CN112047111A - 一种智能水泥工厂的检测样品运输设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种智能水泥工厂的检测样品运输设备，包括管道和炮弹，所述炮弹沿管道运输，所述炮弹为由弹头和弹身构成的圆柱体结构，其特征在于：所述弹身外壁设有多个凹槽，所述凹槽内固定有球座，所述球座内安装有滚珠，所述滚珠的外端面凸出弹身表面，当炮弹置于管道内时所述滚珠接触管道内壁，所述弹头或弹身的外表面固定有铁质贴片，所述管道的末端设有沿管道外部固定的磁力条，所述磁力条包括螺旋段和直线段，所述炮弹沿管道运输过程中先经过螺旋段再经过直线段。本发明的优点在于设备不仅能够在末端调节炮弹偏转位置，还能够减小管道与炮弹的摩擦力，提升运输效率，减小对增压站的需求，并且能够弯曲的炮弹也能减小管道转弯处的布局难度。

Description

一种智能水泥工厂的检测样品运输设备

技术领域

本发明涉及智能水泥工厂领域，尤其涉及水泥生产过程中采用设备。

背景技术

目前，智能水泥工厂生产水泥时，从矿区到最终的熟料产品，可以实现完全自动化的生产，智能水泥工厂在生产水泥的过程中，需要实时采集原料样品、生料样品以及熟料样品，通过对样品参数的分析，获取所需参数，再将参数作为反馈基础，用于调节生产工艺，保证产品质量。

由于厂区面积大，采样点众多，而检验的实验室一般只设置一个，因此需要利用炮弹将所采集的样品送到实验室，管道每间隔一端距离设一个增压站，向管道内增压，推动炮弹前进，目前公司内设计了一种采用抽屉方式存放样品的炮弹，但是炮弹圆柱体结构在管道内运输时会发生旋转，导致炮弹到实验室后，无法知晓其内部抽屉的开发方向，若打开抽屉则可能出现样品洒落的现象，而目前并没有很好的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够调整炮弹在管道内方向的运输设备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种智能水泥工厂的检测样品运输设备，包括管道和炮弹，所述炮弹沿管道运输，所述炮弹为由弹头和弹身构成的圆柱体结构，其特征在于：所述弹身外壁设有多个凹槽，所述凹槽内固定有球座，所述球座内安装有滚珠，所述滚珠的外端面凸出弹身表面，当炮弹置于管道内时所述滚珠接触管道内壁，所述弹头或弹身的外表面固定有铁质贴片，所述管道的末端设有沿管道外部固定的磁力条，所述磁力条包括螺旋段和直线段，所述螺旋段围绕管道螺旋旋转一周的磁力结构，所述直线段与螺旋段连接沿着管道直线布置的磁力结构，所述炮弹沿管道运输过程中先经过螺旋段再经过直线段。

所述铁质贴片为条状的铁条，所述铁条的宽度小于1cm，所述铁条的延伸方向与炮弹轴线平行，所述磁力条的螺旋段长度大于50m。

所述磁力条为电磁铁，所述磁力条前部设有感应炮弹是否经过的感应器，所述感应器输出信号至电磁铁的驱动装置，所述感应器的信号作为驱动电磁铁工作的触发信号。

所述管道内壁上固定有摄像头，所述摄像头采集管道内部光亮颜色信号，所述摄像头将采集的光亮颜色信号输送至处理器，所述处理器将判断炮弹是否需要充电或是否存在故障的信号输送至实验室的监控设备，所述感应器输出信号至处理器，所述感应器的信号作为摄像头和处理器工作的触发信号。

所述弹身由弹身前段和弹身后段构成且相互之间通过弹性连接件连接，所述弹性连接件为橡胶材质的波纹管，所述弹头与弹身前段连接，所述弹身内设有固定在弹身前段内壁的样品收集仓。

所述样品收集仓包括抽屉仓和位于抽屉仓内的抽屉，所述抽屉仓前部设有固定在弹身前段内的电动缸，所述电动缸的推杆端部固定在抽屉前端，所述弹身后段尾端设有供抽屉伸出的开口，所述抽屉尾端固接有位于开口外的后端板。

所述后端板外周边固定有一圈橡胶材质的外挡环，所述外挡环的外径大于开口内径，所述开口上固定有一圈向内延伸的橡胶材质的内挡环，所述内挡环接触抽屉仓。

所述弹头内固定有无线充电线圈、电池单元以及连接电池单元的电池管理器，所述弹头外部固定有显示剩余电量状况的信号灯，所述信号灯连接电池管理器的信号输出端，所述电池单元通过电源线连接电动缸，所述无线充电线圈通过电源线连接电池单元的充电接口。

所述弹头由弹头本体、弹性连接件和螺纹段构成，所述弹身前段设有与螺纹段配合的螺纹结构，所述电池单元、电池管理器和信号灯固定在弹头本体上，所述电池单元设有电源插口，所述电源线一端连接电动缸，另一端设有用于插入到插口内的插头。

本发明的优点在于设备不仅能够在末端调节炮弹偏转位置，还能够减小管道与炮弹的摩擦力，提升运输效率，减小对增压站的需求，并且能够弯曲的炮弹也能减小管道转弯处的布局难度。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为检测样品运输设备管道结构示意图；

图2为检测样品运输设备炮弹结构示意图；

上述图中的标记均为：1、弹头；2、弹身前段；3、弹身后段；4、弹性连接件；5、无线充电线圈；6、铁条；7、管道；8、滚珠；9、抽屉仓；10、后端板；11、外挡环；12、内挡环；13、电动缸；14、电池单元；15、电池管理器；16、信号灯；17、磁力条；18、感应器；19、摄像头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

智能水泥工厂的检测样品运输设备包括管道7和炮弹，沿着管道7也会设置压力值，向管道7内吹气，推动炮弹沿着管道7内部滑动。炮弹为由弹头1和弹身构成的圆柱体结构，由于采用抽屉式的结构放置样品，因此，需要保证弹头1内的抽屉开口朝上，避免打开抽屉时样品洒落，由于炮弹在管道7内运输时虽然偏转动作微小，但是管道7长度会有几公里，因此偏转的方向可能会存在较大偏差。方向的调整采用磁力原理，弹头1或弹身的外表面固定有铁质贴片，弹头1和弹身则需要采用塑料或铝合金材质，内部器件也尽量避免使用铁质材料，管道7的末端设有沿管道7外部固定的磁力条17，则能够吸引铁质贴片促进弹头1旋转找正。

为了避免因磁力影响炮弹运动，较大的减少炮弹动能，需要在弹身外壁设有多个凹槽，凹槽均匀分布，一般根据炮弹直径和长度设计，每个凹槽内固定有球座，球座内安装有滚珠8，滚珠8的外端面凸出弹身表面，当炮弹置于管道7内时滚珠8接触管道7内壁，滚珠8用于支持炮弹在管道7内运动，是原先的面接触变为点接触，减小摩擦力，减少对增压加气站的施压需求，磁力条17和铁质贴片吸引时，既方便炮弹旋转，也不会因吸附力使两者完全吸合。

磁力条17包括螺旋段和直线段，螺旋段围绕管道7螺旋旋转一周的磁力结构，螺旋段长度大于50m，使得旋转角度不会太大，高速的炮弹能够在磁力的影响下随螺旋段转动，直线段与螺旋段连接沿着管道7直线布置的磁力结构，炮弹沿管道7运输过程中先经过螺旋段再经过直线段，直线段能够稳定炮弹，取消掉因螺旋段产生的旋转力，使炮弹能够不旋转的向前运动，最终行径至管道7末端实验室内。

铁质贴片为条状的铁条6，铁条6的宽度小于1cm，铁条6的延伸方向与炮弹轴线平行，条状结构能够更多的收到磁力条17的影响，并且更好的配合直线段运动。

磁力条17为电磁铁，电磁铁磁力稳定，磁力不会衰减，可以采用条状的电磁铁拼接成直线段和螺旋段，也可以采用点状的电磁铁沿着管道7设置构成螺旋段和直线段。

磁力条17前部设有感应炮弹是否经过的感应器18，例如可以采用行程开关、接触器、激光传感器等，感应是否有物体通过管道7，感应器18输出信号至电磁铁的驱动装置，感应器18的信号作为驱动电磁铁工作的触发信号，驱动装置可以驱动电磁铁工作设定时间后关闭，这样电磁铁不必一直开启，仅在炮弹经过时候开启，降低能耗，提升磁力条17的使用寿命。

管道7内壁上固定有摄像头19，摄像头19也安装在感应器18的后方，摄像头19采集管道7内部光亮颜色信号，摄像头19将采集的光亮颜色信号输送至处理器，处理器将判断炮弹是否需要充电或是否存在故障的信号输送至实验室的监控设备，感应器18输出信号至处理器，感应器18的信号作为摄像头19和处理器工作的触发信号。这样摄像头19和处理器不必一直开启，仅在炮弹经过时候开启，降低能耗，提升摄像头19和处理器的使用寿命。

抽屉式的炮弹由前部的弹头1和后部的弹身构成，弹头1内用于固定电子元器件，弹身内用于存放样品，弹身由弹身前段2和弹身后段3构成且相互之间通过弹性连接件4连接，弹性连接件4为橡胶材质的波纹管，这样整体较长的炮弹能够具有一定弯曲能够，在管道7内运输时，遇到转弯处，能够减小转弯半径，方便管道7布局。

为了进一步减小转弯半径，弹头1由弹头1本体、弹性连接件4和螺纹段构成，弹身前段2设有与螺纹段配合的螺纹结构，用于将弹头1与弹身连接，也方便后期拆卸下弹头1检修弹头1内部的电子元器件，弹头1上的弹性连接件4也为橡胶材质的波纹管，同时弹头1最前端的外周边一圈设置为圆角结构，更加能够方便在管道7转弯处，进行变向调整炮弹行径方向。

弹身内设有固定在弹身前段2内壁的样品收集仓，样品收集仓包括抽屉仓9和位于抽屉仓9内的抽屉，抽屉仓9为朝向炮弹后端打开的盒体，抽屉放在在抽屉仓9内，抽屉仓9前部设有固定在弹身前段2内的电动缸13，电动缸13的推杆端部固定在抽屉前端，抽屉仓9的端板上设有供推杆伸入的孔，则电动缸13能够推动抽屉进出抽屉仓9，弹身后段3尾端设有供抽屉伸出的开口，抽屉尾端固接有位于开口外的后端板10。电动缸13可以配备一个遥控信号接收器，这样可以在需要控制电动缸13的位置通过遥控信号控制电动缸13的工况。

为了保证弹身内密封性，避免内部受到污染，后端板10外周边固定有一圈橡胶材质的外挡环11，外挡环11的外径大于开口内径，作为第一层阻挡，开口上固定有一圈向内延伸的橡胶材质的内挡环12，内挡环12接触抽屉仓9，作为第二层阻挡，双层阻挡安全可靠，并且弹身后端与抽屉仓9之间并没有硬连接关系，仅通过双层挡环密封，不会影响到弹性连接件4的弯折效果。

弹头1内的电子元器件包括电池单元14、电池管理器15和信号灯16，电池管理器15连接电池单元14，监控电池单元14工作状态，电池管理器15连接电动缸13，为电动缸13提供电能，为方便拆下弹头1维修或更换电池，电池单元14设有电源插口，电源线一端连接电动缸13，另一端设有用于插入到插口内的插头。弹头1内还设有无线充电线圈5，可以在缺电时，直接放在充电座上充电，无需拆开炮弹更换电池。

信号灯16固定在弹头1外部，优选弹头1前端，方便摄像头19采集发出的光线，信号灯16通过信号线连接电池管理器15，当电池管理器15感应到电量不足，或者内部元器件出现故障时，可以选择点亮信号灯16，并通过不同的颜色的光亮显示，供摄像头19采集分析，管道7末端的摄像头19采集信号灯16影像信息并输送至处理器，处理器将判断炮弹是否需要充电或者需要维修，并将该获取的信号输送至实验室的监控设备，方便自动的对每个弹头1进行监控，及时的对需要每个使用过的弹头1进行维护处理。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能水泥工厂的检测样品运输设备，包括管道和炮弹，所述炮弹沿管道运输，所述炮弹为由弹头和弹身构成的圆柱体结构，其特征在于：所述弹身外壁设有多个凹槽，所述凹槽内固定有球座，所述球座内安装有滚珠，所述滚珠的外端面凸出弹身表面，当炮弹置于管道内时所述滚珠接触管道内壁，所述弹头或弹身的外表面固定有铁质贴片，所述管道的末端设有沿管道外部固定的磁力条，所述磁力条包括螺旋段和直线段，所述螺旋段围绕管道螺旋旋转一周的磁力结构，所述直线段与螺旋段连接沿着管道直线布置的磁力结构，所述炮弹沿管道运输过程中先经过螺旋段再经过直线段。

2.根据权利要求1所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述铁质贴片为条状的铁条，所述铁条的宽度小于1cm，所述铁条的延伸方向与炮弹轴线平行，所述磁力条的螺旋段长度大于50m。

3.根据权利要求2所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述磁力条为电磁铁，所述磁力条前部设有感应炮弹是否经过的感应器，所述感应器输出信号至电磁铁的驱动装置，所述感应器的信号作为驱动电磁铁工作的触发信号。

4.根据权利要求3所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述管道内壁上固定有摄像头，所述摄像头采集管道内部光亮颜色信号，所述摄像头将采集的光亮颜色信号输送至处理器，所述处理器将判断炮弹是否需要充电或是否存在故障的信号输送至实验室的监控设备，所述感应器输出信号至处理器，所述感应器的信号作为摄像头和处理器工作的触发信号。

5.根据权利要求1-4中任一所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述弹身由弹身前段和弹身后段构成且相互之间通过弹性连接件连接，所述弹性连接件为橡胶材质的波纹管，所述弹头与弹身前段连接，所述弹身内设有固定在弹身前段内壁的样品收集仓。

6.根据权利要求5所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述样品收集仓包括抽屉仓和位于抽屉仓内的抽屉，所述抽屉仓前部设有固定在弹身前段内的电动缸，所述电动缸的推杆端部固定在抽屉前端，所述弹身后段尾端设有供抽屉伸出的开口，所述抽屉尾端固接有位于开口外的后端板。

7.根据权利要求6所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述后端板外周边固定有一圈橡胶材质的外挡环，所述外挡环的外径大于开口内径，所述开口上固定有一圈向内延伸的橡胶材质的内挡环，所述内挡环接触抽屉仓。

8.根据权利要求7所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述弹头内固定有无线充电线圈、电池单元以及连接电池单元的电池管理器，所述弹头外部固定有显示剩余电量状况的信号灯，所述信号灯连接电池管理器的信号输出端，所述电池单元通过电源线连接电动缸，所述无线充电线圈通过电源线连接电池单元的充电接口。

9.根据权利要求8所述的智能水泥工厂的检测样品运输设备，其特征在于：所述弹头由弹头本体、弹性连接件和螺纹段构成，所述弹身前段设有与螺纹段配合的螺纹结构，所述电池单元、电池管理器和信号灯固定在弹头本体上，所述电池单元设有电源插口，所述电源线一端连接电动缸，另一端设有用于插入到插口内的插头。

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