CN113117857B - 一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，沿骨料破碎的进料方向依次设有给料装置、一级破碎装置、筛分装置、第一传输装置、二级破碎装置、第二传输装置，所述第一传输装置外设有分拣装置用于分拣骨料中的块状杂质，所述第二传输装置分别与取样分散装置、皮带秤相连通，所述二级破碎装置外设有收尘装置，所述取样分散装置外设有图像采集装置，所述图像采集装置外接有控制器，所述控制器分别与图像采集装置、二级破碎装置、收尘装置之间信号连接。本发明进一步提供一种连续级配再生骨料智能破碎方法。本发明提供一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，实现了全级配再生骨料的生产，大大降低了再生混凝土骨料生产过程的能耗。

Description

一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统
技术领域
本发明属于建筑固废资源化领域，涉及一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，具体涉及连续级配再生骨料采集、识别、破碎等多个生产过程。
背景技术
目前我国建筑固废资源化行业已拥有一定的技术积累和科技进步，建筑固废经分类后，将木材、塑料、钢筋等分拣出来再利用，将剩余的废混凝土及砖瓦进行破碎、筛分、清洗后做成建筑粗骨料和细骨料，用来制备新的再生混凝土或者免烧砖等再生产品。但现有建筑固废资源化过程中的破碎产品骨料级配不受控制，需要通过后续筛分，得到不同粒径的再生骨料。另一方面，在运输时需要分开装运，在拌合再生混凝土时需要多个料仓，将各粒径再生骨料重新混合，显著增加了成本。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，可按工程实际需要的骨料级配生产相应骨料，摒弃了传统砂石骨料产品颗粒级配单一的缺点，同时，减少了骨料筛分、成品堆料和使用时的二次混合流程。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，沿骨料破碎的进料方向依次设有给料装置、一级破碎装置、筛分装置、第一传输装置、二级破碎装置、第二传输装置，所述第一传输装置外设有分拣装置用于分拣骨料中的块状杂质，所述第二传输装置分别与取样分散装置、皮带秤相连通，所述二级破碎装置外设有收尘装置，所述取样分散装置外设有图像采集装置，所述图像采集装置外接有控制器，所述控制器分别与图像采集装置、二级破碎装置、收尘装置之间信号连接。
优选地，所述给料装置沿进料方向依次设有原料仓及给料机，所述原料仓与给料机之间经传送带输送机相连，所述给料机的给料口位于所述一级破碎装置的进料口的上方。
优选地，所述一级破碎装置为颚式破碎机。
更优选地，所述颚式破碎机选自复摆颚式破碎机、外动颚式破碎机或振动颚式破碎机中的一种。
优选地，所述筛分装置为振动筛。
优选地，所述筛分装置下方设有渣土杂质堆室。
优选地，所述第一传输装置沿传输方向依次设有第一传送单元及下溜槽，所述第一传送单元的进料端与筛分装置相连接，所述第一传送单元的出料端与下溜槽的进口相连接，所述下溜槽的出口与二级破碎装置的进料口相连接。
更优选地，所述第一传送单元为传送带输送机。
更优选地，所述第一传送单元的传输速度为0.1-0.3m/s。
优选地，所述分拣装置为智能喷射分拣设备。
优选地，所述分拣装置设于所述第一传输装的下溜槽的一侧，所述分拣装置用于将沿下溜槽运动的块状杂质喷射入块状杂质堆室。
优选地，所述二级破碎装置为对辊式破碎机。
更优选地，所述对辊式破碎机包括有壳体，所述壳体内设有联动的固定辊及滑动辊，所述固定辊固定在壳体内且所述固定辊的两端贯穿壳体的两侧，所述滑动辊的两端设于壳体两侧开口的滑轨中，所述滑动辊外接有对辊中心距调节滑块，所述对辊中心距调节滑块沿滑轨滑动用以带动滑动辊运动。
进一步优选地，所述对辊中心距调节滑块外设有电机，所述电机与对辊中心距调节滑块相连接用以驱动对辊中心距调节滑块在滑轨中滑动。
更进一步优选地，所述电机与控制器之间信号连接，所述控制器用于向电机发送驱动信号。
进一步优选地，所述滑动辊为单侧滑动辊。
优选地，所述第二传输装置为双通溜槽，所述双通溜槽的进料口位于所述二级破碎装置的出料口的下方，所述双通溜槽包括有出料口a和出料口b，所述出料口a与取样分散装置的位置相匹配，所述出料口b外设有皮带秤，所述皮带秤与出料口b相匹配。
更优选地，所述双通溜槽的取样间隔≤15min，开启时间为20-40s，单次测试取样量为 50-100g。
更优选地，所述皮带秤外接有料仓。
更优选地，所述皮带秤精度为±0.25％，运输量≥200t/h。
优选地，所述取样分散装置为振动平铺平台。
更优选地，所述振动平铺平台的振动频率为0.1-5Hz，振动时长为30-60s。
优选地，所述收尘装置为滤袋式收尘器。
优选地，所述图像采集装置为相机。
更优选地，所述相机为普通数码相机或工业照相机。
所述控制器为常规使用的控制器。本领域技术人员均了解，所述控制器的计算比较、判断、输出指令过程、均可以利用现有技术中的集成电路模块、可编程逻辑器件、其它硬件或安装相应的软件模块来实现。
本发明第二方面提供一种连续级配再生骨料智能破碎方法，采用上述系统，包括以下步骤：
1)将建筑固废原料由给料装置输入一级破碎装置中进行破碎，破碎后的建筑固废原料经筛分装置筛除渣土杂质，获得物料a；
2)将物料a经第一传输装置输送至二级破碎装置中进行破碎，并通过分拣装置分拣出物料a中的块状杂质，获得物料b；
3)将物料b经第二传输装置分别输送至取样分散装置、皮带秤，输送至取样分散装置的物料b进行振动分散使其平铺，并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，经控制器判别后获得物料b颗粒的级配状况，反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)后，再对物料b进行破碎；
4)重复步骤3)，从而获得所需的目标级配的再生骨料。
优选地，步骤1)中，所述再生骨料由原料仓经传送带输送机输入给料机，并由给料机输入一级破碎装置。
优选地，步骤1)中，所述一级破碎装置的进料粒度为400-600mm，出料粒度为150-200mm, 破碎处理能力为80-240t/h。
优选地，步骤1)中，所述一级破碎装置将建筑固废原料破碎至200mm以下。
优选地，步骤2)中，所述物料a经第一传送单元由下溜槽输送至二级破碎装置。
优选地，步骤3)中，所述物料b经双通溜槽分别输送至取样分散装置、皮带秤。
更优选地，所述物料b经双通溜槽的出料口a输送至取样分散装置，并经双通溜槽的出料口b输送至皮带秤。
优选地，步骤3)中，所述控制器判别的过程包括以下步骤：
A)将图像采集装置采集的图像转变为灰度图像；
B)采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像；
C)采用开运算消除物料b颗粒中的小颗粒；
D)计算物料b颗粒的面积和直径；
E)分析物料b颗粒形貌，去除误判颗粒；
F)做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
所述控制器内存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时，可实现对图像采集装置采集的图像识别，计算物料b颗粒的面积和直径，判断物料b颗粒的级配状况。
更优选地，步骤A)中，所述图像为拍摄所得RGB图像。
更优选地，步骤A)中，所述灰度图像的灰度级别选自8级、16级或32级中的一种。
更优选地，步骤B)中，所述最佳阀值分割算法采用最大类间方差法确定灰度阈值。
更优选地，步骤C)中，所述开运算被定义为先腐蚀后膨胀，是在计算机视觉和图像处理领域中基本的形态学噪点消除模块。
更优选地，步骤D)中，所述物料b颗粒的面积和直径统计采用像素点计数统计。所述物料b颗粒的直径为等效直径，即基于面积计算的圆形直径。
更优选地，步骤E)中，所述误判颗粒为内部含有孔洞的颗粒或者最小直径与最大直径比过小的粘连颗粒。
更优选地，步骤E)中，所述误判颗粒通过形态滤波器进行过滤去除。
更优选地，步骤F)中，所述物料b颗粒的级配曲线以颗粒粒径为x轴，以不同粒径的颗粒体积百分比为y轴。
优选地，步骤3)中，所述物料b颗粒的级配状况反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)，包括以下步骤：
a)设定颗粒的N个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的N个对辊中心距si及N 个对辊中心距持时ti；
b)根据所需再生骨料的目标级配，确定在N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的N个对辊中心距持时比值；
c)根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在N个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值。
更优选地，所述设定的N值为4-8。
进一步优选地，步骤a)中，当N值为5时，所述颗粒的粒径范围分别包括A(s4-s5mm)、B(s3-s4mm)、C(s2-s3mm)、D(s1-s2mm)、E(<s1mm)；对应所述对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为s1，II级中心距为s2，III级中心距为s3，IV级中心距为s4，V级中心距为s5；对应所述对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为tI，II级中心距持时为 tII，III级中心距持时为tIII，IV级中心距持时为tIV，V级中心距持时为tV。所述对辊中心距 si及对辊中心距持时ti为所述二级破碎装置的破碎参数，对辊中心距si及对辊中心距持时ti需要综合考量破碎骨料级配要求与破碎成本控制确定。
进一步优选地，步骤b)中，当N值为5时，所述N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为a:b:c:d:e，对应所述N个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1)为：a:b:c:d:e＝tI:(tI+tII):(tI+tII+tIII):(tI+tII+tIII+tIV):(tI+tII+tIII+tIV+tV)。
优选地，步骤3)中，所述图像采集装置采集图像信息经控制器判别后反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)的执行时间间隔≤10min。
如上所述，本发明提供的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，所生产的再生混凝土骨料级配可控，实现了全级配再生骨料的生产，按需生产使再生骨料生产系统在节能环保、降低成本的同时也实现了骨料“预拌”方便现场建设施工，为再生骨料生产系统标准化建设提供重要依据。
(2)本发明提供的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，采用智能对辊式分级破碎机进行二级破碎，相较于传统破碎工艺，省略了筛分单元，大大降低了再生混凝土骨料生产过程的能耗。
(3)本发明提供的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，采用滑移模式提高了对辊中心距控制精度，采用预编程控制对辊中心距持时，可根据再生骨料级配需求进行编程，适用性广、灵活性强。
(4)本发明提供的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，设计了级配在线监测系统，采用图像识别技术，提取再生骨料产品级配信息，破碎装置控制系统具有结果实时反馈调控机制，计算机控制系统将根据破碎处理情况实时调整破碎程序，按照现行技术标准调整优化再生骨料级配。
附图说明
图1显示为本发明的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统的整体工作流程的框线图。
图2显示为本发明的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统中二级破碎装置的结构示意图，其中，A为固定辊；B为滑动辊；C为对辊中心距调节滑块；D为电机。
图3显示为再生骨料颗粒级配的分析实例图。
图4显示为本发明的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统的整体结构的示意图，其中，1为给料装置；2为一级破碎装置；3为筛分装置；4为第一传输装置；5为分拣装置；6为二级破碎装置；7为取样分散装置；8为图像采集装置；9为控制器；10为收尘装置；11 为第二传输装置；12为皮带秤；13为料仓；14为块状杂质堆室；15为渣土杂质堆室。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、4所示，本发明第一方面提供一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，沿骨料破碎的进料方向依次设有给料装置、一级破碎装置、筛分装置、第一传输装置、二级破碎装置、第二传输装置，所述第一传输装置外设有分拣装置用于分拣骨料中的块状杂质，所述第二传输装置分别与取样分散装置、皮带秤相连通，所述二级破碎装置外设有收尘装置，所述取样分散装置外设有图像采集装置，所述图像采集装置外接有控制器，所述控制器分别与图像采集装置、二级破碎装置、收尘装置之间信号连接。
在一个优选的实施例中，所述给料装置沿进料方向依次设有原料仓及给料机，所述原料仓与给料机之间经传送带输送机相连，所述给料机的给料口位于所述一级破碎装置的进料口的上方。
在实际使用中，所述原料仓为常规放置骨料的储存仓。
在实际使用中，所述给料机为建筑领域常规使用的给料机。具体来说，所述给料机为槽式振动给料机。
在一个优选的实施例中，所述一级破碎装置为颚式破碎机。进一步来说，所述颚式破碎机选自复摆颚式破碎机、外动颚式破碎机或振动颚式破碎机中的一种。具体来说，所述颚式破碎机为PE-600×750型颚式破碎机。
在一个优选的实施例中，所述筛分装置为振动筛。所述振动筛为建筑领域常规使用的振动筛。所述振动筛能够筛除经一级破碎装置破碎后的骨料中的渣土杂质。
在一个优选的实施例中，如图4所示，所述筛分装置下方设有渣土杂质堆室。能够存放经一级破碎装置破碎后由振动筛筛除的骨料中的渣土杂质。
在一个优选的实施例中，所述第一传输装置沿传输方向依次设有第一传送单元及下溜槽，所述第一传送单元的进料端与筛分装置相连接，所述第一传送单元的出料端与下溜槽的进口相连接，所述下溜槽的出口与二级破碎装置的进料口相连接。
在实际使用中，所述第一传送单元为传送带输送机。所述传送带输送机为常规使用的传送带输送机。
在实际使用中，所述第一传送单元的传输速度为0.1-0.3m/s，优选为0.2m/s。
在一个优选的实施例中，所述分拣装置为智能喷射分拣设备。具体来说，所述智能喷射分拣设备为基于X射线成像分选的气体喷射点阵型分拣设备。
在一个优选的实施例中，如图4所示，所述分拣装置设于所述第一传输装的下溜槽的一侧，所述分拣装置用于将沿下溜槽运动的骨料中块状杂质喷射入块状杂质堆室。所述块状杂质堆室能够存放骨料中的块状杂质。
在实际使用中，所述分拣装置的分拣速率与所述第一传送单元的传输速度相匹配。具体来说，所述分拣装置的分拣速率为0.1-0.3m/s，优选为0.2m/s。
在一个优选的实施例中，所述二级破碎装置为对辊式破碎机。具体来说，如图2所示，所述对辊式破碎机包括有壳体，所述壳体内设有联动的固定辊及滑动辊，所述固定辊固定在壳体内且所述固定辊的两端贯穿壳体的两侧，所述滑动辊的两端设于壳体两侧开口的滑轨中，所述滑动辊外接有对辊中心距调节滑块，所述对辊中心距调节滑块沿滑轨滑动用以带动滑动辊运动。从而控制产出骨料粒径范围及其占比。
在实际使用中，所述对辊中心距调节滑块外设有电机，所述电机与对辊中心距调节滑块相连接用以驱动对辊中心距调节滑块在滑轨中滑动。具体来说，所述电机为常规使用的伺服电机。
所述电机与控制器之间信号连接，所述控制器用于向电机发送驱动信号，以通过电机驱动对辊中心距调节滑块带动滑动辊运动，调整对辊中心距的保持时间。通过对辊中心距的保持时间不同，控制各粒径再生骨料占比。所述控制器为计算机中控系统，基于破碎情况对破碎程序进行迭代修正。所述对辊中心距保持时间长短可在控制器内预先编程设计，并配合结果反馈控制器进行调整。
在实际使用中，所述滑动辊为单侧滑动辊。所述滑动辊用于控制对辊中心距。具体来说，所述对辊中心距的连续变化区间为0.1-150mm。从而对应产出粒径低于对辊中心距的再生骨料。
在一个优选的实施例中，所述第二传输装置为双通溜槽，所述双通溜槽的进料口位于所述二级破碎装置的出料口的下方，所述双通溜槽包括有出料口a和出料口b，所述出料口a 与取样分散装置的位置相匹配，所述出料口b外设有皮带秤，所述皮带秤与出料口b相匹配。所述出料口a与取样分散装置的位置相匹配是指，所述出料口a内的破碎骨料可以顺利落到取样分散装置上。所述皮带秤与出料口b相匹配是指，所述出料口b的破碎骨料可以顺利落到皮带秤上。
在实际使用中，所述双通溜槽的取样间隔≤15min，开启时间为20-40s，单次测试取样量为50-100g。所述双通溜槽的出料口采用定时开关，按取样间隔开启，自物料中随机取样获得测试样品，用于图像分析。
在实际使用中，所述皮带秤外接有料仓。用于存放破碎后的骨料。
在实际使用中，所述皮带秤的精度为±0.25％，运输量≥200t/h。
在一个优选的实施例中，所述取样分散装置为振动平铺平台。所述振动平铺平台为常规使用的振动平台。所述取样分散装置将落入物料进行平铺、分散，从而保障图像采集装置进行图像拍摄及级配识别工艺精度。
在实际使用中，所述振动平铺平台的振动频率为0.1-5Hz，振动时长为30-60s。
在一个优选的实施例中，所述收尘装置为滤袋式收尘器。所述收尘装置将含尘气流进行处理，含尘气流中的灰尘进入粉料仓放置，收尘后的洁净空气排出。
所述收尘装置收尘时，控制器接收图像采集装置发送的破碎数据信号，根据破碎骨料粒径大小不同，由控制器发送收尘信号调控收尘器的脉冲阀，使收尘器中的压缩空气进入滤袋使滤袋在瞬间膨胀，并伴随着气流的反向作用抖落粉尘。在实际操作中，图像采集装置采集的破碎数据中，破碎骨料粒径越小，则相应收尘装置的收尘风速和脉冲阀启动频率越高，从而提高收尘效率。
在一个优选的实施例中，所述图像采集装置为相机。
所述控制器用于接收图像采集装置采集的图像信号后进行判别，通过电机调整二级破碎装置。所述控制器内设有再生骨料颗粒级配分析算法，可以实时反馈已破碎再生骨料级配，从而调整二级破碎装置的破碎参数以达到目标级配。所述二级破碎装置的破碎参数为对辊中心距si和对辊中心距持时ti。
在实际使用中，所述相机为普通数码相机或工业照相机。
在实际使用中，所述相机的分辨率为像素200万以上。以提高本监测系统的工作效率。
所述控制器为常规使用的控制器。本领域技术人员均了解，所述控制器的计算比较、判断、输出指令过程、均可以利用现有技术中的集成电路模块、可编程逻辑器件、其它硬件或安装相应的软件模块来实现。
本发明第二方面提供一种连续级配再生骨料智能破碎方法，采用上述系统，包括以下步骤：
1)将建筑固废原料由给料装置输入一级破碎装置中进行破碎，破碎后的建筑固废原料经筛分装置筛除渣土杂质，获得物料a；
2)将物料a经第一传输装置输送至二级破碎装置中进行破碎，并通过分拣装置分拣出物料a中的块状杂质，获得物料b；
3)将物料b经第二传输装置分别输送至取样分散装置、皮带秤，输送至取样分散装置的物料b进行振动分散使其平铺，并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，经控制器判别后获得物料b颗粒的级配状况，反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)后，再对物料b进行破碎；
4)重复步骤3)，从而获得所需的目标级配的再生骨料。
在一个优选的实施例中，步骤1)中，所述再生骨料由原料仓经传送带输送机输入给料机，并由给料机输入一级破碎装置。
在一个优选的实施例中，步骤1)中，所述一级破碎装置采用颚式破碎机破碎。所述一级破碎装置的进料粒度为400-600mm，出料粒度为150-200mm,破碎处理能力为80-240t/h。
在一个优选的实施例中，步骤1)中，所述一级破碎装置将建筑固废原料破碎至200mm 以下，优选为150-200mm。
在一个优选的实施例中，步骤1)中，所述筛分装置为振动筛，所述振动筛的筛网孔径≤10mm。
步骤1)中，所述物料a为筛除渣土杂质后的破碎混凝土块状材料。
在一个优选的实施例中，步骤2)中，所述物料a经第一传送单元由下溜槽输送至二级破碎装置。
在一个优选的实施例中，步骤2)中，所述块状杂质为基于密度的材料种类区分，筛除密度过低的块状材料后的破碎混凝土块状材料。所述密度过低的块状材料如木材等。
在一个优选的实施例中，步骤2)中，所述二级破碎装置采用对辊式破碎机破碎。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，所述物料b经双通溜槽分别输送至取样分散装置、皮带秤。
在实际使用中，所述物料b经双通溜槽的出料口a输送至取样分散装置，并经双通溜槽的出料口b输送至皮带秤。
在实际使用中，所述物料b由皮带秤输送至料仓。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，所述取样分散装置的振动频率为0.1-5Hz，振动时长为30-60s。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，如图3所示，所述控制器判别的过程包括以下步骤：
A)将图像采集装置采集的图像转变为灰度图像；
B)采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像；
C)采用开运算消除物料b颗粒中的小颗粒；
D)计算物料b颗粒的面积和直径；
E)分析物料b颗粒形貌，去除误判颗粒；
F)做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
在实际使用中，所述控制器内存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时，可实现对图像采集装置采集的图像识别，计算物料b颗粒的面积和直径，判断物料b颗粒的级配状况。
在实际使用中，步骤A)中，所述图像为拍摄所得RGB图像。
在实际使用中，步骤A)中，所述灰度图像的灰度级别选自8级、16级或32级中的一种。
在实际使用中，步骤B)中，所述最佳阀值分割算法采用最大类间方差法确定灰度阈值。所述最佳阀值分割算法是根据最佳分割阈值，依据图像中灰度的均值和方差对图像进行二值化处理分割再生骨料颗粒与背景。
在实际使用中，步骤C)中，所述开运算被定义为先腐蚀后膨胀，是在计算机视觉和图像处理领域中基本的形态学噪点消除模块。
在实际使用中，步骤C)中，所述小颗粒为粉尘。
在实际使用中，步骤D)中，所述物料b颗粒的面积和直径统计采用像素点计数统计。所述物料b颗粒的直径为等效直径，即基于面积计算的圆形直径。
在实际使用中，步骤E)中，所述误判颗粒为内部含有孔洞的颗粒或者最小直径与最大直径比过小的粘连颗粒。
在实际使用中，步骤E)中，所述误判颗粒通过形态滤波器进行过滤。所述形态滤波器能够识别、分离、过滤图像中粘连颗粒以提高再生骨料轮廓信息级配识别精度。所述轮廓信息提取首先提取再生骨料颗粒圆度，基于颗粒圆度排除黏连颗粒对粒径分布统计的影响。排除黏连颗粒后进行再生骨料颗粒的等效粒径和数量的统计。
更进一步地，所述形态滤波器为Watersged滤波器。
在实际使用中，步骤F)中，所述骨料级配曲线以颗粒粒径为x轴，以不同粒径的颗粒体积百分比为y轴。具体见图3。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，所述物料b颗粒的级配状况反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)，包括以下步骤：
a)设定颗粒的N个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的N个对辊中心距 si及N个对辊中心距持时ti；
b)根据所需再生骨料的目标级配，确定在N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的N个对辊中心距持时比值；
c)根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在N个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值。
在实际使用中，所述设定的N值为4-8。
在实际使用中，步骤a)中，当N值为5时，所述颗粒的粒径范围分别包括A(s4-s5mm)、B(s3-s4mm)、C(s2-s3mm)、D(s1-s2mm)、E(<s1mm)；对应所述对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为s1，II级中心距为s2，III级中心距为s3，IV级中心距为s4，V级中心距为s5；对应所述对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为tI，II级中心距持时为 tII，III级中心距持时为tIII，IV级中心距持时为tIV，V级中心距持时为tV。
具体例如，对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为2-3mm，II级中心距为4-5mm， III级中心距为7-9mm，IV级中心距为15-17mm，V级中心距为24-26mm；对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为0.5-1.5min，II级中心距持时为0.5-1.5min，III级中心距持时为1.5-2.5min，IV级中心距持时为2.5-3.5min，V级中心距持时为4.5-5.5min。
所述对辊中心距si及对辊中心距持时ti为所述二级破碎装置的破碎参数，对辊中心距si及对辊中心距持时ti需要综合考量破碎骨料级配要求与破碎成本控制确定。
在实际使用中，步骤b)中，当N值为5时，所述N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为a:b:c:d:e，对应所述N个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1)为：a:b:c:d:e＝tI:(tI+tII):(tI+tII+tIII):(tI+tII+tIII+tIV):(tI+tII+tIII+tIV+tV)。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，所述控制器将图像采集装置采集的图像信号进行判别后发送电机驱动信号至电机，由电机驱动从而调整二级破碎装置的破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)。
在一个优选的实施例中，步骤3)中，所述图像采集装置采集图像信息经控制器判别后反馈至二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)的执行时间间隔≤ 10min。
实施例1
将建筑固废原料由原料仓经传送带输送机输入给料机，并由给料机输入颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机为PE-600×750型颚式破碎机，其进料粒度为400-600mm，优选为500mm，出料粒度为150-200mm，优选为180mm，破碎处理能力为80-240t/h，优选为160t/h。
破碎后的建筑固废原料经振动筛筛除渣土杂质，获得筛除渣土后的物料a。再将物料a 经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度匀速输送至对辊式破碎机中进行破碎，获得物料b。并通过智能喷射分拣设备对块状杂质进行分拣，将基于密度的材料种类区分、筛除密度过低的块状材料送至块状杂质堆室，分拣速率为0.2m/s。
物料b经双通溜槽分别输送至振动平铺平台、皮带秤。双通溜槽的取样间隔为5min,单次测试取样量为100g。振动平铺平台的振动频率为2Hz，振动时长为30s。并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，图像采集装置采用普通数码相机或工业照相机。控制器判别流程为：将RGB图像转变为32级灰度图像，采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像，采用开运算消除物料b颗粒中的粉尘等小颗粒，计算物料b颗粒的面积和最大最小直径，分析颗粒形貌，去除内部含有孔洞的颗粒、最小直径和最大直径比过小(粘连颗粒)的误判颗粒，做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
然后，设定颗粒的5个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的5个对辊中心距si及 5个对辊中心距持时ti，颗粒的粒径范围分别包括A(16-25mm)、B(8-16mm)、C(5-8mm)、D(2.5-5mm)、E(<2.5mm)；对应对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为2.5mm，II 级中心距为5mm，III级中心距为8mm，IV级中心距为16mm，V级中心距为25mm。对应对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为1min，II级中心距持时为1min，III级中心距持时为2min，IV级中心距持时为3min，V级中心距持时为5min。
根据所需再生骨料的目标级配，确定在5个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的5个对辊中心距持时比值，N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为1:2:4:7:12，对应5个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1)为： 1:2:4:7:12＝1:(1+1):(1+1+2):(1+1+2+3):(1+1+2+3+5)。
根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在5个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，发送电机驱动信号至电机，由电机驱动从而在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值，在二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)后，再将物料b经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度输送至对辊式破碎机中进行破碎。重复根据物料b颗粒的级配状况，反馈调整二级破碎装置后再调整破碎物料b的步骤，最终获得所需的目标级配的再生骨料样品1#。将所需的目标级配的再生骨料由皮带秤输送至料仓。
实施例2
将建筑固废原料由原料仓经传送带输送机输入给料机，并由给料机输入颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机为PE-600×750型颚式破碎机，其进料粒度为400-600mm，优选为400mm，出料粒度为150-200mm，优选为150mm，破碎处理能力为80-240t/h，优选为80t/h。
破碎后的建筑固废原料经振动筛筛除渣土杂质，获得筛除渣土后的物料a。再将物料a 经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度匀速输送至对辊式破碎机中进行破碎，获得物料b。并通过智能喷射分拣设备对块状杂质进行分拣，将基于密度的材料种类区分、筛除密度过低的块状材料送至块状杂质堆室，分拣速率为0.2m/s。
物料b经双通溜槽分别输送至振动平铺平台、皮带秤。双通溜槽的取样间隔为5min,单次测试取样量为100g。振动平铺平台的振动频率为2Hz，振动时长为30s。并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，图像采集装置采用普通数码相机或工业照相机。控制器判别流程为：将RGB图像转变为32级灰度图像，采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像，采用开运算消除物料b颗粒中的粉尘等小颗粒，计算物料b颗粒的面积和最大最小直径，分析颗粒形貌，去除内部含有孔洞的颗粒、最小直径和最大直径比过小(粘连颗粒)的误判颗粒，做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
然后，设定颗粒的5个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的5个对辊中心距si及 5个对辊中心距持时ti，颗粒的粒径范围分别包括A(16-25mm)、B(8-16mm)、C(5-8mm)、D(2.5-5mm)、E(<2.5mm)；对应对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为2.5mm，II 级中心距为5mm，III级中心距为8mm，IV级中心距为16mm，V级中心距为25mm。对应对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为0.5min，II级中心距持时为0.5min，III 级中心距持时为1.5min，IV级中心距持时为2.5min，V级中心距持时为4.5min。
根据所需再生骨料的目标级配，确定在5个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的5个对辊中心距持时比值，N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为1:2:4:9:18，对应5个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1)为： 1:2:4:9:18＝0.5:(0.5+0.5):(0.5+0.5+1.5):(0.5+0.5+1.5+2.5):(0.5+0.5+1.5+2.5+4.5)。
根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在5个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，发送电机驱动信号至电机，由电机驱动从而在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值，在二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)后，再将物料b经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度输送至对辊式破碎机中进行破碎。重复根据物料b颗粒的级配状况，反馈调整二级破碎装置后再调整破碎物料b的步骤，最终获得所需的目标级配的再生骨料样品2#。将所需的目标级配的再生骨料由皮带秤输送至料仓。
实施例3
将建筑固废原料由原料仓经传送带输送机输入给料机，并由给料机输入颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机为PE-600×750型颚式破碎机，其进料粒度为400-600mm，优选为600mm，出料粒度为150-200mm，优选为200mm，破碎处理能力为80-240t/h，优选为240t/h。
破碎后的建筑固废原料经振动筛筛除渣土杂质，获得筛除渣土后的物料a。再将物料a 经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度匀速输送至对辊式破碎机中进行破碎，获得物料b。并通过智能喷射分拣设备对块状杂质进行分拣，将基于密度的材料种类区分、筛除密度过低的块状材料送至块状杂质堆室，分拣速率为0.2m/s。
物料b经双通溜槽分别输送至振动平铺平台、皮带秤。双通溜槽的取样间隔为5min,单次测试取样量为100g。振动平铺平台的振动频率为2Hz，振动时长为30s。并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，图像采集装置采用普通数码相机或工业照相机。控制器判别流程为：将RGB图像转变为32级灰度图像，采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像，采用开运算消除物料b颗粒中的粉尘等小颗粒，计算物料b颗粒的面积和最大最小直径，分析颗粒形貌，去除内部含有孔洞的颗粒、最小直径和最大直径比过小(粘连颗粒)的误判颗粒，做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
然后，设定颗粒的5个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的5个对辊中心距si及 5个对辊中心距持时ti，颗粒的粒径范围分别包括A(16-25mm)、B(8-16mm)、C(5-8mm)、D(2.5-5mm)、E(<2.5mm)；对应对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为2.5mm，II 级中心距为5mm，III级中心距为8mm，IV级中心距为16mm，V级中心距为25mm。对应对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为1.5min，II级中心距持时为1.5min，III 级中心距持时为2.5min，IV级中心距持时为3.5min，V级中心距持时为5.5min。
根据所需再生骨料的目标级配，确定在5个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的5个对辊中心距持时比值，N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为3:6:11:18:29，对应5个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1) 为：3:6:11:18:29＝1.5:(1.5+1.5):(1.5+1.5+2.5):(1.5+1.5+2.5+3.5):(1.5+1.5+2.5+3.5+5.5)。
根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在5个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，发送电机驱动信号至电机，由电机驱动从而在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值，在二级破碎装置调整破碎参数(对辊中心距si和对辊中心距持时ti)后，再将物料b经下溜槽由传送带输送机以0.2m/s速度输送至对辊式破碎机中进行破碎。重复根据物料b颗粒的级配状况，反馈调整二级破碎装置后再调整破碎物料b的步骤，最终获得所需的目标级配的再生骨料样品3#。将所需的目标级配的再生骨料由皮带秤输送至料仓。
通过上述实施例1-3可知，本发明中所涉及的一种连续级配再生骨料智能破碎集成系统，省去了传统骨料制备方法中的筛分环节，并相应简化了施工中骨料混合流程。可依据工程实际需要设计、生产相应级配的再生骨料，再生骨料生产和应用中的能耗能降低15％以上。同时，所制备的全级配再生混凝土骨料级配合理，组分配制精确，对保障再生混凝土性能具有重要意义。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种连续级配再生骨料智能破碎方法，采用连续级配再生骨料智能破碎集成系统，包括以下步骤：
1)将建筑固废原料由给料装置输入一级破碎装置中进行破碎，破碎后的建筑固废原料经筛分装置筛除渣土杂质，获得物料a；
2)将物料a经第一传输装置输送至二级破碎装置中进行破碎，并通过分拣装置分拣出物料a中的块状杂质，获得物料b；
3)将物料b经第二传输装置分别输送至取样分散装置、皮带秤，输送至取样分散装置的物料b进行振动分散使其平铺，并由图像采集装置采集物料b颗粒级配的图像信息，经控制器判别后获得物料b颗粒的级配状况，反馈至二级破碎装置调整破碎参数后，再对物料b进行破碎；
4)重复步骤3)，从而获得所需的目标级配的再生骨料；
步骤3)中，所述物料b颗粒的级配状况反馈至二级破碎装置调整破碎参数，包括以下步骤：
a)设定颗粒的N个粒径范围，并在二级破碎装置中设定对应的N个对辊中心距si及N个对辊中心距持时ti；
b)根据所需再生骨料的目标级配，确定在N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例，并在二级破碎装置中确定对应的N个对辊中心距持时比值；
c)根据物料b颗粒的级配状况，将物料b颗粒与目标颗粒在N个粒径范围中分别所占的体积比例进行比较后，在二级破碎装置中调整对应的N个对辊中心距持时比值；
所述连续级配再生骨料智能破碎集成系统，沿骨料破碎的进料方向依次设有给料装置(1)、一级破碎装置(2)、筛分装置(3)、第一传输装置(4)、二级破碎装置(6)、第二传输装置(11)，所述第一传输装置(4)外设有分拣装置(5)用于分拣骨料中的块状杂质，所述第二传输装置(11)分别与取样分散装置(7)、皮带秤(12)相连通，所述二级破碎装置(6)外设有收尘装置(10)，所述取样分散装置(7)外设有图像采集装置(8)，所述图像采集装置(8)外接有控制器(9)，所述控制器(9)分别与图像采集装置(8)、二级破碎装置(6)、收尘装置(10)之间信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，步骤3)中，所述控制器判别的过程包括以下步骤：
A)将图像采集装置采集的图像转变为灰度图像；
B)采用最佳阀值分割算法，寻找最佳的分割值，将灰度图像转换为二值图像；
C)采用开运算消除物料b颗粒中的小颗粒；
D)计算物料b颗粒的面积和直径；
E)分析物料b颗粒形貌，去除误判颗粒；
F)做出物料b颗粒的骨料级配曲线，判别物料b颗粒的级配状况。
3.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，包括以下条件中的任一项或多项：
A1)当N值为5时，所述颗粒的粒径范围分别包括A：s4-s5mm、B：s3-s4mm、C：s2-s3mm、D：s1-s2mm、E：<s1mm；对应所述对辊中心距包括I-V五个等级：I级中心距为s1，II级中心距为s2，III级中心距为s3，IV级中心距为s4，V级中心距为s5；对应所述对辊中心距持时包括I-V五个等级：I级中心距持时为tI，II级中心距持时为tII，III级中心距持时为tIII，IV级中心距持时为tIV，V级中心距持时为tV；
A2)当N值为5时，所述N个粒径范围中目标颗粒分别所占的体积比例为a:b:c:d:e，对应所述N个对辊中心距持时比值符合公式(1)，所述公式(1)为：a:b:c:d:e＝tI:tI+tII:tI+tII+tIII:tI+tII+tIII+tIV:tI+tII+tIII+tIV+tV。
4.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，所述给料装置(1)沿进料方向依次设有原料仓及给料机，所述原料仓与给料机之间经传送带输送机相连，所述给料机的给料口位于所述一级破碎装置(2)的进料口的上方。
5.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，所述第一传输装置(4)沿传输方向依次设有第一传送单元及下溜槽，所述第一传送单元的进料端与筛分装置(3)相连接，所述第一传送单元的出料端与下溜槽的进口相连接，所述下溜槽的出口与二级破碎装置(6)的进料口相连接。
6.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，所述二级破碎装置(6)为对辊式破碎机，所述对辊式破碎机包括有壳体，所述壳体内设有联动的固定辊(A)及滑动辊(B)，所述固定辊(A)固定在壳体内且所述固定辊(A)的两端贯穿壳体的两侧，所述滑动辊(B)的两端设于壳体两侧开口的滑轨中，所述滑动辊(B)外接有对辊中心距调节滑块(C)，所述对辊中心距调节滑块(C)沿滑轨滑动用以带动滑动辊(B)运动。
7.根据权利要求6所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，所述对辊中心距调节滑块(C)外设有电机(D)，所述电机(D)与对辊中心距调节滑块(C)相连接用以驱动对辊中心距调节滑块(C)在滑轨中滑动，所述电机(D)与控制器(9)之间信号连接。
8.根据权利要求1所述的一种连续级配再生骨料智能破碎方法，其特征在于，所述第二传输装置(11)为双通溜槽，所述双通溜槽的进料口位于所述二级破碎装置(6)的出料口的下方，所述双通溜槽包括有出料口a和出料口b，所述出料口a与取样分散装置(7)的位置相匹配，所述出料口b外设有皮带秤(12)，所述皮带秤(12)与出料口b相匹配。
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