CN116930231B - 一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法，属于水泥物料检测技术领域；包括物料皮带、物料采样装置、物料处理装置、压制检测装置，物料采样装置位于物料皮带的上方，包括对物料皮带上的物料进行采样的采样料斗、控制采样料斗升降的Z轴滑台、控制Z轴滑台水平移动的X轴滑台、对采样料斗内部烘干的物料烘干机构；物料处理装置设置于物料皮带的一侧，包括对物料进行破碎的破碎机和对物料进行粉碎的粉碎机；压制检测装置位于物料处理装置的一侧，包括对物料进行压制的下料压制机构、对压制后的物料进行移动的水平移动机构、对移动后的物料进行检测的检测机构；本发明解决了目前水泥物料成分在线检测系统结构局限性较大的问题。

Description

一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法

技术领域

本发明属于水泥物料检测技术领域，具体涉及一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法。

背景技术

生料配料工艺就是将石灰石、砂岩、铁粉等原料通过中控操作人员按照一定比例搭配，通过皮带输送系统将各种原料输送到生料磨中，再研磨成合格细度的生料。生料必须根据煅烧时的要求满足一定的化学成分和物理性能指标。生料质量的好坏，并不取决于生料中某一化学成分的多少，而取决于各元素的比率值。

各水泥厂结合自身的工艺条件和原材料情况，制定出适合自己的生料率值指标作为生料化学成分的控制目标，以便在熟料煅烧时获得所预期的矿物组成，保证熟料质量。在实际生产中，为了使生料的率值与设计值相符合，每小时对生料取样并且测定其化学成分，然后再根据测定的结果对各种原料配比进行调整，如此反复形成控制回路，这个过程就是传统生料配料控制过程。

目前，大多数水泥企业依然采用离线方式对水泥配料皮带上的各种物料进行检测，具体方式为每隔一段时间由人工到生产现场的皮带上取一定量的物料，然后带回实验室对物料进行一系列的处理，如破碎、粉碎、压饼等，然后将处理过的物料放入离线XRF成分分析仪中进行检测，将检测得出的数据计算后发回给中控，与目标值进行比对然后再控制各种配料的给料量，从而实现对最终水泥生产质量优化目标的闭环控制。由于水泥生产是连续进行的，所以这种离线检测方式最大的问题就是检测结果对于指导配料在时间上具有严重的滞后性。

另外，还有少数水泥企业通过使用基于中子活化法原理的检测设备对水泥配料进行在线检测，从而优化水泥生产过程中的配料配比质量，但是这种方法要用到放射性的中子源，放射性元素对人体有一定的危害，在工业现场使用会存在一定风险，同时由于放射源有寿命，一段时间之后需要更换，而更换的费用又十分的昂贵，所以采用中子活化法制造的配料成分在线检测装置在实际使用中也不是非常的理想。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法；解决目前水泥物料成分在线检测系统结构局限性较大的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种水泥物料成分在线检测系统，包括物料皮带、物料采样装置、物料处理装置、压制检测装置，

物料采样装置设置于物料皮带的上方，包括用于对物料皮带上的物料进行采样的采样料斗、用于控制采样料斗升降的Z轴滑台、用于控制Z轴滑台水平移动的X轴滑台、用于对采样料斗内部进行烘干的物料烘干机构；

物料处理装置包括用于对采样后的物料进行破碎的破碎机以及用于对物料进行粉碎的粉碎机，粉碎机包括主动粉碎盘、从动粉碎盘以及控制从动粉碎盘轴向移动的进给机构；

压制检测装置包括用于对粉碎后的物料进行压制的下料压制机构、用于对压制后的物料进行移动的水平移动机构、用于对移动后的物料进行检测的检测机构。

进一步的，所述物料采样装置包括“门”字形的固定支架，固定支架包括两侧的支撑柱以及上端的第一支撑板，两侧的支撑柱固定于皮带机平台上，X轴滑台固定于第一支撑板下端面上，Z轴滑台的滑块固定在X轴滑台的滑块上，Z轴滑台的下端固定有吊架，吊架的下端转动连接有滚筒支架。

进一步的，滚筒支架为一端开口的圆筒状结构，滚筒支架的开口朝向物料皮带上的物料传输而来的方向，滚筒支架内部转动连接有滚筒，滚筒为一端开口的圆筒状结构，滚筒的开口端伸出至滚筒支架的开口外侧，在滚筒的开口外侧设置有月牙形的采样刀头；滚筒支架内壁与滚筒外壁之间设置有回转支撑轮；在滚筒的前端开口处设置有筛料挡网，在滚筒的内壁处均匀设置有扬料挡板。

进一步的，物料烘干机构固定于第一支撑板上，物料烘干机构的热风出口朝向滚筒开口侧；固定支架在其一侧的支撑柱内侧面上设置有AI相机。

进一步的，所述物料处理装置包括固定架，固定架上设置有水平的第一固定板，第一固定板上端设置有破碎机，第一固定板下端设置有粉碎机；所述粉碎机包括圆筒状的粉碎腔体，粉碎腔体倾斜设置，粉碎腔体内部设置有主动粉碎盘以及从动粉碎盘，粉碎腔体底部固定设置有粉碎电机，粉碎电机的输出轴与主动粉碎盘相固定连接，粉碎腔体上端设置有竖直的入料斗，粉碎腔体下端设置有竖直的出料斗，粉碎腔体上端设置有进给机构，进给机构与从动粉碎盘相连接。

进一步的，粉碎腔体包括本体以及腔盖，本体的斜上方保持开口，腔盖固定于本体的斜上方开口处；在粉碎腔体的本体内部还设置有主动盘底板以及从动盘底板，主动盘底板、主动粉碎盘、从动粉碎盘、从动盘底板从下至上依次设置，主动盘底板与主动粉碎盘相固定连接，从动盘底板与从动粉碎盘相固定连接，主动盘底板与粉碎电机的输出轴相固定连接；在主动粉碎盘朝向从动粉碎盘的一侧端面中心处设置有一个圆台状的主动侧粉碎槽，在从动粉碎盘朝向主动粉碎盘的一侧端面处也设置有一个圆台状的从动侧粉碎槽。

进一步的，在粉碎腔体的腔盖上设置有进给机构，所述进给机构包括升降壳体、升降电机、蜗轮、蜗杆，升降壳体固定设置于腔盖的外侧面中心处，升降壳体穿过腔盖与粉碎腔体内部相连通，升降电机固定设置于升降壳体的外侧面上，升降电机的输出轴伸入至升降壳体内部，并且在升降电机的输出轴上固定设置有蜗轮；在升降壳体的内部沿着其轴向转动连接有蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合；从动盘底板远离从动粉碎盘的一端中心处固定设置有一个固定段，固定段穿过腔盖伸入至升降壳体内部；在固定段远离从动盘底板的一端端面上设置有一个内螺纹槽；在蜗杆朝向固定段的一端固定设置有一个外螺纹块，外螺纹块上的外螺纹与内螺纹槽的内螺纹相螺接；所述入料斗设置于升降壳体与腔盖的连接处，入料斗位于破碎机的出料口下方，入料斗的下方出口处通过一个竖直通道以及一个倾斜通道与从动粉碎盘的从动侧粉碎槽相连通；所述出料斗设置于粉碎腔体的本体外壁下端，出料斗的上端入口与粉碎腔体内部相连通。

进一步的，下料压制机构的右侧设置有检测机构，下料压制机构的右下方设置有水平移动机构，水平移动机构带动移动座左右移动，移动座上设置有收料管，收料管内部设置有可转动的样品杯，样品杯下端设置有称重传感器；下料压制机构包括第二固定板，第二固定板上设置有上下贯通的下料管，下料管右侧的第二固定板下方设置有可升降的压料板。

进一步的，在下料管右侧固定设置有竖直的压料套筒，在压料套筒内部插接有一根压料杆，压料杆的下端固定设置有压料板，压料杆上固定设置有压料作用杆；第二固定板上固定设置有第一弹簧座，在第一弹簧座的下端面处插接有弹簧导杆，在弹簧导杆的下端固定设置有一个水平向前的导杆作用杆；在第一弹簧座右侧固定设置有一个支座，支座上铰接有一个压制杠杆，所述压制杠杆的左端为半圆板，压制杠杆的右端为长圆板，压制杠杆在半圆板与长圆板上分别设置有一个长圆孔，导杆作用杆的前端插接于半圆板上的长圆孔内部，压料作用杆的前端插接于长圆板上的长圆孔内部；

所述水平移动机构包括水平设置的滑台，移动座下端与滑台的滑块相固定连接，移动座上端为水平设置的第二支撑板，收料管固定于第二支撑板上；收料管内部转动设置有样品杯，样品杯下端设置有称重传感器；在第二支撑板的上端面左端设置弹簧推杆，弹簧推杆的上端转动连接有一个滚轮；在支撑板的上端面右端固定设置有两个相互对称的L形的导向杆，每个导向杆右端转动连接有一个导向轮；所述检测机构包括检测腔体，检测腔体的下端面设置有检测孔，检测腔体在检测孔内部设置有真空检测单元，检测腔体的检测孔外侧设置有可转动的保护盖板，保护盖板的右侧边缘通过弹簧转轴与检测腔体下端面相转动连接；在保护盖板的下方设置有一个倾斜的作用板，作用板的右端高度高于左端的高度；作用板的后端边缘处通过一块竖直的连接板与保护盖板下端面相固定连接。

更进一步的，一种水泥物料成分在线检测系统的在线检测方法，包括下述步骤，X轴滑台控制Z轴滑台进行竖直移动，Z轴滑台控制采样料斗进行竖直升降，采样料斗对物料皮带上的固态颗粒物料进行采样，采样完成后通过物料烘干机构对采样料斗内部的物料进行烘干，烘干结束后通过X轴滑台将采样料斗移动至破碎机上方，采样料斗自身转动将其内部的物料导入至破碎机内部，破碎机将物料破碎后进入至粉碎机内部进行破碎，粉碎的粒径通过进给机构进行调整，粉碎后的物料进入下料压制机构内部进行称重、压制，压制后的物料通过水平移动机构移动至检测机构处进行在线检测。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

本发明提供的一种水泥物料成分在线检测系统及其在线检测方法，整个系统为在线检测形式，全程自动化操作，无需人工参与；整个系统取料都在输料皮带上操作，不影响正常生产；检测方法安全高效，基本对环境无污染；在线检测方案相比传统离线检测方式，分析速度快、测量范围宽、干扰小、分析精度高；通过实时水泥配料成分数据来优化调整水泥各原料配比，提高入窑合格率，可以显著提高水泥产品强度，降低单位熟料能耗，显著提高水泥成品品质，增加收益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是物料采样装置的结构示意图；

图3是图2中的A-A剖视图；

图4是采样料斗的立体示意图；

图5是采样料斗的正视图；

图6是采样料斗的侧视图；

图7是图5中的B-B剖视图；

图8是图5中的C-C剖视图；

图9是物料处理装置的立体示意图；

图10是物料处理装置的正视图；

图11是破碎机的立体示意图；

图12是破碎机的正视图；

图13是粉碎机的正视图；

图14是粉碎机的侧视图；

图15是图14中的D-D剖视图；

图16是压制检测装置的结构示意图；

图17是下料压制机构、水平移动机构、检测机构的相对位置示意图；

图18是移动座处于最左侧的结构示意图；

图19是弹簧推杆上端的滚轮与半圆板相接触时的结构示意图；

图20是弹簧推杆上端的滚轮与半圆板的半圆弧形外边缘最低点相接触时的结构示意图；

图21是收料管、样品杯、称重传感器、回转电机的立体示意图；

图22是收料管、样品杯、称重传感器、回转电机的俯视图；

图23是收料管、样品杯、称重传感器、回转电机的的正向剖视图；

图24是导向轮与作用板刚接触时的结构示意图；

图25是保护盖板完全打开时的结构示意图；

其中，1为物料皮带、2为物料采样装置、3为物料处理装置、4为压制检测装置；

201为固定支架、202为支撑柱、203为第一支撑板、204为X轴滑台、205为Z轴滑台、206为采样料斗、207为物料烘干机构、208为AI相机、209为吊架、210为转动轴、211为角度伺服电机、212为滚筒支架、213为滚筒、214为滚筒减速电机、215为筛料挡网、216为采样刀头、217为回转支撑轮、218为扬料挡板；

301为固定架、302为破碎机、303为粉碎机、306为刀箱、307为转动支架、308为转轴、309为接料电机、310为接料斗、311为主动侧刀轴、312为从动侧刀轴、313为主动刀片组、314为主动齿轮、315为从动齿轮、316为破碎电机、317为本体、318为腔盖、319为入料斗、320为出料斗、321为粉碎电机、322为主动盘底板、323为主动粉碎盘、324为从动粉碎盘、325为从动盘底板、326为主动侧粉碎槽、327为从动侧粉碎槽、328为升降壳体、329为升降电机、330为蜗杆、331为固定段、332为内螺纹槽、333为外螺纹块；

401为下料压制机构、402为水平移动机构、403为检测机构、404为废料收集机构、405为固定板、406为滑台、407为移动座、408为下料管、409为压料套筒、410为压料杆、411为压料板、412为压料作用杆、413为第一弹簧座、414为弹簧导杆、415为导杆作用杆、416为支座、417为压制杠杆、418为半圆板、419为长圆板、420为第二支撑板、421为收料管、422为轴承座、423为托盘转轴、424为回转电机、425为编码器、426为称重传感器、427为样品杯、428为第二弹簧座、429为弹簧推杆、430为导向轮、431为检测腔体、432为检测孔、433为保护盖板、434为弹簧转轴、435为作用板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—25所示，本发明提供了一种水泥物料成分在线检测系统，包括物料皮带1、物料采样装置2、物料处理装置3、压制检测装置4。

所述物料在物料皮带1上进行传送，物料采样装置2设置于物料皮带1的上方，物料处理装置3以及压制检测装置4设置于物料皮带1的一侧。

所述物料采样装置2包括“门”字形的固定支架201，在固定支架201上设置有采样料斗206、物料烘干机构207、X轴滑台204、Z轴滑台205、AI相机208。

所述固定支架201包括两侧的支撑柱202以及上端的第一支撑板203，两侧的支撑柱202下端分别与物料皮带1两侧的皮带机平台相固定连接，两侧的支撑柱202上端分别与第一支撑板203的两端相固定连接，第一支撑板203的长度方向与物料皮带1的传动方向相垂直。

在固定支架201的第一支撑板203上端面处设置有X轴滑台204。具体的，X轴滑台204的长度方向与第一支撑板203的长度方向保持重合，X轴滑台204的滑座固定于第一支撑板203上端面处，X轴滑台204的滑轨固定于X轴滑台204的滑座上，X轴滑台204的滑块沿着第一支撑板203的长度方向滑动连接于X轴滑台204的滑轨上。

在X轴滑台204的滑块上固定设置有Z轴滑台205。具体的，Z轴滑台205的滑座保持竖直，Z轴滑台205的滑轨固定于Z轴滑台205的滑座上，Z轴滑台205的滑块滑动连接于Z轴滑台205的滑轨上，Z轴滑台205的滑块与X轴滑台204的滑块相固定连接，由于Z轴滑台205的滑块高度保持固定，从而使得Z轴滑台205的滑座上下滑动。

在Z轴滑台205的滑座下端固定设置有采样料斗206，所述采样料斗206包括吊架209、转动轴210、角度伺服电机211、滚筒支架212、滚筒213、滚筒减速电机214。

所述吊架209的上端面与Z轴滑台205的滑座下端面相固定连接，在吊架209的下端转动连接有一根水平的转动轴210，转动轴210的轴线方向与X轴滑台204的长度方向相平行；在吊架209的一侧固定设置有角度伺服电机211，角度伺服电机211的输出轴与转动轴210相固定连接，角度伺服电机211带动转动轴210同步转动。所述滚筒支架212为一端开口的筒状结构，滚筒支架212的侧壁外侧面处与转动轴210中部相固定连接，滚筒支架212的开口朝向物料皮带1上的物料传输而来的方向；滚筒支架212在其开口处的内侧均匀设置有三个回转支撑轮217。

在滚筒支架212内部设置有滚筒213，滚筒213为一端开口的圆筒状结构，滚筒213的开口伸出至滚筒支架212的开口外侧，滚筒213的侧壁外侧面与滚筒支架212上的三个回转支撑轮217相滚动接触。在滚筒支架212的底板外侧面处固定设置有滚筒减速电机214，滚筒减速电机214的输出轴穿过滚筒支架212的底板而与滚筒213的底板外侧面中心处相固定连接，滚筒减速电机214带动滚筒213在滚筒支架212内部进行转动，转动的过程中通过三个回转支撑轮217来保证滚筒213前端开口处的旋转稳定性。

在滚筒213的前端开口处设置有筛料挡网215，在滚筒213的内壁处均匀设置有扬料挡板218，扬料挡板218沿着滚筒213的轴向所延伸。在滚筒213的前端开口外侧设置有采样刀头216，采样刀头216为月牙形结构，采样刀头216沿着滚筒213的径向平面所设置，采样刀头216的一端与滚筒213开口相连通，采样刀头216的另一端延伸至滚筒213的外侧。

在固定支架201的第一支撑板203下端面固定设置有物料烘干机构207，物料烘干机构207的位于第一支撑板203的中间长度处并且位于滚筒213的开口前侧，物料烘干机构207的热风出口朝向滚筒213开口侧。

AI相机208固定设置于一侧的支撑柱202内侧面上，通过AI相机208来观察滚筒213前端的采样刀头216在采集物料时的情况。

所述物料处理装置3包括固定架301，所述固定架301为竖直设置的立方形框架结构。

在固定架301的上端固定设置有一块水平的第一固定板，第一固定板上设置有破碎机302，在固定架301内部上方设置有粉碎机303。

所述破碎机302包括接料斗310、刀箱306、转动支架307、转轴308、接料电机309、主动刀片组313、从动刀片组、主动侧刀轴311、从动侧刀轴312、主动齿轮314、从动齿轮315、破碎电机316。

所述刀箱306为方形箱体结构，刀箱306的上下端面处分别设置有上下对应的进料口以及出料口。在进料口一侧的刀箱306上端面处固定设置有转动支架307，转动支架307内部转动连接有一根水平的转轴308，转轴308的一端与接料电机309的输出轴相固定连接，接料电机309固定于刀箱306的上端面上，转轴308的中部与接料斗310的下端相固定连接，接料电机309带动接料斗310进行转动；接料斗310位于固定支架201的第一支撑板203一侧，接料斗310的下端边缘伸入至刀箱306上端的进料口处，接料斗310随着转轴308同步转动。

在刀箱306内部转动连接有两根相平行的主动侧刀轴311以及从动侧刀轴312，刀箱306腔体内部的主动侧刀轴311上固定设置有主动刀片组313，刀箱306腔体内部的从动侧刀轴312上固定设置有从动刀片组；主动侧刀轴311的一端伸出至刀箱306的外侧并且在伸出的一端固定设置有主动齿轮314，从动侧刀轴312的一端伸出至刀箱306的外侧并且在伸出的一端固定设置有从动齿轮315，主动齿轮314与从动齿轮315相啮合。

在刀箱306一侧的第一固定板上端面上固定设置有破碎电机316，破碎电机316为减速电机，破碎电机316的输出轴与主动侧刀轴311远离主动齿轮314的一端相固定连接，破碎电机316带动主动侧刀轴311进行转动，主动侧刀轴311带动主动刀片组313转动，同时主动侧刀轴311通过相互啮合的主动齿轮314以及从动齿轮315而带动从动侧刀轴312反向转动，从动侧刀轴312带动从动刀片组进行反向转动，主动刀片组313与从动刀片组进行相反转动，从而对刀箱306内部的物料进行破碎，破碎后从刀箱306下端的出料口输出。

所述粉碎机303包括粉碎腔体、入料斗319、出料斗320、进给机构、粉碎电机321、主动粉碎盘323、从动粉碎盘324、主动盘底板322、从动盘底板325。

所述粉碎腔体为圆柱形腔体结构，粉碎腔体的轴线保持倾斜。粉碎腔体包括本体317以及腔盖318，本体317的斜上方保持开口，腔盖318固定于本体317的斜上方开口处。

在粉碎腔体的本体317底板外侧面处固定设置有粉碎电机321，粉碎电机321的输出轴穿过本体317的底板伸入至粉碎腔体的本体317内部。在粉碎腔体的本体317内部从下至上依次设置有与本体317同轴的主动盘底板322、主动粉碎盘323、从动粉碎盘324、从动盘底板325。其中主动盘底板322与粉碎电机321的输出轴相固定连接，主动盘底板322的下端面中心处固定设置有一个转动套筒，粉碎电机321的输出轴位于转动套筒内部，转动套筒通过轴承与粉碎腔体的本体317的底板相转动连接。主动粉碎盘323通过一圈螺钉与主动盘底板322相固定连接。在主动粉碎盘323朝向从动粉碎盘324的一侧端面中心处设置有一个圆台状的主动侧粉碎槽326，主动侧粉碎槽326的内部底面半径小于外侧开口处半径；在从动粉碎盘324朝向主动粉碎盘323的一侧端面处也设置有一个圆台状的从动侧粉碎槽327，从动侧粉碎槽327的内部底面半径小于外侧开口处半径；主动侧粉碎槽326外侧开口处的半径等于从动侧粉碎槽327外侧开口处的半径。所述从动盘底板325通过一圈螺钉与主动粉碎盘323相固定连接。

所述进给机构包括升降壳体328、升降电机329、蜗轮、蜗杆330。所述升降壳体328为圆柱形腔体结构，固定设置于腔盖318的外侧面中心处，升降壳体328与腔盖318同轴设置，升降壳体328穿过腔盖318与粉碎腔体内部相连通。升降电机329固定设置于升降壳体328的外侧面上，升降电机329的输出轴伸入至升降壳体328内部，并且在升降电机329的输出轴上固定设置有蜗轮。在升降壳体328的内部沿着其轴向转动连接有蜗杆330，蜗杆330与蜗轮相啮合。从动盘底板325远离从动粉碎盘324的一端中心处固定设置有一个固定段331，固定段331穿过腔盖318伸入至升降壳体328内部。在固定段331远离从动盘底板325的一端端面上设置有一个内螺纹槽332；在蜗杆330朝向固定段331的一端固定设置有一个外螺纹块333，外螺纹块333上的外螺纹与内螺纹槽332的内螺纹相螺接。

所述入料斗319设置于升降壳体328与腔盖318的连接处，入料斗319位于刀箱306的出料口下方，入料斗319为上粗下细的喇叭形结构，入料斗319的轴线保持竖直，入料斗319的下方出口处通过一个竖直通道以及一个倾斜通道与从动粉碎盘324的从动侧粉碎槽327相连通，其中竖直通道以及倾斜通道均位于固定段331以及从动盘底板325内部。所述粉碎腔体的本体317外壁下端处设置有一个出料斗320，所述出料斗320为上粗下细的喇叭形结构，出料斗320的轴线保持竖直，出料斗320的上端入口与粉碎腔体内部相连通。

在粉碎腔体的腔盖318与本体317的连接处固定设置有一个硅胶密封伸缩环，硅胶密封伸缩环位于从动盘底板325以及从动粉碎盘324的外侧。

所述压制检测装置4包括下料压制机构401、检测机构403、废料收集机构404、水平移动机构402。

所述下料压制机构401包括一块水平设置的第二固定板405，在第二固定板405上固定设置有一个竖直的下料管408，下料管408贯穿于整块第二固定板405，下料管408的上端入口位于出料斗320的下方。

在下料管408右侧的第二固定板405上端面处固定设置有一个竖直的压料套筒409，压料套筒409上下保持开放；在压料套筒409内部插接有一根压料杆410，压料杆410的下端竖直向下穿过第二固定板405并延伸至第二固定板405的下方，在压料杆410的下端固定设置有一块水平的、圆形的压料板411，压料杆410的下端与压料板411的上端面中心处相固定连接。在压料板411与第二固定板405之间的压料杆410上固定设置有一个水平向前的压料作用杆412。

在下料管408与压料套筒409之间区域前方的第二固定板405上固定设置有一个竖直的第一弹簧座413，第一弹簧座413竖直向下穿过第二固定板405。在第一弹簧座413的下端面处插接有一根竖直的弹簧导杆414，弹簧导杆414与第一弹簧座413之间通过弹簧相连接，使得弹簧导杆414可以在第一弹簧座413内部进行伸缩。在弹簧导杆414的下端固定设置有一个水平向前的导杆作用杆415。

在第一弹簧座413右侧的第二固定板405下端面上固定设置有一个支座416，支座416上铰接有一个压制杠杆417，所述压制杠杆417的左端为半圆板418，压制杠杆417的右端为长圆板419，长圆板419的一侧长边与半圆板418的直线边相重合，长圆板419的宽度小于半圆板418的半径，压制杠杆417的中部通过铰接轴与支座416相铰接，铰接轴的轴线保持前后水平。压制杠杆417在半圆板418与长圆板419上分别设置有一个长圆孔，两个长圆孔保持在同一条直线上，并且两个长圆孔的长度方向均与压制杠杆417的长度方向保持重合。导杆作用杆415的前端插接于半圆板418上的长圆孔内部，压料作用杆412的前端插接于长圆板419上的长圆孔内部。

当弹簧导杆414处于自由状态时自由伸出，此时压制杠杆417左侧的半圆板418高度低于右侧的长圆板419高度，压料板411处于最高处。

所述水平移动机构402包括滑台406、移动座407、弹簧推杆429、导向轮430、收料管421、样品杯427、称重传感器426、托盘转轴423、编码器425。

所述滑台406沿着左右方向水平设置于下料压制机构401的右下方，移动座407的右端下端面与滑台406的滑块相固定连接，移动座407的左侧上端为水平设置的第二支撑板420。在第二支撑板420的上端面固定设置有一个上下贯通的收料管421，在第二支撑板420上设置有一个上下贯通的废料过孔，废料过孔与收料管421的下端开口相对应。当移动座407移动至最左侧时，收料管421的上端开口与下料管408的下端开口相对应。

在收料管421两侧的第二支撑板420上端面上对称设置有两个轴承座422。在收料管421的内部沿着其径向固定设置有一根托盘转轴423，托盘转轴423的两端伸出至收料管421的外侧并且分别转动连接于两侧的轴承座422内部，在托盘转轴423的中部上端设置有一个固定槽，固定槽的底面保持水平。在托盘转轴423的固定槽底面处固定设置有一个称重传感器426，称重传感器426上固定设置有一个样品杯427，通过称重传感器426对样品杯427内部的样品重量进行检测。托盘转轴423的一端穿过轴承座422后与回转电机424的输出轴相固定连接，托盘转轴423的另一端穿过轴承座422后与编码器425相连接，回转电机424与编码器425均固定于第二支撑板420上端面处。回转电机424未工作时，称重传感器426与样品杯427均保持水平；回转电机424开始工作后，通过托盘转轴423带动称重传感器426以及样品杯427以固定的频率来回转动。

在第二支撑板420的上端面左端固定设置有一个竖直的第二弹簧座428，第二弹簧座428的上端面处插接有一根竖直的弹簧推杆429，弹簧推杆429与第二弹簧座428之间通过弹簧相连接。弹簧推杆429的上端转动连接有一个滚轮，滚轮的轴线沿着前后方向水平设置。在第二支撑板420的上端面右端固定设置有两个前后对称的L形的导向杆，导向杆包括相互垂直的竖直段以及水平段，竖直段下端与第二支撑板420相固定连接，水平段左端与竖直段上端相固定连接，水平段右端转动连接有一个导向轮430。

弹簧推杆429与压制杠杆417位于同一个左右向的竖直平面内部。

所述检测机构403包括检测腔体431、保护盖板433、弹簧转轴434。检测腔体431设置于下料压制机构401的右侧，检测腔体431的下端面设置有检测孔432，检测腔体431在检测孔432内部设置有真空检测单元，真空检测单元为XRF成分分析仪。检测腔体431的检测孔432外侧设置有可转动的保护盖板433，保护盖板433的右侧边缘通过弹簧转轴434与检测腔体431下端面相转动连接，当弹簧转轴434处于自由状态时，保护盖板433处于水平状态，保护盖板433将检测孔432所遮蔽；当弹簧转轴434处于被压缩状态时，保护盖板433向下转动，检测孔432露出。在保护盖板433的下方设置有一个倾斜的作用板435，作用板435的右端高度高于左端的高度；作用板435的后端边缘处通过一块竖直的连接板与保护盖板433下端面相固定连接。

收料管421与检测孔432位于同一个左右向的竖直平面内部。

所述废料收集机构404设置于下料管408的下方，当移动座407移动至最左侧时，废料收集机构404位于收料管421的下方。

本发明的工作原理为：

固态颗粒物料在物料皮带1上进行传送，物料传送过程中，采样装置需要对物料皮带1上的固态颗粒物料进行采集。

未采集之前，X轴滑台204与Z轴滑台205均处于初始状态，即X轴滑台204的滑块处于第一支撑板203的中间长度处，Z轴滑台205的滑座处于最高位置处，角度伺服电机211以及滚筒减速电机214均处于静止状态，此时滚筒213处于水平状态。

开始采集时，Z轴滑台205开始动作，Z轴滑台205的滑座下降至最低位置；然后滚筒减速电机214开始转动，带动滚筒213以及采样刀头216同步转动；然后角度伺服电机211开始动作，控制转动轴210转动一定角度，滚筒支架212随着转动轴210转动相同角度，此时滚筒213开口的采样刀头216下降一定高度，滚筒213整体呈下俯的状态，此时采样刀头216与物料皮带1上的物料相接触，通过采样刀头216的旋转将物料收集至采样刀头216内部，AI相机208观察采样刀头216是否采集到物料，并且随着采样刀头216进入滚筒213内部，在进入滚筒213之前需要经过筛料挡网215的筛选，保证进入滚筒213内部的物料的粒径都满足要求；当收集时间满足设定要求时，角度伺服电机211反向转动，使得滚筒213前端的采样刀头216恢复至水平并且继续向上转动，滚筒213整体呈上仰的状态，此时进入滚筒213内部的物料向滚筒213的底部滚动，保证进入滚筒213内部的物料分布均匀；随着角度伺服电机211再次正向转动，使得滚筒213恢复水平状态；接着Z轴滑台205开始反向动作，Z轴滑台205的滑座重新上升至初始高度，AI相机208判断采样刀头216内是否有物料且物料量是否满足后续检测要求，Z轴滑台205停止运动，此时物料烘干机构207的热风出口朝向滚筒213的开口处，此时滚筒213在滚筒减速电机214的带动下仍然保持转动，滚筒213内部的扬料挡板218保证物料不会粘连于滚筒213的内壁上，物料烘干机构207的热风进入滚筒213内部而将滚筒213内部的物料进行热风吹干；当热风吹干到达设定时间后，滚筒减速电机214停止动作，滚筒213停止转动，X轴滑台204开始动作，带动Z轴滑台205以及滚筒213整体向着一侧移动。

当滚筒213到达指定位置后，通过接料电机309的转动使得接料斗310处于一个合适的接料角度，此时滚筒213的采样刀头216位于接料斗310的上方，此时角度伺服电机211开始正向转动，滚筒213此时处于下俯状态，滚筒213内部的物料从滚筒213的前端开口处滑落至接料斗310内部，物料完成输出；当物料输出完毕后，角度伺服电机211反向转动，滚筒213恢复至水平状态，X轴滑台204反向动作，Z轴滑台205回到初始位置，此时一个采样循环完成。

物料顺着接料斗310进入至刀箱306的进料口内部，破碎电机316带动主动侧刀轴311转动，主动侧刀轴311带动主动刀片组313转动，同时主动侧刀轴311通过相互啮合的主动齿轮314以及从动齿轮315而带动从动侧刀轴312反向转动，从动侧刀轴312带动从动刀片组进行反向转动，主动刀片组313与从动刀片组进行相反转动，从而对刀箱306内部的物料进行破碎，破碎后从刀箱306下端的出料口输出。

刀箱306出料口输出的经过破碎的物料通过入料斗319进入至主动侧粉碎槽326以及从动侧粉碎槽327内部。随着粉碎电机321的转动，带动主动盘底板322以及主动粉碎盘323进行转动，而从动粉碎盘324保持静止，这样主动粉碎盘323与从动粉碎盘324就开始相对转动，从而对主动侧粉碎槽326以及从动侧粉碎槽327内部的物料进行粉碎。

当物料处理装置3开始工作时，滑台406将移动座407滑动至最左侧，如图18所示，此时收料管421上端开口与下料管408下端开口相对应。此时，回转电机424处于停止状态，称重传感器426与样品杯427均保持水平，样品杯427位于下料管408下端开口下方。

粉碎后的物料通过出料斗320输入至下料管408内部。下料管408开始下料，物料通过下料管408进入至样品杯427内部。当样品杯427内部的物料重量达到称重传感器426的设定重量时，下料管408停止下料。然后回转电机424开始往复转动，使得称重传感器426以及样品杯427以固定的频率周期性摆动，使得样品杯427内部的物料堆均匀振荡，从而使得物料均匀铺满样品杯427内部。

回转电机424达到工作时间后停止，滑台406带动移动座407向着右侧移动，移动座407带动弹簧推杆429向着右侧同步移动。随着弹簧推杆429的不断移动，弹簧推杆429上端的滚轮逐渐与半圆板418的半圆弧形外边缘相滚动接触，如图19所示，弹簧推杆429给到半圆板418一个向上的推力，半圆板418开始围绕支座416上的铰接轴向上转动，半圆板418带动弹簧导杆414向上移动，第一弹簧座413内部的弹簧被压缩，长圆板419围绕支座416上的铰接轴开始向下转动；当弹簧推杆429上端的滚轮与半圆板418的半圆弧形外边缘最低点相接触时，如图所示，此时样品杯427移动至压料板411正下方，压料板411在长圆板419的带动下同步向下移动，此时压料板411正好压在样品杯427上端，通过压料板411将样品杯427内部的物料进行压制。

压料完毕后，滑台406带动移动座407继续向右侧移动，弹簧推杆429上端的滚轮经过半圆板418的半圆弧形外边缘最低点后继续与半圆板418的外边缘相滚动接触，半圆板418在弹簧导杆414的回弹作用下开始下降，长圆板419开始上升，压料板411与样品杯427相脱离。

随着移动座407继续向右侧移动，弹簧推杆429上端的滚轮与半圆板418脱离接触，下料压制机构401恢复至初始状态。

随着移动座407继续向右侧移动，导向轮430与作用板435相接触，如图24所示，导向轮430给到作用板435一个推力，作用板435带动保护盖板433开始向下转动。当移动座407向右移动到位后，保护盖板433完全脱离检测孔432，如图25所示，样品杯427移动至检测孔432下方，通过检测孔432内部的真空检测单元对样品杯427内部的物料进行检测。

检测完毕后，滑台406带动移动座407向着左侧移动，导向轮430逐渐与作用板435相脱离，由于弹簧转轴434的回弹作用，保护盖板433重新将检测孔432遮蔽。当移动座407完全移动至最左侧时，回转电机424转动180°，样品杯427竖直向下，样品杯427内部已经检测完毕的物料落下，并经过支撑板上的废料过孔掉落至废料收集机构404内部。

最后，回转电机424恢复至初始角度，样品杯427重新朝上，等待下一次入料检测。

当需要对物料的粉碎粒径进行调整时，控制升降电机329进行动作，升降电机329带动蜗轮进行转动，蜗轮带动蜗杆330进行转动，蜗杆330带动外螺纹块333进行转动，这样外螺纹块333与固定段331的内螺纹槽332相对转动，从而带动固定段331沿着粉碎腔体的轴向进行移动，由于从动盘底板325与从动粉碎盘324相固定连接，因此主动粉碎盘323与从动粉碎盘324之间的间隙得到调整，从而对物料的粉碎粒径进行调整。

当遇到无法粉碎的物料时，升降电机329通过蜗轮以及蜗杆330带动外螺纹块333移动最大距离，此时主动粉碎盘323与从动粉碎盘324之间的间隙保持最大，这样无法破碎的物料就从主动粉碎盘323与从动粉碎盘324之间滑出，并从出料斗320处输出。升降电机329在带动外螺纹块333移动最大距离之前，控制移动座407向右侧移动一定距离，使得移动座407从下料管408与废料收集机构404之间移开，当无法破碎的物料从出料斗320处输出时，可以直接进入废料收集机构404内部，完成收集。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (1)

1.一种水泥物料成分在线检测系统，其特征在于：包括物料皮带（1）、物料采样装置（2）、物料处理装置（3）、压制检测装置（4），

物料采样装置（2）设置于物料皮带（1）的上方，包括用于对物料皮带（1）上的物料进行采样的采样料斗（206）、用于控制采样料斗（206）升降的Z轴滑台（205）、用于控制Z轴滑台（205）水平移动的X轴滑台（204）、用于对采样料斗（206）内部进行烘干的物料烘干机构（207）；

物料处理装置（3）包括用于对采样后的物料进行破碎的破碎机（302）以及用于对破碎后的物料进行粉碎的粉碎机（303），粉碎机（303）包括主动粉碎盘（323）、从动粉碎盘（324）以及控制从动粉碎盘（324）轴向移动的进给机构；

压制检测装置（4）包括用于对粉碎后的物料进行压制的下料压制机构（401）、用于对压制后的物料进行移动的水平移动机构（402）、用于对移动后的物料进行检测的检测机构（403）；

所述物料采样装置（2）包括“门”字形的固定支架（201），固定支架（201）包括两侧的支撑柱（202）以及上端的第一支撑板（203），两侧的支撑柱（202）固定于皮带机平台上，X轴滑台（204）固定于第一支撑板（203）下端面上，Z轴滑台（205）的滑块固定在X轴滑台（204）的滑块上，Z轴滑台（205）的下端固定有吊架（209），吊架（209）的下端转动连接有滚筒支架（212）；滚筒支架（212）为一端开口的圆筒状结构，滚筒支架（212）的开口朝向物料皮带（1）上的物料传输而来的方向，滚筒支架（212）内部转动连接有滚筒（213），滚筒（213）为一端开口的圆筒状结构，滚筒（213）的开口端伸出至滚筒支架（212）的开口外侧，在滚筒（213）的开口外侧设置有月牙形的采样刀头（216）；滚筒支架（212）内壁与滚筒（213）外壁之间设置有回转支撑轮（217）；在滚筒（213）的前端开口处设置有筛料挡网（215），在滚筒（213）的内壁处均匀设置有扬料挡板（218）；物料烘干机构（207）固定于第一支撑板（203）上，物料烘干机构（207）的热风出口朝向滚筒（213）开口侧；固定支架（201）在其一侧的支撑柱（202）内侧面上设置有AI相机（208）；

所述物料处理装置（3）包括固定架（301），固定架（301）上设置有水平的第一固定板，第一固定板上端设置有破碎机（302），第一固定板下端设置有粉碎机（303）；所述粉碎机（303）包括圆筒状的粉碎腔体，粉碎腔体倾斜设置，粉碎腔体内部设置有主动粉碎盘（323）以及从动粉碎盘（324），粉碎腔体底部固定设置有粉碎电机（321），粉碎电机（321）的输出轴与主动粉碎盘（323）相固定连接，粉碎腔体上端设置有竖直的入料斗（319），粉碎腔体下端设置有竖直的出料斗（320），粉碎腔体上端设置有进给机构，进给机构与从动粉碎盘（324）相连接；粉碎腔体包括本体（317）以及腔盖（318），本体（317）的斜上方保持开口，腔盖（318）固定于本体（317）的斜上方开口处；在粉碎腔体的本体（317）内部还设置有主动盘底板（322）以及从动盘底板（325），主动盘底板（322）、主动粉碎盘（323）、从动粉碎盘（324）、从动盘底板（325）从下至上依次设置，主动盘底板（322）与主动粉碎盘（323）相固定连接，从动盘底板（325）与从动粉碎盘（324）相固定连接，主动盘底板（322）与粉碎电机（321）的输出轴相固定连接；在主动粉碎盘（323）朝向从动粉碎盘（324）的一侧端面中心处设置有一个圆台状的主动侧粉碎槽（326），在从动粉碎盘（324）朝向主动粉碎盘（323）的一侧端面处也设置有一个圆台状的从动侧粉碎槽（327）；在粉碎腔体的腔盖（318）上设置有进给机构，所述进给机构包括升降壳体（328）、升降电机（329）、蜗轮、蜗杆（330），升降壳体（328）固定设置于腔盖（318）的外侧面中心处，升降壳体（328）穿过腔盖（318）与粉碎腔体内部相连通，升降电机（329）固定设置于升降壳体（328）的外侧面上，升降电机（329）的输出轴伸入至升降壳体（328）内部，并且在升降电机（329）的输出轴上固定设置有蜗轮；在升降壳体（328）的内部沿着其轴向转动连接有蜗杆（330），蜗杆（330）与蜗轮相啮合；从动盘底板（325）远离从动粉碎盘（324）的一端中心处固定设置有一个固定段（331），固定段（331）穿过腔盖（318）伸入至升降壳体（328）内部；在固定段（331）远离从动盘底板（325）的一端端面上设置有一个内螺纹槽（332）；在蜗杆（330）朝向固定段（331）的一端固定设置有一个外螺纹块（333），外螺纹块（333）上的外螺纹与内螺纹槽（332）的内螺纹相螺接；所述入料斗（319）设置于升降壳体（328）与腔盖（318）的连接处，入料斗（319）位于破碎机（302）的出料口下方，入料斗（319）的下方出口处通过一个竖直通道以及一个倾斜通道与从动粉碎盘（324）的从动侧粉碎槽（327）相连通；所述出料斗（320）设置于粉碎腔体的本体（317）外壁下端，出料斗（320）的上端入口与粉碎腔体内部相连通；

下料压制机构（401）的右侧设置有检测机构（403），下料压制机构（401）的右下方设置有水平移动机构（402），水平移动机构（402）带动移动座（407）左右移动，移动座（407）上设置有收料管（421），收料管（421）内部设置有可转动的样品杯（427），样品杯（427）下端设置有称重传感器（426）；下料压制机构（401）包括第二固定板（405），第二固定板（405）上设置有上下贯通的下料管（408），下料管（408）右侧的第二固定板（405）下方设置有可升降的压料板（411）；在下料管（408）右侧固定设置有竖直的压料套筒（409），在压料套筒（409）内部插接有一根压料杆（410），压料杆（410）的下端固定设置有压料板（411），压料杆（410）上固定设置有压料作用杆（412）；第二固定板（405）上固定设置有第一弹簧座（413），在第一弹簧座（413）的下端面处插接有弹簧导杆（414），在弹簧导杆（414）的下端固定设置有一个水平向前的导杆作用杆（415）；在第一弹簧座（413）右侧固定设置有一个支座（416），支座（416）上铰接有一个压制杠杆（417），所述压制杠杆（417）的左端为半圆板（418），压制杠杆（417）的右端为长圆板（419），压制杠杆（417）在半圆板（418）与长圆板（419）上分别设置有一个长圆孔，导杆作用杆（415）的前端插接于半圆板（418）上的长圆孔内部，压料作用杆（412）的前端插接于长圆板（419）上的长圆孔内部;

所述水平移动机构（402）包括水平设置的滑台（406），移动座（407）下端与滑台（406）的滑块相固定连接，移动座（407）上端为水平设置的第二支撑板（420），收料管（421）固定于第二支撑板（420）上；收料管（421）内部转动设置有样品杯（427），样品杯（427）下端设置有称重传感器（426）；在第二支撑板（420）的上端面左端设置弹簧推杆（429），弹簧推杆（429）的上端转动连接有一个滚轮；在支撑板的上端面右端固定设置有两个相互对称的L形的导向杆，每个导向杆右端转动连接有一个导向轮（430）；所述检测机构（403）包括检测腔体（431），检测腔体（431）的下端面设置有检测孔（432），检测腔体（431）在检测孔（432）内部设置有真空检测单元，检测腔体（431）的检测孔（432）外侧设置有可转动的保护盖板（433），保护盖板（433）的右侧边缘通过弹簧转轴（434）与检测腔体（431）下端面相转动连接；在保护盖板（433）的下方设置有一个倾斜的作用板（435），作用板（435）的右端高度高于左端的高度；作用板（435）的后端边缘处通过一块竖直的连接板与保护盖板（433）下端面相固定连接。