合金矿全自动制样筛分测定系统的制作方法

本发明属于采样制样设备技术领域，具体涉及一种全自动制样筛分测定系统。

背景技术：

合金矿制样分析设备设施是应用于钢铁、冶金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检测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、研磨等制样工作；对样品进行人工投料单机筛分、人工称量等粒度测定工作。传统的人工制样及粒度筛分称量测定过程其存在的不足主要表现在：人工参与度较高，制样工人体力劳动强度大，由人工制样、筛分测定产生并引入的制样、测定偏差较大。

现有技术中，对于合金矿吨包，均采用人工开包方式，开包后工人取一定量的样品进行称重等后续操作。如果需要的样品量较大，需要人工开包后再将样品转移到称重装置进行称重，该种方式效率极低，费时费力。

技术实现要素：

为了解决传统制样测定过程中存在的问题，本发明提供一种合金矿全自动制样筛分测定系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：合金矿全自动制样筛分测定系统，包括：依次连接的来样称重输送单元、筛分测定单元、制样单元，及plc控制单元；其中，所述的来样称重输送单元用于打开样品包并将样品称重后输送至筛分测定单元；筛分测定单元用于对合金矿样品进行自动筛分、筛分后样品自动收集、自动称重计量并将称量数据上传至plc控制单元；制样单元用于对采集到的合金矿样品进行自动破碎，破碎后样品缩分、收集；plc控制单元用于控制系统中各单元设备流程工作；其特征在于：所述的来样称重输送单元包括自动开包称重装置。

作为本发明的进一步改进，所述的自动开包称重装置包括仓体、开包组件、主体框架、称重组件，所述仓体侧板固定在所述主体框架上，仓体的侧面设有开关门，所述开关门通过合页与主体框架连接；开包组件安装在仓体的底部，所述称重组件安装在所述开包组件的下方。

作为本发明的进一步改进，所述的开包组件包括开包部件和支架，所述开包部件固定在所述支架上，所述支架焊接在所述主体框架上。

作为本发明的进一步改进，所述的开包部件为热熔棒或划刀。

作为本发明的进一步改进，所述的开关门连接有伸缩气缸；所述伸缩气缸的底座通过螺栓固定在主体支架的横撑上，气缸伸缩杆通过销栓固定在开关门上。

作为本发明的进一步改进，所述的称重组件包括称重传感器、称重斗、及开关闸门；所述称重传感器安装在主体框架上；称重斗安装在仓体下方，称重斗的称重支点与称重传感器连接；开关闸门设置在称重斗的底部，通过伸缩气缸与称重斗连接。

作为本发明的进一步改进，所述的筛分测定单元主要包括粒度筛分测定直线振动筛；所述粒度筛分测定直线振动筛包括盖板、本体、筛网固定板、振动电机、筛网，盖板通过螺栓固定在本体上，振动电机通过螺栓固定在本体上，筛网通过筛网固定板拉紧固定在本体上。

作为本发明的进一步改进，所述的制样单元包括工业分析样品缩分机；所述的工业分析样品缩分机包括给料整流装置、缩分落料溜槽、驱动电机、旋转缩分切槽、缩分留样溜槽、缩分弃样溜槽、设备支架；

缩分落料溜槽固定在给料整流装置上，给料整流装置安装在设备支架上；旋转缩分切槽固定在驱动电机旋转轴的安装底座上；

缩分留样溜槽通过焊接固定在缩分弃样溜槽上，缩分弃样溜槽通过螺栓固定在设备支架上。

作为本发明的进一步改进，还包括弃样收集装包单元，用于对工业分析单元制样产生的弃样进行收集；对筛分测定单元处理过的样品进行自动收集。

本发明的合金矿全自动制样筛分测定系统，运行控制以计算机及plc为核心，并研发出自动开包称重装置，代替传统的人工开包方式，提高了工作效率。制样筛分测定过程全自动控制，系统测定数据自动上传、控制中心计算机依据上传数据进行数理统计，打印粒度筛分测定最终分析检测数据。本发明的系统，各单元均通过plc控制，系统自动化程度高，整个系统将开包、称量、输送搬运、筛分、数据统计、破碎、缩分、收集等离散型工作任务合理的设计整合成完整的的制样筛分测定工作流程系统，大大减少了工人的工作量，提高了工作效率和测定的准确性。

附图说明

图1是本发明的合金矿全自动制样筛分测定系统的整体结构示意图；

图2是自动开包称重装置的结构示意图；

图3是自动开包称重装置的其中一种状态示意图；

图4是粒度筛分测定直线振动筛的主视图；

图5是粒度筛分测定直线振动筛的俯视图；

图6是粒度筛分测定直线振动筛的左视图；

图7是样品缩分机的主视图；

图8是样品缩分机的右视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本发明实施例的合金矿全自动制样筛分测定系统，整体结构如图1所示，包括依次连接的来样称重输送单元，筛分测定单元、制样单元、弃样收集装包单元。系统电气为整个系统中各个单元及装置提供电力供应。plc控制单元控制各单元及装置的工作，并将采集测量的数据上传至控制计算机。

来样称重输送单元包括自动开包称重装置101和试样提升倾角皮带机102。

来样称重输送单元主要功能是对抽检的制样筛分测定吨包样品进行自动开包、样品自动称重、样品提升运输均匀给料等工作.

其中，自动开包称重装置101包括仓体1011、开包组件1012、大样称重斗1013、称重斗闸门开关气缸1014、称重斗闸门1015、称重传感器1016、仓体开关门1017、气缸1018、设备主体框架1019等。起吊装置110吊装合金包100运行至设定位置后，仓体开关门1017自动开门，待起吊装置110吊装合金包100进入仓体1011内后开关门1017自动关闭。起吊装置110缓慢下落，下方的十字划刀将合金包划破，合金物料下落至大样称重斗1013内。大样称重斗1013内对合金包大样物料进行称重计量，记录大样初始质量并通过称重传感器1016上传至控制计算机。称重结束后称重斗闸门1015打开，合金物料陆续落入下游的试样提升倾角皮带机102上。

如图所示，仓体开关门1017通过合页与设备主体框架1019相连接，仓体1011侧板通过螺栓与主体框架1019相连接围合构成密闭仓体1011。开包组件1012分为两种：热熔开包组件和划刀开包组件。其中，热熔开包组件包括热熔棒及热熔棒安装支架；热熔棒通过不锈钢固定夹固定在热熔棒支架上，热熔棒支架焊接在设备主体框架1019上。划刀开包组件包括十字划刀和支架，十字划刀通过螺栓固定在十支架上，支架焊接在设备主体框架1019上。

称重传感器1016安装在设备主体框架1019的称重支架上，大样称重斗1013称重支点安装在称重传感器1016上，称重斗闸门开关气缸1014底座通过螺栓安装在大样称重斗1013斗沿边框上，气缸1014伸缩气杆端通过销栓与称重斗闸门1015相连接。

仓体开关门气缸1018底座通过螺栓固定在仓体1011侧面的横撑上，气缸1018伸缩气杆端通过销栓固定在仓体开关门1017上。

称重斗闸门1015打开后，试样提升倾角皮带机102启动运行，将大样称重仓内的物料整流后匀速提升运输至制样单元和筛分测定单元。

吊运至自动开包称重装置内的合金包缓慢下降至大样称重斗上方，设计安装于大样称重斗上方的热熔/十字开包装置将合金矿吨包底部自动熔断或划开，吨包内合金物料落入大样收集称重仓。行车将排空后的合金矿吨包吊离至系统弃样收集装包转运小车上方，由人工取走破损的合金矿吨包。

筛分测定单元主要包括粒度筛分测定直线振动筛104和粒度样品收集料斗秤106。

筛分测定单元主要功能是对合金矿样品进行自动筛分、筛分后样品自动收集、自动称重计量并将称量数据上传至控制计算机，各系统设备功能如下：

（1）粒度筛分测定直线振动筛

经试样提升倾角皮带机提升运输至筛分单元的合金矿试样通过采样机105筛分样品溜槽均匀进入两个粒度筛分测定直线振动筛104，两个粒度筛分测定直线振动筛形式为单体双粒级直线筛，每次筛分可获得五个不同粒度级样品。

其中，粒度筛分测定直线振动筛104包括筛分机盖板1041、筛分机本体1042、1振动弹簧1043、筛体支腿1044、筛网固定板1045、振动电机1046、筛网1047。

如图所示，筛分机盖板1041通过螺栓固定在筛分机本体1042上，筛分机本体1042的四个振动凸柱支点安装有振动弹簧1043，振动弹簧1043上下端有凹槽，上端凹槽与筛分机本体1042的四个振动凸柱相连接，下端凹槽与四个筛体支腿1044的凸柱相连接，筛体支腿通过螺栓固定的工作平台上。

两个振动电机1046通过螺栓固定在筛分机本体1042上，筛网1047通过筛网固定板1045拉紧固定在筛分机本体1042上，筛网固定板1045通过螺栓拉紧固定筛网1047。

经两个粒度筛分测定直线振动筛104筛分完成的物料分别落入下方的5个粒度样品收集料斗秤106内，待筛分机停止筛分工作后，plc控制单元对5个粒度样品收集料斗秤106内样品进行称重计量，记录每个粒度样品收集斗秤106内的样品质量并上传至控制计算机。

制样单元包括工业分析样采样机105、破碎机109、样品缩分机107和样品收集器108。

制样单元主要功能是对工业分析样采样机采集到的合金矿样品进行自动破碎、破碎后样品缩分、样品自动收集，样品缩分弃样至系统弃样收集皮带机，各设备结构及功能如下：

经试样提升倾角皮带机102提升运输至筛分测定单元的合金矿试样，在试样均匀落入粒度筛分测定直线振动筛104的同时，采样机105从试样自由下落料流中采取工业分析样。采样机105每次切割采样4kg，每吨包采样十次，每吨包合计采取工业分析样大样40kg。十次切割采取的共计40kg样品经不锈钢溜管进入破碎机109进行破碎。

破碎机109形式为颚式破碎机，破碎进料粒度≤100mm,破碎颚钣为碳化钨材质。碳化钨颚钣颚式破碎机将40公斤样品全部破碎至-10mm粒度(破碎出料粒度可调)，破碎后的样品进入样品缩分机107。

样品缩分机107包括给料整流装置1071、缩分落料溜槽1072、旋转缩分驱动电机1073、旋转缩分切槽1074、缩分留样溜槽1075、缩分弃样溜槽1076、设备支架1077等。

缩分落料溜槽1072通过螺栓固定在给料整流装置1071上，给料整流装置1071通过螺栓安装在设备支架1077上。缩分驱动电机1073通过旋转轴与旋转缩分切槽1074相连接，旋转缩分切槽1074通过螺栓固定在旋转轴安装底座上。

缩分留样溜槽1075通过焊接固定在缩分弃样溜槽1076上，缩分弃样溜槽1076通过螺栓固定在设备支架1077上。

样品缩分机107为水平旋转切槽式缩分机，经过109破碎机破碎后的样品下落至给料整流装置1071上，经整流装置整流使缩分样品进一步充分混合后缩分，可有效降低样品制样缩分引入的偏差。破碎至-10mm粒度的样品经工业分析样品缩分机十次切割缩分，共计缩分留取400g*10c=4000g工业分析样品进入工样品收集器108。

样品收集器108为六工位全自动旋转形式，每吨包工业分析样品缩分收集结束后自动旋转更换样品桶收集工位，自动密封。样品收集器108根据需求可选配管理员门禁卡取样换罐功能型号，持有门禁卡或管理员密码方可取换收集器内样品及样品桶。

弃样收集装包单元主要包括弃样收集皮带机、弃样收集装包转运小车等系统设备。

弃样收集装包单元主要功能是对工业分析单元制样产生的弃样进行收集；对筛分测定单元称量完毕并经系统控制计算机数理统计粒度筛分结果结束后的合金矿样品进行自动收集，通过弃样收集皮带机将收集的样品统一装包，各系统设备功能如下：

弃样收集皮带机为全封闭槽式结构，可有效避免工作运行过程产生扬尘。工业分析样品缩分机缩分产生的弃样落到弃样皮带机上；粒度样品称量斗称量结束后，样品斗闸门机构自动打开，合金矿样品落到弃样皮带机上。弃样收集皮带机将收集的所有弃样重新装入合金矿运输吨包内。

弃样收集装包转运小车为轨道伸缩结构，正常工位停靠在弃样收集皮带机收集溜槽的下方。每次弃样皮带机收集弃样装包前，由人工将空合金矿吨包挂放于转运小车的四角的挂钩上，挂放妥当后等待弃样自动装包。

待系统收集所有制样筛分测定的弃样至弃样收集装包转运小车上方的空合金矿吨包袋内后，再由准备就位的行车将重新装包后的合金矿运回至初始抽检位置。

系统电气为整个系统各个单元的装置、设备提供电力供应。plc控制单元控制整个系统中所有装置及设备的工作，使整个系统运转的协调有序。

系统电气、plc控制单元设备配置及功能简述。

合金矿全自动制样筛分测定系统的电气及plc控制单元的性能指标遵循先进性、安全性、可靠性、经济性的原则，选择当前自动化领域通用、标准的主流产品。

2、产品系列具有统一性，相同功能的部件使用同一厂家、同一系列的产品，在此前提下，保证规格型号的统一，保持产品的互换性和一致性。

3、驱动单元、变频器等具有网络接口功能的智能设备与plc通过专用设备网络形式相连，所有过程数据及控制数据都实时上传、下载。控制程序中凡是需要时间记录、时间标签的，系统具有统一时钟。

4、变频装置为全数字式，具有自诊断功能和网络接口。调速过程为无级调速，变频驱动根据需要选择相匹配的变频电机。

5、所有应用软件系统，包括选用的制造商成套的软件及集成商开发的软件全部运行在微软操作系统、数据库系统的平台上。二次开发的软件程序对用户是开放的。

6、系统plc具有自我诊断功能，对发生的内部和外部故障以相应的形式指示和报警。所有的网络具备自我诊断功能，可以直观的指示或判定某一节点或通道出现故障。

7、所有设备，特别是接线箱、传感器等现场设备的放置可以方便、安全进行检修、维护及更换的。

8、对于单台电气设备的保护为独立的、系统分级保护，所有开关的分合状态均能通过辅助触点发给plc，并在监控计算机上可以显示。

系统运行控制方式

合金矿全自动制样筛分测定系统的运行控制方式分为三种：一是在控制室的全自动工作方式；二是在控制室用的集中单机工作方式；三是现场单机操作方式。在控制室控制台和现场操作箱上，设有运行方式选择开关。

1、全自动工作方式

操作台的控制方式选择开关置于“自动”位置,机侧操作箱选择开关置于“远控”位置,通过中控计算机进行制样参数的设定、流程选择和确认、流程起动和停止、以及运行状态显示等。plc按照制样程序进行自动作业。

2、集中单机工作方式

操作台的控制方式选择开关置于“集中”位置，机侧操作箱选择开关置于“远控”位置，通过中控计算机进行带连锁的单台设备启停等操作，并通过控制管理系统进行数据采集和数据处理，以完成工艺设备的控制和管理。

3、现场单机操作方式

现场操作人员通过每台设备机侧操作箱内远程／就地选择开关及启停按钮操作单台设备。该操作方式用于设备的调试、维修及自动控制系统故障时的应急操作。