CN111229638A - 一种基于x射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，属于煤矸分选设备技术领域，包括壳体、入料口、入料通道、传送带和出料通道，入料口的下端连接入料通道，入料通道的下端设置有振动分级筛，入料通道的末端设置在传送带上，壳体的上内壁设置有X射线发生器，设置有X射线发生器位于传送带的正上方，传送带内设置有传感器，且传感器位于X射线发生器的正下方，壳体的上内壁设置有一组喷嘴，喷嘴位于传送带的正上方，喷嘴呈一字型排列，传送带的末端延伸至出料通道内，出料通道的下端设置有收集槽，本方案解决煤矸分选过程中煤与矸石分离不彻底、分离效率低的问题。

Description

一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备
技术领域
本发明涉及煤矸分选设备技术领域，更具体地说，涉及一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备。
背景技术
X射线属于一种电磁辐射，波长仅为0.01～10nm，具有波动性，可以反射、衍射、散射和吸收带有光性质的物体，因此可借助X射线与物质之间不同的作用，将其用于原煤的分选。当一定强度的X射线透射物质时，波长保持不变，当X射线穿透高密度或厚度较大的物体时，X射线强度衰减较多，而穿透低密度或较薄的物体时，X射线强度衰减较少，因此会在荧光屏上形成亮度明暗差别较大的图像。当一定强度的X射线透射物质时，对于低原子序数的物质，它们对X射线的吸收能力弱，射线的透过率高，因此所成的像比较亮，而对于高原子序数的物质，它们对X射线的吸收能力较强，射线的透过率低，因此成像较暗。通常认为密度小于1.8g/cm3为煤，密度大于1.8g/cm3为矸石，因此对于给定强度的X射线，煤的密度小，对X射线的吸收弱，X射线的强度衰减较少，形成的图像较亮，而矸石的密度大，对于X射线的吸收强，X射线的强度衰减较多，形成的图像较暗。由于煤的等效原子序数为7，矸石的等效原子序数为12，因此当X射线穿透煤时，煤的原子序数小，X射线透过煤时衰减较少，在荧光屏幕上的图像较明亮，而矸石的原子序数较大，对X射线的吸收较多，残余的X射线强度较弱，因此矸石的图像要暗一些。当原煤传感器时，计算机接收来自数据收集卡传递来的数字信号并通过X-View2软件转化为灰度图像，软件按照设定好的算法对图像进行分割、边缘提取、降噪、滤波、计算灰度值等操作提取出煤和矸石的特征值，并与预设的阈值相比较，识别该物料为煤或矸石。
在煤炭生产加工过程中，直接从矿井中开采出来的不经任何加工处理的煤称之为毛煤，也叫做原煤。由于种种原因，开采出来的原煤中总会混入一些其它的杂质矿物，而这些矿物的存在会给煤炭的质量以及洗选加工利用带来困难。随着科学技术的快速发展，采煤也日益趋向于自动化和智能化，这也加快了煤炭的开采进度，使得原煤的品位越来越低，即块煤的含量越来越低，而矸石的含量却越来越高，煤矸石如何快速有效的分离已经越来越成为煤炭行业所关心的热点问题。射线识别选矸是根据煤和矸石密度的不同从而对射线能量的吸收不同，由于煤和矸石的自然密度相差大，当射线以一定的强度透射原煤时，矸石对射线的吸收效果较强，而煤对射线的吸收效果较差，因此射线探测器接收到衰减程度不同的射线强度信号，经过一系列的信号转换从而在上位机形成亮度差异较大的数字图像，系统再对所获得的图像进行分析处理，最终通过分选机构实现煤和矸石的分离。目前亟需一种煤矸石快速有效的分离的装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，解决煤矸分选过程中煤与矸石分离不彻底、分离效率低的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，包括壳体、入料口、入料通道、传送带和出料通道，所述入料口的下端连接入料通道，所述入料通道的下端设置有振动分级筛，所述入料通道的末端设置在传送带上，所述壳体的上内壁设置有X射线发生器，所述设置有X射线发生器位于传送带的正上方，所述传送带内设置有传感器，且传感器位于X射线发生器的正下方，所述壳体的上内壁固定连接有挡板，所述挡板位于传送带的正上方，且挡板的下端与传送带的距离为一毫米，所述壳体的上内壁设置有一组喷嘴，所述喷嘴位于传送带的正上方，所述喷嘴呈一字型排列，所述传送带的末端延伸至出料通道内，所述出料通道的下端设置有收集槽。
作为本发明的一种优选方案，所述收集槽包括精煤槽和矸石槽，且精煤槽和矸石槽为一字型交错排列。
作为本发明的一种优选方案，所述精煤槽的数量为四个，所述矸石槽的数量为三个。
作为本发明的一种优选方案，所述一组喷嘴的数量为六个。
作为本发明的一种优选方案，所述出料通道的上端设置有除尘装置。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体由辐射屏蔽材料制成。
作为本发明的一种优选方案，所述辐射屏蔽材料为铅合金。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体的上内壁设置有摄像头，且摄像头位于传送带的正上方。
本发明的有益效果：
1、本发明通过巧妙地运用木质挡板，让煤与矸石由原先在传送带上的无序散乱传动，变成了有序均匀且成队列的运动，为更精确的分离打下基础。
2、把煤与矸石由原本在平抛运动时才能够实现的分选提前到传送带表面，在通过X射线发生器与传感器时，由于之前木质挡板的分拨，使原煤形成了多条直列的通道，提高了其识别精度与效率。
3、本发明将原本放置于传送带末端的高压喷阀提前到了传送带表面正上方，使多个高压喷阀可以在精确的判断煤与矸石后迅速的进行击打分离。让煤保持原有的运动轨迹进入精煤槽，将矸石击打改变预先的运动轨迹进入矸石槽。
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，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为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例的中传送带处的结构示意图。
图中标号说明：1壳体、2传送带、3挡板、4 X射线发生器、5传感器、6喷阀、7收集槽、8除尘装置、9入料口、10入料通道、11出料通道、12振动分级筛、13精煤槽、14矸石槽
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，包括壳体1、入料口9、入料通道10、传送带2和出料通道11，其特征在于：入料口9的下端连接入料通道10，入料通道10的下端设置有振动分级筛12，入料通道10的末端设置在传送带2上，壳体1的上内壁设置有X射线发生器4，设置有X射线发生器4位于传送带2的正上方，传送带2内设置有传感器5，且传感器5位于X射线发生器4的正下方，壳体1的上内壁固定连接有挡板3，挡板3位于传送带2的正上方，且挡板3的下端与传送带2的距离为一毫米，壳体1的上内壁设置有一组喷嘴6，喷嘴6位于传送带2的正上方，喷嘴6呈一字型排列，传送带2的末端延伸至出料通道11内，出料通道11的下端设置有收集槽7。
所述传送带2整体为长方体，是橡胶与纤维的复合材质，可增大原煤在传送带上的摩擦，减少原煤在传动过程中出现的滑移，提高了给料系统的入料速率，为接下来的分离打下了基础。
所述挡板3为半圆形木质挡板，距离入料口50cm且均匀分布在传送带表面正上方1cm处，用悬架固定。原煤由给料口无序散乱的进入传送带，在传送带上平移至挡板处，经由挡板有序成列的分拨到挡板两侧，形成多条直列的煤与矸石通道，完成分选设备的第一次分选。
当一定强度的X射线透射物质时，对于低原子序数的物质，它们对X射线的吸收能力弱，射线的透过率高，因此所成的像比较亮，而对于高原子序数的物质，它们对X射线的吸收能力较强，射线的透过率低，因此成像较暗。通常认为密度小于1.8g/cm3为煤，密度大于1.8g/cm3为矸石，因此对于给定强度的X射线，煤的密度小，对X射线的吸收弱，X射线的强度衰减较少，形成的图像较亮，而矸石的密度大，对于X射线的吸收强，X射线的强度衰减较多，形成的图像较暗。由于煤的等效原子序数为7，矸石的等效原子序数为12，因此当X射线穿透煤时，煤的原子序数小，X射线透过煤时衰减较少，在荧光屏幕上的图像较明亮，而矸石的原子序数较大，对X射线的吸收较多，残余的X射线强度较弱，因此矸石的图像要暗一些。当原煤传感器时，计算机接收来自数据收集卡传递来的数字信号并通过X-View2软件转化为灰度图像，软件按照设定好的算法对图像进行分割、边缘提取、降噪、滤波、计算灰度值等操作提取出煤和矸石的特征值，并与预设的阈值相比较，识别该物料为煤或矸石。
所述喷阀6为高压气阀，高压气阀位于传感器5后10cm，且均匀分部在传送带表面正上方10cm处，用于精确分离煤与矸石。高压气阀接收来自传感器的信号通过控制气阀开启将矸石击打出去。该机构的主要工作流程为：当计算机将物料判断为矸石时进行动作，一定的时间延迟后控制高压气阀开启，矸石会被击打，改变预先的运动轨迹进入矸石槽，若计算机将物料识别为煤时高压气阀不动作，煤保持原有的运动轨迹进入精煤槽。
收集槽7包括精煤槽13和矸石槽14，且精煤槽13和矸石槽14为一字型交错排列。精煤槽13的数量为四个，矸石槽14的数量为三个。提供一种精煤和矸石的分类盒。
一组喷嘴6的数量为六个。
出料通道11的上端设置有除尘装置8。喷阀6喷出高压气体使壳体产生灰尘，除尘装置8用于减少灰尘。
壳体1由辐射屏蔽材料制成。辐射屏蔽材料为铅合金。由于装置应用了X射线发生器，铅合金用于减少辐射。
壳体1的上内壁设置有摄像头，且摄像头位于传送带2的正上方。摄像头用于观察传送带2上精煤和矸石分拣状况。
本发明在原煤传动的过程中形成队列并完成分选的目的。改变了传统分选装置分离精度低，效率低的问题，并且木质挡板的巧妙运用使用使得整个分选机器的传动效率大大提高。可用于优化各大分选机传动机构和分离机构。
本发明的目的为解决煤矸分选过程中煤与矸石分离不彻底、分离效率低的问题，限制煤与矸石在传送带上的运动过程，设计了一种多通道煤与矸石散化、队列分选设备。通过木质挡板使煤与矸石在传送带上由无规则分部变成有序均匀分部，优化了喷阀，实现了煤与矸石在传送带上即高效率分离的目的。有利于降低成本，节约资源。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，包括壳体(1)、入料口(9)、入料通道(10)、传送带(2)和出料通道(11)，其特征在于：所述入料口(9)的下端连接入料通道(10)，所述入料通道(10)的下端设置有振动分级筛(12)，所述入料通道(10)的末端设置在传送带(2)上，所述壳体(1)的上内壁设置有X射线发生器(4)，所述设置有X射线发生器(4)位于传送带(2)的正上方，所述传送带(2)内设置有传感器(5)，且传感器(5)位于X射线发生器(4)的正下方，所述壳体(1)的上内壁固定连接有挡板(3)，所述挡板(3)位于传送带(2)的正上方，且挡板(3)的下端与传送带(2)的距离为一毫米，所述壳体(1)的上内壁设置有一组喷嘴(6)，所述喷嘴(6)位于传送带(2)的正上方，所述喷嘴(6)呈一字型排列，所述传送带(2)的末端延伸至出料通道(11)内，所述出料通道(11)的下端设置有收集槽(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述收集槽(7)包括精煤槽(13)和矸石槽(14)，且精煤槽(13)和矸石槽(14)为一字型交错排列。
3.根据权利要求2所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述精煤槽(13)的数量为四个，所述矸石槽(14)的数量为三个。
4.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述一组喷嘴(6)的数量为六个。
5.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述出料通道(11)的上端设置有除尘装置(8)。
6.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述壳体(1)由辐射屏蔽材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述辐射屏蔽材料为铅合金。
8.根据权利要求1所述的一种基于X射线识别的多通道散化队列煤矸分选设备，其特征在于：所述壳体(1)的上内壁设置有摄像头，且摄像头位于传送带(2)的正上方。
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