CN113559769A - 一种煤炭样品混匀机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤炭样品混匀机，包括：基座、外壳及煤样混匀装置，基座上设有控制面板，外壳罩在煤样混匀装置的外侧，煤样混匀装置设置于基座上，包括上转盘、下转盘及多个电动推杆，上、下转盘通过中心万向轴承连接，上转盘表面设有煤样瓶安置槽，用于放置煤样瓶，上转盘的中部设有中心固定螺杆，其与压盖盘配合安装用于压紧煤样瓶；下转盘底部安装有多个万向轴承，其分别通过曲轴连杆与电动推杆活塞杆端部连接，转动轴穿过下转盘的中心与中心万向轴承连接，转动轴通过中心万向轴承带动上转盘转动，并由斜面转动连杆机构控制在斜面内转动。本发明可实现多维度、多角度震荡运动以及正反转动作，使煤炭样品实现全自动智能化混匀操作。

Description

一种煤炭样品混匀机

技术领域

本发明涉及煤炭检测分析技术领域，尤其是涉及一种煤炭样品混匀机。

背景技术

根据GB474-2008《煤样的制备方法》要求和规定：样品称量之前，应将密闭容器中的煤样充分混合均匀(至少1min)，分析试验取样前，应将煤样充分混匀取样时，应尽可能从煤样容器的不同部位，用多点取样法取出。在煤炭样品的采、制、化各环节，进行样品混匀的目的是使不同成分和粒度的矿物颗粒在矿样中均匀分布，以保证下一步作业所获得的样品具有充分的代表性，从而减小误差，提高煤样精密度。混匀又称拌匀，现有技术均采用机械或人工的方式使物料均匀混合。

人工混匀方式由于需反复多次进行，过程繁琐，且人工操作，不仅劳动强度大、受员工自身和外界的影响因素众多，混匀时间不一致、力度不一致、方法不一致，混匀质量不可控，而且多存在误差，煤样的混合也不够均匀。

机械混匀方式，目前大都采用横向或者纵向的机械运动震荡来实现样品混匀的目的，但单一维度和角度的震荡难以实现不同粒径、不同物理性质物料的混匀，混匀效果和质量无法达到最小误差和代表性强的要求，导致煤样代表性不足，煤样精密度不高，进而直接影响最终的检验结果。

鉴于上述原因，本申请提出一种煤炭样品混匀机，通过多维度和多角度的转动，实现煤炭样品的充分混匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤炭样品混匀机，该混匀机能够使煤样瓶实现多角度及多维度晃动和转动，提升样品混匀效率和混匀质量。

本发明提供一种煤炭样品混匀机，包括：基座、外壳及煤样混匀装置，所述煤样混匀装置设置于所述基座上，所述基座上设有控制面板，所述外壳罩于所述煤样混匀装置的外侧，所述煤样混匀装置包括上转盘、下转盘及多个电动推杆，所述上转盘与所述下转盘通过中心万向轴承活动连接，所述上转盘表面设有多个煤样瓶安置槽，用于放置盛装有煤炭样品的煤样瓶，所述上转盘的中部设有中心固定螺杆，所述中心固定螺杆与一压盖盘配合安装用于压紧煤样瓶；所述下转盘底部安装有多个万向轴承，各个所述万向轴承的底端分别通过一曲轴连杆与一所述电动推杆的活塞杆端部活动连接，一转动轴穿过所述下转盘的中心与所述中心万向轴承活动连接，所述转动轴通过所述中心万向轴承带动所述上转盘转动。

优选地，所述转动轴的底部安装有转动轴连接器，所述转动轴连接器与一斜面转动连杆机构固定连接，所述斜面转动连杆机构可控制所述转动轴转动，所述转动轴通过所述中心万向轴承带动所述上转盘转动。

优选地，所述转动轴连接器与所述转动轴可转动连接，所述斜面转动连杆机构包括直角三角形连杆以及安装柱，所述安装柱的底部通过基座轴承与所述基座相连接，所述安装柱的顶部与所述直角三角形连杆的斜边固定连接，所述直角三角形连杆的一直角边穿过所述转动轴连接器。

优选地，所述压盖盘的底部设有多个与所述煤样瓶安置槽相对应布置的瓶盖定位槽，所述中心固定螺杆穿过所述压盖盘的中心，并与一锁紧把手配合拧紧，使煤样瓶固定于所述压盖盘上的所述瓶盖定位槽与所述上转盘上与其对应的煤样瓶安置槽之间。

优选地，所述上转盘和所述下转盘均呈方形盘状，所述电动推杆的数量为四件，所述下转盘的四角分别安装有万向轴承，各个所述电动推杆的活塞杆端部分别与位于其上方的所述万向轴承通过所述曲轴连杆相铰接。

优选地，所述外壳的一侧面安装有透明观察窗，所述透明观察窗为柔性视窗，其底部设有舱门把手，所述外壳的顶部设有舱门卷轴，通过所述舱门把手可将所述透明观察窗拉下或升起。

优选地，所述控制面板用于控制煤样混匀装置的动作，所述控制面板上设置有电源开关、正反转控制开关及时间控制开关，所述基座表面还设置有液晶触摸屏，用于显示混匀机的运行情况以及录入煤样瓶信息。

优选地，所述基座的侧面还设置有打印口、语音播报孔及扫码器，所述打印口用于打印煤炭样品混匀信息，所述语音播报孔用于播报煤炭样品混匀状态，所述扫码器用于扫描煤样瓶瓶身上的二维码信息。

优选地，所述基座的底部安装有四个可调节高度的平衡支座。

优选地，所述基座的底部设置有散热孔。

本发明的技术方案通过压盖盘将煤样瓶固定在上转盘，上转盘与下转盘通过中心万向轴承连接，上转盘在转动轴带动下进行独立转动，下转盘下方设置有多个电动推杆，可在控制面板控制下实现有序动作，使上转盘在不同的斜面内进行转动，通过电动推杆、中心万向轴承、转动轴等结构，确保不规则上下起伏运动和斜面运动完美过渡和叠加，使上转盘带动煤样瓶顺利实现多维度、多角度震荡运动以及正反转动作，使煤炭样品实现全自动智能化混匀操作，屏蔽了偶然误差，有效提升了样品混匀效率和混匀质量，大大提高了样品的代表性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明煤炭样品混匀机的整体结构示意图；

图2为本发明中煤炭混匀装置的结构示意图；

图3为本发明中斜面转动连杆机构的结构示意图。

附图标记说明：

1：基座；2：外壳；3：透明观察窗；4：上转盘；5：下转盘；6：电动推杆；7：中心万向轴承；8：煤样瓶安置槽；9：煤样瓶；10：中心固定螺杆；11：压盖盘；12：锁紧把手；13：转动轴；14：转动轴连接器；15：斜面转动连杆机构；151：直角三角形连杆；152：安装柱；153：基座轴承；16：万向轴承；17：舱门卷轴；18：舱门把手；19：曲轴连杆；20：电源开关；21：正反转控制开关；22：时间控制开关；23：液晶触摸屏；24：扫码器；25：语音播报孔；26：打印口；27：平衡支座。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，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"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2所示，本发明提供了一种煤炭样品混匀机，包括：基座1、外壳2及煤样混匀装置，煤样混匀装置设置在基座1上，外壳2罩在煤样混匀装置的外侧，外壳2的底部与基座1固定连接，且外壳2底部面积小于基座1表面面积。外壳2的一侧开口，并安装有一可拉下和升起的柔性的透明观察窗3，通过透明观察窗3可以观察煤样混匀装置的运行情况基座1上设有控制面板，通过控制面板可以控制煤样混匀装置的动作。

煤样混匀装置包括上转盘4、下转盘5和四个电动推杆6，上转盘4和下转盘5均为方形金属盘，其大小相同，上转盘4的中部与下转盘5的中部通过中心万向轴承7活动连接。上转盘4表面设有多个煤样瓶安置槽8，用于放置及定位盛装有煤炭样品的煤样瓶9，上转盘4的中部设有中心固定螺杆10，中心固定螺杆10的下端与上转盘4垂直连接，中心固定螺杆10的上端设有外螺纹，中心固定螺杆10的上端穿过压盖盘11并与锁紧把手12配合锁紧，从而使压盖盘11将煤样瓶压在下转盘5表面的煤样瓶安置槽8内。

下转盘5底部四角处分别安装万向轴承16，各个万向轴承16的端盖底部与曲轴连杆19的一端铰接，曲轴连杆19的另一端与位于其下方的电动推杆6的活塞杆端部相铰接，通过各个电动推杆6往复动作，带动活塞杆推出和拉回，各个电动推杆6可以分别单独控制，通过各个电动推杆6协调动作，可以使下转盘5和上转盘4上下浮动。转动轴13穿过下转盘5的中心与中心万向轴承7相连接，转动轴13通过中心万向轴承7带动上转盘5转动。

转动轴13的底部安装有转动轴连接器14，转动轴连接器14与一斜面转动连杆机构15固定连接，通过斜面转动连杆机构15可控制转动轴13绕垂直于某一倾斜面的轴线方向转动，转动轴13通过中心万向轴承7带动上转盘4转动。

具体地，转动轴连接器14与转动轴13可转动连接，如图3所示，斜面转动连杆机构15包括直角三角形连杆151以及安装柱152，安装柱152的底部通过基座轴承153与基座1可转动连接，使安装柱152可相对基座1转动，安装柱152的顶部与直角三角形连杆151的斜边通过紧固环固定连接，直角三角形连杆151的一直角边穿过转动轴连接器14。转动轴连接器14内部或底端设置有用于驱动转动轴13转动的小型伺服电机，伺服电机通过轴承与转动轴13直联或通过减速器减速后与其连接，从而带动转动轴13进行转动。通过直角三角形连杆151以及安装柱152可以使旋转轴13绕垂直于某一斜面的轴线方向旋转，并可以调节该斜面的角度，由于上转盘4通过中心万向轴承7在转动轴带动下转动，上转盘4在斜面内转动时，受重力因素影响，会出现模拟人工绕“8”字运动震荡混匀，屏蔽了偶然误差，有效提升了样品混匀效率和混匀质量，大大提高了样品代表性。

在本实施例中，压盖盘11的底部设有多个与煤样瓶安置槽8相对应布置的瓶盖定位槽，煤样瓶安置槽8与瓶盖定位槽的数量均为四个，可以同时满足四个煤样瓶9的固定压紧，中心固定螺杆10穿过压盖盘11的中心后，通过锁紧把手12配合拧紧，即可使煤样瓶9固定于压盖盘11上的瓶盖定位槽与上转盘4上与其对应的煤样瓶安置槽8之间，其结构简单易扩充延展，修改槽形状即可适应不同形状的煤样瓶9，应用范围广泛。

在本实施例中，透明观察窗3的顶部设有与外壳2配合安装的舱门卷轴17，透明观察窗3为柔性视窗，可以卷曲后环绕在舱门卷轴17的外周面上，透明观察窗3的底部设有舱门把手18，通过舱门把手18可将透明观察窗3由舱门卷轴17上拉下或升起，从而进行煤样瓶9的放置、压紧或取下。通过卷轴方式打开关闭透明观察窗3快速便捷，且美观大方，便于随时观察样品混匀具体操作，提高作业安全性。

在本实施例中，控制面板用于控制煤样混匀装置的动作，控制面板上设置有电源开关20、正反转控制开关21及时间控制开关22，其中，电源开关20用于控制混匀机的开关，正反转控制开关21用于控制旋转轴13进行正反转，时间控制开关22用于设置各动力源的运行时间。基座1的表面还设置有液晶触摸屏23，用于显示混匀机的运行情况以及录入煤样瓶9内盛装的煤炭样品的相关信息等。

在本实施例中，基座1的正侧面设置有扫码器24和语音播报孔25，通过扫码器24可以扫描煤样瓶9瓶身上的二维码或条形码，从而将样品信息录入PLC控制系统，基座1上设置有网线口，可以与PLC控制系统进行网络连接，从而传输样品信息，语音播报孔25用于进行语音播报煤炭样品混匀状态信息，提示、提醒、指导操作人员如何操作。基座1的左侧面上还设置有打印口26，通过打印口26可以打印煤炭样品混匀信息，扫码器用于扫描煤样瓶瓶身上的二维码信息。通过上述结构使该混匀机兼有样品扫码、语音提示、数据共享、打印等功能，功能丰富，操作便捷。

基座1的底部安装有四个可调节高度的平衡支座27，通过平衡支座27可以调节基座1的高度，同时设计专用减震环在平衡支座27上，可以有效减低设备混匀操作过程中产生的震动。基座1的底部还设置有散热孔，通过散热孔可以将混匀机运行过程中产生的热量进行发散，延长机器使用寿命，增强运行稳定性。

本发明提供的煤炭样品混匀机使用原理如下：

(1)使用准备：将煤炭样品混匀机放置于桌面，通过调节4个可调节的平衡支座27调节机器至水平放置状态，然后插上后部电源插座，接通电源，手动将舱门把手18上推，柔性的透明观察窗3回收至舱门卷轴17，舱门打开。

(2)样品安装(每次最多可以同时混匀4个煤样瓶9)：将锁紧把手12逆时针旋转至旋出放置，将压盖盘11取出，然后将煤样瓶9依次放入上转盘4上的煤样瓶安置槽8中，将压盖盘11从中心固定螺杆10穿过，按瓶盖定位槽位置压紧，再将锁紧把手12从中心固定螺杆10穿过，顺时针旋转锁紧把手12，直至煤样瓶9牢牢固定在上转盘4上，手动将舱门把手18下推，柔性透明观察窗3沿舱门卷轴17展开，舱门关闭。

(3)信息录入：

方式1：通过扫码器24扫描煤样瓶9瓶身的二维码或条形码，将样品信息扫入PLC控制系统；

方式2：通过网线将第三方设备已有的样品信息直接导入PLC控制系统；

方式3：当前两种方式因设备故障导致无法获取样品信息时，通过液晶触摸屏人工录入样品信息至PLC控制系统。

说明：样品信息按照制样、化验环节的样品粒度、煤种、矿别等不同信息，通过液晶触摸屏设置样品类别，如：煤种：褐煤、烟煤、无烟煤等；矿别：A矿、B矿等；粒度：6mm样品、3mm样品、0.2mm样品等。(以上信息可以通过样品信息录入三种方式自动获取或者手工设置)

(4)参数设置：

第一，一般样品，根据实践经验，通过触摸屏或者时间控制开关21设置混匀时间，如：1—50分钟；第二，特殊样品(煤种均匀性极差)，通过液晶触摸屏23或者正反转控制开关21设置混匀时间段内，增加反转，以提高混匀效果和均匀性，如：正传5分钟后再反转5分钟。

(5)混匀操作：

将电源开关20调整至“ON”位置或者通过液晶触摸屏23启动机器，4支电动推杆6加电后，在PLC程序控制下开始依次、交叉、顺序做往复运动；电动推杆6的往复运动依次通过曲轴连杆19、4个万向轴承16、1个中心万向轴承7带动上转盘4运动，下转盘5通过中心万向轴承7固定连接，从而实现煤样瓶9同步做上下起伏运动。

同时，上转盘4的运动通过中心万向轴承7、转动轴连接器14传导至斜面转动连杆机构15，斜面转动连杆机构15带动转动轴13，转动轴13在基座轴承的支撑固定下做逆时针或者顺时针旋转运动。

上述两种不规则上下起伏运动和斜面运动的叠加组合，使得煤样瓶9的混匀操作实现了多维度、多角度绕“8”字混匀操作。

(6)混匀结束：

当程序设定的混匀时间结束后，机器自动停止混匀操作，电源开关20自动复位至“OFF”，时间控制开关22自动复位原位。

样品混匀信息自动保存记录于程序内，供第三方设备传输调用或者日后历史记录查询使用，也可以本机直接打印输出。

手动将舱门把手18上推，柔性透明观察窗3升起至舱门卷轴17，舱门打开。

将锁紧把手12逆时针旋转至旋出放置，将压盖盘11取出，然后将煤样瓶9依次取出，结束混匀操作，然后将压盖盘11和锁紧把手12从中心固定螺杆10穿过放置，手动将舱门把手18下推，柔性透明观察窗3通过舱门卷轴18展开，舱门关闭，机器开始下一批样品混匀操作或者备用。

智能语音提示：电源接通后，智能语音系统通过设定的提示语，由语音播报孔25进行语音提示、提醒、指导操作人员如何操作。

步序闭锁：程序控制操作人员严格按步序操作，如程序运转中舱门自动闭锁；时间未设定，程序控制无法启动；正反转未设定，程序控制无法启动；混匀操作完毕，关闭舱门等；同步语音提醒人员依步序顺序操作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种煤炭样品混匀机，其特征在于，包括：基座、外壳及煤样混匀装置，所述煤样混匀装置设置于所述基座上，所述基座上设有控制面板，所述外壳罩于所述煤样混匀装置的外侧，所述煤样混匀装置包括上转盘、下转盘及多个电动推杆，所述上转盘与所述下转盘通过中心万向轴承活动连接，所述上转盘表面设有多个煤样瓶安置槽，用于放置盛装有煤炭样品的煤样瓶，所述上转盘的中部设有中心固定螺杆，所述中心固定螺杆与一压盖盘配合安装用于压紧煤样瓶；所述下转盘底部安装有多个万向轴承，各个所述万向轴承的底端分别通过一曲轴连杆与一所述电动推杆的活塞杆端部活动连接，一转动轴穿过所述下转盘的中心与所述中心万向轴承活动连接，所述转动轴通过所述中心万向轴承带动所述上转盘转动。

2.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述转动轴的底部安装有转动轴连接器，所述转动轴连接器与一斜面转动连杆机构固定连接，所述斜面转动连杆机构可控制所述转动轴转动，所述转动轴通过所述中心万向轴承带动所述上转盘转动。

3.根据权利要求2所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述转动轴连接器与所述转动轴可转动连接，所述斜面转动连杆机构包括直角三角形连杆以及安装柱，所述安装柱的底部通过基座轴承与所述基座相连接，所述安装柱的顶部与所述直角三角形连杆的斜边固定连接，所述直角三角形连杆的一直角边穿过所述转动轴连接器。

4.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述压盖盘的底部设有多个与所述煤样瓶安置槽相对应布置的瓶盖定位槽，所述中心固定螺杆穿过所述压盖盘的中心，并与一锁紧把手配合拧紧，使煤样瓶固定于所述压盖盘上的所述瓶盖定位槽与所述上转盘上与其对应的煤样瓶安置槽之间。

5.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述上转盘和所述下转盘均呈方形盘状，所述电动推杆的数量为四件，所述下转盘的四角分别安装有万向轴承，各个所述电动推杆的活塞杆端部分别与位于其上方的所述万向轴承通过所述曲轴连杆相铰接。

6.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述外壳的一侧面安装有透明观察窗，所述透明观察窗为柔性视窗，其底部设有舱门把手，所述外壳的顶部设有舱门卷轴，通过所述舱门把手可将所述透明观察窗拉下或升起。

7.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述控制面板用于控制煤样混匀装置的动作，所述控制面板上设置有电源开关、正反转控制开关及时间控制开关，所述基座表面还设置有液晶触摸屏，用于显示混匀机的运行情况以及录入煤样瓶信息。

8.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述基座的侧面还设置有打印口、语音播报孔及扫码器，所述打印口用于打印煤炭样品混匀信息，所述语音播报孔用于播报煤炭样品混匀状态，所述扫码器用于扫描煤样瓶瓶身上的二维码信息。

9.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述基座的底部安装有四个可调节高度的平衡支座。

10.根据权利要求1所述的煤炭样品混匀机，其特征在于，所述基座的底部设置有散热孔。

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