基于多种检测方式的块状固体建筑垃圾分拣系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于传感器检测的建筑垃圾分拣系统，特别是涉及密度相仿的块状固体建筑垃圾分拣系统。
【背景技术】
[0002]建筑垃圾是指在建设过程中或旧建筑物维修和拆除过程中产生的固体废弃物，包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、木料、金属、管道及电器等废料。建筑垃圾被认为是放错地方的资源，占90%以上的石块、混凝土块、碎砖，具有稳定的物理和化学性质，具有高度的可回收性和循环性。武汉理工大学马宝国教授研究证明固体建筑垃圾粉末中二氧化硅、氧化钙(氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、碎石中的碳酸钙或者钙长石等)等主要成分含量分别为52.4%和20.48%，此外还有三氧化二铝、三氧化二铁、氧化镁等化学成分。建筑垃圾各物质的化学成分各不相同，而且物理性能也不一样，这些物理特性包括比表面积、标准稠度、相对密度等。
[0003]随着我国城市建设的发展，建筑垃圾处理已经形成严峻的环境难题。目前我国建筑垃圾资源化利用水平较低，对建筑垃圾的再利用局限于简单处理，从而造成资源浪费、土壤和地下水污染等环境问题，大力推行建筑垃圾资源化利用是我国可持续发展的必然选择。
[0004]欧美发达国家在生活和工业垃圾分拣技术方面已有长期经验和技术储备(包括颜色识别、红外光谱、可见光谱、电磁传感器、X射线透射和X射线荧光等)。由于国内外建筑垃圾特点差别相差比较大，国外同类设备在分拣要求方面和国内也有所不同，其主要的产品是针对生活和工业垃圾回收。其中，德国陶朗(TITECH)是欧美国家主流的垃圾分拣设备厂商，具有丰富的经验和技术储备，开发实现了一系列生活和工业垃圾的分拣。德国Kleemann(克林曼)的移动式破碎机和筛分机可应用于废弃混凝土固体垃圾的回收再用，能将混凝土、砖、石材等块状建筑固体垃圾加工成能够回收骨料，并从钢筋混凝土中回收废旧钢筋。
[0005]我国建筑垃圾资源化水平较低，对建筑垃圾的利用大部分局限于简单处理，未开展深入工作。近几年国内对建筑垃圾进行合理的资源化利用越来越重视，越来越多的装备制造企业投入到建筑垃圾分拣设备的开发和生产中，典型的有上海山美重型矿山机械有限公司(简称“山美矿机”，引进德国哈兹马克公司建筑废弃物综合利用成套设备)、福建南方路面机械公司、福建群峰智能机械股份有限公司、河南黎明重工科技股份有限公司、北京山德技术(包括其控股的郑州一帆机械设备有限公司)和上海中博重工机械有限公司等。然而，我国建筑垃圾资源化利用缺乏全面的应用技术与工业化示范的研究，特别是缺少建筑垃圾处置工艺与装备的适用性研发与设计。新技术的应用有限，即使一些市场较成熟的检测技术也没得到应用，如在食品行业应用的激光分选技术等。
[0006]目前通用的分选方法有风选、电磁分选、振动筛分选、可燃物回旋式分选、比重差分分选、不燃物精细分选等。不同类型物质分类越好，回收价值越高。现有的国产建筑垃圾分拣设备存在分离不同材质物质难度大等问题，尤其是相近比重的不同物质难度大成本高等技术问题(典型地，混凝土的比重是1.6，而烧结砖块的比重1.3，混凝土和砖块比重相近)。实现建筑垃圾的精细分拣比较困难且成本比较高，其中如何从沙石骨料中有效分离出砖块和混凝土块等不同物质是提高资源再利用品质需要解决的一个关键技术难点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种包括基于多种检测方式的块状固体建筑垃圾分拣系统，其可有效区分混凝土、砖块、石材等相近比重的块状固体建筑垃圾。
[0008]基于多种检测方式的块状固体建筑垃圾分拣系统，具有一个以上分拣单元，每个分拣单兀包括检测识别部分、喷射部分、分拣部分和实时检测与控制系统；
[0009]检测识别部分包括传送带和传感器阵列，经预分选处理过的块状固体建筑垃圾分散分布于传送带上，通过传送带匀速传送；传感器阵列包括近红外光谱检测子模块、X射线检测子模块和通用物理特性检测子模块，以传送带传送块状固体建筑垃圾的这一段为工作段，近红外光谱检测子模块的发射器和接收器分别固定安装在传送带的工作段的上方和下方，X射线检测子模块的发射器和接收器也分别固定安装在传送带的工作段的上方和下方，通用物理特性检测子模块固定安装在传送带的工作段的上方或下方，近红外光谱检测子模块、X射线检测子模块和通用物理特性检测子模块的探测范围均覆盖传送带的工作段的整个宽度方向；
[0010]喷射部分包括喷射台、高压气栗阵列和高压气枪阵列，以块状固体建筑垃圾的传送方向为后，喷射台设置于传送带的工作段的后方用以承接传送带送来的块状固体建筑垃圾，高压气枪阵列设置于喷射台上用以将传送带送来的块状固体建筑垃圾向后喷射出去；高压气枪阵列具有多支高压气枪，高压气栗阵列具有多个高压气栗，各个高压气栗与各支高压气枪一一对应相连接，传送带的工作段沿宽度方向划分为数个传送区域，各支高压气枪与各个传送区域一一对应设置；
[0011]分拣部分具有多个分拣箱，各分拣箱的宽度不小于高压气枪阵列的宽度，且各分拣箱沿传送带的长度方向间隔设置于高压气枪阵列的后方；
[0012]近红外光谱检测子模块、X射线检测子模块和通用物理特性检测子模块分别连接于实时检测与控制系统的检测输入端，实时检测与控制系统的输出端分别连接各个高压气栗的阀门和传送带伺服电机。
[0013]所述分拣单元有三个，分别对应于大中小三个体积规格的块状固体建筑垃圾设置。
[0014]所述高压气枪的喷嘴相对于喷射台具有预定的仰角。
[0015]所述通用物理特性检测子模块包括视觉图像传感器、光电传感器、微波传感器、超声波传感器和电磁传感器中的一个或多个。
[0016]所述传送带的入料位置设置有入料除杂装置。
[0017]采用上述方案后，本发明基于多种检测方式的块状固体建筑垃圾分拣系统，实时检测与控制系统送出控制信号给传送带伺服电机，控制传送带匀速传送，经预分选处理过的相近比重的块状固体建筑垃圾经过传送带的工作段对应传感器阵列的位置时，横跨传送带的工作段的多路信息(各个检测子模块的检测信号)被迅速捕获并送至实时检测与控制系统，此多路信息经实时检测与控制系统分析后确定块状固体建筑垃圾的类型、块状固体建筑垃圾到达喷射台的时间(可根据传感器阵列的安装位置与喷射台之间的距离，以及传送带的传送速度算出块状固体建筑垃圾到达喷射台的时间)，并判断块状固体建筑垃圾所在的传送区域，实时检测与控制系统于块状固体建筑垃圾落入喷射台时产生控制信号开启对应于相应传送区域的高压气栗的阀门，由此高压气栗提供相应强度的高压气体给相应的高压气枪，此相应强度的高压气体从相应的高压气枪的喷嘴射出，将相应的块状固体建筑垃圾向后吹去，落入对应的分拣箱，实现高效分拣。本发明的分拣系统，实时检测与控制系统根据被检测并确定类型的块状固体建筑垃圾有选择地对高压气栗的阀门开启大小进行控制，进而通过相应的高压气枪实现不同的喷射距离并落入不同的分拣箱。与现有设备相比，本发明可区分烧结砖块和混凝土块等相近比重物质，具有较高的分析精度、性价比和效率，而且易于维护。
【附图说明】
[0018]图1为本发明中单个分拣单元的结构示意图；
[0019]图2为本发明中单个分拣单元的控制电路示意图；
[0020]图3为本发明中传感器数据融合方法示意图；
[0021]图4为本发明中近红外光谱检测子模块的检测技术路线图；
[0022]图5为本发明中X射线荧光检测子模块的检测技术路线图；
[0023]图6为本发明中通用物理特性检测子模块的检测技术路线图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0025]根据来源分类，建筑垃圾可分为土地开挖、道路开挖、旧建筑物拆除、建筑施工和建材生产垃圾五种类型，主要由渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块、沥青块、废塑料、废金属料、废竹木等组成。建筑垃圾经过破碎和一系列的预