CN116174125A - 一种砂石分选设备管理系统及方法 - Google Patents

一种砂石分选设备管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种砂石分选设备管理系统及方法，属于砂石分选技术领域，该管理系统包括初筛管理模块、流量管理模块、分选管理模块和烘干管理模块，通过初筛管理模块实现砂石与泥沙的分离，避免了泥沙在后续环节流入机械关节，导致设备运行出现故障，通过流量管理模块控制传输带速度，并量化设备产出，实现精细化生产，通过分选管理模块筛选不同规格的砂石，简化了筛网切换步骤，并对筛网进行实时监测，及时发现破损筛网，通过称重传感仪器对不同规格的砂石材料进行称量，通过烘干管理模块控制烘干机的运行温度和运行时长，对分类的砂石进行烘干处理，使得砂石干燥，降低了后续运输和仓储的难度和成本。

Description

一种砂石分选设备管理系统及方法
技术领域
本发明涉及砂石分选技术领域，具体为一种砂石分选设备管理系统及方法。
背景技术
由于生态环境的改变以及上游环节泄洪排沙，河道通常面临水质浑浊，河流底部泥沙淤积等问题，导致航行安全难以保障，在雨季时出现内涝灾害，现有的河道清理工作主要是疏通或扩宽水域，对水下土石方进行挖掘，清淤和水下障碍物，来保证河道通畅，河面清洁，同时解决安全隐患；
河床采砂工作由于造成的污染大，影响河道，破坏河道生态环境，在某些区域被禁止，导致建筑土方料供给减少，一定程度上影响了建筑材料的价格波动，传导到建筑下游环节，导致成本被推高；
近来常采用砂石分选设备来解决以上问题，该设备操作方便，工程环保，能避免对河道生态环境的影响，对河道交通的安全不构成隐患，同时将淤积在河道的砂石转化为可利用资源，在建筑建材等行业作为原材料使用，但砂石分选设备工作流程简单，加工过程简陋，分选过程粗放，不能精细地转化资源，不符合产业发展升级趋势。
因此，现提出一种砂石分选设备管理系统及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种砂石分选设备管理系统及方法，来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法：一种砂石分选设备管理系统及方法，其特征在于，该砂石分选设备管理系统包括初筛管理模块、流量管理模块、分选管理模块和烘干管理模块；
所述初筛模块用于对砂石材料进行初次冲刷，分类砂石和土块，
使得石料资源和泥沙分离，砂石资源分类，同时避免后期环节中泥沙对机器设备运转产生影响；
所述流量管理模块用于控制传输带速度，计量砂石流入的流量，得到砂石质量，
使得设备按照生产工作计划合理配置速度，避免设备过热或延误工期，同时量化设备工作产出；
所述分选管理模块用于按照大小分选出不同规格的砂石材料，
使得砂石资源分类，应用于不同场合，并计量不同规格大小的砂石的具体数量；
所述烘干管理模块用于对清洗分类后的砂石进行烘干处理，
使得砂石干燥，避免物理变化导致的砂石皲裂破碎；
根据上述技术方案，所述初筛管理模块包括初碾管理单元和冲刷过滤单元；
所述初碾管理单元控制设备碾压砂石原材料的力量大小，碾碎泥沙淤积结块形成的土块；
所述冲刷过滤单元控制设备的高压水枪对砂石原材料进行冲刷，洗去砂石表面附着的泥沙，同时冲散小土块，使得泥沙通过初滤管道进入沉淀池；
根据上述技术方案，所述流量管理模块包括速度控制单元和流量计量单元；
所述速度控制单元控制传输带运送砂石原材料的速度，并根据预设程序调整速度；
所述流量计量单元计量经过传输带传送至设备进行分选的砂石的质量，进行量化计算；
根据上述技术方案，所述分选管理模块包括筛网切换单元和分类计量单元；
所述筛网切换单元用于切换不同网眼规格的筛网，同时也能够将破损的筛网替换；
所述分类计量单元用于进一步地按照砂石大小，分类计量不同规格的砂石材料质量；
根据上述技术方案，所述烘干管理模块包括温度管理单元和定时管理单元，
所述温度管理单元设定烘干机的温度，按照砂石大小质量切换合适的烘干温度，
所述定时管理单元设定烘干机工作的开始时间、结束时间和工作频率；
一种砂石分选管理方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用初碾管理单元和冲刷过滤单元打碎土块，冲洗泥沙，分离出砂石原料；
S2、利用速度控制单元控制砂石原料传输速度，利用流量计量单元计量原料数量和质量；
S3、利用分选管理模块实现对砂石原材料的分类筛选，保证设备的正常运转，量化设备工作产出；
S4、利用烘干管理模块控制烘干机的运行温度和运行时间对筛选后的砂石进行烘干处理。
根据上述技术方案，在S1中，所述初碾管理单元控制设备的液压滚筒，从砂石和泥沙混合物上方均匀碾过，通过电控装置缓慢加大液压滚筒作用力，滚筒进行往复滚动碾压，液压滚筒高度可变，与混合物之间有缓冲距离，当施加力超过设定力的阈值，控制滚筒向上抬起，移动滚筒相对位置，进行二次碾压工作；所述冲刷过滤单元控制高压水枪喷头，对传输带上的砂石和泥沙混合物进行冲洗，高压水枪利用压力打碎泥沙凝结结构，冲散砂石上附着的泥沙，使得泥沙通过初滤管道渗入沉淀池；所述初碾管理单元和冲刷过滤单元控制液压滚筒和高压水枪交替工作，首先利用液压滚筒压碎泥沙结块，再利用高压水枪冲刷，根据本批次的砂石和泥沙混合物的淤积时间，调整工序和次数，对长期淤积的混合物，多次重复碾压和冲刷，以分离砂石和泥沙。
根据上述技术方案，在S2中，所述流量计量单元利用称重传感器，在砂石滚入传输带前进行称重，并将数据传输至系统；所述速度控制单元根据程序预设速度设定传输带的传输速度，并根据实际情况实时改变传输带速度，速度控制单元中预先写入传输带一般运作速度，使得传输带能够平缓地输送砂石，避免抖动，在系统写入设备工作计划后，速度控制单元相应地改变传输带运转速度，传输带速度切换时，由于设定的速度不具备相关性，从高速切换至低速会引起传输带的抖动，导致砂石由于抖动从均匀平铺状态聚集，设备电机由于速度的切换过快导致负荷变大，影响使用寿命，为避免以上情况，保护设备，避免砂石抖落，设置最大允许速度；使用自适应前瞻插补算法，在实际设备使用中，传输带存在高度差和传输带弯折现象，在传输带高度落差处和弯折曲点处取插补点，并依次标定插补点
Figure SMS_2
；其中i个插补点之间有i-1个插补段，计算相邻插补段之间的夹角，对比找出夹角中的高曲率点，曲率越大，则该线段之间的最大允许速度越小，选取高曲率点/>
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根据上述技术方案，在S3中，所述分选管理模块具体为二级筛选下落机制，在第一级筛选中，设置筛网大小为m毫米，m按照国标生产标准，具体为16毫米到32毫米区间，在第二级筛选中，设置筛网大小为n毫米，n具体为0.16毫米到4.75毫米之间，分选设备需重复对砂石进行筛选，以实现最大程度筛选，传输带将砂石传送至分选设备时，首先通过第一级筛选，留下大的碎石，然后通过第二级筛选，筛选留下小的机制砂；所述筛选过程通过传输带有节律的晃动来实现，使得砂石因为水平横向力的作用而分离，自由通过筛网，所述筛网切换单元控制设备切换不同孔眼大小的筛网，以筛选出不同规格的砂石，使得流程简化，操作更加便捷，筛网切换单元同时也对破损的筛网进行检测，使用一组永磁铁对筛网进行磁化处理，并将磁头相对筛网匀速运行，筛网表面的断丝和磨损会导致磁通量的变化，使用霍尔传感器捕捉磁通量，并转化为电信号输出至筛网切换单元，若电信号异常，则判断该筛网出现破损，将该筛网换出设备并通知工作人员维修；所述分类计量单元在不同分选口设置称重传感器，并对传感器进行编号，对应不同的砂石规格，传感器筛选留下的砂石进行称重，传输数据至系统。
根据上述技术方案，在S4中，所述烘干管理模块控制设备烘干机的运行，对筛选后的砂石进行烘干处理；筛选后的砂石分为不同规格，通过传送带传送至设备烘箱，所述温度管理单元根据烘箱内砂石的规模和数量，设置温度，并根据烘箱内实际环境温度，合理调控加热设备的输出功率，避免造成烘箱内温度过高；所述定时单元设定烘干机的运行时常，可定时开启和关闭烘干机，并根据烘箱内砂石材料的规格和数量，设定加热设备的输出频率，实现加热设备的启停。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明设有初筛管理模块，击碎结块凝结泥沙，分离了砂石和泥沙，避免了泥沙进入设备后，堵塞设备的机械驱动，影响设备的正常运转，延长了设备的使用寿命。
2、本发明利用系统的计量单元，实现了精细化生产加工，记录了设备的加工数据，量化了设备的产出效率。
3、本发明利用系统的分选管理模块，简化了切换筛网的步骤，优化了对破损筛网的检测方法，更加及时发现筛网的问题，节省了人力资源，优化了设备的工作流程，提高了设备的效率。
4、本发明设有烘干管理模块，对不同规格的砂石进行烘干处理，直接产出了符合行业要求的不同规格砂石原料，降低了后续的运输及存储难度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种砂石分选设备管理系统的结构框图；
图2为本发明一种砂石分选设备管理方法的步骤流程图；
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。
如图1～图2所示，本发明提供以下技术方案，一种砂石分选设备管理系统及方法，其特征在于，该砂石分选设备管理系统包括初筛管理模块、流量管理模块、分选管理模块和烘干管理模块；
所述初筛模块用于对砂石材料进行初次冲刷，分类砂石和土块，
使得石料资源和泥沙分离，砂石资源分类，同时避免后期环节中泥沙对机器设备运转产生影响；
所述流量管理模块用于控制传输带速度，计量砂石流入的流量，得到砂石质量，
使得设备按照生产工作计划合理配置速度，避免设备过热或延误工期，同时量化设备工作产出；
所述分选管理模块用于按照大小分选出不同规格的砂石材料，
使得砂石资源分类，应用于不同场合，并计量不同规格大小的砂石的具体数量；
所述烘干管理模块用于对清洗分类后的砂石进行烘干处理，
使得砂石干燥，避免物理变化导致的砂石皲裂破碎；
所述初筛管理模块包括初碾管理单元和冲刷过滤单元；
所述初碾管理单元控制设备碾压砂石原材料的力量大小，碾碎泥沙淤积结块形成的土块；
所述冲刷过滤单元控制设备的高压水枪对砂石原材料进行冲刷，洗去砂石表面附着的泥沙，同时冲散小土块，使得泥沙通过初滤管道进入沉淀池；
所述流量管理模块包括速度控制单元和流量计量单元；
所述速度控制单元控制传输带运送砂石原材料的速度，并根据预设程序调整速度；
所述流量计量单元计量经过传输带传送至设备进行分选的砂石的质量，进行量化计算；
所述分选管理模块包括筛网切换单元和分类计量单元；
所述筛网切换单元用于切换不同网眼规格的筛网，同时也能够将破损的筛网替换；
所述分类计量单元用于进一步地按照砂石大小，分类计量不同规格的砂石材料质量；
所述烘干管理模块包括温度管理单元和定时管理单元，
所述温度管理单元设定烘干机的温度，按照砂石大小质量切换合适的烘干温度，
所述定时管理单元设定烘干机工作的开始时间、结束时间和工作频率；
一种砂石分选方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用初碾管理单元和冲刷过滤单元打碎土块，冲洗泥沙，分离出砂石原料；
S2、利用速度控制单元控制砂石原料传输速度，利用流量计量单元计量原料数量和质量；
S3、利用分选管理模块实现对砂石原材料的分类筛选，保证设备的正常运转，量化设备工作产出；
S4、利用烘干管理模块控制烘干机的运行温度和运行时间对筛选后的砂石进行烘干处理。
在S1中，所述初碾管理单元控制设备的液压滚筒，从砂石和泥沙混合物上方均匀碾过，通过电控装置缓慢加大液压滚筒作用力，滚筒进行往复滚动碾压，液压滚筒高度可变，与混合物之间有缓冲距离，当施加力超过设定力的阈值，控制滚筒向上抬起，移动滚筒相对位置，进行二次碾压工作；所述冲刷过滤单元控制高压水枪喷头，对传输带上的砂石和泥沙混合物进行冲洗，高压水枪利用压力打碎泥沙凝结结构，冲散砂石上附着的泥沙，使得泥沙通过初滤管道渗入沉淀池；所述初碾管理单元和冲刷过滤单元控制液压滚筒和高压水枪交替工作，首先利用液压滚筒压碎泥沙结块，再利用高压水枪冲刷，根据本批次的砂石和泥沙混合物的淤积时间，调整工序和次数，对长期淤积的混合物，多次重复碾压和冲刷，以分离砂石和泥沙。
在S2中，所述流量计量单元利用称重传感器，在砂石滚入传输带前进行称重，并将数据传输至系统；所述速度控制单元根据程序预设速度设定传输带的传输速度，并根据实际情况实时改变传输带速度，速度控制单元中预先写入传输带一般运作速度，使得传输带能够平缓地输送砂石，避免抖动，在系统写入设备工作计划后，速度控制单元相应地改变传输带运转速度，传输带速度切换时，由于设定的速度不具备相关性，从高速切换至低速会引起传输带的抖动，导致砂石由于抖动从均匀平铺状态聚集，设备电机由于速度的切换过快导致负荷变大，影响使用寿命，为避免以上情况，保护设备，避免砂石抖落，使用自适应前瞻插补算法；在实际设备使用中，传输带存在高度差和传输带弯折现象，在传输带高度落差处和弯折曲点处取插补点，并依次标定插补点
Figure SMS_17
；其中i个插补点之间有i-1个插补段，计算相邻插补段之间的夹角，计算找出夹角中的高曲率点，曲率越大，则该线段之间的最大允许速度越小，选取高曲率点/>
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在S3中，所述分选管理模块具体为二级筛选下落机制，在第一级筛选中，设置筛网大小为m毫米，m按照国标生产标准，具体为16毫米到32毫米区间，在第二级筛选中，设置筛网大小为n毫米，n具体为0.16毫米到4.75毫米之间，分选设备需重复对砂石进行筛选，以实现最大程度筛选，传输带将砂石传送至分选设备时，首先通过第一级筛选，留下大的碎石，然后通过第二级筛选，筛选留下小的机制砂；所述筛选过程通过传输带有节律的晃动来实现，使得砂石因为水平横向力的作用而分离，自由通过筛网，所述筛网切换单元控制设备切换不同孔眼大小的筛网，以筛选出不同规格的砂石，使得流程简化，操作更加便捷，筛网切换单元同时也对破损的筛网进行检测，使用一组永磁铁对筛网进行磁化处理，并将磁头相对筛网匀速运行，筛网表面的断丝和磨损会导致磁通量的变化，使用霍尔传感器捕捉磁通量，并转化为电信号输出至筛网切换单元，若电信号异常，则判断该筛网出现破损，将该筛网换出设备并通知工作人员维修；所述分类计量单元在不同分选口设置称重传感器，并对传感器进行编号，对应不同的砂石规格，传感器筛选留下的砂石进行称重，传输数据至系统。
在S4中，所述烘干管理模块控制设备烘干机的运行，对筛选后的砂石进行烘干处理；筛选后的砂石分为不同规格，通过传送带传送至设备烘箱，所述温度管理单元根据烘箱内砂石的规模和数量，设置温度，并根据烘箱内实际环境温度，合理调控加热设备的输出功率，避免造成烘箱内温度过高；所述定时单元设定烘干机的运行时常，可定时开启和关闭烘干机，并根据烘箱内砂石材料的规格和数量，设定加热设备的输出频率，实现加热设备的启停。
实施例1
在步骤S2中，设备当前运行速度为10cm/s，为提前交付，现需提高运输带的传送速度，在运输带高低落差点标记插补点，在传输带弯折处标记插补点，并按照顺序排列，记为
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Figure SMS_36
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最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种砂石分选设备管理系统，其特征在于：该砂石分选设备管理系统包括初筛管理模块、流量管理模块、分选管理模块和烘干管理模块；
所述初筛管理模块用于对砂石材料进行初次碾压冲刷，分类砂石和泥沙；
所述流量管理模块用于控制传输带速度，计量砂石流入的流量，得到砂石质量；
所述分选管理模块用于按照大小分选出不同规格的砂石材料；
所述烘干管理模块用于对清洗分类后的砂石进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的一种砂石分选设备管理系统，其特征在于：所述初筛管理模块包括初碾管理单元和冲刷过滤单元；
所述初碾管理单元控制设备碾压砂石原材料的力量大小，碾碎泥沙淤积结块形成的土块；
所述冲刷过滤单元控制设备的高压水枪对砂石原材料进行冲刷，洗去砂石表面附着的泥沙，同时冲散小土块，使得泥沙通过初滤管道进入沉淀池。
3.根据权利要求1所述的一种砂石分选设备管理系统，其特征在于：所述流量管理模块包括速度控制单元和流量计量单元；
所述速度控制单元控制传输带运送砂石原材料的速度，并根据预设程序调整速度；
所述流量计量单元计量经过传输带传送至设备进行分选的砂石的质量，进行量化计算。
4.根据权利要求1所述的一种砂石分选设备管理系统，其特征在于：所述分选管理模块包括筛网切换单元和分类计量单元；
所述筛网切换单元用于切换不同网眼规格的筛网，同时也能够将破损的筛网替换；
所述分类计量单元用于进一步地按照砂石大小，分类计量不同规格的砂石材料质量。
5.根据权利要求1所述的一种砂石分选设备管理系统，其特征在于：所述烘干管理模块包括温度管理单元和定时管理单元，
所述温度管理单元设定烘干机的温度，按照砂石大小质量切换合适的烘干温度，
所述定时管理单元设定烘干机工作的开始时间、结束时间和工作频率。
6.一种砂石分选管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、利用初碾管理单元和冲刷过滤单元打碎土块，冲洗泥沙，分离出砂石原料；
S2、利用速度控制单元控制砂石原料传输速度，利用流量计量单元计量原料数量和质量；
S3、利用分选管理模块实现对砂石原材料的分类筛选，保证设备的正常运转，量化设备工作产出；
S4、利用烘干管理模块控制烘干机的运行温度和运行时间对筛选后的砂石进行烘干处理。
7.根据权利要求6所述的一种砂石分选管理方法，其特征在于：在S1中，所述初碾管理单元控制设备的液压滚筒，从砂石和泥沙混合物上方均匀碾过，通过电控装置缓慢加大液压滚筒作用力，滚筒进行往复滚动碾压，液压滚筒高度可变，与混合物之间有缓冲距离，当施加力超过设定力的阈值，控制滚筒向上抬起，移动滚筒相对位置，进行二次碾压工作；所述冲刷过滤单元控制高压水枪喷头，对传输带上的砂石和泥沙混合物进行冲洗，高压水枪利用压力打碎泥沙凝结结构，冲散砂石上附着的泥沙，使得泥沙通过初滤管道渗入沉淀池；所述初碾管理单元和冲刷过滤单元控制液压滚筒和高压水枪交替工作，首先利用液压滚筒压碎泥沙结块，再利用高压水枪冲刷，根据本批次的砂石和泥沙混合物的淤积时间，调整工序和次数，对长期淤积的混合物，多次重复碾压和冲刷。
8.根据权利要求6所述的一种砂石分选管理方法，其特征在于：在S2中，所述流量计量单元利用称重传感器，在砂石滚入传输带前进行称重，并将数据传输至系统；所述速度控制单元根据程序预设速度设定传输带的传输速度，并根据实际情况实时改变传输带速度，速度控制单元中预先写入传输带运作速度，使得传输带能够平缓地输送砂石，避免抖动，在系统写入设备工作计划后，速度控制单元相应地改变传输带运转速度，使用自适应前瞻插补算法，在实际设备使用中，传输带存在高度差和传输带弯折现象，在传输带高度落差处和弯折曲点处取插补点，并依次标定插补点
Figure QLYQS_3
；其中i个插补点之间有i-1个插补段，计算相邻插补段之间的夹角，对比找出夹角中的高曲率点，曲率计算公式为/>
Figure QLYQS_8
, 曲率越大，则该线段之间的最大允许速度越小，选取高曲率点/>
Figure QLYQS_11
，以/>
Figure QLYQS_4
作为分界点，把/>
Figure QLYQS_7
点两边的插补段作为一个整体进行插补计算，设/>
Figure QLYQS_12
点前的一个插补段路径末速度为/>
Figure QLYQS_15
，/>
Figure QLYQS_1
点后的一个插补段路径末速度为/>
Figure QLYQS_6
，在新的合并插补段/>
Figure QLYQS_9
上最大加速度为/>
Figure QLYQS_13
，加速过程分为加速阶段和减速阶段，时间为/>
Figure QLYQS_2
，该阶段的位移时间为/>
Figure QLYQS_5
，计算最大允许速度为
Figure QLYQS_10
,其中J=/>
Figure QLYQS_14
；对于其他高曲率点按照相同方式进行处理，计算得到所有高曲率点附近的最大允许速度，就近选取高曲率点附近的传送轴，设置速度不超过最大允许速度。
9.根据权利要求6所述的一种砂石分选管理方法，其特征在于：在S3中，所述分选管理模块具体为二级筛选下落机制，在第一级筛选中，设置筛网大小为m毫米，m按照国标生产标准，具体为16毫米到32毫米区间，在第二级筛选中，设置筛网大小为n毫米，n具体为0.16毫米到4.75毫米之间，分选设备需重复对砂石进行筛选，以实现最大程度筛选，传输带将砂石传送至分选设备时，首先通过第一级筛选，留下大的碎石，然后通过第二级筛选，筛选留下小的机制砂；所述筛选过程通过传输带有节律的晃动来实现，使得砂石因为水平横向力的作用而分离，自由通过筛网，所述筛网切换单元控制设备切换不同孔眼大小的筛网，以筛选出不同规格的砂石，筛网切换单元同时也对破损的筛网进行检测，使用一组永磁铁对筛网进行磁化处理，并将磁头相对筛网匀速运行，筛网表面的断丝和磨损会导致磁通量的变化，使用霍尔传感器捕捉磁通量，并转化为电信号输出至筛网切换单元，若电信号异常，则判断该筛网出现破损，将该筛网换出设备并通知工作人员维修；所述分类计量单元在不同分选口设置称重传感器，并对传感器进行编号，对应不同的砂石规格，传感器筛选留下的砂石进行称重，传输数据至系统。
10.根据权利要求6所述的一种砂石分选管理方法，其特征在于：在S4中，所述烘干管理模块控制设备烘干机的运行，对筛选后的砂石进行烘干处理；筛选后的砂石分为不同规格，通过传送带传送至设备烘箱，所述温度管理单元根据烘箱内砂石的规模和数量，设置温度，并根据烘箱内实际环境温度，合理调控加热设备的输出功率；所述定时单元设定烘干机的运行时常，可定时开启和关闭烘干机，并根据烘箱内砂石材料的规格和数量，设定加热设备的输出频率。
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