CN204817236U - 一种近红外自动排矸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种近红外自动排矸装置，包括进料斗（1）、矿用传送皮带（2）、一组金属隔离板（3）、金属固定支架（4）、近红外信号采集终端（5）、控制仪表（6）、高压电磁阀（7）、煤仓（8）和矸石仓（9）。进料斗（1）是对毛煤进行排矸处理的入口；矿用传送皮带（2）负责输送毛煤；一组金属隔离板（3）使毛煤以多通道形式整齐排放；金属固定支架（4）用于固定一组金属隔离板（3）；近红外信号采集终端（5）实时采集毛煤的近红外光谱信号；控制仪表（6）处理近红外信号采集终端（5）输出的近红外光谱信号；高压电磁阀（7）根据控制仪表（6）发送的高低电平控制信号发出不同方向的高压气流；煤仓（8）和矸石仓（9）分别存放排矸后的煤炭和矸石。本实用新型装置操作简单，维护方便，排矸效果佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种近红外自动排矸装置，属于矿井监控与通信领域。
背景技术
在目前的煤炭开采过程中，矸石会不可避免地混入毛煤中。为了提高煤的品质，需要进行排矸处理，即剔除毛煤中的矸石。目前国内的排矸方式主要有湿选排矸和干选排矸这两大类。湿选排矸是指在排矸前先将煤块、矸石块破碎，然后利用煤和矸石的比重不同在液体介质中分离、剔除。湿选排矸又包括动筛跳汰法、重介分离法、浮游法等选煤技术，但是这些技术工艺复杂，对水源污染严重，且投资成本很高，限制了部分地区中小煤矿的发展，尤其是我国主要产煤区出现的开采煤炭资源与环境污染以及原本就十分匮乏的水资源之间的矛盾日显突出。而干选排矸存在生产效率低、排矸率不高、噪声和粉尘污染严重等问题，其推广应用也受到了很大的限制。
为克服现有煤矿井下排矸方式的不足，需要提供一种可以用于排矸的自动化装置。
发明内容
本实用新型提供了一种近红外自动排矸装置。本实用新型所述的近红外自动排矸装置由进料斗、矿用传送皮带、一组金属隔离板、金属固定支架、近红外信号采集终端、控制仪表、高压电磁阀、煤仓和矸石仓组成。
所述进料斗，包括进料口和出料口，所述的进料口是毛煤入口；
所述矿用传送皮带位于出料口的下方，用于输送由所述进料斗下放的毛煤；
所述一组金属隔离板，沿矿用传送皮带宽度方向间隔设定距离设置，且垂直于矿用传送皮带表面，位于矿用传送皮带的上方设定距离，且相邻金属隔离板之间构成一个排队通道，用于控制所述矿用传送皮带上的毛煤以多通道形式整齐排放；
所述一组金属隔离板位于所述矿用传送皮带上方8cm的位置，并且金属隔离板两两之间间隔距离为20cm；
所述金属固定支架，与所述一组金属隔离板的上端固定连接，用于固定所述一组金属隔离板；
每个所述排队通道均对应设置有用于实时采集毛煤近红外光谱信号的近红外信号采集终端、用于向高压电磁阀发送毛煤抛落方向控制信号的控制仪表和用于根据控制信号发出不同方向高压气流的高压电磁阀，所述近红外信号采集终端的信号输出端与控制仪表的信号输入端连接，所述控制仪表的控制输出端连接高压电磁阀；
所述控制仪表用于处理所述近红外信号采集终端输出的近红外光谱信号，并向所述高压电磁阀发送高低电平控制信号；
所述高压电磁阀，用于根据高低电平控制信号发出不同方向的高压气流，以控制毛煤的抛落方向；
所述煤仓和矸石仓位于矿用传送皮带的尾部，分别用于存放排矸处理完成后的煤炭和矸石。
所述近红外信号采集终端，用于实时采集所述排队通道上毛煤的近红外光谱信号，包括卤钨灯、聚光镜、线性渐变滤光片、检测器、信号读取电子器件和两个USB接口。
所述卤钨灯为所述近红外信号采集终端的光源；
所述聚光镜用于使近红外光线凝聚，以保证采集得到清晰的近红外光谱信号；
所述检测器采用128线元非制冷铟镓砷二极管阵列式检测器；
所述线性渐变滤光片位于聚光镜与检测器之间，在所述近红外信号采集终端中起着分光的作用；
所述信号读取电子器件由专用集成电路构成，用于读取从所述检测器中获得的原始近红外光谱信号；
所述两个USB接口，其中一个USB接口用于连接输出电压5V、输出电流500mA的USB供电电源，另一个USB接口用于连接所述控制仪表的信号输入端，以输出近红外光谱信号。
本实用新型达到的有益效果如下：
(1)本实用新型集机械控制、自动化、近红外成像于一体，具有自动化程度高、生产效率高、生产成本低、节能环保、操作简单、维护方便等一系列优点，非常适合在选煤现场使用；
(2)与现有的排矸方式相比，本实用新型不会对煤炭物料造成根本性破坏；
(3)本实用新型的推广应用不仅可以为煤炭企业提高煤炭质量、增加销售收入，还可以减少在煤矿井下恶劣环境下工作的工人数，从而降低了职业病和安全事故的发生率。
附图说明
图1为本实用新型近红外自动排矸装置的示意图；
图2为本实用新型近红外信号采集终端的示意图；
图中，1、进料斗；2、矿用传送皮带；3、一组金属隔离板；4、金属固定支架；5、近红外信号采集终端；6、控制仪表；7、高压电磁阀；8、煤仓；9、矸石仓；10、卤钨灯；11、聚光镜；12、线性渐变滤光片；13、检测器；14、信号读取电子器件；15、USB接口一；16、USB接口二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做出进一步说明。
如图1所示，所述近红外自动排矸装置由进料斗1、矿用传送皮带2、一组金属隔离板3、金属固定支架4、近红外信号采集终端5、控制仪表6、高压电磁阀7、煤仓8和矸石仓9组成。
进料斗1包括进料口和出料口，毛煤从进料斗1的进料口放入，然后从出料口流出，往矿用传送皮带2上安放；矿用传送皮带2输送由进料斗1下放的毛煤，其传送速度稳定在0.8m/s-1.0m/s范围内，带面平整，无跑偏现象；一组金属隔离板3控制矿用传送皮带2上的毛煤使其以多通道形式整齐排放，一组金属隔离板3垂直于矿用传送皮带2的皮带表面，但不与矿用传送皮带2直接接触，一组金属隔离板3位于矿用传送皮带2上方8cm的位置，沿矿用传送皮带2宽度方向每隔20cm设置一块金属隔离板，相邻的两块金属隔离板之间构成了一个排队通道；金属固定支架4与一组金属隔离板3的上端固定连接，用于固定一组金属隔离板3。
需要特别指出的是，每个所述排队通道均对应设置有用于实时采集毛煤近红外光谱信号的近红外信号采集终端5、用于向高压电磁阀发送毛煤抛落方向控制信号的控制仪表6和用于根据控制信号发出不同方向高压气流的高压电磁阀7，近红外信号采集终端5的信号输出端与控制仪表6的信号输入端连接，控制仪表6的控制输出端连接高压电磁阀7。
控制仪表6用于处理近红外信号采集终端5输出的近红外光谱信号，并向高压电磁阀7发送高低电平控制信号；高压电磁阀7根据控制仪表6发送的高低电平控制信号发出不同方向的高压气流，以控制毛煤的抛落方向；煤仓8和矸石仓9位于矿用传送皮带2的尾部，分别用于存放排矸处理完成后的煤炭和矸石。
如图2所示，近红外信号采集终端5用于实时采集所述排队通道上毛煤的近红外光谱信号，近红外信号采集终端5由卤钨灯10、聚光镜11、线性渐变滤光片12、检测器13、信号读取电子器件14、USB接口一15和USB接口二16组成。
卤钨灯10为近红外信号采集终端5的光源，卤钨灯10发出波长范围为950nm-1650nm的近红外光；聚光镜11用于使近红外光线凝聚，以保证采集得到清晰的近红外光谱信号；检测器13采用128线元非制冷铟镓砷二极管阵列式检测器；线性渐变滤光片12位于聚光镜11与检测器13之间，线性渐变滤光片12所处理近红外光的波长范围为950nm-1650nm，线性渐变滤光片12在整个近红外信号采集终端5中起着分光的作用；信号读取电子器件14由专用集成电路构成，用于读取从检测器13中获得的原始近红外光谱信号；USB接口一15用于连接输出电压5V、输出电流500mA的USB供电电源，USB接口二16用于连接控制仪表6的信号输入端，以输出近红外光谱信号。
以上对本实用新型进行了进一步说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限制本实用新型的实施范围。凡是依据本实用新型申请保护范围所作的均等变化、改进，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
Claims (4)
1.一种近红外自动排矸装置，其特征在于，所述装置包括进料斗、矿用传送皮带、一组金属隔离板、金属固定支架、近红外信号采集终端、控制仪表、高压电磁阀、煤仓和矸石仓；
所述进料斗，包括进料口和出料口，所述的进料口是毛煤入口；
所述矿用传送皮带位于出料口的下方，用于输送由所述进料斗下放的毛煤；
所述一组金属隔离板，沿矿用传送皮带宽度方向间隔设定距离设置，且垂直于矿用传送皮带表面，位于矿用传送皮带的上方设定距离，且相邻金属隔离板之间构成一个排队通道，用于控制所述矿用传送皮带上的毛煤以多通道形式整齐排放；
所述金属固定支架，与所述一组金属隔离板的上端固定连接，用于固定所述一组金属隔离板；
每个所述排队通道均对应设置有用于实时采集毛煤近红外光谱信号的近红外信号采集终端、用于向高压电磁阀发送毛煤抛落方向控制信号的控制仪表和用于根据控制信号发出不同方向高压气流的高压电磁阀，所述近红外信号采集终端的信号输出端与控制仪表的信号输入端连接，所述控制仪表的控制输出端连接高压电磁阀；
所述煤仓和矸石仓位于矿用传送皮带的尾部，分别用于存放排矸处理完成后的煤炭和矸石。
2.根据权利要求1所述的一种近红外自动排矸装置，其特征在于，所述一组金属隔离板位于所述矿用传送皮带上方8cm的位置。
3.根据权利要求1所述的一种近红外自动排矸装置，其特征在于，所述的一组金属隔离板两两之间间隔距离为20cm。
4.根据权利要求1所述的一种近红外自动排矸装置，其特征在于，所述近红外信号采集终端包括卤钨灯、聚光镜、线性渐变滤光片、检测器、信号读取电子器件和两个USB接口；
所述卤钨灯为所述近红外信号采集终端的光源；
所述聚光镜用于使近红外光线凝聚，以保证采集得到清晰的近红外光谱信号；
所述检测器采用128线元非制冷铟镓砷二极管阵列式检测器；
所述线性渐变滤光片位于聚光镜与检测器之间，在所述近红外信号采集终端中起着分光的作用；
所述信号读取电子器件由专用集成电路构成，用于读取从所述检测器中获得的原始近红外光谱信号；
所述两个USB接口，其中一个USB接口用于连接输出电压5V、输出电流500mA的USB供电电源，另一个USB接口用于连接所述控制仪表的信号输入端，以输出近红外光谱信号。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105598026A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-05-25 | 山东博润工业技术股份有限公司 | 一种自动高效的干法分选系统 |
| CN107891015A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-04-10 | 河南理工大学 | 一种煤矸分选中煤矸红外识别装置 |
| CN111398207A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-10 | 中国矿业大学 | 一种基于煤矸识别的全综放工作面放煤控制系统及方法 |
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