CN210665210U - 一种集成制样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成制样系统，包括:中央控制系统和可带动样品前后、左右、上下方向移动的取送样机械手；还包括靠近取送样机械手布置的入料装置、摊平装置、称重装置、干燥装置、破碎缩分装置和制样粉碎装置；摊平装置用于将入料装置传来的样品进行摊平；称重装置用于对取送样机械手传输来的样品进行称重作业；干燥装置用于对取送样机械手传输来的样品进行干燥作业；破碎缩分装置用于将取送样机械手传输来的样品进行煤样破碎和破碎缩分作业；制样粉碎装置用于将取送样机械手传输来的样品进行煤样粉碎和制粉缩分作业。本实用新型具有自动化程度高、集成度高、可大大降低劳动强度、有效保证样品安全、大大缩小制样系统占地面积的优点。

Description

一种集成制样系统

技术领域

本实用新型主要涉及到物料样品的采制、分析设备领域，具体涉及一种集成制样系统。

背景技术

对于物料（如矿石、煤料）的样品采制、分析工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行采制样和分析工作。样品采制、分析工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的试验分析。这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

按标准采到样品后，下一过程是制样，制样过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）要求。制样过程一般有空气干燥、破碎、缩分、磨粉等过程。空气干燥（也可加热干燥，但温度应小于50℃）过程是减少样品外部水分，以利于后面的破碎和缩分过程正常进行。制样过程中破碎是把样品粒度减小的过程。缩分过程是对样品进行有代表性地减质的过程，减少的那部分样品必须能代表减少前样本的煤质特征，缩分过程也是制样过程中完成样品量减少的过程，其他过程中标准规定应不允许有煤样损失。因为非缩分过程的样品损失（如煤粉流失，矸石被选出等），会改变该样品的煤质特征，选择性（不一定是人为的）地流失样品是制样过程绝对不允许的。

目前煤样按照国家标准主要被制作成三类：全水样、存查样和分析样，三类样品的粒度、含水量等都不相同，且需提供的量也各不相同，如粒度为13mm的全水分样需提供不少于1.25千克，粒度为3mm的查存样需提供不少于0.7千克，而粒度为0.2mm的分析样需提供不少于60克。当不同的煤样被制成后，为保证样品的可靠性，需使用样品包装装置将不同煤样分别包装好以待后续样品分析时使用。

现有技术主要存在以下几个问题：

（1）制样自动化程度不高。现有技术将用于制样的各个设备放置在不同区域，通常需要人工参与制样流程, 有的采用传输带方式进行制样样品的输送，也需要人工参与上料等，这都导致劳动强度大，工作效率低，无法满足快速的、大批量的集中快速制样，无法满足采制样系统中无人值守、和自动化对接的作业要求。同时，由于煤样的多样性，需要计算各个煤样的去水率、破碎缩分损失及残留情况、煤样收集率等信息，并进行综合管理和调度，但现有技术的制样设备显然不能满足，也即不能满足煤样自动化制样作业的需求。

（2）制样安全性差。由于需要人为参与，采用人工方式逐级制样，将物料从上一级制样模块（设备）人力转移至下一级制样单元（设备），使得在制样作业过程中存在人为换样、样桶摔落使样品洒落的风险、各环节人工干预容易存在造假的现象。

（3）有的采用传统的皮带输送逐级制样，这种方式为将物料从上一级制样模块（设备）的下方输出口转移至下一级制样单元（设备）的上方输入口，需要拉长输送皮带的长度以减少提升坡度，而这样势必使得整个制样系统的占地面积很大，空间利用率不高。

（4）有的采用多斗输送方式逐级制样，一是用这种方式输送时煤样分布在许多小斗内，使得煤样散开、平铺输送，煤样暴露在空气中的表面积较大，水分损失较多，影响后续的分析化验精度；二是这种输送方式煤样与斗壁接触面积也较大，使得煤样在斗内的残留也多，会对下次制样造成污染，影响后续的分析化验精度；三是多斗输送在实际运用时，每次输送只有其中一小部分斗内装有煤样，所有设备的实际使用效率较低。四是不论采用皮带输送还是多斗输送方式，多个制样模块（设备）之间为了安装输送设备，都存在占地面积大的问题。

（5）集成度和模块化程度不高。现有制样的设备繁多、且多个设备均单独设置，这使得系统的集成度不高，不但占地面积大，而且作业效率下降。同时，由于没有根据煤样制样的特性来采用模块化设计，使得当需要增加或者减少对应的样品制样设备时（例如有的企业只需要全水样、存查样，有的企业可能需要全水样、存查样和分析样三类样品），不能实现灵活的系统拆分和组合。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种自动化程度高、集成度高、可大大降低劳动强度、有效保证样品安全、大大缩小制样系统占地面积、大大提高制样工作效率的集成制样系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种集成制样系统，包括:中央控制系统和可带动样品前后、左右、上下方向移动的取送样机械手；还包括靠近取送样机械手布置的入料装置、摊平装置、称重装置、干燥装置、破碎缩分装置和制样粉碎装置；所述入料装置设有缩分溜管用于接料后将物料缩分成当前制备样和备份样；所述摊平装置用于将入料装置传来的样品进行摊平以便于后续干燥作业；所述称重装置用于对取送样机械手传输来的样品进行称重作业，并把样品来料重量、干燥前后重量、破碎缩分前后重量、制样粉碎前后重量、弃料重量的称重信息传输给中央控制系统管理；所述干燥装置设有多个干燥腔室以用于对取送样机械手传输来的样品进行干燥作业；所述破碎缩分装置设有破碎机和缩分机、用于将取送样机械手传输来的样品进行煤样破碎和破碎缩分作业；所述制样粉碎装置设有粉碎机和缩分器、以用于将取送样机械手传输来的样品进行煤样粉碎和制粉缩分作业。

作为本实用新型的进一步改进，还包括打包装置，所述打包装置设有瓶装打包机或袋装打包机、以用于将取送样机械手传输来的样品打包。

作为本实用新型的进一步改进，所述取送样机械手包括伸缩机械手、升降模组和平移模组，所述伸缩机械手通过升降模组安装于平移模组上，所述伸缩机械手具有翻转功能以用于翻转后倾倒样品。

作为本实用新型的进一步改进，还包括样盘存储装置以用于存储承载样品的样盘，所述样盘存储装置设有空样盘存储区和有样样盘存储区，所述空样盘存储区用于存储空的样盘，所述有样样盘存储区用于存储承载了备份样的样盘。

作为本实用新型的进一步改进，所述有样样盘存储区设有密封罩壳结构、以用于防止样品在存储过程中水分损失。

作为本实用新型的进一步改进，所述干燥装置设有一套鼓风加热机构，所述鼓风加热机构通过多根通风管分别与多个干燥腔室连通以进行热风干燥，每根通风管上均设有一个风阀控制器。

作为本实用新型的进一步改进，所述破碎缩分装置还设有第一入料口和第一接料口，所述第一接料口处设有第一密封门，取送样机械手传输来的样品经第一入料口倒入后依次经过破碎机和缩分机进行煤样破碎和破碎缩分作业后再经第一接料口传出给取送样机械手。

作为本实用新型的进一步改进，所述制样粉碎装置还设有第二入料口和第二接料口，所述第二接料口处设有第二密封门，取送样机械手传输来的样品经第二入料口倒入后依次经过粉碎机和缩分器进行煤样粉碎和制粉缩分作业后再经第二接料口传出给取送样机械手。

作为本实用新型的进一步改进，所述缩分器设有多个缩分腔室以用于将粉碎后样品等分成多份，多个所述缩分腔室的落料阀门可以同时打开、也可以分别打开。

作为本实用新型的进一步改进，所述入料装置还设有第一平移机构和第二平移机构，所述第一平移机构用于将当前制备样输送至摊平装置，所述第二平移机构用于将备份样输送至摊平装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

一是本实用新型的集成制样系统自动化程度不高。通过设置灵活的具有三方向移动的取送样机械手，进而能够和各个制样模块灵活的对接，不再需要人工参与制样流程、和传输带方式进行制样样品的输送，大大降低了劳动强度，极大提高了工作效率，很好满足了快速的、大批量的集中快速制样，满足了采制样系统中无人值守、和自动化对接的作业要求。

二是本实用新型的集成制样系统，通过设置中央控制系统对各个样品进行多维度称重和计算，能够实时计算出各个煤样的去水率、破碎缩分损失及残留情况、煤样收集率等信息，并进行综合管理和调度，同时管理样品信息“从来到去”的全过程，并对样品制备过程中样品收集有偏差的情况下进行报警，并且判断问题出现环节及反馈问题情况，指导操作人员及时处理，很好的满足了煤样自动化制样作业的需求。

三是本实用新型的集成制样系统，制样安全性高。由于不再需要人为参与，使得在制样作业过程中不会存在人为换样、样桶摔落使样品洒落的风险。

四是本实用新型的集成制样系统，集成度和模块化程度高。同时设置特殊的取送样机械手，并将各个制样模块进行功能的集成和模块化，使得当需要增加或者减少对应的样品制样设备时（例如有的企业只需要全水样、存查样，有的企业可能需要全水样、存查样和分析样三类样品），能实现灵活的系统拆分和组合。同时，由于集成度高，使得整个系统的占地面积小，空间利用率高。

附图说明

图1是本实用新型的集成制样系统的正视结构原理示意图。

图2是本实用新型的集成制样系统的俯视结构原理示意图。

图3是本实用新型的集成制样系统的侧视立体结构原理示意图。

图4是本实用新型的摊平装置的局部立体结构原理示意图。

图例说明：

1、样盘存储装置；11、样盘；2、取送样机械手；21、伸缩机械手；22、升降模组；23、平移模组；3、入料装置；31、缩分溜管；32、第二平移机构；33、第一平移机构；4、摊平装置；5、称重装置；6、干燥装置；61、多个干燥腔室；7、破碎缩分装置；71、破碎机；72、缩分机；8、制样粉碎装置；81、粉碎机；82、缩分器；9、打包装置。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种集成制样系统，包括:中央控制系统和可带动样品前后、左右、上下方向移动的取送样机械手2；还包括靠近取送样机械手2布置的入料装置3、摊平装置4、称重装置5、干燥装置6、破碎缩分装置7和制样粉碎装置8；入料装置3设有缩分溜管31用于接料后将物料缩分成当前制备样和备份样；摊平装置4用于将入料装置3传来的样品进行摊平以便于后续干燥作业；称重装置5用于对取送样机械手2传输来的样品进行称重作业，并把样品来料重量、干燥前后重量、破碎缩分前后重量、制样粉碎前后重量、弃料重量的称重信息传输给中央控制系统管理；干燥装置6设有多个干燥腔室61以用于对取送样机械手2传输来的样品进行干燥作业；破碎缩分装置7设有破碎机71和缩分机72、用于将取送样机械手2传输来的样品进行煤样破碎和破碎缩分作业；制样粉碎装置8设有粉碎机81和缩分器82、以用于将取送样机械手2传输来的样品进行煤样粉碎和制粉缩分作业。在本实施例中，取送样机械手2包括伸缩机械手21、升降模组22和平移模组23，伸缩机械手21通过升降模组22安装于平移模组23上，伸缩机械手21具有翻转功能以用于翻转后倾倒样品。升降模组22和平移模组23都具有滑轨机构和驱动机构，使得能够驱动升降模组22于平移模组23上进行左右方向（如图）的平移，也使得能够驱动取送样机械手2于升降模组22上进行上下方向（如图）的升降；同时，伸缩机械手21具有伸缩驱动组件使得自身不但能够进行前后方向（如图）的伸缩，而且伸缩机械手21本身具有翻转功能（例如在机械手前端安装翻转气缸等），能够夹取样品后通过翻转来实现样品倾倒。这使得取送样机械手2具有灵活的三轴方向移动能力，进而能够和其他的制样设备进行灵活的对接。在本实施例中，入料装置3、摊平装置4、干燥装置6、破碎缩分装置7和制样粉碎装置8依次沿平移模组23的延伸方向布置，能够实现紧凑的布局。同时，称重装置5设置在摊平装置4和平移模组23之间，使得机械手能够带动样品快速的进行样品来料重量、干燥前后重量、破碎缩分前后重量、制样粉碎前后重量、弃料重量的称重，路径优化，操作方便快捷，工作效率高。具体实施原理如下：

中央控制系统是本集成制样系统的总控制单元，能够接受各装置的信息并进行优化和调配。例如控制取送样机械手2准确移动和控制各模块运行，同时管理样品信息“从来到去”的全过程，并对样品制备过程中样品收集有偏差的情况下进行报警，并且判断问题出现环节及反馈问题情况，指导操作人员及时处理。

作业时，在中央控制系统的控制下，煤样先进入入料装置3，通过缩分溜管31一分为二，将物料（煤样）缩分成当前制备样和备份样。然后再分别转移至摊平装置4进行样品摊平处理，转移既可以通过取送样机械手2实现，也可以通过设置专门的平移来实现。在本实施例中，入料装置3还设有第一平移机构33和第二平移机构32，第一平移机构33用于将当前制备样输送至摊平装置4，第二平移机构32用于将备份样输送至摊平装置4。第一平移机构33和第二平移机构32均包括移动导轨组件和驱动机构，两个移动导轨组件上均承载了样盘，样盘接料后在驱动机构的驱动下依次横移至至摊平装置4。

设置专门的摊平装置4，能够先将样品进行摊平，为煤样干燥环节做准备，提高本系统后续的作业效率和提高煤样干燥的有效性。在中央控制系统的控制下，摊平后的当前制备样取送样机械手2抓取或进入下级破碎缩分环节或进入煤样干燥环节。备份样则通过取送样机械手2抓取进行暂存（暂存如下文所示的样盘存储装置1来实现），若当前制备样制样成功（符合制样要求），则备份样弃料处理；若当前制备样制样不成功，则启动备份样进行制样。在本实施例中，摊平装置4包括旋转驱动件和摊平刮板，摊平刮板在驱动件的驱动下做旋转运动进行水平刮扫，将样盘中的样品摊平。

在本实施例中，称重装置5用于对取送样机械手2传输来的样品进行称重作业，并把样品来料重量、干燥前后重量、破碎缩分前后重量、制样粉碎前后重量、弃料重量的称重信息传输给中央控制系统管理，在样品制备过程中通过前后重量对比计算，为系统自动化作业提供指导。比如，通过干燥前后重量对比计算，可以获取煤样干燥去水率，判断煤样是否可进行下级制样；通过破碎缩分前后重量对比计算，判断煤样损失及残留情况；通过制样粉碎前后重量对比计算，获得煤样收集率等信息。

在本实施例中，干燥装置6设有多个干燥腔室61以用于对取送样机械手2传输来的样品进行干燥作业，干燥装置6还设有一套鼓风加热机构，鼓风加热机构通过多根通风管分别与多个干燥腔室61连通以进行热风干燥，每根通风管上均设有一个风阀控制器，使得多个干燥腔室61的通风管通过风阀控制器控制通断。

进一步，在较佳实施例中，破碎缩分装置7还设有第一入料口和第一接料口，第一接料口处设有第一密封门，作业时会关闭第一密封门。取送样机械手2传输来的样品经第一入料口倒入后依次经过破碎机71和缩分机72进行煤样破碎和破碎缩分作业后再经第一接料口传出给取送样机械手2。取送样机械手2接样后移动至称重装置5进行称重计算，并将称重数据传输至中央控制系统管理，再移动至下一工位的制样粉碎装置8。

进一步，在较佳实施例中，制样粉碎装置8还设有第二入料口和第二接料口，第二接料口处设有第二密封门，作业时会关闭第二密封门。取送样机械手2传输来的样品经第二入料口倒入后依次经过粉碎机81和缩分器82进行煤样粉碎和制粉缩分作业后再经第二接料口传出给取送样机械手2。缩分器82设有多个缩分腔室以用于将粉碎后样品等分成多份，多个缩分腔室的落料阀门可以同时打开、也可以分别打开。接料完成后，通过取送样机械手2将样盘移动至称重装置5进行称重计算，并将称重数据传输至中央控制系统管理。

进一步，在较佳实施例中，还包括打包装置9，打包装置9设有瓶装打包机或袋装打包机、以用于将取送样机械手2传输来的样品打包。包装后的样品，通过取送样机械手2将包装瓶或包装袋转移至样品存储区。

进一步，在较佳实施例中，还包括样盘存储装置1以用于存储承载样品的样盘11，样盘存储装置1设有空样盘存储区和有样样盘存储区，空样盘存储区用于存储空的样盘11，有样样盘存储区用于存储承载了备份样的样盘11。有样样盘存储区设有密封罩壳结构、以用于防止样品在存储过程中水分损失。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成制样系统，其特征在于，包括:中央控制系统和可带动样品前后、左右、上下方向移动的取送样机械手（2）；还包括靠近取送样机械手（2）布置的入料装置（3）、摊平装置（4）、称重装置（5）、干燥装置（6）、破碎缩分装置（7）和制样粉碎装置（8）；所述入料装置（3）设有缩分溜管（31）用于接料后将物料缩分成当前制备样和备份样；所述摊平装置（4）用于将入料装置（3）传来的样品进行摊平以便于后续干燥作业；所述称重装置（5）用于对取送样机械手（2）传输来的样品进行称重作业，并把样品来料重量、干燥前后重量、破碎缩分前后重量、制样粉碎前后重量、弃料重量的称重信息传输给中央控制系统管理；所述干燥装置（6）设有多个干燥腔室（61）以用于对取送样机械手（2）传输来的样品进行干燥作业；所述破碎缩分装置（7）设有破碎机（71）和缩分机（72）、用于将取送样机械手（2）传输来的样品进行煤样破碎和破碎缩分作业；所述制样粉碎装置（8）设有粉碎机（81）和缩分器（82）、以用于将取送样机械手（2）传输来的样品进行煤样粉碎和制粉缩分作业。

2.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，还包括打包装置（9），所述打包装置（9）设有瓶装打包机或袋装打包机、以用于将取送样机械手（2）传输来的样品打包。

3.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，所述取送样机械手（2）包括伸缩机械手（21）、升降模组（22）和平移模组（23），所述伸缩机械手（21）通过升降模组（22）安装于平移模组（23）上，所述伸缩机械手（21）具有翻转功能以用于翻转后倾倒样品。

4.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，还包括样盘存储装置（1）以用于存储承载样品的样盘（11），所述样盘存储装置（1）设有空样盘存储区和有样样盘存储区，所述空样盘存储区用于存储空的样盘（11），所述有样样盘存储区用于存储承载了备份样的样盘（11）。

5.根据权利要求4所述的集成制样系统，其特征在于，所述有样样盘存储区设有密封罩壳结构、以用于防止样品在存储过程中水分损失。

6.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，所述干燥装置（6）设有一套鼓风加热机构，所述鼓风加热机构通过多根通风管分别与多个干燥腔室（61）连通以进行热风干燥，每根通风管上均设有一个风阀控制器。

7.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，所述破碎缩分装置（7）还设有第一入料口和第一接料口，所述第一接料口处设有第一密封门，取送样机械手（2）传输来的样品经第一入料口倒入后依次经过破碎机（71）和缩分机（72）进行煤样破碎和破碎缩分作业后再经第一接料口传出给取送样机械手（2）。

8.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，所述制样粉碎装置（8）还设有第二入料口和第二接料口，所述第二接料口处设有第二密封门，取送样机械手（2）传输来的样品经第二入料口倒入后依次经过粉碎机（81）和缩分器（82）进行煤样粉碎和制粉缩分作业后再经第二接料口传出给取送样机械手（2）。

9.根据权利要求8所述的集成制样系统，其特征在于，所述缩分器（82）设有多个缩分腔室以用于将粉碎后样品等分成多份，多个所述缩分腔室的落料阀门可以同时打开、也可以分别打开。

10.根据权利要求1所述的集成制样系统，其特征在于，所述入料装置（3）还设有第一平移机构（33）和第二平移机构（32），所述第一平移机构（33）用于将当前制备样输送至摊平装置（4），所述第二平移机构（32）用于将备份样输送至摊平装置（4）。

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