CN116026722A

CN116026722A - 物料浓度检测装置及物料浓度检测方法

Info

Publication number: CN116026722A
Application number: CN202211337911.4A
Authority: CN
Inventors: 乔治忠; 武国平; 刘安重; 王志强; 胡金良
Original assignee: Shenhua Zhungeer Energy Co Ltd
Current assignee: Shenhua Zhungeer Energy Co Ltd
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明提供了一种物料浓度检测装置及物料浓度检测方法，物料浓度检测装置包括：称重仪器，设置在支撑基面上；冲刷组件，设置在称重仪器的一侧；容器，容器的位置可调节地设置，以使容器包括位于称重仪器上的称重位置和位于冲刷组件上的冲刷位置；入料组件，包括入料管道，入料管道的出口设置在容器上方，以向容器中灌注物料；高度检测部件，位于称重仪器的上方且高度检测部件的检测头竖直朝下设置，当容器位于称重位置时，高度检测部件用于检测容器中的物料的高度；机械臂，设置在称重仪器和冲刷组件之间，用于夹持并移动容器，解决了现有技术中的物料浓度检测装置的用于盛放煤泥水的容器需要人工进行清洗的问题。

Description

物料浓度检测装置及物料浓度检测方法

技术领域

本发明涉及物料浓度检测技术领域，具体而言，涉及一种物料浓度检测装置及物料浓度检测方法。

背景技术

现有技术中，选煤的方法很多，但根据需不需要水介质可大概分为两类：干法和湿法分选。在湿法分选中，由于煤炭要经过水介质，在这一过程中，大部分细颗粒都与水混合形成煤泥水。在选煤厂的生产中，多数环节需要当前煤泥水的浓度信息作为控制工艺参数的指标。

目前，测量煤泥水浓度主要为如下几种方法：

(1)使用浓度壶测量煤泥水浓度的方法为：首先测量未盛煤泥水的浓度壶的质量m₁，之后测量盛满煤泥水的浓度壶的整体质量m₂，由浓度壶的已知的固定容积计算出煤泥水的密度，进而利用公式求出煤泥水的浓度，这种测量方法存在取样操作复杂，且数据的收集和处理以及浓度壶的清洗需要人工进行，较为费时费力的缺点。

(2)离线、称重式煤泥水浓度测量装置：在称重容器中加入煤泥水，一定量后根据重量和体积测量密度，进而利用公式求出煤泥水浓度。这种测量方法未设有清水冲洗装置，在一次测量过程结束后残余煤泥会影响下一次测量结果，且无法准确测定液面高度，进而获取准确的煤泥水体积，测量结果需要人工记录，无法实现在线获取数据，自动化和智能化程度较低。

(3)压差式煤泥水浓度测量装置：在盛有煤泥水的容器不同的高度，插入两根气管，外部气源输出的气体流量到气管中，通过检测两根气管的压差计算出煤泥水密度，由密度和浓度关系得到浓度。这种测量方法要求两根气管内气体流量一致，但气体流量很难控制到一致，导致测量结果偏差较大，且对测量浓度的范围有所限制；另外，该容器的清洗需要人工进行。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种物料浓度检测装置及物料浓度检测方法，以解决现有技术中的物料浓度检测装置的用于盛放煤泥水的容器需要人工进行清洗的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种物料浓度检测装置，包括：称重仪器，设置在支撑基面上；冲刷组件，设置在称重仪器的一侧；容器，容器的位置可调节地设置，以使容器包括位于称重仪器上的称重位置和位于冲刷组件上的冲刷位置；入料组件，包括入料管道，入料管道的出口设置在容器上方，以向容器中灌注物料；高度检测部件，位于称重仪器的上方且高度检测部件的检测头竖直朝下设置，当容器位于称重位置时，高度检测部件用于检测容器中的物料的高度；机械臂，设置在称重仪器和冲刷组件之间，用于夹持并移动容器，以使容器在称重位置和冲刷位置之间可切换地设置。

进一步地，入料组件还包括设置在入料管道上的入料阀门，以用于控制入料管道的通断。

进一步地，入料阀门为电磁阀。

进一步地，冲刷组件包括冲刷管道和设置在冲刷管道的出口处的冲刷头，当容器位于冲刷位置时，容器套设在冲刷头上且容器的开口朝下设置。

进一步地，冲刷头包括冲刷杆，冲刷杆的上设置有刷毛和出液孔，冲刷管道中的冲刷液通过出液孔向冲刷杆外喷射，冲刷杆通过刷毛来与容器接触。

进一步地，冲刷组件包括设置在冲刷管道上的冲刷阀门，以用于控制冲刷管道的通断。

进一步地，冲刷阀门为电磁阀。

进一步地，高度检测部件为超声波发生装置。

进一步地，物料浓度检测装置还包括控制电脑，其中，控制电脑与高度检测部件电连接，以用于接收高度检测部件的检测结果；控制电脑与机械臂电连接，以用于控制机械臂的动作。

根据本发明的另一方面，提供了一种物料浓度检测方法，适用于上述的物料浓度检测装置，物料浓度检测方法包括：通过物料浓度检测装置的入料管道向物料浓度检测装置的容器中注入物料；在向容器内注入物料的过程中，持续检测容器中的实时液面高度，当实时液面高度达到预设高度时，停止向容器内注入物料；测量容器和位于其中的物料的总质量；倒掉容器中的物料，然后将容器翻转并倒扣在物料浓度检测装置的冲刷组件上；通过冲刷组件冲刷掉容器的内壁所残留的物料；将冲刷完成的容器放回称重仪器上；计算物料的浓度。

应用本发明的技术方案，本发明的物料浓度检测装置包括：称重仪器，设置在支撑基面上；冲刷组件，设置在称重仪器的一侧；容器，容器的位置可调节地设置，以使容器包括位于称重仪器上的称重位置和位于冲刷组件上的冲刷位置；入料组件，包括入料管道，入料管道的出口设置在容器上方，以向容器中灌注物料；高度检测部件，位于称重仪器的上方且高度检测部件的检测头竖直朝下设置，当容器位于称重位置时，高度检测部件用于检测容器中的物料的高度；机械臂，设置在称重仪器和冲刷组件之间，用于夹持并移动容器，以使容器在称重位置和冲刷位置之间可切换地设置。这样，本发明的物料浓度检测装置自动化程度较高，能够快速、准确且高效地对物料浓度进行实时检测，且解决了现有技术中的物料浓度检测装置的用于盛放煤泥水的容器需要人工进行清洗的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的物料浓度检测装置的实施例的在容器处于称重位置时的结构示意图；

图2示出了根据本发明的物料浓度检测装置的实施例的在容器处于冲刷位置时的结构示意图；

图3示出了根据本发明的物料浓度检测方法的实施例的流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、入料管道；2、入料阀门；3、容器；4、高度检测部件；5、称重仪器；6、冲刷头；7、冲刷阀门；8、机械臂；9、控制电脑。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种物料浓度检测装置，包括：称重仪器5，设置在支撑基面上；冲刷组件，设置在称重仪器5的一侧；容器3，容器3的位置可调节地设置，以使容器3包括位于称重仪器5上的称重位置和位于冲刷组件上的冲刷位置；入料组件，包括入料管道1，入料管道1的出口设置在容器3上方，以向容器3中灌注物料；高度检测部件4，位于称重仪器5的上方且高度检测部件4的检测头竖直朝下设置，当容器3位于称重位置时，高度检测部件4用于检测容器3中的物料的高度；机械臂8，设置在称重仪器5和冲刷组件之间，用于夹持并移动容器3，以使容器3在称重位置和冲刷位置之间可切换地设置。

这样，本发明的物料浓度检测装置自动化程度较高，能够快速、准确且高效地对物料浓度进行实时检测，且解决了现有技术中的物料浓度检测装置的用于盛放煤泥水的容器需要人工进行清洗的问题。

具体地，物料为煤泥水，入料管道1为煤泥水主管道的支管。

如图1和图2所示，入料组件还包括设置在入料管道1上的入料阀门2，以用于控制入料管道1的通断。

具体地，入料阀门2为电磁阀。

如图1和图2所示，冲刷组件包括冲刷管道和设置在冲刷管道的出口处的冲刷头6，当容器3位于冲刷位置时，容器3套设在冲刷头6上且容器3的开口朝下设置。

如图1和图2所示，冲刷头6包括冲刷杆，冲刷杆的上设置有刷毛和出液孔，冲刷管道中的冲刷液通过出液孔向冲刷杆外喷射，冲刷杆通过刷毛来与容器3接触。

如图1和图2所示，冲刷组件包括设置在冲刷管道上的冲刷阀门7，以用于控制冲刷管道的通断。

具体地，冲刷阀门7为电磁阀。

具体地，高度检测部件4为超声波发生装置。

如图1和图2所示，物料浓度检测装置还包括控制电脑9，控制电脑9位于集控中心，其中，控制电脑9与高度检测部件4电连接，以用于接收高度检测部件4的检测结果；控制电脑9与机械臂8电连接，以用于控制机械臂8的动作。

具体地，控制电脑9与入料阀门2、高度检测部件4、称重仪器5、冲刷头6、冲刷阀门7和机械臂8均电连接。

本发明的物料浓度检测装置的优点如下：

(1)入料管道1是连接煤泥水主管道的一条支路管道，取样过程等全部操作完全由控制电脑9控制，步骤简单，节约人力，无需人为操纵和对数据进行处理及记录，能够实时获取数据；

(2)采用称重的方法进行测量，检测过程数据能够全部量化且精度较高，从根本上解决了现有技术中的压差式煤泥水浓度测量装置因受气源影响而导致测量煤泥水的浓度的范围有所限制，且测量精度较低的问题；

(3)高度检测部件4采用超声波发生装置来测量液面高度，与现有技术中的机械式高度测量装置相比测量精度更高，且无需人工读取数值，不受人为影响，结构简单，改造和移动难度较低，且能够设置安全阈值，以当液面高度超过该安全阈值时控制入料阀门2关闭，以避免物料溢出容器3；

(4)采用机械臂8抓取和移动容器3，并使用冲刷组件冲洗容器，提高了刷洗效率。

如图3所示，提供了适用于上述的物料浓度检测装置，物料浓度检测方法包括：通过物料浓度检测装置的入料管道1向物料浓度检测装置的容器3中注入物料；在向容器3内注入物料的过程中，持续检测容器3中的实时液面高度，当实时液面高度达到预设高度时，停止向容器3内注入物料；测量容器3和位于其中的物料的总质量；倒掉容器3中的物料，然后将容器3翻转并倒扣在物料浓度检测装置的冲刷组件上；通过冲刷组件冲刷掉容器3的内壁所残留的物料；将冲刷完成的容器3放回称重仪器5上；计算物料的浓度。

具体地，本发明的物料浓度检测方法如下：

本发明的物料浓度检测装置的与入料阀门2、高度检测部件4、称重仪器5、冲刷头6、冲刷阀门7和机械臂8与位于集控中心的控制电脑9进行实时数据交互，当控制电脑9发出开始测量的指令后，称重仪器5测量处于空载状态的容器3的质量m₁；然后，入料管道1的入料阀门2打开，以将煤泥水注入容器3中；在注入煤泥水的过程中，位于容器3上方的高度检测部件4持续检测容器3中的实时液面高度，当实时液面高度达到预设高度时，入料阀门2关闭；通过称重仪器5测量容器3和位于其中的煤泥水的总质量m₂；测量结束后，通过机械臂8抓取容器3并将其移动，使其逐渐倾斜角度以倒掉容器3中的煤泥水(可在称重仪器5和冲刷组件设置煤泥水收集槽等结构)，然后将容器3翻转并倒扣在冲刷头6上；冲刷阀门7打开，冲刷组件的冲刷头6喷出清水并旋转以刷洗内壁，以冲刷掉容器3的内壁上残余的煤泥；冲刷结束后冲刷阀门7关闭，机械臂8将冲刷完成的容器3放回称重仪器5上。

其中，本发明的煤泥水浓度的计算公式如下：

其中，m₁——容器3处于控制状态时的质量，kg；m₂——承载有煤泥水的容器3的总质量，kg；h——液位高度，m；s——容器3的底面面积，m²；ρ——煤泥水的密度，kg/m³；

其中，ρ——煤泥水的密度，kg/m³；ρ₀——煤泥真相对密度(已知)，g/cm³；c——煤泥水的浓度，g/L。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的物料浓度检测装置包括：称重仪器5，设置在支撑基面上；冲刷组件，设置在称重仪器5的一侧；容器3，容器3的位置可调节地设置，以使容器3包括位于称重仪器5上的称重位置和位于冲刷组件上的冲刷位置；入料组件，包括入料管道1，入料管道1的出口设置在容器3上方，以向容器3中灌注物料；高度检测部件4，位于称重仪器5的上方且高度检测部件4的检测头竖直朝下设置，当容器3位于称重位置时，高度检测部件4用于检测容器3中的物料的高度；机械臂8，设置在称重仪器5和冲刷组件之间，用于夹持并移动容器3，以使容器3在称重位置和冲刷位置之间可切换地设置。这样，本发明的物料浓度检测装置自动化程度较高，能够快速、准确且高效地对物料浓度进行实时检测，且解决了现有技术中的物料浓度检测装置的用于盛放煤泥水的容器需要人工进行清洗的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种物料浓度检测装置，其特征在于，包括：

称重仪器(5)，设置在支撑基面上；

冲刷组件，设置在所述称重仪器(5)的一侧；

容器(3)，所述容器(3)的位置可调节地设置，以使所述容器(3)包括位于称重仪器(5)上的称重位置和位于所述冲刷组件上的冲刷位置；

入料组件，包括入料管道(1)，所述入料管道(1)的出口设置在所述容器(3)上方，以向所述容器(3)中灌注物料；

高度检测部件(4)，位于所述称重仪器(5)的上方且所述高度检测部件(4)的检测头竖直朝下设置，当所述容器(3)位于所述称重位置时，所述高度检测部件(4)用于检测容器(3)中的物料的高度；

机械臂(8)，设置在所述称重仪器(5)和所述冲刷组件之间，用于夹持并移动所述容器(3)，以使所述容器(3)在所述称重位置和所述冲刷位置之间可切换地设置。

2.根据权利要求1所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述入料组件还包括设置在所述入料管道(1)上的入料阀门(2)，以用于控制所述入料管道(1)的通断。

3.根据权利要求2所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述入料阀门(2)为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述冲刷组件包括冲刷管道和设置在所述冲刷管道的出口处的冲刷头(6)，当所述容器(3)位于所述冲刷位置时，所述容器(3)套设在所述冲刷头(6)上且所述容器(3)的开口朝下设置。

5.根据权利要求4所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述冲刷头(6)包括冲刷杆，所述冲刷杆的上设置有刷毛和出液孔，所述冲刷管道中的冲刷液通过所述出液孔向所述冲刷杆外喷射，所述冲刷杆通过所述刷毛来与所述容器(3)接触。

6.根据权利要求4所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述冲刷组件包括设置在所述冲刷管道上的冲刷阀门(7)，以用于控制所述冲刷管道的通断。

7.根据权利要求6所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述冲刷阀门(7)为电磁阀。

8.根据权利要求1所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述高度检测部件(4)为超声波发生装置。

9.根据权利要求1所述的物料浓度检测装置，其特征在于，所述物料浓度检测装置还包括控制电脑(9)，其中，所述控制电脑(9)与所述高度检测部件(4)电连接，以用于接收所述高度检测部件(4)的检测结果；所述控制电脑(9)与所述机械臂(8)电连接，以用于控制所述机械臂(8)的动作。

10.一种物料浓度检测方法，其特征在于，适用于权利要求1至9中任一项所述的物料浓度检测装置，所述物料浓度检测方法包括：

通过所述物料浓度检测装置的入料管道(1)向所述物料浓度检测装置的容器(3)中注入物料；

在向所述容器(3)内注入物料的过程中，持续检测所述容器(3)中的实时液面高度，当所述实时液面高度达到预设高度时，停止向所述容器(3)内注入物料；

测量所述容器(3)和位于其中的所述物料的总质量；

倒掉所述容器(3)中的所述物料，然后将所述容器(3)翻转并倒扣在所述物料浓度检测装置的冲刷组件上；

通过所述冲刷组件冲刷掉所述容器(3)的内壁所残留的所述物料；

将冲刷完成的容器(3)放回所述称重仪器(5)上；

计算所述物料的浓度。