一种煤质在线分析装置的制作方法

本实用新型涉及煤质检测技术领域，特别涉及一种煤质在线分析装置。

背景技术：

我国的能源结构以煤为主，煤炭在我国能源消耗中占据了很大的比重。随着市场经济的发展，用户对煤炭的需求日益增长。无论是煤炭的生产、仓储、流通和利用，煤炭质量都是关键的评价指标，都需要利用煤质分析设备对煤质进行检验，从而为煤炭的生产、利用等提供技术检验数据。

煤质分析主要分为取样、制样、进样和分析测试四个环节，分析测试是最关键的环节。受传统检测设备技术水平的制约，分析测试环节一直处于半自动作业状态，大部分操作都依靠人工完成，存在劳动强度大、工作效率低、检测周期长的弊端。同时，样品取样、制样、进样等环节采用手工操作，往往带有较大误差，导致最终检测结果准确性差。随着相关分析仪器技术水平、自动化程度的提高，出现了自动煤质工业分析仪，使分析测试效率有了明显改善，但取样、制样、进样等环节仍为手动，需检验人员参与的工作并没有明显减少。此外，利用上述煤质分析设备得到的检测结果为离线数据，需求方只能通过查看检测报告来获取结果，无法满足实时在线掌握检测数据的需求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种煤质在线分析装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种煤质在线分析装置，包括取样器、筛网、原料定量机构、料杯组件、电磁研磨机构、落粉机构、减震机构、废料斗及分析组件，其技术要点是，包括筛网，筛网上设有出料口；原料定量机构，其上设有与筛网出料口连通的进料孔和与料杯组件连通的落料孔，原料定量机构与控制器连接并在控制器的控制下按次定量获取原料给料杯组件；料杯组件，用于接收定量原料；电磁研磨机构，包括振动芯，振动芯位于料杯组件内并对料杯组件内的原料研磨；压紧气缸，与料杯组件的顶部连接用于压紧料杯组件；落粉机构，与料杯组件底部连接，控制料杯组件底部开启或关闭；减震机构，减震机构上连接电磁研磨机构和落粉机构。

优选的，所述的原料定量机构包括带有进料孔的上盖，带有定量孔的定量块，气缸，带有落料孔、废料孔和安装孔的下盖，阻挡气缸及支架，上盖底部设有供定量块进出的凹槽，定量块和阻挡气缸均固定在下盖上，阻挡气缸的活塞杆与定量块一端连接并带动定量块在下盖的落料孔和废料孔之间移动。

优选的，在定量块的定量孔与上盖的进料孔、下盖的落料孔连通时，药粉落入料杯；在定量块的定量孔与上盖的进料孔、下盖的废料孔连通时，药粉落入废料斗。

优选的，所述的料杯组件包括料杯盖和料杯，料杯盖上设中空腔体，中空腔体的上开口与原料定量机构下盖的落料孔连通，中空腔体的下开口与料杯的内腔连通，料杯为上下开口的中空结构，料杯盖安装在料杯的上开口处，料杯设置在电磁研磨机构内。

优选的，所述的电磁研磨机构进一步包括振动芯、上电磁线圈、下地磁线圈和减震杯，上电磁线圈和下地磁线圈分别设在减震杯的外侧壁，在减震杯内安装有料杯组件，其中，减震芯安装在料杯内。

优选的，所述的落粉机构进一步包括带有落粉孔的落粉阀板、侧板和气缸，落粉阀板与侧板连接，侧板与固定在减震机构上的气缸活塞杆连接，侧板在活塞杆的带动下移动，带动落粉阀板沿支架下支撑板的滑道移动，落粉阀板移动至料杯底部使料杯底部封死或打开，打开时落粉阀板的落粉孔与料杯底部开孔连通。

优选的，落粉阀板与侧板连接形成L形结构。

优选的，所述的减震机构包括底板和减震垫，减震垫固定在底板上，在底板上设有与料杯下开口连通的物料通孔。

优选的，还包括支架，由上支撑板和下支撑板连接，支架设置在原料定量机构和减震机构之间，所述的原料定量机构通过侧支撑板与支架连接，料杯组件设置在支架的上支撑板上，电磁研磨机构设在支架的上支撑板和下支撑板之间，落粉机构设置在下支撑板上。

本实用新型的有益效果是：该煤质在线分析装置，利用原料定量机构可获得定量原料，每次只需研磨少量的原料即可实现，其出料效率高，整个过程时间短；利用电磁研磨机构研磨原料，采用电磁振动垂直上下碾磨方式，其所需体积小，可靠性高；由于采用了减震机构，使得工作时噪音小，对环境污染小；该装置具有结构简单、故障率低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中煤质在线分析装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中原料定量机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中原料定量机构的工作状态示意图；

图4为本实用新型实施例中料杯组件、电磁研磨机构、落粉机构和减震机构的分解示意图；

图5为本实用新型实施例中分析组件部分结构示意图；

图6为本实用新型实施例中分析组件总结构示意图；

图中序号说明如下：1筛网、1-1出料口、2原料定量机构、21上盖、211进料孔、22定量块、221定量孔、23气缸、24下盖、241落料孔、242废料孔、243安装孔、25阻挡气缸、26侧支撑板、3料杯组件、31料杯盖、32料杯、4落粉机构、41落粉阀板、42侧板、43气缸、44落粉孔、5支架、51上支撑板、52下支撑板、6电磁研磨机构、61振动芯、62上电磁线圈、63下地磁线圈、64减震杯、7压紧气缸、8减震机构、81底板、82减震垫、9废料斗、10出口滑板、11分析组件、111小转盘、112坩埚、113收粉器、114排灰器、115上平台、116天平、117中间平台、118电机、119顶杆、1110连接板、1111电炉、1112下平台。

具体实施方式

使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1～图6和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例中的煤质在线分析装置，包括取样器、定量研磨组件、分析组件和控制器，取样器与定量研磨组件连接，定量研磨组件与分析组件连接，取样器、定量研磨组件、分析组件均与控制器连接。

本实施例中采用炉渣取样管作为原煤取样器，取样器一端插接在原煤料斗内，另一端与定量研磨组件的入料口相连接。炉渣取样管的具体结构在专利号为2018113628835已公开，主要包括带有余渣出口和炉渣出口的壳体及设置在壳体内的与上翻板连接的第一转轴和与下翻板连接的第二转轴，第一转轴与旋转气缸连接，第二转轴与另一个转角气缸连接。余渣出口位于壳体的侧壁且呈方形，炉渣出口位于壳体端部且位于余渣出口下游。开始炉渣取样时，下翻板在转轴的带动下关闭炉渣取样管，开始炉渣收集。当达到目标取样量后，上翻板关闭，炉渣取样管内多余的炉渣从余渣出口排出。取样结束后，下翻板打开，获得的炉渣在炉渣取样管内依靠自身重力作用落入定量研磨组件内。

本实施例中定量研磨组件包括筛网1、原料定量机构2、料杯组件3、电磁研磨机构6、落粉机构4、支架5、减震机构8及废料斗9。筛网1下方依次设有原料定量机构2、料杯组件3、电磁研磨机构6、落粉机构4及减震机构8，废料斗9位于原料定量机构2下方，用来接收多余的料粉。

本实施例中筛网1，筛网1上设有出料口1-1。经过筛网1筛分的料被分成两个部分，大颗粒（如>7mm）的料直接排入废料斗，其余颗粒较小(例如<7mm)的料通过筛网1进行定量。

原料定量机构2，其上设有进料孔211和落料孔241，筛网1连接在出料口1-1处，筛网1的出料口1-1与进料孔211连通，原料定量机构2的落料孔241下方设有料杯组件3，由落料孔241下落的原料直接进入料杯组件3内，原料定量机构2与控制器连接并在控制器的控制下按次定量获取原料给料杯组件3。

料杯组件3，用于接收定量好的原料。

电磁研磨机构6，包括振动芯61，振动芯61位于料杯组件3内并对料杯组件3内的原料进行研磨。

压紧气缸7，与料杯组件3的顶部连接用于压紧料杯组件3。

落粉机构4，与料杯组件3底部连接，控制料杯组件3底部开启或关闭。

减震机构8，减震机构8上连接电磁研磨机构6和落粉机构4。

本实施例中的原料定量机构2包括带有进料孔211的上盖21、带有定量孔221的定量块22、气缸23、带有落料孔241、废料孔242和安装孔243的下盖24、阻挡气缸25及支架5，上盖21底部设有供定量块22进出的凹槽，定量块22固定在下盖24上，气缸23的活塞杆与定量块22一端连接并带动定量块22在下盖24的落料孔241和废料孔242之间移动。在下盖24上远离气缸23的一端固定连接阻挡气缸25，阻挡气缸25对定量块22的行程进行限位，防止定量块22超过下盖24长度范围，保证定量块22在下盖表面移动。

在定量块22的定量孔221与上盖21的进料孔211、下盖24的落料孔241连通时，药粉落入料杯32；在定量块22的定量孔221与上盖21的进料孔211、下盖24的废料孔242连通时，药粉通过出口滑板10落入废料斗9。

料杯组件3包括料杯盖31和料杯32，料杯盖31上设中空腔体，中空腔体的上开口与原料定量机构2下盖24的落料孔241连通，中空腔体的下开口与料杯32的内腔连通，料杯31为上下开口的中空结构，料杯盖31安装在料杯32的上开口处。

电磁研磨机构6包括振动芯61、上电磁线圈62、下地磁线圈63和减震杯64，上电磁线圈62和下地磁线圈63分别设在减震杯64的外侧壁，在减震杯64内安装有料杯32，且减震芯61安装在料杯32内。上下两个线圈交替通过电流会使位于料杯32内的振动芯上下运动，砸碎料杯中的原料，同时高速的振动会将研磨好的细粉带得悬浮起来，使得振动芯1对料杯32底部的原料振动效果更好。振动芯61长期上下高速冲击原料，长时间使用会有磨损，使机械性能、结构外观发生变化，使用一段时间后可以从振动冲击的声音判断出其工作状态。正常工作时会有铁锤击打錾板的清脆声音，长时间使用后因为机械结构和性能发生变化，会使得工作时声音变得沉闷。当连续工作声音发生明显变化，需要更换料杯32和振动芯61。更换过程很简单，只需要拿出料杯32和振动芯61直接更换即可。

本实施例中的落粉机构4进一步包括带有落粉孔44的落粉阀板41、侧板42和气缸43，落粉阀板41与侧板42连接形成L形结构，侧板42与固定在减震机构8上的气缸43活塞杆连接，侧板42在活塞杆的带动下移动，带动落粉阀板41沿支架5下支撑板52的滑道移动，落粉阀板41移动至料杯32底部使料杯32底部封死或打开，打开时落粉阀板41的落粉孔44与料杯32底部开孔连通。

本实施例中的减震机构8包括底板81和减震垫82，减震垫82固定在底板81上，在底板81上设有与料杯32下开口连通的物料通孔。减震垫82的顶部与支架5的下支撑板52连接，减震垫82的底部与底板连接81。

本实施例中的支架5，由上支撑板51和下支撑板52连接，支架5设置在原料定量机构2和减震机构8之间。原料定量机构2通过侧支撑板26与支架5连接，料杯组件3设置在支架5的上支撑板51上，电磁研磨机构6设在支架5的上支撑板51和下支撑板52之间，落粉机构4设置在下支撑板52上。

经过落粉孔44的料粉进入分析组件11进行媒质分析。

本实施例中的分析组件11包括上平台115、中间平台117和下平台1112。在上平台115上设有小转盘111，小转盘111一端连接坩埚112，小转盘111可在位于上平台115的收粉位、称重位、灼烧位和排灰位四个工位间转动。由连接板1110固定连接在一起的三个顶杆在电机118的带动下上下移动，小转盘111转至称重位后，顶杆上升带动坩埚112与天平116接触，对空坩埚112进行称重，称重后旋转小转盘111至收粉位，坩埚112旋转至收粉器113下方时，将落粉机构4内的料粉落入坩埚112中，利用小转盘111将坩埚112移至称重位进行称重；旋转小转盘111将坩埚112移至烘干位，在顶杆119的带动下使坩埚112进入电炉1111进行烘干，在利用小转盘111将坩埚112移至称重位，对烘干后的物料进行称重。旋转小转盘111旋转至灼烧位，利用顶杆119将坩埚111送入电炉1111进行灼烧，灼烧后将坩埚移除电炉1111，进行冷却，冷却后的坩埚112在小转盘111的带动下重新在称重位进行称重，旋转小转盘111至排灰位，由排灰器114将灰样排出。

本实施例中的分析组件11能够实现水分分析、挥发分分析和灰分分析。详细测试流程及计算公式如下：

1）样品称重：启动分析组件11，对空坩埚112进行称重记作m1；称重完毕后饼状煤样进入坩埚112，再次称重记作m2；将电炉1111温度控制在105-110℃。

2）水分分析：分析组件11将装有样品的坩埚112送入电炉干燥15 min，冷却2 min，再次称重记作m3，分析组件11分析出水分的含量，同时将电炉1111温度调整至900℃。

计算公式如下：

Mad = (m2-m3)/(m2-m1)×100%；

式中，Mad为试验煤样水分的质量百分数（%）；m1为空坩埚的质量，单位为克（g）；m2为加了试验样品后坩埚连样品的质量，单位为克（g）；m3为煤样干燥后坩埚连样品的质量，单位为克（g）。

3）挥发分分析：小转盘111将装有样品的坩埚送入电炉1111焙烧7 min，在电炉1111的底部断续通入氮气，保证炉内为绝氧环境，冷却5 min，然后再次称重记作m4，分析出挥发分的含量。同时将电炉1111温度调整至815℃。

计算公式为：

Vad = (m3-m4)/(m2-m1)×100%；

式中，Vad为试验煤样挥发分的质量百分数（%）；m1为空坩埚的质量，单位为克（g）；m2为加了试验样品后坩埚连样品的质量，单位为克（g）；m3为煤样干燥后坩埚连样品的质量，单位为克（g）；m4为煤样焙烧以后坩埚连样品的质量，单位为克（g）；

4）灰分分析：小转盘111将装有样品的坩埚112送入电炉1111灼烧30 min，在电炉1111的底部断续通入压缩空气助燃，冷却5 min，然后再次称重记作m5，仪器分析出灰分的含量。同时将电炉1111温度调整至105-110℃。

计算公式如下：

Aad = (m5-m1)/(m2-m1)×100%；

式中，Aad为试验煤样灰分的质量百分数（%）；m1为空坩埚的质量，单位为克（g）；m2为加了试验样品后坩埚连样品的质量，单位为克（g）；m5为煤样灼烧以后坩埚连同残留物的质量，单位为克（g）。

5）排灰和自检：分析仪器将坩埚中灼烧完毕的残渣排出并进行自检。

本实施例中的管式炉的顶部需增设烟筒，分析组件11外部设置氧量监测器，对空气中氧量进行监测，防止意外事故发生。

本实施例中的煤质在线分析装置的工作原理如下：

取样器在气缸的带动下伸入原煤料斗进行取样，延迟一段时间后缩回（时间可调），取样来的原煤落入筛网。煤样通过筛网被分成两个部分，大颗粒的原煤直接排入废料斗，颗粒较小的原煤通过筛网进入原料定量机构，原料定量机构的进料孔具有固定的容积（5g左右），控制器控制定量块移动，每次定量块与筛网的出料口连通完成一次取料操作，控制器内设置好取料总量，控制定量块的移动次数即可取相应质量的物料，多余的煤样则在定量块上的废料口与筛网的出料口连通时，通过出口滑板10落入废料斗9（多余原煤的排出往复次数可调）。压紧气缸动作，压紧料杯盖，原煤在电磁研磨机构的振动芯、上电磁线圈、下地磁线圈共同作用下将原煤捣碎，一段时间后停止（时间可调），此时料杯中的颗粒已经被研磨成细粉。流程结束后压紧气缸收回。料杯32里的细粉落入分析组件11进行分析。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。