CN113551955A - 煤炭全自动制样分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤炭制样检测技术领域的煤炭全自动制样分析系统，包括全水测定样品缩分装置、分析样品预烘干烘箱、锤式破碎装置、全水测定样品称量装置、分析样品缩分装置、对辊破碎装置、样品桶清洗弃样装置、样品罐自动封盖发送装置、成分样品研磨装置、全水测定烘干烘箱、工业机器人、样品桶输入输出传送装置、水分存查样品罐输入输出装置、除尘装置和机器人控制单元，通过PLC系统和机器人控制单元完成制样分析过程全自动控制，系统测定数据自动上传、控制中心的计算机依据上传数据进行数理统计，获取分析检测结果，同时系统制样分析工作效率高、系统存查样品自动封装及时、操作方便。

Description

煤炭全自动制样分析系统

技术领域

本发明涉及煤炭制样检测技术领域，具体为煤炭全自动制样分析系统。

背景技术

煤炭制样分析设备是应用于煤炭矿区采矿、煤炭散货装卸码头、电力生产等行业的原料分析检测、科研等需求的一类装置。目前，绝大部分制样间和实验室制样备样过程主要是通过人工搬运桶装待制备样品，逐步对样品进行破碎、缩分、全水分分析测定、样品研磨、成分分析等制样分析工作。传统的人工制样分析过程其存在的不足主要表现在：人工参与度较高，样品损失量大，由此产生并引入的制样分析偏差较大，同时制样人员长时间暴露在高粉尘、高噪音的环境下工作，对制样人员的身体健康存在较大影响，并且需要的生产操作人员多，劳动力成本高，故亟需设计一种自动化煤炭制样分析系统，基于此，本发明设计了煤炭全自动制样分析系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供煤炭全自动制样分析系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：煤炭全自动制样分析系统，包括全水测定样品缩分装置、分析样品预烘干烘箱、锤式破碎装置、全水测定样品称量装置、分析样品缩分装置、对辊破碎装置、样品桶清洗弃样装置、样品罐自动封盖发送装置、成分样品研磨装置、全水测定烘干烘箱、工业机器人、样品桶输入输出传送装置、水分存查样品罐输入输出装置、除尘装置和机器人控制单元，所述全水测定样品缩分装置、分析样品预烘干烘箱、锤式破碎装置、全水测定样品称量装置、分析样品缩分装置、对辊破碎装置、样品桶清洗弃样装置、样品罐自动封盖发送装置、成分样品研磨装置和全水测定烘干烘箱依次相邻呈开口矩形分布固定，所述样品桶输入输出传送装置和水分存查样品罐输入输出装置平行并列设置在全水测定烘干烘箱内侧，所述工业机器人设置在中央，所述机器人控制单元与工业机器人信号连接，所述全水测定样品缩分装置、分析样品预烘干烘箱、锤式破碎装置、全水测定样品称量装置、分析样品缩分装置、对辊破碎装置、样品桶清洗弃样装置、样品罐自动封盖发送装置、成分样品研磨装置、全水测定烘干烘箱、样品桶输入输出传送装置和水分存查样品罐输入输出装置均通过PLC系统控制。

进一步的，所述全水测定样品缩分装置包括上盖箱体、主箱体、样品缓存斗、振动器、整流给料装置、旋转轴固定顶座、旋转切槽、旋转轴、样品桶旋转底盘、带变速箱的运行驱动电机和设备主机架，所述上盖箱体转动卡接在主箱体上部，所述设备主机架位于主箱体内腔，所述振动器通过螺栓固定在样品缓存斗一侧，所述样品缓存斗通过螺栓与整流给料装置连接固定，所述样品缓存斗、振动器和整流给料装置构成振动整流给料机构，所述设备主机架上呈八字形分别通过螺栓固定有两组振动整流给料机构，所述振动整流给料机构出料端垂直对应旋转切槽切口正上方位置，所述旋转切槽通过螺栓与旋转轴连接固定，所述旋转轴上端通过端盖轴承与旋转轴固定顶座相连接，所述旋转轴下端与运行驱动电机变速箱连接，所述运行驱动电机通过螺栓固定在设备主机架底部。

进一步的，所述全水测定烘干烘箱包括烘箱控制单元、样品盘、样品盘旋转托盘、烘箱门开关气缸、运行旋转轴、保温固定板、热风循环风机、旋转定位机构、烘箱门、带变速箱的电机、加热装置和箱体主架，所述烘箱控制单元设计布置在箱体主架顶部，用于设置烘箱运行各类参数及控制设备运转，所述样品盘通过定位卡槽平放在样品盘旋转托盘上，所述样品旋转托盘设置有六层且通过螺栓与运行旋转轴相连接，所述运行旋转轴上端通过轴端轴承固定在箱体主架顶部，所述运行旋转轴顶部通过螺栓与旋转定位机构相连接，所述运行旋转轴底部通过轴端轴承固定在箱体主架底部，所述运行旋转轴低端固定安装有同步带驱动轮且通过同步带与电机的变速箱连接，所述烘箱门通过合页固定在箱体主架上，所述烘箱门开关气缸底座通过螺栓固定在箱体主架上且伸缩杆端通过螺栓固定在烘箱门侧面，所述保温固定板通过螺栓固定在箱体主架内层侧，所述加热装置通过螺栓固定在烘箱加热仓后侧保温固定板上，所述热风循环风机通过螺栓固定在箱体主架顶部且进风口与烘箱加热仓顶部相连通。

进一步的，所述除尘装置的进气口分别与锤式破碎装置和对辊破碎装置相通连接。

进一步的，所述旋转定位机构用于设备运转时样品盘旋转托盘的定位确认。

进一步的，所述烘箱控制单元分别与烘箱门开关气缸、热风循环风机、电机和加热装置信号连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过PLC系统和机器人控制单元完成制样分析过程全自动控制，系统测定数据自动上传、控制中心的计算机依据上传数据进行数理统计，获取分析检测结果，同时系统制样分析工作效率高、系统存查样品自动封装及时、操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明结构示意图；

图2为本发明全水测定样品缩分装置结构示意图；

图3为本发明旋转轴固定顶座、旋转轴和样品桶旋转底盘连接位置示意图。

图4为本发明全水测定烘干烘箱结构示意图；

图5为图4后视图；

图6为图5左视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

全水测定样品缩分装置1、分析样品预烘干烘箱2、锤式破碎装置3、全水测定样品称量装置4、分析样品缩分装置5、对辊破碎装置6、样品桶清洗弃样装置7、样品罐自动封盖发送装置8、成分样品研磨装置9、全水测定烘干烘箱10、工业机器人11、样品桶输入输出传送装置12、水分存查样品罐输入输出装置13、除尘装置14、机器人控制单元15；

上盖箱体101、主箱体102、样品缓存斗103、振动器104、整流给料装置105、旋转轴固定顶座106、旋转切槽107、旋转轴108、样品桶旋转底盘109、运行驱动电机110、设备主机架111；

烘箱控制单元1001、样品盘1002、样品盘旋转托盘1003、烘箱门开关气缸1004、运行旋转轴1005、保温固定板1006、热风循环风机1007、旋转定位机构1008、烘箱门1009、电机1010、加热装置1011、箱体主架1012。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：煤炭全自动制样分析系统，包括全水测定样品缩分装置1、分析样品预烘干烘箱2、锤式破碎装置3、全水测定样品称量装置4、分析样品缩分装置5、对辊破碎装置6、样品桶清洗弃样装置7、样品罐自动封盖发送装置8、成分样品研磨装置9、全水测定烘干烘箱10、工业机器人11、样品桶输入输出传送装置12、水分存查样品罐输入输出装置13、除尘装置14和机器人控制单元15，全水测定样品缩分装置1、分析样品预烘干烘箱2、锤式破碎装置3、全水测定样品称量装置4、分析样品缩分装置5、对辊破碎装置6、样品桶清洗弃样装置7、样品罐自动封盖发送装置8、成分样品研磨装置9和全水测定烘干烘箱10依次相邻呈开口矩形分布固定，样品桶输入输出传送装置12和水分存查样品罐输入输出装置13平行并列设置在全水测定烘干烘箱10内侧，工业机器人11设置在中央，机器人控制单元15与工业机器人11信号连接，全水测定样品缩分装置1、分析样品预烘干烘箱2、锤式破碎装置3、全水测定样品称量装置4、分析样品缩分装置5、对辊破碎装置6、样品桶清洗弃样装置7、样品罐自动封盖发送装置8、成分样品研磨装置9、全水测定烘干烘箱10、样品桶输入输出传送装置12和水分存查样品罐输入输出装置13均通过PLC系统控制。

其中，全水测定样品缩分装置1包括上盖箱体101、主箱体102、样品缓存斗103、振动器104、整流给料装置105、旋转轴固定顶座106、旋转切槽107、旋转轴108、样品桶旋转底盘109、带变速箱的运行驱动电机110和设备主机架111，上盖箱体101转动卡接在主箱体102上部，设备主机架111位于主箱体102内腔，振动器104通过螺栓固定在样品缓存斗103一侧，样品缓存斗103通过螺栓与整流给料装置105连接固定，样品缓存斗103、振动器104和整流给料装置105构成振动整流给料机构，设备主机架111上呈八字形分别通过螺栓固定有两组振动整流给料机构，振动整流给料机构出料端垂直对应旋转切槽107切口正上方位置，旋转切槽107通过螺栓与旋转轴108连接固定，旋转轴108上端通过端盖轴承与旋转轴固定顶座106相连接，旋转轴108下端与运行驱动电机110变速箱连接，运行驱动电机110通过螺栓固定在设备主机架111底部。

全水测定烘干烘箱10包括烘箱控制单元1001、样品盘1002、样品盘旋转托盘1003、烘箱门开关气缸1004、运行旋转轴1005、保温固定板1006、热风循环风机1007、旋转定位机构1008、烘箱门1009、带变速箱的电机1010、加热装置1011和箱体主架1012，烘箱控制单元1001设计布置在箱体主架1012顶部，用于设置烘箱运行各类参数及控制设备运转，样品盘1002通过定位卡槽平放在样品盘旋转托盘1003上，样品旋转托盘1003设置有六层且通过螺栓与运行旋转轴1005相连接，运行旋转轴1005上端通过轴端轴承固定在箱体主架1012顶部，运行旋转轴1005顶部通过螺栓与旋转定位机构1008相连接，运行旋转轴1005底部通过轴端轴承固定在箱体主架1012底部，运行旋转轴1005低端固定安装有同步带驱动轮且通过同步带与电机1010的变速箱连接，烘箱门1009通过合页固定在箱体主架1012上，烘箱门开关气缸1004底座通过螺栓固定在箱体主架1012上且伸缩杆端通过螺栓固定在烘箱门1009侧面，保温固定板1006通过螺栓固定在箱体主架1012内层侧，加热装置1011通过螺栓固定在烘箱加热仓后侧保温固定板1006上，热风循环风机1007通过螺栓固定在箱体主架1012顶部且进风口与烘箱加热仓顶部相连通。

除尘装置14的进气口分别与锤式破碎装置3和对辊破碎装置6相通连接。

旋转定位机构1008用于设备运转时样品盘旋转托盘1003的定位确认。

烘箱控制单元1001分别与烘箱门开关气缸1004、热风循环风机1007、电机1010和加热装置1011信号连接。

全水测定样品缩分装置1、分析样品预烘干烘箱2、锤式破碎装置3、全水测定样品称量装置4、分析样品缩分装置5、对辊破碎装置6、样品桶清洗弃样装置7、样品罐自动封盖发送装置8、成分样品研磨装置9、全水测定烘干烘箱10、工业机器人11、样品桶输入输出传送装置12、水分存查样品罐输入输出装置13和除尘装置14采用标准化设计。

样品桶输入输出传送装置12前端可与样品桶自动运输车对接，实现料场、矿区、汽车、火车、运输皮带等采样现场取样样品桶与系统内经清洗后返回的空样品桶全自动交换；

锤式破碎装置3实现了制样样品粒度由≥100mm至≤13mm迅速破碎，有效提高了系统的整体制样效率；破碎装置进料口设置匀速给料装置，确保破碎物料均匀进入破碎腔体，有效避免在破碎装置内腔产生堵料或粘料；

对辊破碎装置6专门用于烘干后的样品破碎，实现了制样样品粒度由≥13mm至≤3mm迅速破碎，安装于工业机器人11夹具侧端的高压喷气清洗装置，可以有效对破碎装置上下游通道进行高压喷气清洗，最大限度的降低样品在设备破碎腔体内的样品残留；

破碎后的样品送入全水测定样品缩分装置1内，缩分同时获得水分测定样品进入缩分装置下方样品盘内；水分存查样品进入缩分装置下方样品罐内，工业机器人11夹取样品罐样品送入水分存查样品罐输入输出装置13，样品盘样品由工业机器人11夹取执行称量、烘干等水分测定分析工作流程；缩分弃样通过系统弃样皮带机返回到系统弃样收集仓内，待弃样收集仓满系统提示人工汽车外运；

预烘干后的样品送入分析样品缩分装置5内，缩分获得成分分析测定样品进入缩分装置下方样品罐内，工业机器人11夹取样品罐样品送入分析样品罐输出装置，进入成分分析单元，缩分弃样通过系统弃样皮带机返回到系统弃样收集仓内，待弃样收集仓满系统提示人工汽车外运；

工业机器人11夹取称量后的水分测定样品送入全水测定烘干烘箱10进行烘干作业，烘箱工作温度为105℃，根据不同分析测定样品的特性选择不同烘干时间进行烘干作业；

每批次样品大样缩分同时获得全水测定样品及成分分析样品，系统将成分分析样品送入分析样品预烘干烘箱2进行预烘干作业，烘箱预烘干工作温度为45℃；

工业机器人11从水分测定样品缩分装置下方夹取盛有水分测定样的样品盘，首先放置到水分测定称量装置进行样品烘干前称量，系统记录初始样品质量后，然后由机器人夹取称量后的水分测定样品送入烘箱进行烘干作业；

工业机器人11从水分测定样品缩分装置下方夹取水分存查样样品罐，送入样品罐自动压塑封盖装置内密封包装，样品罐经压塑封盖密封后，排队等待由制样人员转运至存查样库房。样品罐经密封后也可与自动存查样单元对接，实现水分存查样品的自动存样、自动查样及定时弃样等功能；

工业机器人11将样品桶内的物料送入破碎装置（或缩分装置）后，接着将样品桶放置到样品桶清洗装置上方对样品桶进行清洗，样品桶清洗通过电动毛刷及高压喷气清理，清洗结束后的样品桶由工业机器人放回至样品桶输入输出装置下方的输出通道，排队等待样品桶转运车交换转运；

样品罐自动封盖发送装置8负责将装有样品的样品罐自动塑封、拧盖，然后由工业机器人11夹取密封好的样品罐送回水分存查样品罐输出装置排队等待相关人员转运至存查样库房；整个样品制样、全水分测定单元以工业机器人为中心，制样样品在周边制样分析设备内的搬运、流转、清扫等工作全部由工业机器人11完成。

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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.煤炭全自动制样分析系统，包括全水测定样品缩分装置（1）、分析样品预烘干烘箱（2）、锤式破碎装置（3）、全水测定样品称量装置（4）、分析样品缩分装置（5）、对辊破碎装置（6）、样品桶清洗弃样装置（7）、样品罐自动封盖发送装置（8）、成分样品研磨装置（9）、全水测定烘干烘箱（10）、工业机器人（11）、样品桶输入输出传送装置（12）、水分存查样品罐输入输出装置（13）、除尘装置（14）和机器人控制单元（15），其特征在于：所述全水测定样品缩分装置（1）、分析样品预烘干烘箱（2）、锤式破碎装置（3）、全水测定样品称量装置（4）、分析样品缩分装置（5）、对辊破碎装置（6）、样品桶清洗弃样装置（7）、样品罐自动封盖发送装置（8）、成分样品研磨装置（9）和全水测定烘干烘箱（10）依次相邻呈开口矩形分布固定，所述样品桶输入输出传送装置（12）和水分存查样品罐输入输出装置（13）平行并列设置在全水测定烘干烘箱（10）内侧，所述工业机器人（11）设置在中央，所述机器人控制单元（15）与工业机器人（11）通信控制连接，所述全水测定样品缩分装置（1）、分析样品预烘干烘箱（2）、锤式破碎装置（3）、全水测定样品称量装置（4）、分析样品缩分装置（5）、对辊破碎装置（6）、样品桶清洗弃样装置（7）、样品罐自动封盖发送装置（8）、成分样品研磨装置（9）、全水测定烘干烘箱（10）、样品桶输入输出传送装置（12）和水分存查样品罐输入输出装置（13）均通过PLC系统控制。

2.根据权利要求1所述的煤炭全自动制样分析系统，其特征在于：所述全水测定样品缩分装置（1）包括上盖箱体（101）、主箱体（102）、样品缓存斗（103）、振动器（104）、整流给料装置（105）、旋转轴固定顶座（106）、旋转切槽（107）、旋转轴（108）、样品桶旋转底盘（109）、带变速箱的运行驱动电机（110）和设备主机架（111），所述上盖箱体（101）转动卡接在主箱体（102）上部，所述设备主机架（111）位于主箱体（102）内腔，所述振动器（104）通过螺栓固定在样品缓存斗（103）一侧，所述样品缓存斗（103）通过螺栓与整流给料装置（105）连接固定，所述样品缓存斗（103）、振动器（104）和整流给料装置（105）构成振动整流给料机构，所述设备主机架（111）上呈八字形分别通过螺栓固定有两组振动整流给料机构，所述振动整流给料机构出料端垂直对应旋转切槽（107）切口正上方位置，所述旋转切槽（107）通过螺栓与旋转轴（108）连接固定，所述旋转轴（108）上端通过端盖轴承与旋转轴固定顶座（106）相连接，所述旋转轴（108）下端与运行驱动电机（110）变速箱连接，所述运行驱动电机（110）通过螺栓固定在设备主机架（111）底部。

3.根据权利要求1所述的煤炭全自动制样分析系统，其特征在于：所述全水测定烘干烘箱（10）包括烘箱控制单元（1001）、样品盘（1002）、样品盘旋转托盘（1003）、烘箱门开关气缸（1004）、运行旋转轴（1005）、保温固定板（1006）、热风循环风机（1007）、旋转定位机构（1008）、烘箱门（1009）、带变速箱的电机（1010）、加热装置（1011）和箱体主架（1012），所述烘箱控制单元（1001）设计布置在箱体主架（1012）顶部，用于设置烘箱运行各类参数及控制设备运转，所述样品盘（1002）通过定位卡槽平放在样品盘旋转托盘（1003）上，所述样品旋转托盘（1003）设置有六层且通过螺栓与运行旋转轴（1005）相连接，所述运行旋转轴（1005）上端通过轴端轴承固定在箱体主架（1012）顶部，所述运行旋转轴（1005）顶部通过螺栓与旋转定位机构（1008）相连接，所述运行旋转轴（1005）底部通过轴端轴承固定在箱体主架（1012）底部，所述运行旋转轴（1005）低端固定安装有同步带驱动轮且通过同步带与电机（1010）的变速箱连接，所述烘箱门（1009）通过合页固定在箱体主架（1012）上，所述烘箱门开关气缸（1004）底座通过螺栓固定在箱体主架（1012）上且伸缩杆端通过螺栓固定在烘箱门（1009）侧面，所述保温固定板（1006）通过螺栓固定在箱体主架（1012）内层侧，所述加热装置（1011）通过螺栓固定在烘箱加热仓后侧保温固定板（1006）上，所述热风循环风机（1007）通过螺栓固定在箱体主架（1012）顶部且进风口与烘箱加热仓顶部相连通。

4.根据权利要求1所述的煤炭全自动制样分析系统，其特征在于：所述除尘装置（14）的进气口分别与锤式破碎装置（3）和对辊破碎装置（6）相通连接。

5.根据权利要求3所述的煤炭全自动制样分析系统定制烘箱，其特征在于：所述旋转定位机构（1008）用于设备运转时样品盘旋转托盘（1003）的定位确认。

6.根据权利要求3所述的煤炭全自动制样分析系统，其特征在于：所述烘箱控制单元（1001）分别与烘箱门开关气缸（1004）、热风循环风机（1007）、电机（1010）和加热装置（1011）信号连接。

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