅰ（7）的中心位置，曲柄Ⅰ（7）的其中一端与连接板（2）的底端一侧铰接，曲柄Ⅰ（7）的另一端与第二缸体（3）远离曲柄Ⅱ（1）的一端铰接。

2.根据权利要求1所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：所述抓料斗（4）的纵截面呈扇形，抓料轴（6）穿设在该扇形结构的中心点位置处，该扇形结构的圆弧边的弧度与喂料皮带（18）的弧度相匹配，该扇形结构靠近第一缸体（14）的一条边上设置有用于安装振动电机（5）的电机安装板（8）。

3.根据权利要求2所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：该扇形结构远离第一缸体（14）的一条边向内凹陷形成具有多个开齿（9）的锯齿状结构。

4.根据权利要求1所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：所述行走机构（21）包括与控制器电连接的行走电机（16）及对称设置在滑轨（11）两侧的两组滑动机构，所述滑动机构包括紧贴滑轨（11）内壁的滑轮（17）及设置于滑轮（17）外侧的垫片（15），垫片（15）的底端与U型卡（13）的其中一端固定连接，其中一组滑动机构中的滑轮（17）与垫片（15）通过转轴转动连接，另一组滑动机构中的滑轮（17）与垫片（15）通过行走电机（16）的输出轴转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：所述滑轨（11）为工字钢轨道。

6.根据权利要求5所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：所述滑轨（11）整体呈L型结构且该L型结构较长的一条边与喂料皮带（18）的设置方向平行，该L型结构较短的一条边的末端底部设置有所述的废钢斗（22）。

7.根据权利要求5所述的一种矿山智能除铁系统，其特征在于：所述滑轨（11）整体呈U型结构且该U型结构的其中一个开口边与喂料皮带（18）的设置方向平行，该U型结构的另一个开口边的末端底部设置有用于卸料的废钢斗（22）。

8.根据权利要求1- 7任一项所述的一种矿山智能除铁系统的除铁方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、来铁信号检测：当金属探测仪（19）检测到喂料皮带（18）上有金属物通过时，金属探测仪（19）向控制器发送来铁信号；

步骤二、行走机构（21）动作：控制器接收到来铁信号后控制行走电机（16）启动，行走电机（16）带动除铁机构（20）在喂料皮带（18）的正上方沿滑轨（11）做加速滑动，当除铁机构（20）恰好位于金属物的正上方时，控制器控制行走电机（16）使除铁机构（20）在喂料皮带（18）的正上方沿滑轨（11）做匀速滑动；

步骤三、抓取金属物：控制器控制第二缸体（3）工作，第二缸体（3）带动抓料斗（4）沿抓料轴（6）转动，抓料斗（4）将金属物与金属物周围的矿石共同抓起，完成抓取动作；

步骤四、除铁机构（20）上提：控制器控制第一缸体（14）工作，第一缸体（14）带动除铁机构（20）向上运动；

步骤五、行走机构（21）减速运动：控制器控制行走电机（16）使除铁机构（20）在喂料皮带（18）的正上方沿滑轨（11）做减速滑动，同时，控制器控制振动电机（5）工作，振动电机（5）带动抓料斗（4）振动，从而使尺寸小于振动下料槽（10）的矿石重新回落到喂料皮带（18）；

步骤六、卸料：控制器控制振动电机（5）停止工作，并同时控制行走电机（16）沿滑轨（11）的设置方向运动到滑轨（11）的末端后停止运动，然后控制器控制第二缸体（3）带动抓料斗（4）沿抓料轴（6）转动将金属物与剩余的矿石卸入废钢斗（22）内；

步骤七、除铁机构（20）回退：控制器控制行走电机（16）工作，使除铁机构（20）沿滑轨（11）的设置方向原路返回到初始位置，等待下一次来铁信号。

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