CN207066917U - 微波干燥检测装置 - Google Patents

Abstract

含水物料的微波干燥检测装置，该检测装置包括筒体，位于筒体内的转盘，和转盘驱动装置；其中：筒体包括圆形顶部盖板、圆筒形侧壁、筒体底板和进料斗；在圆形的顶部盖板的外围设置了6个工位：进料和称量工位，第一微波干燥工位，第二微波干燥工位，第三微波干燥工位，第二称量工位，和卸料工位；与上述6个工位相对应，在转盘上设有6个底部有圆孔的腔室，每个腔室的底部圆孔上放置了一个样品容器；在进料和称量工位的下方对应的位置，在筒体底板上设置了电子称量装置，同时，在第二称量工位的下方对应的位置，在筒体底板上设置了电子称量装置。对于混合均匀度的检测是及时、准确的。

Description

微波干燥检测装置

技术领域

本实用新型涉及微波干燥检测装置，更具体地说，涉及含水物料(例如铁矿球团原料)的混合均匀度检测装置。

背景技术

现有技术中对于含水物料的混合均匀度的检测，尤其生产流水线的在线检测，一方面，往往无法快速地获得检测结果，无法通过检测结果的反馈及时调整混合工艺条件，另一方面，由于取样和送检测的过程耗时较多，这一过程的水分蒸发也会导致检测精度不够准确。

本实用新型的设计人参观某钢铁厂的铁矿烧结工艺的球团生产过程时，发现对于球团原料的混合均匀度检测，人工取样、烘干、天平称重和人工计算，比较耗时，并且检测结果不够准确，无法快速将检测结果反馈到混合设备的控制系统中。

在制备铁矿球团时，常常将疏水性的铁矿粉与亲水性的矿物例如蒙脱石粉和润湿量的水等进行混合，制备湿的球团。在球团的制备过程中实现疏水性铁矿粉与亲水性矿物的连续进料、连续混合、连续出料，并由输送机连续输送到烧结机中进行连续的烧结。鉴于疏水性铁矿粉与亲水性矿物之间的混合均匀的困难，工业上常常使用强力混合设备进行混合和分散。因此，疏水性铁矿粉与亲水性矿物之间的混合均匀度的检测和混合工艺控制对于后续的球团烧结产品质量而言是非常重要的。通过从连续运转的皮带输送机的皮带上物料采集样品，或从输送机的末端的落料采集样品。采集样品的方式包括以大致相当的时间间隔(例如10或甚至30分钟)，人工采集或通过机械方式自动采集。如果发现不同样品批次的水分含量有较大的波动，这说明工艺上游的强力混合设备的混合效果不理想，需要及时反馈到控制系统来调整混合设备的操作参数，力求混合更均匀。

工业化生产中，利用皮带输送机将湿的球团连续地输送到烧结机中进行烧结。因此，迫切需要快速、及时、准确的混合均匀度的在线检测装置。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的设计者发现，亲水性物料和疏水性物料相互混合的均匀度可通过检测连续混合后的物料(例如球团物料)的水分含量，针对不同样品批次的水分含量进行对比，得以确认物料混合的均匀度。

本实用新型的目的在于提供一种含水物料的混合均匀度检测装置，尤其，一种球团原料的混合均匀度的检测装置。球团原料混匀度在线检测为一套机电一体化装置，能够准确地、及时地将检测结果反馈到立式强力混合机控制系统，助其保持最佳运行状态，实现生产过程智能化。并且能够根据现场实际情况通过该检测装置确定在保证混匀效果的前提下降低桨叶磨损的混合机平衡参数，为生产实际提供指导。大大降低立式强力混合机的桨叶磨损，提升桨叶寿命。

根据本实用新型提供的第一种实施方案，提供(含水物料或铁矿球团的)微波干燥检测装置，该检测装置包括检测装置筒体，位于筒体内的上部空间的转盘，和转盘的驱动装置；其中：筒体包括圆形顶部盖板、圆筒形侧壁、筒体底板和设置在盖板上的进料斗；在圆形的顶部盖板的外围(即，靠近转盘边缘的一个圆周上)设置了6个工位：进料和称量工位，第一微波干燥工位，第二微波干燥工位，第三微波干燥工位，第二称量工位，和卸料工位，这6个工位在以圆形顶部盖板的中心或圆心作为圆心的圆或圆环上等间距(或等弧度)分布；在圆形顶部盖板的中心位置设置了排湿工位；与上述6个工位相对应，在转盘上设有6个底部有圆孔的腔室，每个腔室的底部圆孔上放置了一个样品容器；在进料和称量工位的下方对应的位置，在筒体底板上设置了电子称量装置，同时，在第二称量工位的下方对应的位置，在筒体底板上设置了电子称量装置。

优选，该检测装置还包括设置在顶部盖板上的取样和进料装置，所述取样和进料装置包括：机械抓手(或取样刮勺或机械铲)，机械抓手(或取样刮勺或机械铲)的升降装置，用于承载机械抓手(或取样刮勺或机械铲)和承载升降装置的伸缩杆，伸缩杆的驱动电机，伸缩杆的驱动轮，和传动皮带。还包括固定支架。

优选，在顶部盖板上设置取样和进料装置的基座，即，将取样和进料装置固定在基座上。

一般，该检测装置还包括在顶部盖板上在第一微波干燥工位、第二微波干燥工位和第三微波干燥工位的位置上分别安装的微波发生器。

优选，转盘上的各个腔室的侧壁的上边缘贴近顶部盖板的下表面。

优选，转盘上的各个腔室通过排湿通道连通至排湿腔室。

优选，该检测装置还包括在顶部盖板上在卸料工位的位置上安装的抽吸式卸料装置。

本实用新型的检测装置中的各个运动设备能够通过一个控制系统来控制。当然，这些运动设备各自独立地通过人工来操作和控制也是行的。

优选，在顶部盖板上还设置了电子限位开关。相应地，在排湿通道的对应位置上开设了细小的光学穿孔。电子限位开关协助控制系统来操控转盘的回转和停止。

在排湿工位的位置，在顶部盖板上安装排湿设备，例如排气扇。

转盘包括：用于将样品容器安放在转盘上的圆形孔；固定在转盘上的环绕圆形孔的开口型腔室侧壁；转盘的旋转轴；排湿通道；排湿腔室；和，与电子限位开关相配合的光学穿孔(位于排湿通道中)。

电子称量装置包括：电子称量天平；托盘或顶升托盘；电子天平的升降装置的驱动装置；电子天平的升降装置。升降装置例如是丝杆式升降装置或有内外螺纹的螺杆式升降装置。

另外，对于取样和进料装置，可以使用取样刮勺或机械铲替代机械抓手。

转盘的驱动装置包括驱动电机，用于驱动转盘的转轴的减速器或变速器，和传动皮带。还包括支架。

(负压或真空)抽吸式卸料装置包括吸附口，吸附口的升降装置，吸附口的升降驱动电机，吸附管，和负压吸附装置。

本申请还提供一种含水物料的混合均匀度检测方法或使用以上所述的检测装置检测含水物料(例如铁矿球团物料)的混合均匀度的方法，该方法包括如下步骤：

1)转盘将已卸料的样品容器从卸料工位旋转至进料和称量工位，电子称量天平在电子天平的升降装置的提升下垂直上升并由天平托盘顶升样品容器使之完全离开转盘，进行第一次称重，称得了已卸料的样品容器的初始重量为W0；称量后电子天平的升降装置开始下降，已称重的样品容器再次由转盘支承；

2)在驱动电机的驱动下伸缩杆带动机械抓手或取样刮勺向前伸出，到达取样位置后依靠升降装置来下降机械抓手或取样刮勺以使它接触到物料并调整它的姿态，从物料输送机的皮带上物料或输送机末端落料采集样品，然后逆向操作，依靠升降装置来提升机械抓手或取样刮勺，让伸缩杆带动该机械抓手或取样刮勺回缩并且一直到机械抓手或取样刮勺到达进料斗的上方为止，然后在进料和称量工位经由进料斗向处于该进料和称量工位的样品容器中添加样品；或者，人工从输送机上取样并将样品物料经由进料斗输入到处于进料和称量工位的样品容器内；电子称量天平在电子天平的升降装置的提升下垂直上升并由天平托盘顶升装有样品的样品容器使之完全离开转盘，进行第二次称重，称得了容器+湿样品的总重量为W1；称量后电子天平的升降装置下降，已称重的样品容器再次由转盘支承；

3)转盘将已称重的样品容器从进料和称量工位旋转至第一微波干燥工位，该工位的微波发生器对于样品进行快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)，然后旋转至第二微波干燥位，该工位的微波发生器对于样品进行第二次快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)，然后旋转至第三微波干燥位，该工位的微波发生器对于样品进行第三次快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)；

4)转盘将经历了微波干燥处理的样品容器从第三微波干燥位旋转至第二称量工位，电子称量天平在电子天平升降装置的提升下垂直上升并由天平托盘顶升装有干燥样品的样品容器使之完全离开转盘，进行第三次称重，称得了容器+干燥样品的总重量为W2；称量后电子天平的升降装置下降，已称重的样品容器再次由转盘支承；

5)二次称重完毕后，转盘将样品容器从第二称量工位旋转至卸料工位，抽吸式卸料装置的吸附口在吸附口升降装置的带动下开始下降，并且一直到吸附口贴合到样品容器上为止，然后抽吸式卸料装置从容器中吸走干燥物料；和

6)根据三次称重即可得出含水物料(例如铁矿球团物料)的真实含水量。水含量：水％＝[(W2-W1)/(W1-W0)]*100。因此，在一段的时间中，通过对比多个批次的样品的水含量从而检测得出在这一时间段中含水物料的混合均匀度。

优选，上述步骤1-6重复进行。在一段的时间中，通过多次的含水量数据计算平均值，从而检测得出含水物料的混匀度。

在本申请中，对于样品容器没有特别的要求。优选，样品容器由陶瓷或玻璃(例如石英玻璃)制造。一般为敞口的。优选为碗形或杯形或钵形。

在本申请中，对于升降设置没有特殊要求，例如可使用螺杆式、丝杆式或液压式的升降装置。例如，对于螺杆式升降装置，它包括具有外螺纹的螺杆和升降平台，该升降平台具有孔，孔内有内螺纹与螺杆的外螺纹配合。另外，在本申请中，各种的升降装置也可使用步进电机来控制(例如利用电机的正转或反转)。

本申请中所述的物料是指包括球团混合原料或普通的磁铁精矿物料在内的含水的物料。例如，包含在球团混合原料中的膨润土属于亲水性的矿物原料，通过简单地测试水分含量的均匀性，就能够直接判断整个物料的混匀程度。

一般，整个检测装置的高度为30cm-120cm，优选为40-100cm，例如60或80cm。筒体的直径为60cm-160cm，优选70-140cm。

优选，在含水物料的混合均匀度检测装置(例如球团原料混匀度检测装置)的底部装有至少4个脚轮或滚轮。便于移动或搬运。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

1、对于含水物料的混合均匀度的检测，即快速又准确，自动化或智能化。

2、每一步的停留时间大大缩短，检测数据的获得更加迅速、及时和准确。根据实时数据及时调整上游的混合设备的工作状态。

3、驱动功率小，能源消耗低。

4、水蒸气及时排出，确保测量结果的准确。

本申请的装置用于工业生产，能够提高产品质量，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的微波干燥检测装置的示意性的正面视图；

图2为本实用新型的微波干燥检测装置的筒体的示意性立体图；

图3为本实用新型的微波干燥检测装置的转盘的俯视图；

图4为本实用新型的微波干燥检测装置的电子称量装置的示意图；

图5为取样刮勺(或称作机械铲)的示意图；

图6为转盘的驱动装置的示意图；

图7为抽吸式卸料装置的示意图。

附图标记：

1：微波干燥检测装置的筒体或壳体；101：筒体或壳体的顶部盖板；102：筒体或壳体的圆筒形侧壁；103：筒体或壳体的底板；104：设置在盖板101上的进料斗；105：筒体或壳体的侧壁103上的玻璃门；106:取样和进料装置的基座；107：筒体或壳体的底部滚轮；S1：进料和称量工位；S2：第一微波干燥工位；S3：第二微波干燥工位；S4：第三微波干燥工位；S5：第二称量工位；S6：卸料工位；S7：排湿工位(在此工位安装排气扇F)。

2：(水平)转盘；201：用于将样品容器R安放在转盘上的圆形孔；202：固定在转盘上的环绕圆形孔的开口型腔室侧壁；203：转盘的旋转轴；204：排湿通道；205：排湿腔室；206：与电子限位开关相配合的光学穿孔(位于排湿通道中)。

3：取样和进料装置；301：机械抓手或取样刮勺(或机械铲)；302：机械抓手或取样刮勺(或机械铲)的升降装置；303：用于承载机械抓手或取样刮勺(或机械铲)(301)和承载升降装置(302)的伸缩杆；304：伸缩杆的驱动电机；305：伸缩杆的驱动轮；306：传动皮带；307：固定支架。

4：转盘的驱动装置；401：驱动电机；402：用于驱动(转盘的)转轴203的减速器或变速器；403：传动皮带，404：支架。

5：电子称量装置；501：电子称量天平；502：托盘或顶升托盘；503：电子天平的升降装置的驱动装置，504：电子天平的升降装置(例如丝杆式升降装置或有内外螺纹的螺杆式的升降装置)。

6：(负压或真空)抽吸式卸料装置；601：吸附口，602：吸附口的升降装置；603：吸附口驱动电机；604：吸附管；605：负压吸附装置；

F：排气扇；K：电子限位开关；MW1、MW2和MW3：微波发生器；R：样品容器。

具体实施方式

如图1-7所示，根据本实用新型提供的第一种实施方案，提供一种微波干燥检测装置。

该检测装置包括检测装置筒体1，位于筒体1内的上部空间的转盘2，和转盘2的驱动装置4；其中：筒体1包括圆形顶部盖板101、圆筒形侧壁102、筒体底板103和设置在盖板101上的进料斗104；在圆形的顶部盖板101的外围(即，靠近转盘边缘的一个圆周上)设置了6个工位：进料和称量工位S1，第一微波干燥工位S2，第二微波干燥工位S3，第三微波干燥工位S4，第二称量工位S5，和卸料工位S6，这6个工位在以圆形顶部盖板101的中心或圆心作为圆心的圆或圆环上等间距(或等弧度)分布；在圆形顶部盖板101的中心位置设置了排湿工位S7；与上述6个工位(S1-S6)相对应，在转盘上设有6个底部有圆孔201的腔室，每个腔室的底部圆孔201上放置了一个样品容器R；在进料和称量工位S1的下方对应的位置，在筒体底板103上设置了电子称量装置5，同时，在第二称量工位S5的下方对应的位置，在筒体底板103上设置了电子称量装置5。

优选，该检测装置还包括设置在顶部盖板101上的取样和进料装置3，所述取样和进料装置3包括：机械抓手(或取样刮勺或机械铲)301，机械抓手(或取样刮勺或机械铲)的升降装置302，用于承载机械抓手(或取样刮勺或机械铲)301和承载升降装置302的伸缩杆303，伸缩杆的驱动电机304，伸缩杆的驱动轮305，和传动皮带306。还包括固定支架307。

优选，在顶部盖板101上设置取样和进料装置3的基座106，即，将取样和进料装置3固定在基座106上。

一般，该检测装置还包括在顶部盖板上在第一微波干燥工位S2、第二微波干燥工位S3和第三微波干燥工位S4的位置上分别安装的微波发生器。

优选，转盘2上的各个腔室的侧壁的上边缘贴近顶部盖板101的下表面。

优选，转盘2上的各个腔室通过排湿通道204连通至排湿腔室205。

优选，该检测装置还包括在顶部盖板上在卸料工位S6的位置上安装的抽吸式卸料装置6。

本实用新型的检测装置中的各个运动设备能够通过一个控制系统来控制。当然，这些运动设备各自独立地通过人工来操作和控制也是行的。

优选，在顶部盖板101上还设置了电子限位开关K。相应地，在排湿通道204的对应位置上开设了细小的光学穿孔206。电子限位开关K协助控制系统来操控转盘2的回转和停止。

在排湿工位S7的位置，在顶部盖板上安装排湿设备，例如排气扇F。

如图3所示，转盘2包括：用于将样品容器R安放在转盘上的圆形孔201；固定在转盘上的环绕圆形孔的开口型腔室侧壁202；转盘的旋转轴203；排湿通道204；排湿腔室205；和，与电子限位开关相配合的光学穿孔(位于排湿通道中)206。

如图4中所示，电子称量装置包括：电子称量天平501；托盘或顶升托盘502；电子天平的升降装置的驱动装置503；电子天平的升降装置504。升降装置504例如是丝杆式升降装置或有内外螺纹的螺杆式升降装置。

另外，对于取样和进料装置，可以使用取样刮勺或机械铲替代机械抓手，如图5中所示。

如图6中所示，转盘的驱动装置4包括驱动电机401，用于驱动转盘的转轴203的减速器或变速器402，和传动皮带403。还包括支架404。

如图7中所示，(负压或真空)抽吸式卸料装置6包括吸附口601，吸附口的升降装置602，吸附口的升降驱动电机603，吸附管604，和负压吸附装置605。

本实用新型还提供一种含水物料的混合均匀度检测方法或使用以上所述的检测装置检测含水物料(例如铁矿球团物料)的混合均匀度的方法，该方法包括如下步骤：

1)转盘2将已卸料的样品容器R从卸料工位S6旋转至进料和称量工位S1，电子称量天平501在电子天平的升降装置504的提升下垂直上升并由天平托盘顶升样品容器R使之完全离开转盘2，进行第一次称重，称得了已卸料的样品容器的初始重量为W0；称量后电子天平的升降装置504开始下降，已称重的样品容器R再次由转盘2支承；

2)在驱动电机304的驱动下伸缩杆303带动机械抓手或取样刮勺301向前伸出，到达取样位置后依靠升降装置302来下降机械抓手或取样刮勺301以使它接触到物料并调整它的姿态，从物料输送机的皮带上物料或输送机末端落料采集样品，然后逆向操作，依靠升降装置302来提升机械抓手或取样刮勺301，让伸缩杆303带动该机械抓手或取样刮勺301回缩并且一直到机械抓手或取样刮勺301到达进料斗104的上方为止，然后在进料和称量工位S1经由进料斗104向处于该进料和称量工位S1的样品容器R中添加样品；或者，人工从输送机上取样并将样品物料经由进料斗104输入到处于进料和称量工位S1的样品容器R内；电子称量天平501在电子天平的升降装置504的提升下垂直上升并由天平托盘顶升装有样品的样品容器R使之完全离开转盘2，进行第二次称重，称得了容器+湿样品的总重量为W1；称量后电子天平的升降装置504下降，已称重的样品容器R再次由转盘2支承；

3)转盘2将已称重的样品容器R从进料和称量工位S1旋转至第一微波干燥工位S2，该工位S2的微波发生器对于样品进行快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)，然后旋转至第二微波干燥位S3，该工位S3的微波发生器对于样品进行第二次快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)，然后旋转至第三微波干燥位S4，该工位S4的微波发生器对于样品进行第三次快速微波干燥(例如15或20或30秒)(此时上述第2步已经再次启动，进行取样、进料和称量)；

4)转盘2将经历了微波干燥处理的样品容器R从第三微波干燥位S4旋转至第二称量工位S5，电子称量天平501在电子天平的升降装置504的提升下垂直上升并由天平托盘502顶升装有干燥样品的样品容器R使之完全离开转盘2，进行第三次称重，称得了容器+干燥样品的总重量为W2；称量后电子天平的升降装置504下降，已称重的样品容器R再次由转盘2支承；

5)二次称重完毕后，转盘2将样品容器R从第二称量工位S5旋转至卸料工位S6，抽吸式卸料装置6的吸附口601在吸附口的升降装置602的带动下开始下降，并且一直到吸附口601贴合到样品容器R上为止，然后抽吸式卸料装置6从容器R中吸走干燥物料；和

6)根据三次称重即可得出含水物料(例如铁矿球团物料)的真实含水量。水含量：水％＝[(W2-W1)/(W1-W0)]*100。因此，在一段的时间中，通过对比多个批次的样品的水含量从而检测得出在这一时间段中含水物料的混合均匀度。

优选，上述步骤1-6重复进行。在一段的时间中，通过多次的含水量数据计算平均值，从而检测得出含水物料的混匀度。

在上述操作方法中，每一步的停留时间能够缩短至15秒或20秒或30秒。如果仅仅设立1个微波干燥工位，则为了彻底干燥物料，往往需要较多的微波处理时间，导致每一个步骤的停留时间太长，无法在线、实时地获得混合均匀度的数据。但是，在本申请中，通过连续设置3个微波干燥工位，缩短了每一个工位的停留时间，更加快速地反映了实时的混合均匀度，及时调整混合设备的工况。

优选，以上所述的含水物料是钢铁冶炼中的球团生产工艺中铁矿球团原料，简称球团原料或铁矿球团原料。一般，从铁矿球团原料的皮带输送机的落料处取样或直接从输送机的皮带上物料取样。

在本申请中，样品容器由石英玻璃制造。

本申请中没有详细描述的之处，本领域技术人员基于一般的基础技术知识，通过简单的操作尝试和简单的逻辑推理能够探索出优化的实施方式。

Claims (5)

1.微波干燥检测装置，该检测装置包括检测装置筒体(1)，位于筒体(1)内的上部空间的转盘(2)，和转盘(2)的驱动装置(4)；其特征在于：筒体(1)包括圆形的顶部盖板(101)、圆筒形侧壁(102)、筒体底板(103)和设置在盖板(101)上的进料斗(104)；在圆形的顶部盖板(101)的外围设置了6个工位：进料和称量工位(S1)，第一微波干燥工位(S2)，第二微波干燥工位(S3)，第三微波干燥工位(S4)，第二称量工位(S5)，和卸料工位(S6)，这6个工位在以圆形顶部盖板(101)的中心或圆心作为圆心的圆上等间距分布；在圆形顶部盖板(101)的中心位置设置了排湿工位(S7)；与上述6个工位(S1-S6)相对应，在转盘上设有6个底部有圆孔(201)的腔室，每个腔室的底部圆孔(201)上放置了一个样品容器(R)；在进料和称量工位(S1)的下方对应的位置，在筒体底板(103)上设置了电子称量装置(5)，同时，在第二称量工位(S5)的下方对应的位置，在筒体底板(103)上设置了电子称量装置(5)。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于该检测装置还包括设置在顶部盖板(101)上的取样和进料装置(3)，所述取样和进料装置(3)包括：机械抓手或取样刮勺(301)，机械抓手或取样刮勺的升降装置(302)，用于承载机械抓手或取样刮勺和承载升降装置(302)的伸缩杆(303)，伸缩杆的驱动电机(304)，伸缩杆的驱动轮(305)，和传动皮带(306)。

3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于该检测装置还包括在顶部盖板上分别在第一微波干燥工位(S2)、第二微波干燥工位(S3)和第三微波干燥工位(S4)的位置上安装的三个微波发生器。

4.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于转盘(2)上的各个腔室的侧壁的上边缘贴近顶部盖板(101)的下表面；和/或

转盘(2)上的各个腔室通过排湿通道(204)连通至排湿腔室(205)。

5.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于该检测装置还包括在顶部盖板上在卸料工位(S6)的位置上安装的抽吸式卸料装置(6)。