CN112520375A - 一种转轮式煤矸识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种转轮式煤矸识别装置，包括：旋转支撑架、循环水箱、称重单元、液位探测装置和处理模块；旋转支撑架上设有用于装载矿料的装载单元，旋转支撑架用于带动装载单元在垂直面上转动，且装载单元的开口方向与第二转轴的转动方向一致；旋转支撑架转动过程中，装载单元循环经过依次设置在旋转支撑架的旋转轨迹上的注水区、物料添加区、体积测量区和卸料区。本发明中，通过旋转支撑架的垂直转动，以及旋转支撑架和循环水箱的相对位置，使得装载单元在转动过程中从循环水箱中自动装水，进一步简化了装置驱动机构，降低了装置耗能。

Description

一种转轮式煤矸识别装置

技术领域

本发明涉及煤矸分选设备领域，尤其涉及一种转轮式煤矸识别装置。

背景技术

煤矸石是煤炭开采和洗选加工时排出的废弃物。当前煤矸识别主要采用光电分选装置，光电分选装置，需要用到的γ射线或X射线具有辐射污染的危险，因此对其防护措施就会更加复杂，从而装备设计与安装就会受到井下有限空间的限制。

另外，还有水洗法、人工识别等煤矸识别方法，前者耗水量大，后者人力需求大，同样不适合井下操作。

发明内容

为了解决上述现有技术中煤矸分离装置对环境依赖强，不能井下工作的的缺陷，本发明提出了一种转轮式煤矸识别装置。

本发明采用以下技术方案：

一种转轮式煤矸识别装置，包括：旋转支撑架、循环水箱、称重单元、液位探测装置和处理模块；

旋转支撑架上设有用于装载矿料的装载单元，旋转支撑架用于带动装载单元在垂直面上转动，且装载单元的开口方向与第二转轴的转动方向一致；旋转支撑架转动过程中，装载单元循环经过依次设置在旋转支撑架的旋转轨迹上的注水区、物料添加区、体积测量区和卸料区；

位于注水区的装载单元随着旋转支撑架转动时从循环水箱中装水；称重单元用于获取装载单元在物料添加区被填入的矿料重量，液位探测装置用于测量体积测量区上的装载单元中的液位；

处理模块用于根据液位探测装置的测量结果计算装载单元中被填入矿料的体积，并用于结合所述体积和称重单元获得的矿料重量对矿料进行识别，处理模块还用于根据识别结果控制装载单元在卸料区卸料。

本发明的优点在于：

(1)本发明中，通过旋转支撑架的垂直转动，以及旋转支撑架和循环水箱的相对位置，使得装载单元在转动过程中从循环水箱中自动装水，进一步简化了装置驱动机构，降低了装置耗能。

(2)本发明的煤矸识别装置采用的原理简单，不受浮灰等恶劣环境影响，能精准的识别煤矸比，识别精度大大提高，便于井下操作。

(3)本发明中的煤矸识别装置采用循环水箱以及脱水筛实现水的循环利用，且用水量极小，有效规避了大量用水的问题。

(4)本发明中，通过溢流槽，保证循环水箱中的水位实时平衡，从而保证了装载单元的定量装水，有利于提高计算效率，简化测量工作。

附图说明

图1为实施例1提出的一种高精度煤矸识别系统正视示意图；

图2为实施例2提出的一种煤矸识别装置局部俯视图；

图3为实施例2提出的一种煤矸识别装置正视图；

图4为实施例2采用的第一称量筒结构安装图；

图5为本发明给出的第一种高精度煤矸识别系统俯视图；

图6为图5所示系统的正视图；

图7实施例3中称重单元结构图；

图8为实施例3提供的转轮式煤矸识别装置注水状态下的结构图；

图9为实施例3提供的转轮式煤矸识别装置测量液位状态下的结构图；

图10为实施例3提供的转轮式煤矸识别装置卸料状态下的结构图；

图11为本发明给出的第二种高精度煤矸识别系统俯视图；

图12为本发明给出的第三种高精度煤矸识别系统俯视图；

图13为图12所示系统的正视图；

图14为实施例6给出的具有第一种筛条驱动机构煤矸分离装置的俯视图；

图15为实施例6给出的具有第一种筛条驱动机构煤矸分离装置的正视图；

图16为实施例6给出的具有第二种筛条驱动机构煤矸分离装置的俯视图；

图17为图16所示装置第一实现方式下的正视图；

图18为图16所示装置第二实现方式下的正视图；

图19实施例6给出的具有第三种筛条驱动机构煤矸分离装置的俯视图

图20为实施例6给出的具有第三种筛条驱动机构煤矸分离装置的正视图；

图21为实施例8中的煤矸分拣装置俯视图；

图22为图21所示煤矸分拣装置的正视图；

图23实施例8中的高精度煤矸识别系统的俯视图；

图24为图23所示高精度煤矸识别系统的正视图；

图25为实施例10提供的一种多线程煤矸分离系统正视图；

图26为图25所示系统的俯视图。

图示：100、布料排队装置；101、入料斗；102、星型给料机；103、排料溜槽；104、支撑脚；105、振电机；106、分级筛；107、排序流道；108、导流分料结构；200、煤矸识别装置；201、循环水箱；202、脱水筛；211、第一筒体；212、上支撑盘；213、下支撑盘；214、第一称量筒；215、第一液位传感器；216、第一称重传感器；217、第一转轴；218、轴向推力轴承；219、第一电机；2110、支撑连杆；2111、环形搭边；2112、第一排料电磁阀；2113、第一计量泵；2114、过滤隔层；20a、注水区；20b、物料添加区；20c、体积测量区；20d、卸料区；2011、浊水室；2012、清水室；221、秤板；222、秤筐；223、三角工装；224、第二称重传感器；225、第二转轴；226、支撑部；227、第二称量筒；228、第二计量泵；229、第二电机；2210、第二液位传感器；2211、补水箱；2013、溢流槽；300、煤矸追踪单元；301、第三传输皮带；302、摄像头；303、转载溜槽；4110、悬臂筛条；411、引导部；412、矸石收集仓；413、精煤收集仓；414、第一支撑座；415、悬臂轴；4111、第一高压喷嘴；4112、第一送气管；4113、第一凹槽；4114、第一送气电磁阀；4115、第一复位弹簧；4116、第一推杆；4121、第一滑轮；4122、第二推杆；4123、第一挤压杆；4124、第一铰接连杆；4131、固定杆；4132、第三推杆；4133、第二挤压杆；4134、第二滑轮；4135、第三滑轮；421、分离支架；422、第四传输皮带；423、第五传输皮带；424、拨杆；425、第二高压喷嘴；426、第二送气电磁阀；427、第二复位弹簧；428、第二送气管；429、挡板；4210、第二凹槽；431、第二输送皮带；432、流道隔板；441、传动链条；4410、链槽；442、第六传输皮带；443、第七传输皮带；444、第二排料电磁阀；445、固定转辊；446、张紧转辊；51、第一传输皮带；1、底座；2、车轮；54、第二运输机构。

具体实施方式

实施例1：一种高精度煤矸识别系统

参照图1，本实施例提出了一种高精度煤矸识别系统，包括：底座1、布料排队装置100和煤矸识别装置200。

布料排队装置100包括：入料斗101、星型给料机102和第一支撑脚104。

星型给料机102通过第一支撑脚104安装在底座1上，入料斗101设置在星型给料机102上。入料斗101顶部敞口设置，其底部设有整料出口并连通星型给料机102的矿料入口。如此，入料斗101内的矿料通过星型给料机102排出，实现了矿料的间歇性均匀出料。具体实施时，还可将入料斗101设置为上宽下载结构，以方便矿料下滑。

本实施例中，煤矸识别装置200包括旋转支撑架、注水单元、称重单元、液位探测装置和处理模块。旋转支撑架转动安装在底座1上，旋转支撑架上设置有多个装载单元，多个装载单元沿着旋转支撑架的旋转方向均匀分布。每一装载单元至少包含一个用于装载液体和矿料的容器。

旋转支撑架的旋转轨迹上依次设有注水区20a、物料添加区20b、体积测量区20c和卸料区20d，旋转支撑架转动过程中，各装载单元循环经过注水区20a、物料添加区20b、体积测量区20c和卸料区20d。

旋转支撑架转动过程中，装载单元在注水区20a通过注水单元注入一定体积的清水，在物料添加区20b填入矿料，并在卸料区20d排出矿料和清水。称重单元用于获取被填入装载单元的矿料重量；液位探测装置用于检测位于体积测量区20c的装载单元中的液位值。

处理模块用于获取装载单元在注水区20a注入的清水体积、液位探测装置检测到的液位值和称重单元检测到的装载单元中的矿料重量，并用于结合所述液位值和所述清水体积计算装载单元中的矿料体积，再结合所述矿料体积和所述矿料重量计算矿料密度，以便根据所述矿料密度判断矿料是煤还是矸石。

具体的，处理模块根据以下公式模型1计算出装载单元中的矿料中煤矸实际比例B。

其中，V为矿料的体积，M为矿料的质量，X矿料中所含精煤的体积，Y为矿料中所含矸石的体积，ρ为水的密度，ρ_mei为精煤的密度，ρ_gan为矸石的密度，m为矿料中精煤的含水量，n为矿料中矸石的含水量。

本实施例中，装载单元在注水区20a注入的清水体积可通过液位检测、称重等手段获得，也可通过循环计量泵等实现在注水区20a对装载单元进行定量注水。本实施例中，可设置位于物料添加区20b的装载单元中的容器正位于星型给料机102输出口的下方，以便通过星型给料机102直接向物料添加区20b的装载单元填料。

具体实施时，还可在底座1上设置用于将星型给料机102输出的矿料输送到物料添加区20b的装载单元并填入容器的第一运输机构。例如，本实施例中，第一运输机构包括排料溜槽103和第一传输皮带51。排料溜槽103与星型给料机102的输出端连接，第一传输皮带51设置在排料溜槽103和旋转支撑架之间，用于将星型给料机102通过排料溜槽103输出的矿料运输到物料添加区20b的装载单元中。本实施例中，排料溜槽103上还设置有激振电机105，以便震荡排料溜槽103，避免下料堵塞。激振电机105的激振方向与矿料的输送方向相垂直，进而充分分散矿料，使得矿料有序进入排料溜槽103。

本实施例中，第一传输皮带51采用隔板输送带，使得矿料一格一格的输入装载单元。通过对第一传输皮带51的运行速度、隔板间距的设置，可使得第一传输皮带51的矿料输出速度与旋转支撑架的转动速度相匹配，保证一格矿料对应一个装载单元，从而实现对矿料的精确测量，避免矿料洒落。

具体实施时，本实施例中，也可删除星型给料机102，使得入料斗101直接将矿料排放到第一传输皮带上；或者，将排料溜槽103设置在入料斗101上，使得入料斗101通过排料溜槽103将矿料均匀的排放到第一传输皮带上。

本实施例中，煤矸识别装置200还包括循环水箱201和脱水筛202，循环水箱201设置在底座1上并用于给注水单元供水，脱水筛202设置在循环水箱201上方并位于所述卸料区20d上的装载单元的下方。如此注水单元从循环水箱201获取清水注入注水区20a的装载单元中，装载单元运动到卸料区20d朝着脱水筛202排料，脱水筛202对矿料和清水进行分离，清水通过脱水筛202回到循环水箱201中，实现清水的循环利用。本实施例中，脱水筛202倾斜设置，如此，方便了脱水筛202上截留的矿料的下料，避免脱水筛202承重风险。

本实施例中，将位于同一圆周转动轨迹上的装载单元记作装载队列，相对应的星型给料机102和装载队列记作称量机构。具体实施时，可并列设置多个称量机构，多个称量机构可分别设置对应的入料斗、循环水箱201、脱水筛202等，也可共用入料斗、循环水箱201、脱水筛202等。

具体实施时，本实施例中，可在入料斗101中设置用于筛选不同粒度的矿料的分级筛106，入料斗101上设有多个对应不同粒度矿料的出口，各所述出口均对应设置有星型给料机102和煤矸识别装置。如此，通过分级筛106对不同粒度的矿料进行筛分并分开输送，各星型给料机102用于将对应的入料斗101出口排出的矿料输送到对应的煤矸识别装置或者装载队列中进行煤矸识别，使得各煤矸识别装置用于识别指定粒度登记的矿料。

实施例2：一种煤矸识别装置

参照图2、图3，本实施例给出了实施例1中的煤矸识别装置的一种结构。

本实施例中，旋转支撑架包括垂直设置的第一转轴217和与第一转轴217连接并与第一转轴217同步转动的装载支架。具体的，本实施例中，第一转轴217连接有用于驱动其转动的第一电机219。第一转轴217底端还设置有轴向推力轴承218，以保证其转动平稳。本实施例中，底座1上还设有第一筒体211，第一筒体211顶部敞口设置。第一转轴217通过轴向推力轴承218设置在第一筒体211内，装载单元也均位于第一筒体211内。如此，当布料排队装置100向物料添加区20b的装载单元注入矿料时，可通过第一筒体211收集未落入第一称量筒214内的矿料，避免矿料四散掉落。本实施例中，第一电机219通过连杆等结构与第一筒体211相连接并位于第一转轴217顶部。装载单元由设置在装载支架上的一个或者多个第一称量筒214组成。具体的，如附图所示，本实施例中，每一个装载单元包括两个并列设置的第一称量筒214。

参照图4，本实施例中，各第一称量筒214的底部设有第一排料电磁阀2112，当装载单元随着第一转轴217转动到卸料区20d，则打开对应的第一称量筒214上的第一排料电磁阀2112，以便卸料。本实施例中，第一排料电磁阀2112设置在第一称量筒214的底部，且第一称量筒214的下端设置成锥形出口，以保证第一排料电磁阀2112打开时，第一称量筒214完全下料。

本实施例中，装载支架包括上支撑盘212和下支撑盘213，上支撑盘212和下支撑盘213均水平套设在第一转轴217上。具体的，本实施例中，上支撑盘212和下支撑盘213均为环形板，并与第一转轴217同心设置。且，上支撑盘212和第一转轴217之间、下支撑盘213和第一转轴217之间均通过支撑连杆2110连接。支撑连杆2110沿着第一转轴217径向延伸。

上支撑盘212和下支撑盘213上对应每一个第一称量筒214均设有在垂直方向上位置对应的用于固定第一称量筒214的通孔。且所述下支撑盘213上设置的通孔直径略大于称量筒直径，防止下支撑盘213与第一称量筒214之间的相互作用力影响称重精确度，又防止称量筒偏摆。具体的，本实施例中，第一称量筒214的上端设有向外延伸的环形搭边2111，环形搭边2111的设置可防止第一称量筒214脱落，加固上支撑盘212对第一称量筒214的支撑限位。

参照图5，在本实施例的基础上，实施例1中，称重单元包括多个第一称重传感器216，多个第一称重传感器216分别对应各第一称量筒214，第一称重传感器216均设置在上支撑盘212上位于对应的第一称量筒214外周，第一称量筒214的搭边抵靠在对应的第一称重传感器216上。具体实施时，第一称重传感器216采用环形轴向称重传感器，并套设在对应的第一称量筒214外周。液位探测装置包括两个第一液位传感器215，两个第一液位传感器215均设置在第一筒体211顶部并分别对应注水区20a和体积测量区20c，分别用于检测第一称量筒214在注水区20a注水后的清水体积、在体积测量区20c时矿料和水的混合体积。

在本实施例的基础上，实施例1中，注水单元包括第一计量泵2113和设置在底座1上并用于给注水区20a的第一称量筒214注水的喷淋头。喷淋头通过第一计量泵2113连通循环水箱201，以便实现对第一称量筒214定量注水。

在本实施例的基础上，实施例1中，循环水箱201中设置有过滤隔层2114，过滤隔层2114将循环水箱201隔离成浊水室2011和清水室2012，脱水筛202设置在浊水室2011上方，清水室2012用于给注水单元供水。如此，经脱水筛202脱离的浊水进入浊水室2011，浊水室2011中的水经过滤隔层过滤后补充到清水室2012，即保证了对清水的循环利用，又避免了注水单元被堵塞的风险。

实施例3：一种转轮式煤矸识别装置

本实施例给出了实施例1中的煤矸识别装置的另一种结构。

参照图7到图11，本实施例中，旋转支撑架包括：第二转轴225。第二转轴225水平安装在底座1上，并连接有用于驱动其转动的第二电机229。作为装载单元的第二称量筒227设置在第二转轴225上并延其转动圆周方向均匀分布，第二称量筒227与第二转轴225同步转动。第二称量筒227的开口方向与第二转轴225的转动方向一致，位于注水区20a的第二称量筒227位于循环水箱201内。如此，随着第二转轴225的转动，当第二称量筒227进入循环水箱201且该第二称量筒227的运动轨迹淹没与水下时，则该第二称量筒227在随着第二转轴225转动的过程也是注水的过程。

本实施例中，由于水始终在循环水箱201和第二称量筒227之间循环，而第二称量筒227在第二转轴225周向上均匀分布，故而可以保证每一次第二称量筒227的注水体积均相同，从而通过循环水箱201中水位的调整，实现对第二称量筒227注水体积的定量设置。

本实施例中，通过设置第二称量筒227的开口方向，可实现第二称量筒227在开口高出循环水箱201中的水位后，第二称量筒227的容积在一定长度的运行轨迹即物料添加区20b上逐渐增多。如此，通过设置第二转轴225的转动速度以及布料排队装置100相对于第二转轴225转速的排料时间间隔，可保证在第二称量筒227进入物料添加区20b后再通过布料排队装置100向该第二称量筒227填入矿料，以保证第二称量筒227在填入矿料后不会有水溢出。

具体的，实施例1中，可通过设置排料溜槽103的长度、第一传输皮带的速度和星型给料机102的给料时间间隔，控制第二称量筒227的填料时机，即开始填料时第二称量筒227在运动轨迹上的位置。具体的，本实施例中，第二称量筒227的开口方向均为其转动轨迹圆的切线方向。

本实施例中，第二转轴225上套设有四角星柱结构且旋转对称的支撑部226，支撑部226的每一条外棱边上均设置有一块外侧板。支撑部226上位于外棱边与内棱边之间的斜面记作棱边斜面，与外侧板位置相对的棱边斜面记作相对斜面，位于外侧板与对应的相对斜面之间的棱边斜面记作连接底面，外侧板相对的两端分别设有第一连接侧板和第二连接侧板；外侧板与对应的相对斜面、连接底面、第一连接侧板和第二连接侧板相配合形成第二称量筒227。本实施例中，外侧板平行于对应的相对斜面。

参照图7，本实施例中，称重单元包括：秤板221、秤筐222和第二称重传感器224。秤框设置在底座1上，秤板221设置在秤框上并位于布料排队装置100和第二转轴225之间。秤板221倾斜设置，其高端朝向布料排队装置100，其底端朝向第二转轴225并对应位于物料添加区20b的第二称量筒227的开口。布料排队装置100输出的矿料通过秤板221滑动到位于物料添加区20b的第二称量筒227内。第二称重传感器224设置在秤框内，用于对秤板221进行称重，以统计经过秤板221的矿料的重量。具体的，可将第二称重传感器224设置在秤板221底部，在秤板221底部设置一个抵靠第二称重传感器224的直杆，以便秤板221向第二传感器施力。

具体实施时，秤板221与秤框222之间设置有软连接例如弹性垫等，以保证第二称重传感器224的测量精度。秤板221下表面还可设置三角工装223，三角工装223采用直角结构，其斜面贴合秤板221，其水平面上的面直接或者间接抵靠第二称重传感器224，以保证对秤板221承重的精确测量。

具体的，本实施例中本实施例中，第二称重传感器224采用悬臂秤重传感器，其悬臂从下方抵靠三角工装223。

参照图11，在本实施例的基础上，实施例1中，处理器根据第二称重传感器224的检测值计算经过秤板221进入第二称量筒227的矿料重量。

本实施例的转轮式煤矸识别装置中，还设有补水箱2211和溢流槽2013。循环水箱201上设有溢流口，溢流槽2013连接在循环水箱201和补水箱2211之间，用于将循环水箱201从溢流口溢流出的水输送到补水箱2211进行存储。具体的，补水箱2211和循环水箱201之间还设有用于将补水箱2211中的水输送回循环水箱201的第二计量泵228，以便实现水资源的循环利用。

在本实施例的基础上，实施例1中，液位探测装置采用通过支撑结构安装在底座1上的第二液位传感器2210，其用于检测外侧板垂直时的第二称量筒227中的液位，以方便计算。

实施例4：一种煤矸分拣系统

本实施例中系统，包含煤矸识别装置和煤矸分拣装置，煤矸识别装置具体可采用实施例2或者实施例3提供的煤矸识别装置，也可采用r射线式煤矸识别装置。煤矸分拣装置用于将煤矸识别装置200识别出的煤和矸石分别传输到指定位置。

具体实施时，本实施例中的系统，还可包括布料排队装置，即，在实施例1的基础上上添加煤矸分拣装置，以获得本实施例中的系统。

实施例5：一种煤矸分拣装置

参照图12、图13，本实施例中给出了实施例4中的煤矸分拣装置的一种具体结构。该煤矸分拣装置包括：安装在底座1上的第二输送皮带431，第二输送皮带431上并列设置有矸石流道和精煤流道。

具体的，当煤矸识别装置识别出矿料为精煤时，将矿料排放到第二输送皮带431的精煤流道上；当煤矸识别装置识别出矿料为矸石时，将矿料排放到第二输送皮带431的矸石流道流道上。随着第二输送皮带431的运动，精煤流道上的精煤和矸石流道上的矸石分别被输送到指定位置。

本实施例中，可在第二输送皮带431上沿其运动方向设置流道隔板432，以实现矸石流道和精煤流道的隔离。

具体的，当实施例1采用实施例2所示的煤矸识别装置，可进一步在脱水筛202上设置中间隔板，将脱水筛202分割成分别对应精煤流道和矸石流道的两侧；当处理器识别出第一称量筒214中的矿料为精煤时，则在第一称量筒214运动到脱水筛202对应精煤流道的一侧时，打开第一排料电磁阀2112进行下料；当处理器识别出第一称量筒214中的矿料为矸石时，则在第一称量筒214运动到脱水筛202对应矸石流道的一侧时，打开第一排料电磁阀2112进行下料。

具体的，当实施例1采用实施例3所示的煤矸识别装置，可进一步在脱水筛202和第二输送皮带431之间设置过渡机构，具体的，过渡机构可设置为由煤矸识别装置的处理器控制的机械臂，以便通过处理器控制机械臂根据矿料识别结果在矿料经脱水筛202脱水后将其移动到对应的精煤流道或者矸石流道上。过渡机构也可设置成高端转动安装，低端滑动安装且位于脱水筛202与第二输送皮带431之间的滑轨，滑轨高端朝向脱水筛202，滑轨低端朝向输送皮带，且滑轨低端的运动轨迹的两端分别对应矸石流道和精煤流道。当滑轨低端滑动到矸石流道一侧时，脱水筛202上的矿料经滑轨进入矸石流道；当滑轨低端滑动到精煤流道一侧时，脱水筛202上的矿料经滑轨进入精煤流道。具体实施时，可通过煤矸识别装置中的处理器控制滑轨驱动电机调节滑轨低端的位置，从而实现根据矿料识别结果调整滑轨位置，对矿料进行定向输送。

实施例6：一种煤矸分离装置

参照图14到图20，本实施例提供的煤矸分离装置包括：第一支撑座414、悬臂轴415、引导部411和多个料仓。

悬臂轴415水平安装在第一支撑座414上，引导部411固定端与悬臂轴415连接，且引导部411绕悬臂轴415转动；多个料仓的入口在引导部411活动端的转动轨迹上顺序分布。如此，通过调整引导部411的倾斜角度，可使得引导部411对应不同的料仓入口，以便矿料通过引导部411进入对应的料仓。具体的，本实施例中，引导部411与任意料仓的入口对应时均处于倾斜状态，以便引导部411上的矿料在重力作用下滑入对应的料仓。

具体的，本实施例中，引导部411由多根转动安装在悬臂轴415上并相互平行的悬臂筛条4110组成。如此，当引导部411上出现矿料时，可根据矿料所在位置，调整对应的悬臂筛条4110转动，从而形成与矿料位置和宽度适应的，用于将矿料输送到对应的料仓的滑道，避免了对引导部411进行整体旋转造成的冗余耗能；同时，通过对应矿料调整悬臂筛条4110，也有利于根据矿料需求形成多个对应不同料仓入口的通道，从而提高了矿料收集的效率。

具体的，本实施例中，每一根悬臂筛条4110均设有对应的筛条驱动机构。

参照图14、图15，本实施例中，给出的第一种筛条驱动机构，包括：第一复位弹簧4115、第一推杆4116和第一高压喷嘴4111。第一复位弹簧4115设置在对应的悬臂筛条4110下方，其两端分别连接第一支撑座414和对应的悬臂筛条4110。第一复位弹簧4115自然状态下，其对应的悬臂筛条4110的活动端对应入口位于最高位置的料仓。第一高压喷嘴4111设置在第一支撑座414上并朝向第一推杆4116吹气，通过气压推动第一推杆4116，从而带动悬臂筛条4110向下转动，以调整悬臂筛条4110活动端与料仓之间的位置对应关系，实现向不同的料仓下料。具体的，该筛条驱动机构还包括第一推杆4116朝向第一高压喷嘴4111的一侧设置的第一凹槽4113，第一高压喷嘴4111朝向第一凹槽4113吹气。本实施例中，各第一高压喷嘴4111均通过一个第一送气电磁阀4114连接外部供气装置。具体的，本实施方式中，外部供气装置通过第一送气管4112连接各第一送气电磁阀4114进行供气。

参照图16、图17、图18，本实施例中，给出的第二种筛条驱动机构，包括：第二推杆4122、第一挤压杆4123和设置在悬臂筛条4110下表面且位于悬臂筛条4110转动平面上的第一滑槽。第一挤压杆4123下端与第一支撑座414铰接，第一挤压杆4123的转动平面与悬臂筛条4110的转动平面重合。第一挤压杆4123上端设置有第一滑轮4121，第一滑轮4121嵌入第一滑槽。本实施例中，第二推杆4122为电动伸缩杆或者气动伸缩杆，第二推杆4122设置在第一支撑座414上，第二推杆4122的自由端设置有第一铰接连杆4124，第一铰接连杆4124一端与第一挤压杆4123铰接，第一铰接连杆4124另一端与第二推杆4122的自由端铰接，以便通过第二推杆4122的伸缩带动第一挤压杆4123旋转，从而调节悬臂筛条4110的倾斜角度。参照图18，具体实施时，还可设置第二推杆4122为弧形的气动伸缩杆，设置第二推杆4122一端与第一挤压杆4123固定连接，另一端与第一支撑座414固定连接，第二推杆4122位于第一挤压杆4123转动轨迹圆的同心圆上，通过控制第二推杆4122的形变量，便可带动第二挤压杆4133旋转，从而调节悬臂筛条4110的倾斜角度。

参照图19、图20，本实施例中，给出的第三种筛条驱动机构，包括：固定杆4131、第三推杆4132、第二挤压杆4133和设置在悬臂筛条4110下表面的第二滑槽。固定杆4131倾斜设置在第一支撑座414上，且固定杆4131上设有第三滑槽,第三滑槽和第二滑槽位于同一平面内。第二挤压杆4133的两端分别设置有第二滑轮4134和第三滑轮4135，第二滑轮4134和第三滑轮4135分别嵌入第二滑槽和第三滑槽。第三推杆4132采用气动伸缩杆或者电动伸缩杆，第三推杆4132设置在第一支撑座414上，第三推杆4132的伸缩方向平行于第三滑槽的长度方向，第三推杆4132的活动端与第二挤压杆4133连接。如此，通过第三推杆4132的伸缩可带动第二挤压杆4133沿着第三滑槽滑动，通过调节悬臂筛条4110的倾斜角度。

本实施例中，给出的第四种筛条驱动机构，包括第四推杆，第四推杆采用气动伸缩杆或者电动伸缩杆，第四推杆垂直设置在第一支撑座414上，第四推杆的顶端与悬臂筛条4110下表面铰接连接。如此，通过第四推杆的伸缩，可带动悬臂筛条4110转动。

本实施例中，也可直接设置一个平面板作为引导部411，此时，可手动调节引导部411的倾斜角度，也可将上述的任一种筛条驱动机构应用于引导部411，以便驱动引导部转动，从而调整引导部411对应的料仓入口。

本实施例提供的煤矸分离装置用作实施例4中的煤矸分拣装置时，设置两个料仓分别作为精煤收集仓413和矸石收集仓412。如此，本实施例中，可结合智能控制手段，使得引导部/悬臂筛条根据煤矸识别装置对矿料的识别结果调整引导部/悬臂筛条的倾斜角度，以保证精煤通过引导部/悬臂筛条进入精煤收集仓413，矸石通过引导部/悬臂筛条进入矸石收集仓412。

本实施例提供的煤矸分离装置用作实施例4中的煤矸分拣装置时，将第一支撑座414安装在底座1上，以保证煤矸识别装置与该煤矸分离装置之间的位置稳定。具体实施时，还可将第一支撑座414与底座1一体成型。

实施例7：一种煤矸分离系统

参照图5、图6、图11，本实施例提供的一种原煤排矸成套系统，在实施例4的基础上，采用了实施例6所记载的煤矸分离装置作为煤矸分拣装置，并在煤矸识别装置200和煤矸分离装置400之间设置第三传输皮带301，第三传输皮带301设置在底座1上，用于将经脱水筛202脱水后的矿料运输到引导部411上。具体的，本实施例中，第一支撑座414与底座1一体成型。

如此，本实施例中的原煤排矸系统工作时，入料斗101中的矿料经过布料排队装置100输入煤矸识别装置，煤矸识别装置计算出矿料中的煤矸含量比；然后煤矸识别装置将识别后的矿料排放到脱水筛202上，矿料沿着脱水筛202滑动到第三传输皮带301上，第三传输皮带301携带矿料朝向煤矸分离装置运动，从而将矿料运输到引导部411上。

本实施例中的原煤排矸系统还包括煤矸追踪单元300，煤矸追踪单元300用于识别第三传输皮带301上的矿料并进行追踪定位。具体的，本实施例中，通过煤矸识别装置200识别煤矸，煤矸追踪单元300获取煤矸识别装置200的识别结果，且煤矸追踪单元300对识别后的精煤和矸石进行图像记录和追踪，从而精确识别第三传输皮带301上每一块矿料的成分和位置，以便在矿料进入引导部411时，精确调节对应的悬臂筛条4110转动角度，使得矿料是精煤时，进入精煤收集仓413；矿料是矸石时，进入矸石收集仓412。

具体的，本实施例中，煤矸追踪单元300包括摄像头302和图像处理模块，摄像头302用于对第三传输皮带301上的矿料进行图像采集，图像处理模块用于对摄像头302采集的图像进行识别，并判断图像中的矿料是精煤还是矸石。具体的，本实施例中，煤矸追踪单元300首先获得煤矸识别装置200对矿料的识别结果，煤矸追踪单元300采集识别后的矿料图像作为参照样本，每一个参照样本均关联有识别结果；然后，煤矸追踪单元300将在第三传输皮带301上采集的矿料图像与参照样本进行对比，以便对第三传输皮带301上的矿料进行追踪和精确定位，使得煤矸分离装置结合矿料位置将各矿料根据成分精确送入对应的料仓。具体的，本实施例中，当矿料进入对应的料仓，煤矸追踪单元300删除该矿料对应的参照样本，以提高矿料图像与参照样本的对比效率，从而保证矿料追踪定位的时效性和精确性。

具体实施时，本实施例中的煤矸识别装置200还可采用γ射线识别装置，且沿着第三传输皮带301的运动方向，γ射线识别装置用于识别位于煤矸追踪单元300前端的矿料。

具体实施时，还可在第三传输皮带301和引导部411之间设置一个转载溜槽303，转载溜槽303倾斜设置在第一支撑座414上，转载溜槽303的高端朝向第三传输皮带301，转载溜槽303的低端朝向引导部411，以便矿料脱离第三传输皮带301后通过转载溜槽303滑到引导部411上，保证矿料的平稳运输。

实施例8：一种煤矸分拣装置和原煤排矸系统

参照图21、图22，本实施例提供的一种煤矸分拣装置，包括：第二支撑座、分离支架421、第四传输皮带422、第五传输皮带423和拨杆424。

第四传输皮带422和第五传输皮带423并列设置在第二支撑座上，分离支架421设置在第二支撑座上，拨杆424转动安装在分离支架421上并位于第四传输皮带422上方，拨杆424的转动方向垂直于第四传输皮带422的运动方向，拨杆424用于将第四传输皮带422上的矿料推拨到第五传输皮带423上。

如此，通过拨杆424的推拨，可实现第四传输皮带422上矿料的分离，从而将不同的矿料分别通过第四传输皮带422和第五传输皮带423输送到不同的方向。本实施例中，第四传输皮带422相对的两侧分别设有一条第五传输皮带423，以方便通过第五传输皮带423对拨杆424从任意方向推拨出第四传输皮带422的矿料进行传输。

本实施例中，设有多个拨杆424，且多个拨杆424沿着第四传输皮带422的运动方向分布。如此，通过多个拨杆424的推拨，可在第四传输皮带422上矿料过多时，通过多个拨杆424的连续短距离推拨，保证对矿料的精确分离。同理，多个拨杆424还在第四传输皮带422的宽度方向上顺序分布。

本实施例中，每一条第五传输皮带423均设有一块对应的挡板429，挡板429设置在第二支撑座上并位于对应的第五传输皮带423背离第四传输皮带422的一侧。挡板429用于防止被拨杆424推拨到第五传输皮带423上的矿料从第五传输皮带423边缘掉落。

本实施例中的煤矸分拣装置还包括拨杆驱动机构，每一个拨杆424均设有对应的拨杆驱动机构。拨杆驱动机构包括：第二复位弹簧427、第二高压喷嘴425和第二送气电磁阀426。第二复位弹簧427两端分别连接分离支架421和对应的拨杆424，第二高压喷嘴425设置在分离支架421上，第二高压喷嘴425用于朝向对应的拨杆424喷气以驱动拨杆424转动。第二高压喷嘴425通过对应的第二送气电磁阀426与外部供气装置连接。如此，通过控制第二送气电磁阀426打开，便可控制第二高压喷嘴425工作以喷气驱动拨杆424推拨第四传输皮带422上的矿料；当第二送气电磁阀426关闭，第二高压喷嘴425停止工作，拨杆424在第二复位弹簧427的复位弹力作用下恢复原位。具体的，本实施例中，拨杆424朝向第二高压喷嘴425的一侧设有第二凹槽4210，第二高压喷嘴425朝向第二凹槽4210喷气。

具体的，本实施例中，所有第二高压喷嘴425共用同一个外部供气装置，该外部供气装置通过第二送气管428分别连接各第二高压喷嘴425。各第二送气电磁阀426位于对应的第二高压喷嘴425和第二送气管428之间。

当实施例4中采用本实施例提供的煤矸分拣装置，形成原煤排矸系统时，第二支撑座与底座1一体成型，第四传输皮带422位于脱水筛202远离煤矸识别装置的一侧，第四传输皮带422用于运输经脱水筛202脱水后的矿料。具体实施时，可将第四传输皮带422作为精煤传输皮带，第五传输皮带423作为矸石传输皮带；也可将第四传输皮带422作为矸石传输皮带，第五传输皮带423作为精煤传输皮带。同时，还可在底座1上分别对应精煤传输皮带和矸石传输皮带设置精煤收集框和矸石收集框。

本实施例中，可结合自动化控制技术，设置分别连接煤矸识别装置和各第二送气电磁阀426的控制模块，控制模块根据煤矸识别装置对矿料的识别结果控制各拨杆424对应的第二送气电磁阀426工作。即，当控制模块根据煤矸识别装置获得某一个需要被排除的矿料位置时，控制模块控制该矿料所在位置对应的拨杆424连接的第二送气电磁阀426打开，使得该拨杆424将该矿料推动到第五传输皮带423上。具体的，控制模块控制第二送气电磁阀426打开一段时间后控制第二送气电磁阀426关闭，方便拨杆424复位。

本实施例中，还可在底座1上设置煤矸追踪单元300，煤矸追踪单元300位于脱水筛202和拨杆424之间，用于根据煤矸识别装置对矿料的识别结果对第四传输皮带422上的矿料进行追踪和定位。同时，控制模块与煤矸追踪单元300连接，根据煤矸追踪单元300对矿料的追踪定位控制各拨杆424对应的第二送气电磁阀426工作。

具体的，本实施例中，煤矸追踪单元300包括摄像头302和图像处理模块，摄像头302用于对第四传输皮带422上的矿料进行图像采集，图像处理模块用于对摄像头302采集的图像进行识别，并判断图像中的矿料是精煤还是矸石。具体的，煤矸追踪单元300的工作原理课参照实施例7。

具体实施时，本实施例中的煤矸追踪单元300还可采用γ射线识别装置。

实施例1至实施例8，在具体实施时，脱水筛202由上导向板、筛网和下导向板组成，上导向板、筛网和下导向板布置在同一个倾斜平面上并从上到下排列。上导向板的设置有利于矿料形成运动惯性，以便更平稳的通过筛网，降低摩擦影响。筛网的安装位置对应循环水箱201或者浊水室2011。下导向板用于对接脱水筛202后端的机构例如第二输送皮带431、滑轨或者第三输送皮带或者第四传输皮带422，使得矿料经筛网脱水后经下导向板输送到所述后端的机构，避免了装载单元排出的清水流失，也避免了所述后端的机构受潮受损。

上述实施例中，底座1的设置，是为了保证不同装置之间相对位置的稳定，以保证不同装置或单元之间工作过程的衔接。具体实施时，可删除底座1；也可在底座1下表面还进一步设置车轮2，以方便底座1移动。

实施例9：一种线性煤矸分离装置和系统

参照图25，本实施例中提供了一种线性煤矸分离装置，包括：传动链条441、第六传输皮带442和第七传输皮带443。传动链条441运动设置，第六传输皮带442和第七传输皮带443并列设置在传动链条441上表面的下方。

传动链条441上设置有用于装填矿料的链槽4410，链槽4410底部设有用于控制排料的第二排料电磁阀444，第二排料电磁阀444用于根据对应的链槽4410中的矿料的识别结果控制链槽4410向第六传输皮带442或者第七传输皮带443排料。例如，第六传输皮带442和第七传输皮带443分别为精煤运输皮带和矸石运输皮带；某个链槽4410中的矿料为精煤时，在该链槽4410运动到第六传输皮带442上方时，该链槽4410对应的第二排料电磁阀444打开；某个链槽4410中的矿料为矸石时，在该链槽4410运动到第七传输皮带443上方时，该链槽4410对应的第二排料电磁阀444打开。

本实施例中，多个链槽4410在传动链条441上阵列分布，以方便矿料运输。且，第六传输皮带442和第七传输皮带443的运动方向垂直于传动链条441的运动方向，以方便通过第六传输皮带442和第七传输皮带443相对于链槽4410的运动方向进行煤矸分离。

本实施例中，传动链条441运动轨迹所在的最高平面实现为水平面；第六传输皮带442和第七传输皮带443的承载面位于所述最高平面下方。具体的，本实施例中还包括张紧转辊446和固定转辊445；张紧转辊446和固定转辊445转动设置并相互平行，传动链条441设置在张紧转辊446和固定转辊445上，且固定转辊445设有四根并呈矩形分布。

参照图25，本实施例中，还提供了一种线性煤矸分离系统，包括煤矸识别装置200和本实施例中的线性煤矸分离装置。煤矸识别装置200用于对矿料进行识别，第六传输皮带442和第七传输皮带443分别用于传输精煤和矸石；链槽4410用于装填煤矸识别装置200识别后的矿料。

该线性煤矸分离系统还包括第二运输机构54，第二运输机构54用于将煤矸识别装置输出的矿料运输到处于传动链条441运动轨迹最高平面的链槽4410中。

本实施例中，煤矸识别装置可采用实施例2提供的煤矸识别装置、实施例3中提供的转轮式煤矸识别装置或者光电分选装置。

实施例10：一种多线程煤矸分离系统

参照图25、图26，本实施例提供了一种多线程煤矸分离系统，包括布料排队装置100、煤矸识别装置200和煤矸分离装置；布料排队装置100用于将矿料根据粒度等级分别输送到对应的煤矸识别装置200进行识别；煤矸分离装置用于对各煤矸识别装置200输出的矿料根据识别结果进行传输。

本实施例中的煤矸分离装置采用实施例9提供的一种线性煤矸分离装置。本实施例中的煤矸识别装置200采用实施例2提供的煤矸识别装置、实施例3中提供的转轮式煤矸识别装置或者光电分选装置。

本实施例中，布料排队装置100包括：分级筛106和排料溜槽103。分级筛106由多个不同孔径的筛网组成，所述筛网数量与煤矸识别装置数量相等；排料溜槽103用于将各筛网筛出的矿料输送到对应的煤矸识别装置200中。如此，实现了通过不同的煤矸识别装置对对应粒度的矿料进行识别，有利于进一步提高识别精度。本实施例中，排料溜槽103上设有排序流道107，排序流道107的入口处设有导流分料结构108，排序流道107的出口朝向对应的煤矸识别装置；导流分料结构108为窄端与排序流道107连接的喇叭口结构。如此，通过导流分料结构108的引流，保证了矿料有序进入排序流道107，从而有序进入煤矸识别装置，有利于防止矿料在排料溜槽103上堵塞。

参照实施例1，本实施例中，也可在排料溜槽103下表面设置激振电机105，所述激振电机105的激振速度设置为较慢的速度，保证矿料充分分散，在矿料槽面跳跃的同时能够向排序流道107一侧靠边有序排队，避免小粒径物料重叠。

具体实施时，布料排队装置100中可设置多个与各煤矸识别装置一一对应的排料溜槽103，各排料溜槽103上可设置一个或者多个向同一个煤矸识别装置运输矿料的排序流道。具体实施时，布料排队装置100也可只设置一个排料溜槽103，排料溜槽103上设有与各煤矸识别装置一一对应的排序流道107，以便通过各排序流道107向对应的煤矸识别装置200运输矿料。本实施方式中，需保证分级筛106输出的各粒度等级的矿料进入对应的导流分料结构108中。

具体实施时，可将分级筛106设置在入料斗101中，在入料斗101上设置对应不同孔径的筛网的出口，通过所述出口将对应粒度登记的矿料输送到对应的排料溜槽103或者导流分料结构108中。本实施例中，分级筛106中的多个筛网根据孔径从大到小的顺序由上到下分布。具体如图25，本分级筛106采用多层振动分级筛，其层数根据排队和分离需要以及巷道空间大小来设置。本实施例中，对于25-300mm的矿料可设置4层的分级筛106，每层筛网的隔断粒度分别为[25-50mm)、[50-100mm)、[100-200mm)、[200-300mm]。

本实施例中，还包括煤矸追踪单元和控制模块；煤矸追踪单元用于根据煤矸识别装置的识别结果对链槽中矿料进行追踪定位，控制模块根据煤矸追踪单元的追踪结果控制各第二排料电磁阀444工作，以保证链槽4410中的精煤和矸石精准排放到第六传输皮带442和第七传输皮带上。

本实施例中，还包括第二运输机构54，第二运输机构54用于将各煤矸识别装置输出的矿料运输到对应的链槽4410中；第二运输机构由多个并列排布的星型给料机组成，所述多个星型给料机分别对应多个煤矸识别装置，且所述多个星型给料机转轴共线并共用一个驱动电机。如此，星型给料机的数量等于煤矸识别装置的数量，等于链槽阵列在垂直于传动链条441方向上的数量，通过星型给料机，使得煤矸识别装置输出的矿料精准输送对链槽阵列对应的行数上。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转轮式煤矸识别装置，其特征在于，包括：旋转支撑架、循环水箱(201)、称重单元、液位探测装置和处理模块；

旋转支撑架上设有用于装载矿料的装载单元，旋转支撑架用于带动装载单元在垂直面上转动，且装载单元的开口方向与第二转轴(225)的转动方向一致；旋转支撑架转动过程中，装载单元循环经过依次设置在旋转支撑架的旋转轨迹上的注水区(20a)、物料添加区(20b)、体积测量区(20c)和卸料区(20d)；

位于注水区(20a)的装载单元随着旋转支撑架转动时从循环水箱(201)中装水；称重单元用于获取装载单元在物料添加区(20b)被填入的矿料重量，液位探测装置用于测量体积测量区(20c)上的装载单元中的液位；

处理模块用于根据液位探测装置的测量结果计算装载单元中被填入矿料的体积，并用于结合所述体积和称重单元获得的矿料重量对矿料进行识别，处理模块还用于根据识别结果控制装载单元在卸料区(20d)卸料。

2.如权利要求1所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，还包括补水箱(2211)和溢流槽(2013)；循环水箱(201)上设有溢流口，溢流槽(2013)连接在循环水箱(201)和补水箱(2211)之间，用于将循环水箱(201)从溢流口溢流出的水输送到补水箱(2211)进行存储。

3.如权利要求2所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，还包括第二计量泵(228)，第二计量泵(228)用于将补水箱(2211)中的水输送回循环水箱(201)。

4.如权利要求1所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，还包括脱水筛(202)，脱水筛(202)设置在循环水箱(201)上方并位于所述卸料区(20d)的上的装载单元下方，脱水筛(202)用于对卸料区(20d)的装载单元排出的矿料进行脱水。

5.如权利要求1所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，装载单元转动轨迹圆的中心线与第二转轴(225)的中心线共线，装载单元的开口方向均为其转动轨迹圆的切线方向。

6.如权利要求1所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，旋转支撑架包括水平设置的第二转轴(225)和设置在第二转轴(225)上的支撑部(226)，支撑部(226)为四角星柱结构，且支撑部(226)基于第二转轴(225)的中心线旋转对称；支撑部(226)上位于外棱边与内棱边之间的斜面记作棱边斜面，与外侧板位置相对的棱边斜面记作相对斜面，位于外侧板与对应的相对斜面之间的棱边斜面记作连接底面，外侧板相对的两端分别设有第一连接侧板和第二连接侧板；外侧板与对应的相对斜面、连接底面、第一连接侧板和第二连接侧板相配合形成作为装载单元的第二称量筒(227)；多个第二称量筒(227)在第二转轴(225)的圆周方向上均匀分布。

7.如权利要求6所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，外侧板平行于对应的相对斜面。

8.如权利要求6所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，称重单元包括：秤板(221)、秤筐(222)和第二称重传感器(224)；秤板(221)倾斜设置在秤筐(222)上，秤板(221)低端朝向第二转轴(225)并对应位于物料添加区(20b)上的第二称量筒(227)的开口；秤板(221)用于承接外部装置输出的矿料并导入位于物料添加区(20b)的第二称量筒(227)中；第二称重传感器(224)设置在秤筐(222)内，第二称重传感器(224)用于对秤板(221)进行称重。

9.如权利要求8所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，秤板(221)下表面还可设置三角工装(223)，三角工装(223)采用直角结构，其斜面贴合秤板(221)；第二称重传感器(224)采用悬臂秤重传感器，第二称重传感器(224)悬臂从下方抵靠三角工装(223)。

10.如权利要求6所述的转轮式煤矸识别装置，其特征在于，液位探测装置采用用于检测外侧板垂直时的第二称量筒(227)中的液位的第二液位传感器(2210)。

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