CN2214238Y - 煤矸石分选机 - Google Patents

Abstract

一种用于分选颗粒原煤的煤矸石分选机，安装在 颗粒原煤给料机和精煤给料机之间，由皮带运输机、 电子脉冲信号控制装置、气动排矸装置构成，由皮带 运输机输送原煤通过射线源和接收探头之间，探头将 接收的光信号转为电信号，经信号处理，控制高速气 阀开启以排除矸石，并采用射线源屏蔽室机械联锁 器、临界气压机械联锁器、电器联锁器以保证运行的 安全可靠性。本实用新型分选精度高、实用性强、耗 电少、成本低。

Description

本实用新型属于物料识别分选技术领域，具体是一种用于分选原煤中精煤和矸石，也可用于其他物料的分选。

自60年代起，国内外一直在研制一种体积小、固定资产投资少、生产成本低、不用洗水识别和分选颗粒原煤的装置，但由于在延时控制、排矸控制、煤矸石识别性能等多方面存在缺陷，并缺乏提高安全可靠性能的联锁控制装置，因此安全可靠性差，分选精度低、灵敏度低，排矸效率低、稳定性差，精煤质量低，操作不便。因此这种选煤装置还停留在研制阶段，远不能满足实际应用的要求，不能投入实用。

本实用新型的目的在于提供一种分选精度高、安全性能好、稳定可靠、实用性强的煤矸石分选机，并可用于其他物料的分选。

本实用新型的技术方案如下：本实用新型安装在颗粒原煤给料机（1）和精煤送料机（5）之间，它由皮带运输机（2）、电子脉冲信号控制装置（3）和气动排矸装置（4）组成，皮带运输机（2）包括传送皮带（29）、金属直筒托辊（28）、挡条（20）、交流同步电动机M2（22），传送皮带（29）被前后两个金属直筒托辊（28）拉成平面，其上面的各个鉴别通道之间用多个挡条（20）相互隔开，颗粒原煤按先后次序排列在各个鉴别通道上；电子脉冲信号控制装置（3）由同位素X光源（23）、接收探头（25）、高压电源（6）、低压电源（7）、线性脉冲放大器（8）、定标器（9）、幅度鉴别器（10）、线性计数率电路（11）、多脉冲延时电路（12）和脉冲启停控制电路（13）构成；接收探头（25）和同位素X光源（23）分别安装在传送皮带（29）的上下方，并分别置于射线源屏蔽室（35）和接收探头屏蔽室（26）中，低压电源（7）分别向接收探头（25）、线性脉冲放大器（8）、定标器（9）、幅度鉴别器（10）、线性计数率电路（11）、多脉冲延时电路（12）、脉冲启停控制电路（13）提供直流电源，高压电源（6）与接收探头（25）相连，接收探头（25）、线性脉冲放大器（8）、幅度鉴别器（10）、线性计数率电路（11）、多脉冲延时电路（12）、脉冲启停控制电路（13）依次串联相接；气动排矸装置（4）由高速气阀（15）、临界气压机械联锁器（16）、废料桶（19）、储气罐（52）、截止阀（55）、气压表（56）组成，临界气压机械联锁器（16）和高速气阀（15）安装在储气罐（52）上，废料桶（19）安装在皮带运输机（2）和精煤送料机（5）之间，废料桶（19）上开有可转运矸石的小门；电子脉冲信号控制装置（3）中脉冲启停控制电路（13）的输出端与高速气阀（15）的吸引线圈L相连；精煤送料机（5）安装在皮带运输机（2）出料端的下部，二者的垂直高度差为0.2－1.8米；颗粒原煤给料机（1）向皮带运输机（2）输送原煤颗粒，接收探头（25）接收经精煤和矸石衰减后的X光信号，输出相应的负脉冲，经信号处理，由多脉冲延时电路（12）延时，再输送到脉冲启停控制电路（13），控制高速气阀（15）的开闭，高速气阀（15）开启则喷出压缩空气排除矸石到废料桶（19）中，高速气阀（15）关闭则任精煤传送到精煤送料机（5）上。同位素X光源（23）的平均寿命在三年或三年以上，它发射的X光的能量在8Kev以上，X光的强度在3毫居里以上，也可采用软r、X、β混合源。本实用新型还包括一个与颗粒原煤给料机（1）、皮带运输机（2）、气动排矸装置（4）和精煤送料机（5）相连的电器联锁器（14），它由临界气压交流接触控制器（70）、精煤送料起停控制器（71）、皮带运输机起停控制器（72）、给料机起停控制器（73）并联后再跨接中间继电器（39）构成，临界气压交流接触控制器（70）包括停止按钮SB4（98）与交流接触器KM4（62），停止按钮SB4（98）的一端与交流接触器KM4（62）中的常开辅助触头（67）的静触头相连，另一端与主电路电源线相连；各起停控制器均由起动按钮、交流接触器和热继电器构成，精煤送料起停控制器（71）、皮带运输机起停控制器（72）、给料机起停控制器（73）分别通过其中热继电器的发热元件（96）、（93）、（90）和颗粒原煤给料机（1）、皮带运输机（2）、精煤送料机（5）三者的电动机M3（95）、M2（22）、M1（89）对应相连，由各起动按钮按M3、M2、M1的顺序起动各电动机；三个热继电器的常闭触头（78）、（81）、（85）串联相接；临界气压交流接触控制器（70）与可按工作气压控制电源通断的临界气压机械联锁器（16）相连；电器联锁器（14）在各个机电部件出现故障时使主电路断电，停止给料并关闭同位素X光源（23）的出口。射线源屏蔽室（35）与一个可控制其出口关闭的射线源屏蔽室机械联锁器（21）相连，该联锁器（21）由弹簧（37）、联杆（38）构成，弹簧（37）的二端分别与屏蔽室（35）的压盖和底座相连，联杆（38）一端与屏蔽室（35）压盖相连，另一端与电器联锁器（14）中的中间继电器（39）动铁芯相连，弹簧（37）和联杆（38）可推拉屏蔽室（35）压盖滑动；当中间继电器（39）吸引线圈断电时，屏蔽室（35）压盖将射线源出口开启，当中间继电器（39）吸引线圈通电时，屏蔽室（35）压盖将射线源出口封闭。

临界气压机械联锁器（16）由压力调节螺母（58）、进气端盖（59）、气室（60）、密封圈（61）、气门（63）、螺栓（64）和弹簧（65）构成，并与电器联锁器（14）中临界气压交流接触控制器（70）的交流接触器KM4（62）相连；当气室（60）内工作气压低于临界气压值时，由气门（63）带动交流接触器KM4（62）将主电路电源断电。

电子脉冲信号控制装置（3）中的幅度鉴别器（10）可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路（11）可由线性率表替代。定标器（9）用以检验和校准其他各电路工作参数。

以下结合附图详述本实用新型。

图1是本实用新型的总体结构图；

图2是皮带运输机（2）的结构图；

图3是射线源屏蔽室机械联锁器（21）的结构图；

图4是气动排矸装置（4）的结构图；

图5是临界气压机械联锁器（16）的结构图；

图6是电器联锁器（14）的控制线路原理图；

图7是电子脉冲信号控制装置（3）的原理结构框图；

图8是多脉冲延时电路（12）的电路原理图；

图9是脉冲启停控制电路（13）的电路图。

图1反映了本实用新型的整体结构。同位素X光源（23）发出的X光光束为线状标识光谱，照射传送皮带（29）上的颗粒原煤（24），原煤中矸石对X光的衰减常数要大于精煤对X光的衰减常数，透过精煤的X光强度大于透过矸石的X光强度，由接收探头（25）将接收的不同强度的X光转换为二个不同的电位，去除其中由精煤颗粒流产生的相应电位，利用矸石颗粒流对应的电位，经信号处理，驱动气动排矸装置（4）排除颗粒原煤（24）中的矸石。同位素X光源（23）不耗电，性能十分稳定。

原煤给料机（1）可选用湖南省湘乡无线电厂为水泥厂配料生产的1－5号电磁振动给料机，精煤送料机（5）可采用长沙高新技术产业区贝恩公司生产的CS－5型微电脑控制多托辊皮带秤。

图2所示的皮带运输机（2），四个连接件（30）将二个直筒托辊（28）和传送皮带（29）固定在支座（27）上，在挡条（20）上安装着接收探头屏蔽室（26），其中的多个接收探头按鉴别通道排成一行；射线源屏蔽室机械联锁器（21）安装在接收探头屏蔽室（26）下面的传送皮带（29）的中间。本实用新型的这种X光源在下、接收探头在上的结构，易于安装和维修，也便于设置防护层。

图3所示的射线源屏蔽室机械联锁器（21），当本实用新型工作时，中间继电器（39）的吸引线圈（41）通电，动铁芯（42）被吸引线圈（41）吸引，带动联杆（38），则将屏蔽室压盖（43）拉向吸引线圈（41）的近边，使压盖通孔（44）和射线源定位孔（48）同心重合，同位素X光源（23）发出的辐射按图3所示射出压盖通孔（44）。当不需要X射线而按中间继电器（39）的按钮时或突然停电时，吸引线圈（41）不通电，动铁芯（42）脱离吸引线圈（41）的吸引，由联杆（38）带动屏蔽室压盖（43），使X射线全被封闭在屏蔽室（35）中。实现开闭射线源的自动联锁控制，无需手工操作，提高了工作效率和安全系数。

图4为气动排矸装置（4）。其中储气罐（52）、高速气阀（15）、截止阀（55）、气压表（56）的工作气压为0.3～1MPa，高速气阀（15）在脉冲启停控制电路（13）的控制下，其换向频率为每秒0.5－70次；临界气压机械联锁器（16）安装储气罐（52）上，以便利用压力表（56）调节高速气阀（15）要求的临界气压值；废料桶（19）侧面下端开有小门，从该小门不断输出矸石，废料桶（19）上端配有溜槽，便于精煤颗粒溜至精煤送料机（5）上。

按图5所示的临界气压机械联锁器（16），当气室（60）内的工作气压大于或等于临界气压值时，由于弹簧（65）对气门（63）的上弹力与临界气压相当，气门（63）受到的竖直向下的合力大于它受到的竖直向上的弹力，交流接触器常开辅助触头（67）不会闭合，吸引线圈（68）不通电，常闭主触头（69）保持常闭，使主电路正常供电，本实用新型正常运行；当气室（60）内的工作气压小于临界气压时，气门（63）受到的竖直向下的合力小于它受到的竖直向上的的弹力，弹簧（65）顶着气门（63）上升，常开辅助触头（67）的动触头立即与它的静触头相碰，吸引线圈（68）通电，常闭主触头（69）立即分开，主电路断电，本实用新型各部件全部停止工作，避免较低的工作气压排矸时导致大量的颗粒矸石混进精煤颗粒。主电路断电后，操作者可以立即调整空压机的压力传感接触器，提高气室（60）内的工作气压，恢复压缩空气排除矸石的效率，使煤矸石分选机立即恢复正常运行。

图6所示的电器联锁器（14）安装在精煤送料机（5）旁边。在图6中，停止按钮SB4（98）为常闭按钮，在主电路接通电源时，首先按起动按钮SB3（76），KM3吸引线圈（77）通电，KM3常开辅助触头（75）和常开主触头（97）闭合，电动机M3（95）起动；其次按起动按钮SB2（79）、KM2吸引线圈（80）通电，KM2常开辅助触头（82）和KM2常开主触头（94）闭合，电动机M2（22）起动；再按起动按钮SB1（83），KM1吸引线圈（84）通电，KM1常开辅助触头（86）和KM1常开主触头（91）闭合，电动机M1（89）起动。电器联锁器（14）保证本实用新型只能按电动机M3、M2、M1的顺序起动，否则都不能起动，从而保证皮带运输机（2）和精煤送料机（5）不会发生超负荷事故。当不需要本实用新型工作时，停止供应颗粒原煤，使电动机M1、M2、M3都空载运转，按停止按钮SB4（98），则M1、M2、M3和中间继电器（39）都停止运行，射线源屏蔽室机械联锁器（21）随之将X光源封闭在屏蔽室（35）中。KM4是临界气压机械联锁器（16）的交流接触器（62），当联锁器（16）的气室（60）内的工作气压低于临界气压时，主电路断电，操作者调节好工作气压后，按下中间继电器常开触头（88），再按顺序起动M3、M2、M1三个电动机，本实用新型立即恢复正常运行。由于三个热继电器的常闭触头（78）、（81）、（85）串联相接，三个电动机的任何一个过载发热，相应的常闭触头分开，三个电动机和中间继电器（39）都因控制线路断电而停止运行。从而提高了本实用新型的安全可靠性。

图7是电子脉冲信号控制装置（3）。在本实用新型进行选煤的过程中，首先预热电子脉冲信号控制装置（3）约10分钟，并用定标器（9）校准该系统的各个参数，打开截止阀（55），调节好临界气压，检验并校准电器联锁器（14），准备给料；打开射线源屏蔽室（35）的出口，按顺序启动精煤送料机（5）、皮带运输机（2）、颗粒原煤给料机（1）。当颗粒原煤进入皮带运输机（2）时，被挡条（20）分割并按鉴别通道排成数列，匀速前进；当颗粒原煤（24）经过同位素X光源（23）的上部时，同位素X光源（23）发出的X光束，被颗粒原煤（24）减弱一部分后，射进接收探头（25），通过其中的光电转换部件在接收探头串接式怀特跟随器输出端（27）输出计数率不同的二列负脉冲，计数率低的负脉冲是矸石颗粒流产生的，计数率高的负脉冲是煤颗粒流产生的，二列负脉冲同时输入线性脉冲放大器（8）放大、反相后，输入到幅度鉴别器（10），去掉前面产生的噪声干扰，再输入到线性计数率电路（11），经线性计数率电路（11）的积分器积分合成，把煤颗粒流产生的脉冲变换为一列高电位，把矸石颗粒流产生的脉冲变换为一列低电位，这二列高低不同的电位在时间上互相错开，形成一列新脉冲序列，该新的合成脉冲序列由积分器输出端（118）输出，经多脉冲延时电路（12）的输入同步计数器输入端（117）进行延时，由输出与非门输出端（116）输出，加至脉冲启停控制电路（13）的输入端（115），由与矸石颗粒流对应的脉冲序列底部触发控制电路（13）的大功率管T₂导通，高速气阀吸引线圈L通电，高速气阀（15）开启，压缩空气排除矸石，使之落入废料桶（19）中；而与煤颗粒流对应的脉冲序列顶部不触发脉冲启停控制电路（13），高速气阀（15）不打开，使煤颗粒流自由进入精煤送料机（5）。最后按顺序停止颗粒原煤给料机（1）、皮带运输机（2）、精煤送料机（5）的启动电机，降低并使电子脉冲信号控制装置（3）的高压电源（6）输出为零，关掉全部电源和气源，本实用新型的工作终止。

在电子脉冲信号控制装置（3）中，采用幅度鉴别器（10）和线性计数率电路（11），提高了识别煤和矸石的灵敏度，缩短了分辨时间。

在图8中，输入到多脉冲延时电路（12）输入端（117）的脉冲序列，被输入同步计数器（128）和BCD译码器（129）变换为多个在BCD译码器输出端并行输出的脉冲，并送到各个脉冲对应的单脉冲延时电路中进行延时，最后以原脉冲序列的形式由联组与非门（138）和输出与非门（139）输出延时脉冲序列。采用多脉冲延时电路（12），延迟时间可大于脉冲周期，延时精度远高于以往的任何单脉冲延时电路，从而保证排除原煤中的绝大多数矸石。

图9是脉冲启停控制电路（13）的一个实施例。已延时的脉冲序列加到脉冲输入端（115），与矸石颗粒流相对应的脉冲序列底部的电位低于集成运算放大器（169）的反相端的平衡电位，集成运算放大器（169）输出负电位，经非门反相，使大功率管T₂导通，使高速气阀吸引线圈L吸开气门，压缩空气排除矸石；与煤颗粒流对应的脉冲序列顶部的电位高于集成运算放大器（169）反相端的平衡电位，集成运算放大器（169）输出正电位，大功率管T₂截止，高速气阀吸引线圈L不通电，高速气阀（15）不打开，煤颗粒流自由离开。脉冲启停控制电路（13）的灵敏度高，能保证稳定和快速地排除矸石。

经试用表明，本实用新型可识别和分选厚度为12～100毫米以上的各级颗粒原煤中的精煤和矸石，对各级颗粒原煤的分辨时间为0.01～0.001秒。

综上所述，本实用新型具有分选精度高、安全性能好、稳定可靠、实用性强等优点，并可用于其他物料的分选。与现有的重力洗水法选煤技术相比，生产成本低，固定资产投资小，整个设备的体积小，可直接将本实用新型安置在坑口和井下进行选煤。具有广阔的市场。

Claims (5)

1、一种用于分选颗粒原煤的煤矸石分选机，它安装在颗粒原煤给料机(1)和精煤送料机(5)之间，其特征在于它由皮带运输机(2)、电子脉冲信号控制装置(3)和气动排矸装置(4)组成，在皮带运输机(2)的传送皮带(29)上用多个挡条(20)隔出多个鉴别通道，电子脉冲信号控制装置(3)由同位素X光源(23)、接收探头(25)、高压电源(6)、低压电源(7)、线性脉冲放大器(8)、定标器(9)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)、多脉冲延时电路(12)和脉冲启停控制电路(13)构成；接收探头(25)和同位素X光源(23)分别安装在传送皮带(29)的上下方，并分别置于射线源屏蔽室(35)和接收探头屏蔽室(26)中；接收探头(25)、线性脉冲放大器(8)、幅度鉴别器(10)、线性计数率电路(11)、多脉冲延时电路(12)、脉冲启停控制电路(13)依次串联相接；气动排矸装置(4)包括高速气阀(15)、临界气压机械联锁器(16)、废料桶(19)、储气罐(52)、截止阀(55)、气压表(56)组成，临界气压机械联锁器(16)和高速气阀(15)安装在储气罐(52)上，废料桶(19)安装在皮带运输机(2)和精煤送料机(5)之间，电子脉冲信号控制装置(3)中脉冲启停控制电路(13)的输出端与高速气阀(15)的吸引线圈L相连；精煤送料机(5)安装在皮带运输机(2)出料端的下部；颗粒原煤给料机(1)向皮带运输机(2)输送原煤颗粒，接收探头(25)接收经精煤和矸石衰减后的X光信号，输出相应的负脉冲，经信号处理，由多脉冲延时电路(12)延时，再输送到脉冲启停控制电路(13)，控制高速气阀(15)的开闭，高速气阀(15)开启则喷出压缩空气排除矸石，高速气阀(15)关闭则任精煤传送到精煤送料机(5)上。

2、根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于同位素X光源（23）的平均寿命在三年或三年以上，它发射的X光的能量在8Kev以上，X光的强度在3毫居里以上，也可采用软r、X、β混合源。

3、根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于还包括一个与颗粒原煤给料机（1）、皮带运输机（2）、气动排矸装置（4）和精煤送料机（5）相连的电器联锁器（14），它由临界气压交流接触控制器（70）、精煤送料起停控制器（71）、皮带运输机起停控制器（72）、给料机起停控制器（73）并联后再跨接中间继电器（39）构成，各起停控制器均由起动按钮、交流接触器和热继电器构成，精煤送料起停控制器（71）、皮带运输机起停控制器（72）、给料机起停控制器（73）分别通过其中的热继电器和颗料原煤给料机（1）、皮带运输机（2）、精煤送料机（5）三者的电动机M3（95）、M2（22）、M1（89）对应相连，由各起动按钮按M3、M2、M1的顺序起动各电动机；三个热继电器的常闭触头（78）、（81）、（85）串联相接；临界气压交流接触控制器（70）与可按工作气压控制电源通断的临界气压机械联锁器（16）相连。

4、根据权利要求1或3所述的煤矸石分选机，其特征在于射线源屏蔽室（35）与一个可控制其开闭的射线源屏蔽室机械联锁器（21）相连，该联锁器（21）由弹簧（37）、联杆（38）构成，弹簧（37）的二端分别与屏蔽室（35）的压盖、底座相连，联杆（38）一端与屏蔽室（35）压盖相连，另一端与电器联锁器（14）中的中间继电器（39）动铁芯相连。

5、根据权利要求1所述的煤矸石分选机，其特征在于电子脉冲信号控制装置（3）中的幅度鉴别器（10）可由单道脉冲分析器替代，线性计数率电路（11）可由线性率表替代。

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