一种固体矿物制样系统的制作方法

本实用新型涉及固体矿物制样领域，尤其涉及一种固体矿物制样系统。

背景技术：

矿石类的大宗物料在生产、贸易以及使用的过程中均需要对其品质进行检测。以煤炭为例，煤炭在进行品质检测时，需要先将采集得到的粒度较大的煤炭样品，制备成为粒度小、具有代表性的少量样品，通过对该样品进行化验以验证其品质。

根据GB/T 475-2008《商品煤样人工采取方法》中的规定，首先需要人工采取的商品煤样，然后需要对所采同一批次样品一次性进行破碎、缩分等工序制取样品。煤炭作为大宗物料，人工采取的商品煤样不仅量大而且粒度大，一个采样单元共计300-500kg，商品煤样的粒度达到50mm甚至更大，在破碎和缩分的工序中，需要将其处理成重量为30-50kg，粒度为小于13mm的样品。

目前对于大宗物料的制样通常通过破碎以及缩分等工序实现，为了保证所制样品具有代表性，物料需要均匀、连续并且稳定的输送至破碎机，因而如何进行物料输送是大宗物料制样过程中的关键。目前通常利用固态物料自身的重力自然下降至上料装置料仓的下端出口，然后利用螺旋给料机横向将物料输送至运输皮带或者料斗中，然后输送至破碎机中。然而仅仅依靠物料自身重力从料仓中下料很难保证物料的连续、均匀和稳定，并且螺旋给料机和皮带或者料斗上都会产生物料残留，影响后续制样的准确性，使检验结果产生误差。

因此，亟需一种固体矿物制样系统以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种固体矿物制样系统，以解决现有技术中的固体矿物制样系统难以保证物料均匀、连续、稳定的运输至破碎机，导致制取的样品代表性不足的问题。

本实用新型提供一种固体矿物制样系统，包括提升平台、上料装置、给料机、破碎机、定质量缩分机以及集料装置，所述上料装置安装在所述提升平台一侧用于将物料输送至所述给料机，所述给料机、所述破碎机、所述定质量缩分机以及所述集料装置由上至下依次连接，所述给料机用于将所述物料均匀且连续输送至所述破碎机，所述破碎机用于将所述物料破碎，所述定质量缩分机用于将破碎后的物料定质量缩分，所述集料装置用于收集所述定质量缩分机缩分后的物料；

所述给料机包括料仓、第一旋转轴、第一驱动装置以及给料刀，所述料仓的内部设有空腔，顶部设有第一进料口、底部设有第一出料口，所述空腔与所述第一进料口和所述第一出料口连通，所述上料装置能够将物料运输至所述第一进料口；所述第一出料口与所述破碎机连接，所述第一旋转轴连接安装在所述料仓上且穿设于所述第一出料口中；所述第一驱动装置用于驱动所述第一旋转轴转动；所述给料刀位于所述空腔的底部，所述给料刀的一端固定在所述第一旋转轴上，另一端与所述料仓的内壁贴合，所述给料刀用于将物料从所述给料刀和所述料仓的内壁贴合的一端向所述给料刀和所述第一旋转轴连接的一端刮动。

作为优选，所述给料刀呈螺旋状。

作为优选，所述给料机还包括锥形的物料分散器，所述物料分散器安装在所述料仓上，所述物料分散器位于给料刀上方且其锥形底部的一端相对锥尖的一端靠近所述给料刀，所述物料分散器的轴线和所述第一出料口的轴线重合。

作为优选，所述破碎机包括：

壳体，其顶部的一端设有第二进料口，底部的一端设有第二出料口，内部设有与所述第二进料口和所述第二出料口连通的破碎腔，所述第二进料口与所述第一出料口连通，所述第二出料口与所述定质量缩分机连接；

第二旋转轴，与所述壳体转动连接且部分位于所述破碎腔中；

第二驱动装置，用于驱动所述第二旋转轴转动；

破碎单元；固定安装在所述第二旋转轴上，至少三个所述破碎单元沿竖直方向间隔设置，所述破碎单元用于对物料进行破碎，所述破碎单元与所述破碎腔的内壁之间的间距可调节；

第三吹扫装置，与外界高压气源连接且设置在所述壳体上，用于对所述破碎腔进行吹扫。

作为优选，所述破碎单元包括固定安装在所述第二旋转轴上的锤盘和均布于所述锤盘上的多个锤片，所述锤盘和所述第二旋转轴的轴线重合，所述锤片用于对所述物料进行破碎，所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距可调节，一部分所述破碎单元构成第一破碎单元，另一部分所述破碎单元构成第二破碎单元，所述第一破碎单元位于所述第二破碎单元上方，所述第一破碎单元中各个所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距均大于所述第二破碎单元中各个所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距，所述第一破碎单元中各个所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距相等，所述第二破碎单元中各个所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距由上至下逐渐减小，所述第一破碎单元中相邻两个所述破碎单元之间的间距大于所述第二破碎单元中相邻两个所述破碎单元之间的间距。

作为优选，所述定质量缩分机包括：

箱体，其上设有缩分腔，其顶部和底部分别设有与所述缩分腔连通的进料口和排料口；

第三驱动装置，安装在所述箱体上；

缩分部，位于所述缩分腔中，所述缩分部与所述缩分腔的内壁设有间隙，所述第三驱动装置与所述缩分部固定连接，且能够驱动所述缩分部旋转，所述缩分部上设有开窗，所述开窗能够与所述进料口在竖直方向上重叠，所述缩分部靠近所述箱体的一端不高于所述缩分部与所述第三驱动装置连接的一端；

留样管，顶部的开口位于所述缩分腔中且位于所述进料口的正下方，

滑动门，与所述缩分部的下表面贴合，且与所述缩分部滑动连接，所述滑动门位于所述开窗的正下方且能够将所述开窗遮蔽；

第二传动组件，与所述滑动门连接；

第四驱动装置，与所述第二传动组件选择性连接，所述第四驱动装置能够通过所述第二传动组件驱动所述滑动门转动。

作为优选，所述物料为煤炭，所述物料的颗粒度小于或者等于50mm，所述第二破碎单元中各个所述锤片与所述破碎腔的内壁之间的间距小于或者等于 13mm。

作为优选，上料装置包括：

滑轨支架，包括两根倾斜且间隔设置的提升滑轨；

提升斗，与所述提升滑轨抵接且滑动连接，所述提升斗内设有贯穿所述提升斗上下两端的容置腔；

卸料板，位于所述提升斗下方且一端与所述提升斗枢接；

第一滑轮，两个所述第一滑轮均转动安装在所述卸料板上，所述第一滑轮与所述提升滑轨一一对应设置，所述第一滑轮与所述提升滑轨抵接且滑动连接，所述第一滑轮与所述提升滑轨抵接时，所述卸料板能够将所述容置腔的底部封堵；

提升机构，与所述提升斗连接，且用于驱动所述提升斗沿所述提升滑轨滑动；

卸料滑轨，两个所述卸料滑轨均水平设置，所述卸料滑轨与所述提升滑轨一一对应设置，所述卸料滑轨的一端与所述提升滑轨连接，所述第一滑轮与所述卸料滑轨滑动连接，且能够从所述提升滑轨滑动到所述卸料滑轨上并与所述卸料滑轨抵接；

第二滑轮，两个所述第二滑轮转动安装在所述提升斗上，所述第二滑轮和所述提升滑轨一一对应设置，所述第二滑轮与所述提升滑轨抵接且滑动连接。

作为优选，所述提升滑轨和所述卸料滑轨均呈U形结构，两个所述提升滑轨的槽口以及两个所述卸料滑轨的槽口均相对设置，所述提升滑轨的滑槽和所述卸料滑轨的滑槽连通，所述提升滑轨的U形结构包括相对的第一侧面和第二侧面，沿所述提升滑轨的槽宽方向，所述第一侧面位于所述第二侧面的上方，所述第一滑轮位于所述提升滑轨的滑槽中且与所述第二侧面抵接，所述第二滑轮与所述第一侧面位于所述提升滑轨的滑槽外的一侧抵接，所述第一滑轮能够从所述提升滑轨的滑槽中滑动到所述卸料滑轨的滑槽中。

本实用新型的有益效果为：

1)、给料机中将给料刀设置在空腔的底部，给料刀旋转时能够将与其接触的物料从料仓侧壁处的物料向出料口的方向刮动，物料可以从出料口中流出，保证了料仓底部远离出料口处的物料不会堆积，且保证了出料的均匀性，通过给料刀连续转动，料仓中物料逐层减少，能够保证出料的连续性以及稳定性，从而保障了所制取样品的代表性。

2)、给料机中通过设置锥形的物料分散器，使物料分散器锥底的一端相对锥尖的一端靠近出料口，并且物料分散器位于第一出料口的正上方，可以使第一出料口留有足够的空间保证物料下落，同时通过物料分散器可以分摊一部分物料的压力，同时也能够降低物料对给料刀的压力，进而降低物料对给料刀转动时造成的阻力，保证给料刀顺畅转动。

3)、破碎机通过从上至下间隔设置的多个破碎单元对物料进行破碎，通过使破碎单元与破碎腔的内壁之间的间距可调节，可以制取不同颗粒度的样品，并且无需设置筛板，通过在壳体内壁上设置吹扫装置，可以对破碎后残留在破碎腔内壁以及破碎单元上表面上的物料残留进行自动清理，降低了操作人员的劳动强度，提高了清理效率。

4)、定质量缩分装置可以根据所破碎物料的总质量和所需样品的质量计算出缩分系数以及缩分口的开度，通过自控部分调节缩分出料口的开口大小，缩分出所需质量的样品。对于同一批次的不同质量的物料进行缩分时，可以满足不同质量的物料均以相同的切割次数进行切割，从而使所到的样品代表性一致。具有设计结构简单、缩分均匀，切割速度可调，缩分比稳定性较好，可以保证缩分的均匀性和代表性。

5)、上料装置通过将提升滑轨倾斜设置，并且第一滑轮和提升滑轨抵接时能够将容置腔的底部封堵，从而通过提升装置带动提升斗沿提升滑轨提升的过程中，能够保证提升斗的容置腔的底部处于封堵状态，不会导致漏料；当第一滑轮进入到水平的卸料滑轨上时，随着提升斗的继续提升，第一滑轮能够沿卸料滑轨滑动，并与卸料滑轨抵接，此时可以通过卸料滑轨限制第一滑轮沿提升滑轨滑动，而提升斗继续沿提升导轨提升，卸料板相对提升斗转动，容置腔下端开口逐渐打开，位于提升斗中的物料能够卸下，并且通过控制提升斗的提升速度，能够控制卸料板打开的速度，从而控制物料的卸料速度，保证物料出料均匀。

附图说明

图1为本实用新型实施例中固体矿物制样系统的结构示意图；

图2为图1所示固体矿物制样系统的主视图；

图3为图1所示固体矿物制样系统的侧视图；

图4为图1所示固体矿物制样系统中的上料装置的结构示意图；

图5为图1所示固体矿物制样系统中的上料装置的部分结构示意图；

图6为图1所示固体矿物制样系统中给料机的主视图；

图7为图1所示固体矿物制样系统中给料机的侧视图；

图8为图1所示固体矿物制样系统中破碎机的结构示意图；

图9为图1所示固体矿物制样系统中定质量缩分机的结构示意图；

图10为图9所示定质量缩分机的部分结构示意图；

图11为图9所示定质量缩分机的的俯视图。

图中：

1、提升平台；2、上料装置；3、给料机；4、破碎机；5、定质量缩分机；

6、集料装置；

11、架体；12、平台；13、爬梯；

21、滑轨支架；211、提升滑轨；212、连接横梁；213、支撑竖梁；

22、提升斗；221、提升斗本体；2211、容置腔；222、支撑架体；

23、卸料板；24、第一滑轮；25、第二滑轮；26、第三滑轮；

27、提升机构；271、第一电机；272、定滑轮；273、钢丝绳；

28、卸料滑轨；29、上料坑；

31、料仓；311、侧壁；3111、空腔；3112、第一进料口；312、底板；3121、第一出料口；

32、第一旋转轴；33、给料刀；34、物料分散器；

35、固定架；351、支撑杆；36、出料管；

41、壳体；411、第二进料口；412、第二出料口；413、破碎腔；42、第二旋转轴；43、破碎单元；431、锤盘；432、锤片；44、第一破碎单元；45、第二破碎单元；46、挡板；

51、箱体；511、缩分腔；512、第三进料口；513、排料口；

52、第三驱动装置；521、第四电机；522、第一传动组件；

53、缩分部；531、开窗；

54、留样管；55、弃料管；56、清扫板；

57、滑动门、571、第一门；572、第二门；

58、第二传动组件；581、连杆；5811、第一杆；5812、第二杆；5813、第三杆；582、齿条；

59、第四驱动装置；591、第五电机；592、主动轮。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实施例提供一种固体矿物制样系统，该固体矿物制样系统包括提升平台1、上料装置2、给料机3、破碎机4、定质量缩分机5以及集料装置6，给料机3、破碎机4、定质量缩分机5以及集料装置6沿竖直方向上由上至下依次设置，上料装置2位于提升平台1的一侧并与提升平台1连接，给料机3安装在提升平台1上，上料装置2能够将物料运送至给料机3中，给料机3、破碎机4、定质量缩分机5以及集料装置6依次连接，给料机3能够将物料均匀连续的输送到破碎机4中，破碎机4用于将大颗粒的物料破碎成小颗粒的物料，定质量缩分机5对破碎后的小颗粒物料进行定质量缩分，集料装置6用于收集定质量缩分机5缩分后的小颗粒物料即样品。提升平台1固定在地面上，包括架体11，安装在架体11顶部的平台12，以及连接平台12和底面的爬梯13，平台12上设有通孔，给料机3设置在平台12的下方，并且给料机 3的第一进料口3112与该通孔连通，上料装置2将物料运送至给料机3上方，并均匀、连续的将物料一次性投入到给料机3的第一进料口3112中，通过给料机3将物料均匀、连续且稳定的输送到其下方的破碎机4中，破碎机4将物料破碎成所需颗粒度的样品并输送至定质量缩分机5，根据所破碎物料的总质量和所需样品的质量计算出缩分系数，并控制定质量缩分机5以该缩分系数运转，可以缩分出所需质量的样品并流入到集料装置6中。需要注意的是，本实施例中，物料在给料机3、破碎机4、定质量缩分机5以及集料装置6之间均通过自身重力进行输送。

如图4和图5所示，上料装置2包括滑轨支架21、提升斗22、卸料板23、第一滑轮24、第二滑轮25、第三滑轮26、提升机构27以及卸料滑轨28。

滑轨支架21包括提升滑轨211、连接横梁212以及支撑竖梁213，两根提升滑轨211间隔且平行设置，并且两根提升滑轨211均倾斜设置，两根提升滑轨211均搭靠在平台12的一边上并且提升滑轨211顶部的一端高出平台12，多根连接横梁212沿提升滑轨211的长度方向间隔设置，并且连接横梁212的两端分别和两根提升滑轨211连接，支撑竖梁213的底部的一端固定在地面上，顶部的一端与提升滑轨211固定连接，支撑竖梁213分为两组并且和两根提升滑轨211一一对应设置，每组中均包括多根支撑竖梁213，每组中的多根支撑竖梁213沿提升滑轨211的长度方向间隔设置。

提升斗22内设有贯穿提升斗22上相两端的容置腔2211，并且提升斗22与两根提升滑轨211均滑动连接，具体的，两个第二滑轮25均转动安装在提升斗22上，第二滑轮25和提升滑轨211一一对应设置，第二滑轮25与对应的提升滑轨211滑动连接，从而提升斗22可通过第二滑轮25沿提升滑轨211滑动。卸料板23位于提升斗22下方且一端与提升斗22枢接，并且卸料板23能够将容置腔2211底部开口的一端封堵。两个第一滑轮24均安装在卸料板23上且位于提升斗22相对的两侧，第一滑轮24与卸料板23转动连接并且与提升滑轨211 一一对应设置，具体的，第一滑轮24与提升滑轨211抵接且滑动连接，当第一滑轮24与提升滑轨211抵接时，卸料板23能够将容置腔2211底部的开口封堵，从而当提升斗22沿提升滑轨211移动时，不会导致容置腔2211中的物料泄漏。两个第三滑轮26均转动安装在提升斗22上且位于第二滑轮25上方，第三滑轮 26和提升滑轨211一一对应设置，第三滑轮26和提升滑轨211滑动连接并且抵接，通过第三滑轮26和第一滑轮24均与提升滑轨211抵接，可以保证提升斗 22提升过程中的稳定性。

本实施例中提升斗22包括提升斗本体221和支撑架体222，容置腔2211设置在提升斗本体221上，用于容纳物料。支撑架体222与提升斗22固定连接，并且支撑架体222底部的一端低于提升斗22底部的一端。提升滑轨211呈U形结构，两根提升滑轨211U形结构开口的一端相对设置，提升滑轨211的U形结构包括底面以及相对的第一侧面和第二侧面，沿提升滑轨211的槽宽方向，第一侧面位于第二侧面的上方，第一滑轮24位于提升滑轨211的滑槽中且与第二侧面抵接，第二滑轮25与第一侧面位于提升滑轨211滑槽外的一侧抵接。两个第三滑轮26均转动安装在提升斗本体221上，第三滑轮26同样与第一侧面位于提升滑轨211滑槽外的一侧抵接。由于提升滑轨211倾斜设置，当提升斗22 在提升的过程中，第一滑轮24持续抵接在提升滑轨211的第二侧面上，而第二滑轮25则持续抵接在第一侧面上，从而卸料板23和支撑架体222不会发生转动，卸料板23能够将容置腔2211底部的开口封堵，不会导致漏料。本实施例通过第一滑轮24、第二滑轮25以及第三滑轮26均与提升滑轨211滚动配合，可以减少升降过程中的阻力，防止提升斗22振动。

提升机构27包括第一电机271、线轮、定滑轮272和钢丝绳273，线轮与第一电机271的输出轴固定连接，定滑轮272安装在滑轨支架21上，且位于滑轨支架21顶部的连接横梁212上，钢丝绳273的一端固定在线轮上，另一端系紧在提升斗本体221上，并且钢丝绳273绕过定滑轮272，通过第一电机271带动线轮转动，线轮收放钢丝绳273，可现实提升斗22的提升和下降。本实施例中提升机构27设有两组，两组提升机构27间隔设置，通过两组提升机构27提升提升斗22，能够保证提升斗22平稳升降。需要注意的是，本实施例中第一电机271与控制器连接，通过控制器能够控制第一电机271的转速，进而控制提升斗22的提升速度。

两个卸料滑轨28均水平设置，且均位于平台12的上方，卸料滑轨28与提升滑轨211一一对应设置。卸料滑轨28的一端与提升滑轨211连接，第一滑轮 24与卸料滑轨28滑动连接，且能够从提升滑轨211的滑槽中滑动到卸料滑轨 28上并与卸料滑轨28抵接。具体的，卸料滑轨28的横截面呈U形结构，两根卸料滑轨28的槽口相对设置，卸料滑轨28的滑槽的长度方向沿水平方向，并且卸料滑轨28的滑槽和提升滑轨211的滑槽连通，第一滑轮24能够与卸料滑轨28U形结构相对的两侧中处于顶部的一侧抵接。

当第一滑轮24从提升滑轨211的滑槽中滑动到卸料滑轨28的滑槽时，此时，卸料板23位于平台12的上方，且其底部的一端位于给料机3的第一进料口3112上方，随着提升机构27的提升，第一滑轮24沿卸料滑轨28的滑槽继续向前滑动，提升斗22则沿提升机构27继续向上滑动，从而导致卸料板23和支撑架体222相对转动，容置腔2211下端的开口打开，可以进行放料，物料流入给料机3中。本实施例中，通过控制器可以控制第一电机271的转动速度，进而控制提升斗22的提升速度，实现对卸料板23打开的速度的控制，最终控制物料的卸料速度。

上料装置2还包括设置在提升斗22上的至少一个第一吹扫装置，第一吹扫装置通过第一管路与外界高压气源连接，第一管路上安装有第一电磁阀，第一电磁阀与控制器连接，第一吹扫装置吹气的方向朝向容置腔2211的内壁并且沿斜下方，通过第一吹扫装置对容置腔2211的内壁以及卸料板23上的残存的物料进行吹扫。当卸料完成后，开启第一吹扫装置，可以将容置腔2211的腔壁上以及卸料板23上残存的物料吹扫干净，防止物料残留，保证下一次制样时制样结果的准确性。需要注意的是，本实施例通过控制器控制第一电磁阀的开关可以控制第一吹扫装置的启停，并且可以根据物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度在控制器中设置第一吹扫装置的启停时间。

上料装置2还包括设置在容置腔2211中的重量传感器，重量传感器与控制器连接且用于测量容置腔2211中物料的重量。

上料装置2还包括上料坑29，提升滑轨211底部的一端位于上料坑29中，可以通过人工或者机械设备在上料坑29中将物料放入提升斗本体221中，通过设置上料坑29可以保持周围环境卫生。

上料装置2的控制方法，包括以下步骤：

S10：清理容置腔2211的内壁以及卸料板23上附着的物料并将重量为G的物料加入提升斗22中。

操作员可以根据物料的残留程度在控制器中预先设置第一吹扫装置的吹扫时间，并通过控制器控制第一吹扫装置自动对容置腔2211的内壁以及卸料板23 上附着的物料进行清理。

S11：提升机构27驱动提升斗22沿滑轨提升。

S12：待第一滑轮24进入到卸料滑轨28后，根据物料的重量、种类、含水率以及黏度，控制容置腔2211底部开口的打开速度和打开程度。

具体的，在控制器中的存储装置中预设物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度与电机转速和电机转动时间的map，物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度三个选项均对应多个不同的参数，操作员可以通过与控制器连接的操作面板设置各个选项的具体数值，控制器根据所选数值在map中对应的电机转速以及转动时间对第一电机271进行控制，通过第一电机271的转动速度可以控制容置腔2211底部开口的打开速度，通过第一电机271的转动时间可以控制容置腔2211底部开口的打开程度，需要注意的是，操作面板上还设有自动控制选项，当选择自动控制时，控制器根据预设物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度中每个选项中所有参数的均值在map中查找对应的电机转速和转动时间，该map可以通过大量前期实验获得。

S13：待物料放料完毕后，清理容置腔2211的内壁以及卸料板23上附着的物料。

操作员可以根据物料的重量、种类、含水率以及黏度的物理特性在控制器中预先设定扫装置的吹扫时间，并通过控制器控制第一吹扫装置自动对容置腔 2211的内壁以及卸料板23上附着的物料进行清理。

如图6和图7所示，给料机3包括料仓31、第一旋转轴32、第一驱动装置、给料刀33、物料分散器34以及第二吹扫装置。料仓31的内部设有空腔3111，顶部设有第一进料口3112、底部设有第一出料口3121，空腔3111与第一进料口3112和第一出料口3121连通；物料通过第一进料口3112加入到料仓31内部的空腔3111中。第一旋转轴32安装在料仓31上，并且和料仓31转动连接，第一旋转轴32穿设于第一出料口3121中。第一驱动装置与第一旋转轴32连接，且用于驱动第一旋转轴32转动。给料刀33的一端固定在第一旋转轴32上，另一端与料仓31的内壁贴合，并且给料刀33位于空腔3111的底部，给料刀33 用于将物料从给料刀33和料仓31的内壁贴合的一端向给料刀33和第一旋转轴 32连接的一端刮动。物料分散器34安装在料仓31上且位于给料刀33上方，物料分散器34的轴线、第一出料口3121的轴线以及第一旋转轴32的轴线重合。第二吹扫装置与外界高压气源连接，第二吹扫装置用于对空腔3111的内壁以及物料分散器34表面存留的物料进行清扫。本实施例通过将给料刀33设置在空腔3111的底部，给料刀33旋转时能够将与其接触的物料从料仓31的内壁处向第一出料口3121的方向刮动，物料可以从第一出料口3121中流出，保证了料仓31底部远离第一出料口3121处的物料不会堆积，且保证了出料的均匀性，通过给料刀33连续转动，料仓31中物料逐层减少，能够保证出料的连续性以及稳定性，从而保障了所制取样品的代表性。

具体的，料仓31包括环形的侧壁311和与侧壁311底部一端连接的底板312，侧壁311两端开口之间的部分构成空腔3111，该底板312的横截面呈圆形且能够将侧壁311底部一端的开口封闭，第一出料口3121设置在该底板312上，第一出料口3121为圆孔，并且第一出料口3121和底板312的轴线重合，相应的，侧壁311顶部的一端的开口为第一进料口3112。

给料刀33呈螺旋状，其横截面呈螺旋线形，从而给料刀33在刮动的过程中能够将位于料仓31底部且远离第一出料口3121处的物料向第一出料口3121 处进行推送；给料刀33底部的一端与底板312的上表面贴合，从而给料刀33 可以将位于料仓31底部的物料刮动至第一出料口3121，可防止位于料仓31底部且远离第一出料口3121处的物料积存。给料刀33每旋转一圈，便会将位于料仓31底部的一层物料刮动至第一出料口3121并流出，并且也会将位于给料刀33上方的物料刮松动，特别当物料含水率较高时，可以防止物料因挤压而压实，导致的影响出料的均匀性。随着给料刀33的连续转动，可以保证物料连续、均匀、稳定的流出。在其他的实施例中，给料刀33也可以设置呈条状，并且和第一旋转轴32相切，也可以呈弧形。

物料分散器34呈锥形，并且其锥底的一端相对锥尖的一端靠近第一出料口 3121。物料分散器34锥底的一端与底板312之间留有间隙，给料刀33位于该间隙中。本实施例中，第一出料口3121的孔径小于物料分散器34锥形底部一端的直径，从而位于第一出料口3121正上方的物料的重力作用于物料分散器34 上，使第一出料口3121留有足够的空间保证物料下落，同时通过物料分散器34 分摊一部分物料的压力，也能降低物料对给料刀33的压力，以及给料刀33转动时的阻力，保证给料刀33顺畅转动。

本实施例中，物料分散器34通过固定架35安装在料仓31上，固定架35 的一端与料仓31的侧壁311固定连接，另一端与物料分散器34固定连接。具体的，固定架35包括多根支撑杆351，支撑杆351的两端分别与物料分散器34 和料仓31连接，并且多根支撑杆351沿物料分散器34的轴线等角度设置。

第一驱动装置包括第二电机以及传动组件，第二电机通过传动组件与第一旋转轴32连接，并带动第一旋转轴32转动。本实施例中第二电机与控制器连接，通过控制器可以控制第二电机的转动速度，进而控制给料刀33的转动速度，实现对物料下落速度控制。

第二吹扫装置通过第二管路与外界高压气源连接，管路上可以设置第二电磁阀，第二电磁阀与控制器连接，第二吹扫装置可以通过人工控制启停，也可以通过控制器控制启停。

给料机3还包括出料管36，出料管36顶部的一端与底板312连接并与第一出料口3121连通，出料管36套设在第一旋转轴32上，通过出料管36给流出第一出料口3121的物料进行导向。

给料机3的控制方法，包括：

S20：控制旋转杆转动。

可以根据物料的物理特性，如物料的重量、颗粒度、含水率以及黏度特性设置旋转杆的转动速度，即给料刀33的转动速度。具体的，在控制器中的存储装置中预设物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度与电机转速的map，物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度三个选项均对应多个不同的参数，操作员可以通过与控制器连接的操作面板设置各个参数选项的具体数值，控制器根据所选数值在map中对应的电机转速进行控制。需要注意的是，操作面板上还设有自动控制选项，当选择自动控制时，控制器根据预设物料的重量、物料的种类，物料的含水率以及物料的黏度中每个选项中所有参数的均值在map中查找对应的电机转速，该map可以通过大量前期实验获得。

S21：将物料从第一进料口3112加入到料仓31中。

物料一次性、匀速的从第一进料口3112加入料仓31中。

S22：给料刀33将物料刮动到第一出料口3121，物料并从第一出料口3121 中均匀流出。

S23：清理空腔3111中残留的物料。

物料流完后，打开第二吹扫装置，待第二吹扫装置将空腔3111的内壁以及物料分散器34、给料刀33以及固定架35上残留的物料吹扫干净后将其关闭。当然，也可以根据物料的重量、颗粒度、含水率以及黏度特性设定第二吹扫装置启停时间，实现物料流完后，对残留物料进行自动吹扫。

如图8所示，破碎机4包括壳体41、第二旋转轴42、第二驱动装置、破碎单元43以及第三吹扫装置。壳体41的顶部一端设有与出料管36连接的第二进料口411，底部一端设有与定质量缩分机5的进料端连接的第二出料口412，破碎后物料通过第二出料口412流入定质量缩分机5，壳体41的内部设有破碎腔 413，破碎腔413的两端分别与第二进料口411和第二出料口412连通。第二旋转轴42转动安装在壳体41上，第二旋转轴42位于破碎腔413内，并且第二旋转轴42和壳体41同轴线设置。第二驱动装置与第二旋转轴42连接并能够带动第二旋转轴42转动，本实施例中第二驱动装置包括第三电机，与第三电机的输出轴固定连接的主动轮，与第二旋转轴42顶部一端固定连接的从动轮，以及连接主动轮和从动轮的皮带或者链条。破碎单元43位于破碎腔413中且固定安装在第二旋转轴42上，破碎单元43与破碎腔413的内壁之间设有间距并且该间距的大小可调节，从而可以制取不同颗粒度的样品。至少三个破碎单元43沿竖直方向间隔设置，破碎单元43通过其与破碎腔413内壁对物料进行挤压将大颗粒的物料破碎成小颗粒的物料。第三吹扫装置通过第三管路与外界高压气源连接，第三管路上设有第三电磁阀，第三电磁阀与控制器连接，通过控制器控制第三电磁阀开启与关闭控制第三吹扫装置启停，第三吹扫装置设置在壳体41上，用于对破碎腔413内残留的物料进行吹扫，能够将破碎腔413内壁上以及破碎单元43的表面残留的物料尘屑吹扫干净，避免混样，有效改善工作环境，并降低了操作人员的劳动负荷，提高了作业效率。

具体的，破碎单元43包括固定安装在第二旋转轴42上的锤盘431和均布于锤盘431上的多个锤片432，锤盘431和第二旋转轴42的轴线重合，锤片432 用于对物料进行破碎，锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距大小可调节。可以通过更换不同尺寸的破碎单元43调节破碎单元43与破碎腔413内壁之间的间距。本实施例中，一部分破碎单元43构成第一破碎单元44，另一部分破碎单元43构成第二破碎单元45，第一破碎单元44位于第二破碎单元45上方，第一破碎单元44中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距均大于第二破碎单元45中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距。

本实施例中破碎单元43的总数量可以为三个、四个、五个、六个、七个、八个或者更多，第一破碎单元44中破碎单元43的数量可以为至少一个，第二破碎单元45中破碎单元43的数量可以为至少两个。

当第一破碎单元44中包括多个破碎单元43时，位于下方的锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距不小于位于上方的锤片432与破碎腔413之间的间距，本实施例中第一破碎单元44中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距相等。

当第二破碎单元45中包括多个破碎单元43时，第二破碎单元45中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距由上至下逐渐减小。

本实施例中，第一破碎单元44中相邻两个破碎单元43之间的间距大于第二破碎单元45中相邻两个破碎单元43之间的间距并且第二破碎单元45中锤盘 431上安装的锤片432的数量不小于第一破碎单元44中锤盘431上安装的锤片 432的数量。例如，第一破碎单元44中每个破碎单元43中锤片432的数量是三个，第二破碎单元45中每个破碎单元43中锤片432的数量是五个。当然，本实施例并不对各个破碎单元43中锤片432的具体数量进行限定，可以根据实际需要进行相应设置。

物料的颗粒度小于或者等于A1，第二破碎单元45中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距小于或者等于A2，A1大于A2。本实施例中，该立式破碎机4适用于破碎各种固态矿物的物料，以煤炭为例，当物料为煤炭时，物料的颗粒度小于或者等于50mm(即A1等于50mm)，相应的第二破碎单元45 中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距小于或者等于13mm(即A2等于13mm)。具体的，当物料的颗粒度小于或者等于50mm且大于13mm时，第二破碎单元45中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距小于或者等于 13mm且大于6mm；当物料的颗粒度小于或者等于13mm时，第二破碎单元45 中各个锤片432与破碎腔413的内壁之间的间距小于或者等于6mm；当物料的颗粒度小于或者等于6mm时，第二破碎单元45中各个锤片432与破碎腔413 的内壁之间的间距小于或者等于3mm。

该立式破碎机4还包括设置在第一破碎单元44和第二破碎单元45之间的挡板46，挡板46顶部的一端与壳体41的内壁连接，底部的一端位于破碎腔413 中，并且挡板46底部一端与破碎腔413侧壁311之间的间距大于第二破碎单元 45最上方的锤片432与破碎腔413侧壁311之间的间距。通过设置挡板46，可以防止薄片状物料沿着破碎单元43与破碎腔413内壁之间的间隙从第二出料口 412掉出。

破碎机4的破碎方法包括以下步骤：

S30：第二驱动装置驱动第二旋转轴42转动；

S31：将重量为300-500kg、颗粒度小于或者等于50mm的物料一次性从第二进料口411加入到破碎腔413中；

S32：从第二出料口412接取破碎后的物料；

S33：第三吹扫装置将破碎腔413的内壁以及破碎单元43的表面残留的物料吹扫干净。

通过上述方法可以对大宗物料一次性破碎，直接得到所需的样品，从而可以使样品具有较高的代表性，可以保证测试结果的准确性。

如图9～11所示，定质量缩分机包括箱体51、第三驱动装置52、缩分部53、留样管54和弃料管55，箱体51内设有缩分腔511，箱体51的顶部设有第三进料口512，箱体51的底部设有排料口513，第三进料口512和排料口513均与缩分腔511连通。第三驱动装置52安装在箱体51上，缩分部53位于缩分腔511 内，并且与第三驱动装置52连接，第三驱动装置52能够带动缩分部53转动，缩分部53上设有开窗531，并且开窗531的开度可以调节，当缩分部53转动的过程中，开窗531能够和第三进料口512在竖直方向上重叠，本实施例中缩分部53的边缘和缩分腔511的内壁之间设有间隙，并且缩分部53靠近箱体51内部的一端不高出缩分部53和第三驱动装置52连接的一端。留样管54顶部的一端位于缩分腔511内且位于缩分部53下方，同时还位于第三进料口512的正下方，留样管54底部的一端位于缩分腔511外，弃料管55顶部的一端和箱体51 底部的一端连接，并且弃料管55顶部的开口和排料口513连通。

本实施例中，经破碎机4破碎的物料从第三进料口512中进入到缩分腔511 内，缩分部53在在第三驱动装置52的驱动下旋转，每当开窗531转过第三进料口512的下方时，进入缩分腔511的物料能够经开窗531落入到留样管54顶端的开口中，并可以经留样管54导入到集料装置6中，完成一次样品切割。当开窗531转动到和第三进料口512没有重叠时，物料落入到缩分部53的上表面，并经缩分部53和缩分腔511内壁的间隙落入到下方的排料口513并经弃料管55 顶端的开口被弃料管55导向废料收集装置中。

缩分部53呈锥形，缩分部53底部的一端开口大于顶部一端的开口，缩分部53顶部的一端与第三驱动装置52连接，通过将缩分部53设计为锥形，其上表面从中间向四周倾斜，落到缩分部53上表面上的物料在重力的作用下能够自行沿缩分部53的上表面滑落至缝隙中。

该定质量缩分机还包括清扫板56，清扫板56固设在箱体51上，清扫板56 的下表面和缩分部53的上表面贴合，并且清扫板56的一端和缩分部53顶部齐平，另一端和缩分部53的底部一端齐平。当缩分部53旋转时，缩分部53上残存的物料能够被清扫板56阻挡，并滑向缩分部53和缩分腔511之间的间隙。优选的，扫板56和开窗531相对设置。

该定质量缩分机还包括第四吹扫装置，第四吹扫装置安装在箱体51上，第四吹扫装置与外界高压气源连接，用于向缩分腔511中吹入吹扫气。通过第四吹扫装置将缩分腔511内以及缩分部53表面上残存的物料残留吹扫干净。

第三驱动装置52包括第四电机521以及与第四电机521的输出轴连接的第一传动组件522，第一传动组件522与缩分部53连接。第四电机521通过第一传动组件522驱动缩分部53旋转，第一传动组件522可以是带传动组件，也可以为链传动组件，还可以是齿轮传动组件，本实施例中为齿轮传动组件。

定质量缩分机还包括滑动门57、第二传动组件58以及第四驱动装置59，滑动门57与缩分部53的下表面贴合且与缩分部53滑动连接，滑动门57位于开窗531的正下方且能够将开窗531遮蔽；第二传动组件58与滑动门57连接并且安装在缩分部53上；第四驱动装置59与第二传动组件58选择性连接，当第四驱动装置59与第二传动组件58连接时，第四驱动装置59通过第二传动组件58驱动滑动门57转动，进而对开窗531开度的调节。可以理解的是，滑动门57和第二传动组件58能够随缩分部53一起转动。

具体的，第四驱动装置59包括连杆581和齿条582，连杆581的一端与滑动门57铰接，另一端与齿条582连接；第四驱动装置59包括第五电机591和主动轮592，主动轮592安装在第五电机591上，并且主动轮592与齿条582选择性啮合，当主动轮592和齿条582啮合后，可以通过第五电机591调节滑动门57和缩分部53的相对位置，即调节开窗531的开度。本实施例中，第五电机591与气缸的输出端连接，气缸固定在箱体51上，通过气缸伸缩，能够带动第五电机591以及主动轮592整体移动，实现主动轮592与齿条582选择性啮合。

在其他的实施例中，第二传动组件58可以包括第一连杆和第二连杆，第四驱动装置59为驱动气缸，第一连杆一端和滑动门57铰接，另一端和驱动气缸通过可拆卸的销轴铰接，第二连杆的一端和缩分部53铰接，另一端和第一连杆中间的位置铰接，从而当插入销轴时，可以通过驱动气缸往复伸缩调节滑动门 57和缩分部53之间的相对位置，进而对开窗531的开度的调节。

本实施例中，滑动门57包括均与缩分部53滑动连接的第一门571和第二门572，连杆581包括第一杆5811、第二杆5812以及第三杆5813，第一杆5811 的一端与第一门571铰接，另一端与第三杆5813铰接，第二杆5812的一端与第二门572铰接，另一端与第三杆5813铰接，第三杆5813还与齿条582固定连接。从而通过第二传动组件58能够同时控制第一门571和第二门572对开或者对关。优选的，第一门571和第二门572关于开窗531的中心线相对设置，第一杆5811和第二杆5812与第三杆5813铰接点重合。

缩分部53的顶部的一端和位于底部的一端分别设有第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽均位于缩分部53的下表面下方，第一滑槽和第二滑槽的槽口相对，第一门571的两端分别位于第一滑槽和第二滑槽中，第二门572的两端同样分别位于第一滑槽和第二滑槽中，通过将两个滑槽设置在缩分部53的下表面下方可以防止滑槽中落入物料，导致不同批次物料缩分时混料。优选的，第一滑槽和第二滑槽中均设有两排滑轮，第一门571的两端和第二门572的两端均位于两排滑轮之间并且分别和两排滑轮抵接。

该定质量缩分机还包括锁止销，第三杆5813上设有第一销孔，缩分部53 上设有多个第二销孔，多个第二销孔依次相邻并且沿第三杆5813的伸缩方向排布，当将第一门571以及第二门572的位置调整到位后，将锁止销穿过第一销孔并插入对应的第二销孔中，可以将第三杆5813和缩分部53的位置锁定，防止第一门571和第二门572位置发生变化。

本实施例中第四电机521和第五电机591均与控制器连接，并且第四电机 521和第五电机591的转动速度可以调节，从而可以根据缩分系数控制第四电机 521以相应的转速转动。

该定质量缩分机，可以根据所破碎物料的总质量和所需样品的质量计算出缩分系数以及开窗531的开度，可以缩分出所需质量的样品。特别对于同一批次的不同质量的物料进行缩分时，可以通过调节开窗531的开度，使不同质量的物料均以相同的切割次数进行切割，从而使所到的样品代表性一致。

集料装置6可以为留样桶也可以为留样瓶或留样罐。

该固体矿物制样系统的控制方法如下：

在上料坑29中将一定质量的物料(例如300-500kg，颗粒度为小于或等于 50mm的煤炭)加入到提升斗本体221中，并开启第一电机271，第一电机271 通过钢丝绳273牵引提升斗本体221沿滑轨支架21提升，在此过程中，卸料板 23通过第一滑轮24与提升滑轨211抵接，实现卸料板23将容置腔2211的底部一端封堵，防止物料泄漏，并且在此过程中，电机271的转速在保证提升斗22 平稳运动的前提下可以任意设置，当第一滑轮24运动到提升滑轨211和卸料滑轨28的交接处时，操作员设定根据物料的物理特性在控制面板上设置第一电机 271的运行速度V1和运行时间T1，设置第二电机的运行速度V2以及第三电机的运行速度V3，以及设置定质量缩分机的缩分系数k，控制器控制第一电机271 以速度V1运转并运转时间T1，控制第二电机以速度V2运行，控制第三电机以速度V3运行，此时第一滑轮24滑动到卸料滑轨28中，提升斗22沿提升滑轨 211继续运行，容置腔2211底部的开口逐渐打开，使物料在重力作用下连续的，一次性落入到给料机3中，给料机3通过给料刀33的连续刮动，使物料均匀、连续且稳定的落入到破碎机4中，然后在破碎机4的破碎作用下，物料有原本的大颗粒被破碎成所需的小颗粒物料，(例如颗粒度为13mm)，并流入到定质量缩分机5中，定质量缩分机5以设定的缩分系数对流入的物料进行缩分，缩分的样品流入到集料装置6中并留存，其他的物料则舍弃。当取样完毕后，可以人工开启第一吹扫装置将提升斗本体221的容置腔2211中以及卸料板23的表面上残存的物料吹扫干净，开启第二吹扫装置将料仓31的空腔3111内残留的物料吹扫干净，开启第三吹扫装置将破碎机4中破碎腔413内残残留的物料吹扫干净，开启第四吹扫装置将将定质量缩分机5的缩分腔室内残留的物料吹扫干净可以防止下一次破碎制样作业混料。当然，破碎作业，也可以通过控制器控制各个吹扫装置开启一定的时间完成。

显然，本实用新型的上述实施例仅为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。