阅读说明：本技术 一种矿石全自动制样与水分测定系统 (Full-automatic sample preparation and moisture determination system for kinds of ores ) 是由 张庆建 范玉 徐广成 郑光煜 闫金伟 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种矿石全自动制样与水分测定系统,包括机器人A和机器人B,以及布置于机器人A周围的样品破碎制样单元和布置于机器人B周围的样品研磨水分测定单元,所述机器人A和机器人B之间设置一次缩分机,所述样品破碎制样单元包括样品桶进出皮带机、颚式破碎机、对辊破碎机、样品桶清洗装置、预烘干烘箱和预烘干样品测量秤；所述样品研磨水分测定单元包括全水测定烘箱、全水分析测量秤、二次缩分机、样品盘清洗装置、平面盘式研磨机、立面盘式研磨机、样品罐封盖机一和样品罐进出皮带机,该系统还包括统一控制上述设备运行的控制中心,本发明所公开的系统制样代表性强、自动化程度高、制样效率高。(The invention discloses a full-automatic ore sample preparation and moisture determination system, which comprises a robot A, a robot B, a sample crushing and sample preparation unit arranged around the robot A and a sample grinding and moisture determination unit arranged around the robot B, wherein a -time division machine is arranged between the robot A and the robot B, the sample crushing and sample preparation unit comprises a sample barrel in-and-out belt conveyor, a jaw crusher, a roller crusher, a sample barrel cleaning device, a pre-drying oven and a pre-drying sample measurement scale, the sample grinding and moisture determination unit comprises a full-water determination oven, a full-water analysis measurement scale, a secondary division machine, a sample disc cleaning device, a plane disc type grinder, a vertical disc type grinder, a sample tank capping machine and a sample tank belt conveyor in-and-out, and the system further comprises a control center for controlling the operation of the devices by a system .)

一种矿石全自动制样与水分测定系统

技术领域

本发明涉及矿石原料制样技术领域，特别涉及一种矿石全自动制样与水分测定系统。

背景技术

铁矿石制样分析设备设施是应用于铁矿石矿区采矿、矿石散货装卸码头、钢铁生产等行业的原料分析检测、科研等需求的一类装置。目前，绝大部分制样间和实验室制样备样过程主要是通过人工搬运桶装待制备样品，逐步对样品进行破碎、缩分、水分分析测定、样品研磨等制样分析工作。传统的人工制样分析过程其存在的不足主要表现在：人工参与度较高，样品损失量大，由此产生并引入的制样备样偏差较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种矿石全自动制样与水分测定系统，以达到制样代表性强、自动化程度高、制样效率高的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种矿石全自动制样与水分测定系统，包括机器人A和机器人B，以及布置于机器人A周围的样品破碎制样单元和布置于机器人B周围的样品研磨水分测定单元，所述机器人A和机器人B之间设置一次缩分机，所述样品破碎制样单元包括样品桶进出皮带机、颚式破碎机、对辊破碎机、样品桶清洗装置、预烘干烘箱和预烘干样品测量秤；所述样品研磨水分测定单元包括全水测定烘箱、全水分析测量秤、二次缩分机、样品盘清洗装置、平面盘式研磨机、立面盘式研磨机、样品罐封盖机一和样品罐进出皮带机，该系统还包括统一控制上述设备运行的控制中心。

上述方案中，所述样品桶进出皮带机为上下两层结构，上层向系统输入装有样品的样品桶，下层输出清洗后的空样品桶，且样品桶进出皮带机包括并列设置的两组；所述样品罐进出皮带机为上下两层结构，下层向系统输入空的样品罐，上层输出装有样品的样品罐。

上述方案中，所述样品破碎制样单元包括两台颚式破碎机和两台对辊破碎机，均布于机器人A的两侧。

上述方案中，所述一次缩分机包括两台，并排布置于机器人A和机器人B之间。

上述方案中，所述样品研磨水分测定单元包括两台全水测定烘箱、两台全水分析测量秤、两台二次缩分机和四台平面研磨机，均布于机器人B的两侧。

上述方案中，所述样品罐封盖机一通过输送带以及风送管连接自动存样装置。

上述方案中，所述样品罐进出皮带机的输出端设置样品罐封盖机二，所述样品罐封盖机二通过输送带以及风送管连接实验室。

进一步的技术方案中，所述一次缩分机上设置两套振动给料装置，两套振动给料装置呈“八”字型排列固定于机架上，其出料端垂直对应旋转切槽的切口正上方。

进一步的技术方案中，所述颚式破碎机的出料口下方的机架上竖直安装有顶升气缸，所述顶升气缸上方放置样品桶，所述样品桶一侧的机架上安装有位置确认开关。

通过上述技术方案，本发明提供的一种矿石全自动制样与水分测定系统以机器人A和机器人B为中心，在其周边配置了制样分析设备，系统运行由控制中心统一控制，制样分析过程全自动控制，与传统的人工操作单体设备制样分析相比，具有制样代表性强、自动化程度高、制样效率高等优势，同时系统设计设置与自动存样装置连接，样品自动封装及时、样品信息自动识别、制样过程标准化规范化、维护保养方便可靠等优点。本发明优点如下：

(1)智能性——制样流程多样化

系统内置多套制样流程应用程序供选择，可通过控制中心计算机(或现场操作控制触摸屏)自动灵活设定各单元制样流程。

(2)高效性——检测分析样品240-360个/天

系统工作效率极高。根据制样分析物料的特性(公称粒度、含水量、硬度等)，每天至少可完成240组样品的分析测定，对于常规特性分析样品，每天可完成360组样品量的分析测定。

(3)透明性——制样全过程信息存档、全过程视频监控存查

系统制样分析全过程信息存储、制样分析全过程影像存查。确保了制样分析数据的及时性、真实性和可追溯性。

(4)准确性——制样分析不同批次物料预制清洗样全过程清洗(附高压气喷、电动毛刷清洗)

系统制样分析全过程经过对比实验，优化制样流程，不同批次样品每个环节都设置有物料清洗、高压气喷、电动毛刷清洗等清洗方案和装置，有效避免了不同批次样品制样过程产生交叉污染工况的出现。样品制样结束，样品罐封盖机自动封装，减少样品暴露时间长而产生的水分流失和其它污染，确保化验结果的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的一种矿石全自动制样与水分测定系统平面布置示意图；

图2为本发明实施例所公开的颚式破碎机侧面示意图；

图3为本发明实施例所公开的一次缩分机正面示意图；

图4为本发明实施例所公开的一次缩分机俯视图。

图中，1、机器人A；2、机器人B；3、样品桶进出皮带机；4、颚式破碎机；5、对辊破碎机；6、样品桶清洗装置；7、预烘干烘箱；8、预烘干样品测量秤；9、一次缩分机；10、振动给料装置；11、样品罐封盖机一；12、自动存样装置；13、全水测定烘箱；14、全水分析测量秤；15、二次缩分机；16、样品盘清洗装置；17、平面盘式研磨机；18、立面盘式研磨机；19、样品罐进出皮带机；20、样品罐封盖机二；21、顶升气缸；22、位置确认开关；23、旋转切槽；24、样品桶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种矿石全自动制样与水分测定系统，具体实施例如下：

如图1所示的系统，该系统包括机器人A1和机器人B 2，以及布置于机器人A1周围的样品破碎制样单元和布置于机器人B 2周围的样品研磨水分测定单元，该系统还包括统一控制所有设备运行的控制中心，以计算机及PLC为核心进行控制。

样品破碎制样单元包括样品桶进出皮带机3、颚式破碎机4、对辊破碎机5、样品桶清洗装置6、预烘干烘箱7和预烘干样品测量秤8；本实施例中，颚式破碎机4和对辊破碎机5分别设置两台，均布于机器人A1的两侧。样品桶进出皮带机3为上下两层结构，上层向系统输入装有样品的样品桶，下层输出清洗后的空样品桶；样品桶进出皮带机3输入端可与样品桶自动运输车对接，实现料场、矿区、汽车、火车、运输皮带等采样现场取样样品桶与系统内经清洗后返回的空样品桶全自动交换。

样品桶进出皮带机3包括并列设置的两组，其中一组上下两层皮带主要与位于机器人A1一侧的颚式破碎机4和对辊破碎机5配合使用，针对含水量不高的样品，可直接进行破碎；另一组上下两层皮带主要与位于机器人A1另一侧的颚式破碎机4、对辊破碎机5以及预烘干烘箱7和预烘干样品测量秤8配合使用，针对含水量比较高的样品，先进行样品称重预烘干，样品预烘干结束称量后再进行破碎。样品桶清洗装置6用于将样品倒入颚式破碎机4或对辊破碎机5后，将空的样品桶进行清洗，通过电动毛刷及高压喷气清理，清洗后由机器人A1搬运到样品桶进出皮带机3的下层皮带上，进行输出循环使用。

样品桶进出皮带机3上安装有读写码器，可以实时解码样品桶信息卡上的编码，并同时上传至控制中心，控制中心根据上传的矿石样品的类别、水分、重量、粒度等信息自动选择匹配的制样分析流程：根据样品的类别选择破碎机形式、破碎流程、研磨机形式；通过样品的预判水分含量选择水分测定的工艺流程和水分样品干燥时间；区分样品重量来确定样品缩分机缩取用于水分测定及水分存查样品质量；判断样品的不同粒级来选择不同的破碎工艺流程。根据上述物料特性制样系统自动选择匹配的制样分析流程对样品进行制样分析。

颚式破碎机4，可以实现制样样品粒度由≥50mm至≤10mm迅速破碎，有效提高了系统的整体制样效率。对辊破碎机5，安装于其上的高压喷气清洗装置，可以有效对破碎机上下游通道进行高压喷气清洗，最大限度的降低超湿水样品在设备破碎腔体内的样品残留。

如图2所示，颚式破碎机4的出料口下方的机架上竖直安装有顶升气缸21，顶升气缸21上方放置样品桶，当破碎机运行工作前，顶升气缸21将样品桶升起，与出料口对接进行接料，防止粉尘逸出。破碎运行结束，顶升气缸21复位，以便于机器人A1夹取样品桶24。样品桶一侧的机架上安装有位置确认开关22，系统设置当样品桶24放置到位时，位置确认开关22检测到样品桶24到位，颚式破碎机4才开始工作，否则不工作。

机器人A1和机器人B 2之间设置两台一次缩分机9，分别与机器人A1两侧的颚式破碎机4和对辊破碎机5配合使用。如图3和图4所示，一次缩分机9上设置两套振动给料装置10，两套振动给料装置10呈“八”字型排列固定于机架上，其出料端垂直对应旋转切槽23的切口正上方。两套振动给料装置10可以有效提高缩分效率，当一批样品在其中一套振动给料装置10上进行下落缩分时，机器人A1可以将另一批待缩分样品倒入到另一套振动给料装置10上进行等待，由系统运行控制程序统一设定控制，可以节省时间，有效提高整个系统的制样效率。

超湿样品预烘干后称量测定结束，机器人A1夹取样品送入一次缩分机9对样品进行定量缩分作业，同时获得全水测定样和全水存查样。全水测定样进入样品研磨水分测定单元进行水分测定，存查样通过样品罐封盖机一11进行封盖后，通过输送带以及风送管进入自动存样装置12储存备查。自动存样装置12具有随时调取存查样及定时清弃存查样等功能。

样品研磨水分测定单元包括全水测定烘箱13、水分分析测量秤14、二次缩分机15、样品盘清洗装置16、平面盘式研磨机17、立面盘式研磨机18、样品罐封盖机一11和样品罐进出皮带机19。全水测定烘箱13、水分分析测量秤14和二次缩分机15分别设置两台，均布于机器人B 2的两侧，平面盘式研磨机17设置四台，均布于机器人B 2的两侧。全水测定烘箱13通常设置有两种工作温度，分别为105℃和180℃，根据不同分析测定样品的特性选择不同规格型号的烘箱进行烘干作业。

样品罐进出皮带机19为上下两层结构，下层向系统输入空的样品罐，上层输出装有研磨后样品的样品罐，且样品罐进出皮带机19包括并列设置的两组，其中一组上下两层皮带主要与位于机器人B 2一侧的全水测定烘箱13、水分分析测量秤14、二次缩分机15和平面盘式研磨机17配合使用，另外一组主要与位于机器人B 2另一侧的全水测定烘箱13、水分分析测量秤14、二次缩分机15和平面盘式研磨机17配合使用。样品盘清洗装置16和立面盘式研磨机18分别设置一台。常规样品采用平面盘式研磨机17进行研磨，易粘结样品采用立面盘式研磨机18进行研磨，研磨后的样品粒度为150-200目，满足成分分析化验对样品的粒度要求。

样品罐进出皮带机19的输出端设置样品罐封盖机二20，样品罐封盖机二20通过输送带以及风送管连接实验室。经研磨后的样品符合实验室检测要求后，由机器人B 2将其送入样品罐进出皮带机19的上层皮带上，然后进入样品罐封盖机二20内进行封盖，封盖后再由输送带以及风送管送入实验室进行检测。

经过一次缩分后的样品进入一次缩分机9底部的样品桶内，由机器人B 2夹取将其倒入预先放置在全水分析测量秤14上的样品盘内，进行称量，然后进入全水测定烘箱13内进行二次烘干，样品在全水测定烘箱13烘干作业设置时间后(通常为2-4小时)，然后由机器人B 2夹取烘干后的样品再次进行称量，控制系统记录相关称量数据后自动数理统计并最终打印样品水分测定报告单。上述称量工作结束后机器人B 2接着将其倒入二次缩分机15内进行二次缩分，经二次缩分机15缩分得到200-800g实验室所需量的研磨样品，然后由机器人B 2夹取送入平面盘式研磨机17或者立面盘式研磨机18进行研磨。空的样品罐输入系统后，由机器人B 2抓取放到平面研磨机或者立面研磨机下方出料口接料，研磨好的样品装入样品罐后由机器人B 2送入样品罐进出皮带机19的上层皮带上，经样品罐封盖机二20封盖后输出。机器人B 2将样品盘内的样品倒入二次缩分机15内部后，空样品盘被送入样品盘清洗装置16进行清洗，样品盘清洗通过电动毛刷及高压喷气清理，清洗结束后的样品盘由机器人B 2放回至烘箱内，等待下一流程烘干作业。

二次缩分机15为双出料口缩分机，两个出料口下方设置两个接样不锈钢转运罐，接样后，一份需要研磨的样品由机器人B 2抓取将其倒入平面盘式研磨机17或者立面盘式研磨机18内进行研磨，倒入研磨机后空的接样不锈钢转运罐由机器人B 2送入样品盘清洗装置16内进行清洗，清洗结束后将接样不锈钢转运罐复位至二次缩分机15下方的初始接料位置。另一份样品分为两种情况，一种情况如不需要作为工分存查样留存，可由机器人B 2夹取该份样品倒入样品盘清洗装置16下方的弃料口，再经样品盘清洗装置16将接样不锈钢转运罐清洗后复位至二次缩分机15下方。另一种情况需要作为工分存查样留存时，在进行二次缩分时，由机器人B 2抓取空的样品罐直接放到二次缩分机15底部接料，接料后由机器人B 2夹取该份样品送到样品罐进出皮带机19输出，样品罐进出皮带机分上下两层，每层设计可放置左右两排样品罐，通常程序设置一排放置研磨样品存样罐将样品罐输出，另一排设置放置存查样样品罐将样品输出。二次缩分机15下方配置的不锈钢转运罐与样品罐大小尺寸均相同，两种不同材质、不同功能的罐体均可放在二次缩分机15下直接使用。

本发明所公开的系统内的设备的数量以及具***置关系可以根据现场实际情况进行合理选择与布置，由控制中心计算每个制样流程每台设备的工作时间，以及机器人抓取的工作时间，进行统一协调，整个控制程序的编制调试最大限度的统筹优化两台机器人及每台系统设备的工作流程和相互配合，可以有效提高整个系统的制样效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。