CN208592107U - 建筑垃圾砖砼骨料分选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，采用FPGA的强大并行计算能力和彩色图像传感器快速采集图像的技术，利用图像识别、高压喷嘴吹选的方法，同时结合建筑垃圾骨料自身的特点将恒定光源系统，入料缓冲结构，除尘设计有机的结合起来形成一种新型的建筑骨料分选系统。本实用新型解决了目前建筑垃圾骨料无法分选的难题，改变传统建筑垃圾处理模式，同时本实用新型本着低成本高效率的原则，使得建筑垃圾骨料处理工艺的在实际工程大规模的推广成为可能。

Description

建筑垃圾砖砼骨料分选装置

技术领域

本实用新型涉及环保机械设备领域，尤其涉及建筑垃圾资源化利用设备技术领域，具体是一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置。

背景技术

建筑垃圾是在对建筑物实施新建、改建、扩建或者是拆除过程中产生的固体废弃物。随着我国城市化快速发展，产生了大量的建筑垃圾。目前我国建筑垃圾综合利用率低，已对资源和环境造成巨大压力。

建筑垃圾中，相当部分产品是砖骨料和砼骨料的混合物。由于砖骨料和砼骨料性能指标差别很大，因此混合在一起，利用价值很低。如果把它们分开使用，可以提升各自的利用价值。这对我国建筑垃圾资源化利用水平的提高，很有意义。

其它企业和个人也研究过建筑垃圾砖砼分选方法并确定相应的成果。专利CN201710573370.8提出一种利用浮力法根据砖砼的密度差别进行分选，该方法存在分选质量很难稳定的问题，原因是提供浮力的液体介质的密度本身会因为受到建筑垃圾的污染而变化，从而影响分选效果。专利CN201710543961.0一种利用砖的特殊的形状和尺寸与砼块状料的不同，利用有特定尺寸和网孔的筛网将砖骨料从砖砼骨料混合物中分选出来。然而，由于建筑垃圾在建筑拆除和搬运过程中，砖一般会受到严重破损，大部分砖都不能保持其特有的形状和尺寸。因此，这种方法分选的精度很低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有建筑垃圾中砖骨料和砼骨料分选精度低等问题，提供一种高效率、低功耗、高精度的建筑垃圾砖砼骨料分选装置，利用光电视觉技术，对砖骨料和砼骨料的光谱特征、形状、大小、位置等多种信息综合判断，精确识别，并利用高速气阀组控制压缩空气对需要吹离的骨料进行精确分离。

本实用新型的技术方案如下：

一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，包括有机壳、物料分散部件、光源恒定部件、物料筛选部件和主控部件，其特征在于：所述的物料分散部件包括有设置于所述机壳顶部的入料口、设置于入料口内的挡料板和与入料口相连接并延伸到所述机壳内的落料管道；所述的光源恒定部件包括有设置于所述机壳内且位于所述落料管道下端前方的双排LED灯；所述的物料筛选部件包括有由FPGA和彩色图像传感器组成的工业相机、高压喷嘴、与高压喷嘴相连接的电动气阀、分别设置于所述机壳底部的砖骨料出口和砼骨料出口以及分别安装在所述砖骨料出口和砼骨料出口内的电动放料阀，所述的工业相机和高压喷嘴分别设置于所述机壳内，且分别位于所述落料管道下端的前、后方；所述的主控部件包括有主控板和触摸屏；所述的机壳内在所述砖骨料出口与所述砼骨料出口之间设置有竖向延伸且偏转角度可调节的分隔板；所述的主控板分别与所述工业相机和电动气阀电动放料阀电连接，所述的触摸屏与所述工业相机电连接。

所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述的机壳内在所述落料管道的下端与所述双排LED灯之间设置有玻璃。

所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述的工业相机与所述双排LED灯处于同侧，且设置于所述双排LED灯的前方，所述的FPGA的型号可以是但是不局限于EP4CE55F23I7，所述的彩色图像传感器的芯片的型号可以是TCD2901D，也可以是其它高速线阵彩色CCD。

所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述机壳的侧壁上设置有除尘口。

本实用新型根据砖骨料出口处的砖骨料和砼骨料出口处的砼骨料的多少来调节砖骨料出口和砼骨料出口内的电动放料阀开启的大小，这样，既可以确保砖骨料和砼骨料能够分别顺利从砖骨料出口和砼骨料出口流出，也可以尽量减小砖骨料出口和砼骨料出口处的空气流入到分选机内部，这样可以改善除尘效果。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的工业相机采用高速相机，在相机视角范围内可以至少达到每秒1000帧的速度，假设骨料以1m/s速度经过相机时，相机对骨料捕捉的精度可以达到毫米级，满足了大部分物料体积选择要求。

2、本实用新型采用物体颜色，并且转换为其他颜色模型来判别分类骨料，相比于现有部件通过密度、重量来区分更简单实用，同时在结构分选效率上大大提高。

3、本实用新型是针对目前骨料只能按照体积分级无法完成类别分级难题的背景下提出了一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，很大程度上解决了当前骨料不能替代一部分原材料难题，分选后的材料在经济、利用价值都大幅度提高，同时本实用新型本着低成本高效率的原则，使得建筑垃圾砖砼骨料处理工艺的在实际工程大规模的推广成为可能。

附图说明

图1为本实用新型结构主视图。

图2为本实用新型结构左视图。

图3为本实用新型工作原理图。

具体实施方式

参见图1、2、3，一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，包括有机壳10、物料分散部件、光源恒定部件、物料筛选部件和主控部件，物料分散部件包括有设置于机壳10顶部的入料口1、设置于入料口1内的挡料板2和与入料口1相连接并延伸到机壳10内的落料管道3；光源恒定部件包括有设置于机壳10内且位于落料管道3下端前方的双排LED灯5；物料筛选部件包括有由FPGA和彩色图像传感器组成的工业相机6、高压喷嘴9、与高压喷嘴9相连接的电动气阀14、分别设置于机壳10底部的砖骨料出口15和砼骨料出口16以及分别安装在砖骨料出口15和砼骨料出口16内的电动放料阀12，工业相机6和高压喷嘴9分别设置于机壳10内，且分别位于落料管道3下端的前、后方；主控部件包括有主控板8和触摸屏7；机壳10内在砖骨料出口15与砼骨料出口16之间设置有竖向延伸且偏转角度可调节的分隔板11；主控板8分别与工业相机6和电动气阀14 电动放料阀12电连接，触摸屏7与工业相机6电连接。

机壳10内在落料管道3的下端与双排LED灯5之间设置有玻璃4。

工业相机6与双排LED灯5处于同侧，且设置于双排LED灯5的前方，FPGA 的型号可以是但是不局限于EP4CE55F23I7，具有高性能、低功耗的特点；彩色图像传感器的芯片的型号可以是TCD2901D，有高敏感度、低功耗、高分辨率的特点，也可以是其它高速线阵彩色CCD。

机壳10的侧壁上设置有除尘口13。

本实用新型的工作过程如下：

(1)、对分选装置进行精准的安装，并通过触摸屏7设置工业相机6的工作参数；

(2)、骨料从入料口1进入，挡料板2降低骨料落入速度，对冲到落料管道 3将骨料平稳均匀的分散开；

(3)、骨料沿着落料管道3下落，进入工业相机6的视角范围，骨料被双排 LED灯5均匀照亮，工业相机6获取骨料图像，工业相机6中的FPGA在程序的控制下，对获取的骨料图像信息进行加工，根据砖骨料和砼骨料的各自RGB 值的特征进行砖骨料和砼骨料的识别，并将识别信息发送至主控板8，

即工业相机6获取最原始骨料整张图像RGB格式数据(RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一)数据，再通过如下公式转换成颜色表达另外一种模型YUV (YUV，分为三个分量，“Y”表示明亮度即灰度值；而“U”和“V”表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色)：

将图像的RGB格式数据转换为YUV格式数据之后，只需要将U或V的值与设定好的经验阈值进行比较，如果U或V的值比经验阈值小，则判定下落的骨料为砼骨料；如果U或V的值比经验阈值大，则判定下落的骨料为砖骨料，其中经验阈值是区分骨料的界限，在建筑垃圾骨料中主要是对砖骨料和砼骨料的区分，经验阈值的设定是在实际过程中修正的参数；

(4)、骨料经过工业相机6识别区域之后，下落到高压喷嘴9区域，由主控板8发送是否需要打开电动气阀14的指令，电动气阀14接收指令后通常需要延迟时间t，t的取值与骨料从砖骨料出口15和砼骨料出口16到电动气阀14的高度有关，当主控板8接收到的识别信息判定为下落的骨料为砖骨料时，向电动气阀14发送开启指令，此时高压喷嘴9喷出高压气体，将下落的骨料吹离原来的下落轨迹；当主控板8接收到的识别信息判定为下落的骨料为砼骨料时，不向电动气阀14发送开启指令，此时骨料继续沿原来的下落轨迹下落，对砖骨料和砼骨料进行分选；

(5)、骨料分选之后进入机壳10的下部空间，分隔板11用于调节由高压喷嘴9筛分的骨料下落时分选的位置，即分隔板11的左侧为砖骨料下落的范围，分隔板11的右侧为砼骨料下落的范围；

(6)、分选后的砖骨料和砼骨料分别落入砖骨料出口15和砼骨料出口16 后，分别堆积到砖骨料出口15和砼骨料出口16内的电动放料阀12上，电动放料阀12在没有骨料堆积时处于闭合状态，来配合除尘口13，让机壳10的内部处于一种封闭状态，尽可能的提高除尘效果；当骨料堆积一定重量之后，主控板 8控制砖骨料出口15和砼骨料出口16内的电动放料阀12分别开启，砖骨料和砼骨料流出，放料完成后，主控板8控制砖骨料出口15和砼骨料出口16内的电动放料阀12分别再次闭合。

本实用新型根据砖骨料出口处的砖骨料和砼骨料出口处的砼骨料的多少来调节砖骨料出口和砼骨料出口内的电动放料阀开启的大小，这样，既可以确保砖骨料和砼骨料能够分别顺利从砖骨料出口和砼骨料出口流出，也可以尽量减小砖骨料出口和砼骨料出口处的空气流入到分选机内部，这样可以改善除尘效果。

工业相机6悬置于斜上方，为了防止骨料分选产生的灰尘，将双排LED灯 5和工业相机6放在一个密闭的空间，保证工业相机6镜头的干净，同时与骨料接触的玻璃4也会有对应的除尘设施。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，包括有机壳、物料分散部件、光源恒定部件、物料筛选部件和主控部件，其特征在于：所述的物料分散部件包括有设置于所述机壳顶部的入料口、设置于入料口内的挡料板和与入料口相连接并延伸到所述机壳内的落料管道；所述的光源恒定部件包括有设置于所述机壳内且位于所述落料管道下端前方的双排LED灯；所述的物料筛选部件包括有由FPGA和彩色图像传感器组成的工业相机、高压喷嘴、与高压喷嘴相连接的电动气阀、分别设置于所述机壳底部的砖骨料出口和砼骨料出口以及分别安装在所述砖骨料出口和砼骨料出口内的电动放料阀，所述的工业相机和高压喷嘴分别设置于所述机壳内，且分别位于所述落料管道下端的前、后方；所述的主控部件包括有主控板和触摸屏；所述的机壳内在所述砖骨料出口与所述砼骨料出口之间设置有竖向延伸且偏转角度可调节的分隔板；所述的主控板分别与所述工业相机和电动气阀电动放料阀电连接，所述的触摸屏与所述工业相机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述的机壳内在所述落料管道的下端与所述双排LED灯之间设置有玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述的工业相机与所述双排LED灯处于同侧，且设置于所述双排LED灯的前方，所述的FPGA的型号是EP4CE55F23I7，所述的彩色图像传感器的芯片的型号是TCD2901D或高速线阵彩色CCD。

4.根据权利要求1所述的一种建筑垃圾砖砼骨料分选装置，其特征在于：所述机壳的侧壁上设置有除尘口。