一种煤质在线检测装置

技术领域

本发明涉及煤质检测技术领域，具体为一种煤质在线检测装置。

背景技术

煤质成分分析和测量对于电力、冶金、化工等产品的生产过程具有相当重要作用，对于用煤需求量较大的火力发电厂、炼焦厂，在入厂煤检验过程中，经常发现有掺混劣质煤、煤矸石等现象，因传统的采制样分析方法其取样量有限，难以有效地发现，给用户造成了很大的损失，而在火力发电厂生产过程中，入炉煤煤质是影响锅炉安全经济运行的关键参数，传统的分析方法由于分析速度慢，严重滞后于生产的需要，在煤炭低劣、波动大的情况下，不仅锅炉运行效率低，而且易发生停机、熄火等事故，严重影响火力发电厂安全运行；

目前，煤质成分分析普遍采用人工采样、制样及化验分析，该方法采制样误差大，分析速度慢，分析指标有限，容易受人为因素的影响，本发明不仅可解决目前煤质检验数据周期长的问题，还可通过快速获取的燃煤信息及时进行相应控制，从而达到降低生产成本、提高机组安全性与经济性目的。

发明内容

本发明提供一种煤质在线检测装置，用以解决上述提出的至少一项技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种煤质在线检测装置，包括包括装置主体，煤炭传送带贯穿装置主体，装置主体上设有两组前后布置的取样组件、两组前后布置的制样传送组件、两组前后布置的光谱检测组件和光谱模型分析库，光谱检测组件和光谱模型分析库电连接，光谱模型分析库通过总控制系统与煤炭传送带的驱动系统电连接。

优选的，取样组件包括横向丝杠，横向丝杠转动连接在装置主体上，横向丝杠上螺纹连接又第一螺母，第一螺母上固定连接有丝杠安装块，丝杠安装块上转动连接有纵向丝杠，纵向丝杠上设有第二驱动件，纵向丝杠上螺纹连接有第二螺母，第二螺母上固定连接有高度调节件，高度调节件工作端转动连接有取样转盘，取样转盘上设有第三驱动件，取样转盘上设有若干均匀布置的取样勺。

优选的，制样传送组件包括研磨组件，研磨组件包括左右滑动连接在装置主体内壁的研磨钵，装置主体内壁开设有第一滑槽，第一滑槽内滑动连接有第一导向滑块，第一导向滑块上固定连接有第一连接块，第一连接块固定连接在研磨钵底部，第一滑槽与第一导向滑块之间通过第一连接弹性件连接；

装置主体内转动连接有第一转轴，第一转轴上设有第一驱动件，第一转轴上安装有绕线轮，绕线轮上缠绕有绕线，绕线远离绕线轮的一端贯穿装置主体内壁，并最终与第一导向滑块固定连接，横向丝杠上滑键连接有电动联轴器，电动联轴器用于与第一转轴相互配合。

优选的，研磨钵内设有研磨主体，研磨主体包括电动收纳柱，电动收纳柱转动连接在研磨钵内，电动收纳柱内开设有若干环形布置的第一收纳槽，第一收纳槽内滑动连接有收纳凹块，第一收纳槽与收纳凹块之间固定连接有第一收纳弹性件，收纳凹块内固定连接有第二收纳弹性件，第二收纳弹性件远离收纳凹块的一端固定连接有研磨块，研磨块底部为楔形结构，且研磨块底部滑动连接在第二滑槽内。

优选的，还包括等级筛粉组件，等级筛粉组件包括一级筛粉组件、二级筛粉组件和三级筛粉组件，一级筛粉组件用于对研磨钵内的煤炭样品进行筛分并将筛分出的煤炭样品送至二级筛粉组件，二级筛粉组件用于将一级筛粉组件送来的样品进行再加工，并将其送至三级筛粉组件，光谱检测组件设置在三级筛粉组件的出口端。

优选的，一级筛粉组件包括第二转轴，第二转轴转动连接在装置主体上，第二转轴上固定连接有啮合齿轮，同时其上滑动连接有第一锥齿轮，第一转轴上固定连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮用于与第二锥齿轮相互啮合，装置主体内设有滑腔，滑腔内上下滑动连接有伸缩筒体，伸缩筒体上固定连接有啮合齿条，啮合齿条用于与啮合齿轮相互啮合，伸缩筒体工作端设有喇叭吸盘，滑腔内倾斜固定连接有第一滤网，第一滤网上方设有第一负压组件，第一滤网出口端设有负压管道，负压管道内设有负压风扇，负压管道远离第一滤网的一端通向二级筛粉组件。

优选的，二级筛粉组件包括给料板，给料板转动连接在给料腔内，给料腔内壁铰链连接有给料气缸，给料气缸工作端铰链连接在给料板背面，给料腔出口端固定连接有第二滤网，第二滤网右侧开设有二次粉碎腔，二次粉碎腔内转动连接有粉碎桨，粉碎桨上固定连接有驱动电机，二次粉碎腔内设有第三滤网，三级筛粉组件设置在二次粉碎腔输出端，三级筛粉组件包括风扇筒体和转动连接在其内的电动负压风扇，风扇筒体底部开设有出料口，光谱检测组件设置在出料口正下方。

优选的，光谱检测组件包括检测组件壳体，检测组件壳体固定连接在装置主体上，检测组件壳体内设有光谱检测组件主体和样品均匀组件。

优选的，光谱检测组件主体包括光谱仪、光源、光纤传输系统和若干探头，探头安装在检测组件壳体内壁，光源安装在检测组件壳体的翻盖组件上，光谱仪安装在装置主体上，光纤传输系统用于实现探头与光谱仪之间的电连接；

翻盖组件包括两组前后对称布置的L型导轨板件，L型导轨板件固定连接在检测组件壳体的前后两侧壁，L型导轨板件上转动连接有V型弯杆，V型弯杆上设有第四驱动件，V型弯杆一端固定连接有压缩弹性件，压缩弹性件远离V型弯杆的一端固定连接在检测组件壳体内壁，V型弯杆另一端铰链连接有翻板，翻板上转动连接有导向滚轮，导向滚轮滚动连接在L型导轨板件的滚槽内，光源安装在翻板上，检测组件壳体内壁设有电磁吸合件，电磁吸合件用于与翻板相互吸合，检测组件壳体内设有折角，折角用于与翻板相互配合。

优选的，样品均匀组件包括U型匀料板，U型匀料板左右滑动连接在检测组件壳体内，检测组件壳体内转动连接有电动匀料绕线轮，电动匀料绕线轮上缠绕有拉动绕线，拉动绕线远离电动匀料绕线轮的一端固定连接在U型匀料板上，U型匀料板与检测组件壳体外壁之间固定连接有复位弹性件，检测组件壳体底部开设有放料口，U型匀料板内上下滑动连接有电动锥形阀。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2位本发明制样传送组件结构示意图；

图3为本发明研磨钵结构示意图；

图4为本发明光谱检测组件结构示意图；

图5为本发明翻盖组件结构示意图。

图中：1、装置主体；2、煤炭传送带；3、取样组件；300、横向丝杠；3000、第一螺母；3001、丝杠安装块；3002、纵向丝杠；3003、第二螺母；3004、高度调节件；3005、取样转盘；3006、取样勺；4、制样传送组件；400、研磨钵；4000、第一滑槽；4001、第一导向滑块；4002、第一连接块；4003、第一连接弹性件；4004、第一转轴；4005、绕线轮；4006、绕线；4007、电动联轴器；4008、电动收纳柱；4009、第一收纳槽；401、收纳凹块；4010、第一收纳弹性件；4011、第二收纳弹性件；4012、研磨块；4013、第二滑槽；4014、第二转轴；4015、啮合齿轮；4016、第一锥齿轮；4017、第二锥齿轮；4018、滑腔；4019、伸缩筒体；402、啮合齿条；4020、喇叭吸盘；4021、第一滤网；4022、第一负压组件；4023、负压管道；403、给料板；4030、给料腔；4031、给料气缸；4032、第二滤网；4033、二次粉碎腔；4034、粉碎桨；4035、驱动电机；4036、第三滤网；4037、电动负压风扇；4038、风扇筒体；4039、出料口；5、光谱检测组件；500、检测组件壳体；501、光谱检测组件主体；5010、光源；502、样品均匀组件；5020、U型匀料板；5021、电动匀料绕线轮；5022、拉动绕线；5023、放料口；5024、电动锥形阀；503、翻盖组件；5030、L型导轨板件；5031、V型弯杆；5032、压缩弹性件；5033、翻板；5034、导向滚轮；5035、电磁吸合件；5036、折角。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种煤质在线检测装置，如图1-5所示，包括装置主体1，煤炭传送带2贯穿装置主体1，装置主体1上设有两组前后布置的取样组件3、两组前后布置的制样传送组件4、两组前后布置的光谱检测组件5和光谱模型分析库，光谱检测组件5和光谱模型分析库电连接，光谱模型分析库通过总控制系统与煤炭传送带2的驱动系统电连接。

其中，光谱检测组件5可在线检测煤炭的灰分、硫分、挥发分、水分和发热量；

上述技术方案的工作原理及有益效果为：工作时，煤炭传送带2对煤炭进行传送并经过装置主体1，之后取样组件3将煤炭传送带2上的煤炭采样至制样传送组件4中，制样传送组件4对采样的煤炭样品进行加工形成合格检测样品，并将合格检测样品送至光谱检测组件5，光谱检测组件5用于对合格检测样品进行光谱扫描，并将扫描后的光谱进行模数转换形成分析图谱，并将分析图谱传至光谱模型分析库，光谱模型分析库对获取的分析图谱进行分析处理形成煤质在线检测数据，并将处理后的煤质在线检测数据传至总控制系统，总控制系统基于煤质在线检测数据对煤炭传送带2的驱动系统进行相应控制；

本发明通过在煤炭传送带上方安装煤质在线检测装置代替人工采样、制样及化验分析，极大的缩短了煤质检验数据周期，同时避免了检测结果中人为因素的影响，同时光谱模型分析库和总控制系统的设计又可对煤炭传送带2的传送状态进行实时控制，从而达到降低生产成本、提高机组安全性与经济性目的。

实施例2

在实施例1的基础上，取样组件3包括横向丝杠300，横向丝杠300转动连接在装置主体1上，横向丝杠300上螺纹连接又第一螺母3000，第一螺母3000上固定连接有丝杠安装块3001，丝杠安装块3001上转动连接有纵向丝杠3002，纵向丝杠3002上设有第二驱动件，纵向丝杠3002上螺纹连接有第二螺母3003，第二螺母3003上固定连接有高度调节件3004，高度调节件3004工作端转动连接有取样转盘3005，取样转盘3005上设有第三驱动件，取样转盘3005上设有若干均匀布置的取样勺3006；

制样传送组件4包括研磨组件，研磨组件包括左右滑动连接在装置主体1内壁的研磨钵400，装置主体1内壁开设有第一滑槽4000，第一滑槽4000内滑动连接有第一导向滑块4001，第一导向滑块4001上固定连接有第一连接块4002，第一连接块4002固定连接在研磨钵400底部，第一滑槽4000与第一导向滑块4001之间通过第一连接弹性件4003连接；

装置主体1内转动连接有第一转轴4004，第一转轴4004上设有第一驱动件，第一转轴4004上安装有绕线轮4005，绕线轮4005上缠绕有绕线4006，绕线4006远离绕线轮4005的一端贯穿装置主体1内壁，并最终与第一导向滑块4001固定连接，横向丝杠300上滑键连接有电动联轴器4007，电动联轴器4007用于与第一转轴4004相互配合。

其中，绕线轮4005通过咬合夹具连接在第一转轴4004上，即可随时与第一转轴4004相互安装配合，也可与第一转轴4004相互脱离配合。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：取样时，第二驱动件带动纵向丝杠3002转动，纵向丝杠3002转动带动第二螺母3003在螺纹的作用下沿纵向丝杠3002移动，从而调节取样转盘3005在煤炭传送带2宽度方向上的位置，之后高度调节件3004向下运动至取样勺3006与煤炭接触，同时第三驱动件驱动取样转盘3005转动，从而完成煤炭的取样，之后高度调节件3004带动取样转盘3005向上运动，同时取样转盘3005缓慢旋转，与此同时电动联轴器4007滑动至与第一转轴4004套合，之后第一驱动件驱动第一转轴4004转动，第一转轴4004转动带动横向丝杠300转动，横向丝杠300转动带动第一螺母3000在螺纹的作用下沿横向丝杠300轴线方向向研磨钵400方向运动，同时第一转轴4004转动带动绕线轮4005转动，绕线轮4005转动使得绕线4006拉动第一导向滑块4001向左运动，从而使得研磨钵400向靠近取样转盘3005的方向运动，最终伴随取样转盘3005的旋转，取样勺3006内的煤炭落入研磨钵400内，完成煤炭的取样；

在此过程中取样转盘3005在横向丝杠300、纵向丝杠3002和高度调节件3004的作用下可进行x、y和z方向上的运动，从而灵活的调节取样转盘3005的空间位置，达到对不同位置的煤炭的采样，为保证采样的随机性，同一批次采样对应的若干取样勺3006可对不同的位置进行采样(如煤炭传送带2宽度方向的不同位置)。

实施例3

在实施例2的基础上，研磨钵400内设有研磨主体，研磨主体包括电动收纳柱4008，电动收纳柱4008转动连接在研磨钵400内，电动收纳柱4008内开设有若干环形布置的第一收纳槽4009，第一收纳槽4009内滑动连接有收纳凹块401，第一收纳槽4009与收纳凹块401之间固定连接有第一收纳弹性件4010，收纳凹块401内固定连接有第二收纳弹性件4011，第二收纳弹性件4011远离收纳凹块401的一端固定连接有研磨块4012，研磨块4012底部为楔形结构，且研磨块4012底部滑动连接在第二滑槽4013内。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：研磨时，电动收纳柱4008间歇转动带动收纳凹块401和研磨块4012在离心力的作用下向远离电动收纳柱4008的方向运动，此时第一收纳弹性件4010和第二收纳弹性件4011均处于伸长状态，在此过程中煤炭样品被夹在研磨块4012与研磨钵400内壁之间，随着电动收纳柱4008间歇转动，煤炭样品被撞击从而形成煤炭粉末，在研磨过程中落在第二滑槽4013内的煤炭会在研磨块4012上楔形结构的作用下被推出第二滑槽4013，以免影响研磨块4012的运动，采用离心力的作用对煤炭进行粉碎研磨加工效率相高且加工出的煤炭粉质会更细腻。

实施例4

在实施例2的基础上，还包括等级筛粉组件，等级筛粉组件包括一级筛粉组件、二级筛粉组件和三级筛粉组件，一级筛粉组件用于对研磨钵400内的煤炭样品进行筛分并将筛分出的煤炭样品送至二级筛粉组件，二级筛粉组件用于将一级筛粉组件送来的样品进行再加工，并将其送至三级筛粉组件，光谱检测组件5设置在三级筛粉组件的出口端；

一级筛粉组件包括第二转轴4014，第二转轴4014转动连接在装置主体1上，第二转轴4014上固定连接有啮合齿轮4015，同时其上滑动连接有第一锥齿轮4016，第一转轴4004上固定连接有第二锥齿轮4017，第一锥齿轮4016用于与第二锥齿轮4017相互啮合，装置主体1内设有滑腔4018，滑腔4018内上下滑动连接有伸缩筒体4019，伸缩筒体4019上固定连接有啮合齿条402，啮合齿条402用于与啮合齿轮4015相互啮合，伸缩筒体4019工作端设有喇叭吸盘4020，滑腔4018内倾斜固定连接有第一滤网4021，第一滤网4021上方设有第一负压组件4022，第一滤网4021出口端设有负压管道4023，负压管道4023内设有负压风扇，负压管道4023远离第一滤网4021的一端通向二级筛粉组件。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：一级筛粉组件工作时，第一锥齿轮4016沿第二转轴4014滑动至与第二锥齿轮4017相互啮合，之后第一负压组件4022启动，同时第一驱动件驱动第一转轴4004转动，第一转轴4004转动带动第二锥齿轮4017转动，第二锥齿轮4017转动带动第一锥齿轮4016转动，第一锥齿轮4016转动带动第二转轴4014转动，第二转轴4014转动带动啮合齿轮4015转动，啮合齿轮4015转动带动啮合齿条402向下运动，啮合齿条402向下运动带动伸缩筒体4019向下运动至喇叭吸盘4020位于研磨钵400内的煤炭样品上方，在第一负压组件4022的作用下由于滑腔4018内的气压低于外界气压，使得研磨钵400内研磨重量合格的煤炭样品在负压的作用下进入滑腔4018内，之后在第一滤网4021的作用下将重量合格但粒径较大的煤炭颗粒排除在第一滤网4021外，当在第一负压组件4022停止工作的时候粒径不合格的煤炭会在重力的作用下重新掉入研磨钵400内，最终重量和粒径均初次合格的煤炭颗粒进入第一滤网4021上方，此时负压风扇启动，使得负压管道4023内的气压低于滑腔4018，最终第一滤网4021上方的煤炭颗粒在负压的作用下进入负压管道4023内，并经负压管道4023落入二级筛粉组件内。

实施例5

在实施例4的基础上，二级筛粉组件包括给料板403，给料板403转动连接在给料腔4030内，给料腔4030内壁铰链连接有给料气缸4031，给料气缸4031工作端铰链连接在给料板403背面，给料腔4030出口端固定连接有第二滤网4032，第二滤网4032右侧开设有二次粉碎腔4033，二次粉碎腔4033内转动连接有粉碎桨4034，粉碎桨4034上固定连接有驱动电机4035，二次粉碎腔4033内设有第三滤网4036，三级筛粉组件设置在二次粉碎腔4033输出端，三级筛粉组件包括风扇筒体4038和转动连接在其内的电动负压风扇4037，风扇筒体4038底部开设有出料口4039，光谱检测组件5设置在出料口4039正下方。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：落入给料腔4030内的煤炭样品通过给料板403倾斜在重力作用下经第二滤网4032落入二次粉碎腔4033内，可通过调节给料气缸4031的长短调节给料板403的倾斜程度，从而控制进入粉碎桨4034内的煤炭的量，进入粉碎桨4034内的煤炭在粉碎桨4034的作用下继续被加工为更小粒径的煤粉，粉碎桨4034工作时，驱动电机4035带动粉碎桨4034转动即可，于此同时电动负压风扇4037转动从而使得二次粉碎腔4033内粉碎合格的煤炭颗粒在负压的作用下透过第三滤网4036进入风扇筒体4038，之后在重力作用下落入光谱检测组件5中；

本发明设置一级筛粉组件、二级筛粉组件和三级筛粉组件对煤粉进行加工从而使其最终形成合格检测样品，通过多次加工筛选可以更好的保证输出的煤炭样品的合格性，从而增加最终检测结果的准确性。

实施例6

在实施例1的基础上，光谱检测组件5包括检测组件壳体500，检测组件壳体500固定连接在装置主体1上，检测组件壳体500内设有光谱检测组件主体501和样品均匀组件502；

光谱检测组件主体501包括光谱仪、光源5010、光纤传输系统和若干探头，探头安装在检测组件壳体500内壁，光源5010安装在检测组件壳体500的翻盖组件503上，光谱仪安装在装置主体1上，光纤传输系统用于实现探头与光谱仪之间的电连接；

翻盖组件503包括两组前后对称布置的L型导轨板件5030，L型导轨板件5030固定连接在检测组件壳体500的前后两侧壁，L型导轨板件5030上转动连接有V型弯杆5031，V型弯杆5031上设有第四驱动件，V型弯杆5031一端固定连接有压缩弹性件5032，压缩弹性件5032远离V型弯杆5031的一端固定连接在检测组件壳体500内壁，V型弯杆5031另一端铰链连接有翻板5033，翻板5033上转动连接有导向滚轮5034，导向滚轮5034滚动连接在L型导轨板件5030的滚槽内，光源5010安装在翻板5033上，检测组件壳体500内壁设有电磁吸合件5035，电磁吸合件5035用于与翻板5033相互吸合，检测组件壳体500内设有折角5036，折角5036用于与翻板5033相互配合。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：使用时，翻盖组件503带动光源5010运动，从而使得光源5010位于样品均匀组件502的正上方，之后打开光源5010对样品进行照射，样品会根据其光学性质对光进行吸收、散射或透射，样品反射、散射或透射的光信号被探头或光电池接收，并转换为相应的电信号，电信号通过光纤传输系统传至光谱仪，光谱仪对电信号进行处理和分析，根据不同波长下的光强度变化获得样品的光谱图像，光谱模型分析库对获取的分析图谱进行分析处理，最终获得煤炭样品的煤质参数如灰分、硫分、挥发分、水分和发热量等；

当向检测组件壳体500内投煤炭样品时，翻盖组件503处于如图4所示状态，当光谱检测组件主体501开始进行光谱检测时，第四驱动件带动V型弯杆5031转动，V型弯杆5031转动带动导向滚轮5034沿L型导轨板件5030从上向下滚动，从而使得翻板5033从竖直状态转动到水平状态，此时光源5010位于煤炭样品的正上方，此时翻板5033的拐角与折角5036相互配合，当光谱检测完毕后，V型弯杆5031转动带动翻板5033重新处于竖直状态，此时电磁吸合件5035得电与翻板5033远离V型弯杆5031的一端相互吸合；

翻盖组件503的设计即不影响等级筛粉组件的下料，同时将光源5010转动至煤炭样品的正上方，使得光源5010对煤炭的照射更加充分，从而增加检测结果的准确性。

实施例7

在实施例6的基础上，样品均匀组件502包括U型匀料板5020，U型匀料板5020左右滑动连接在检测组件壳体500内，检测组件壳体500内转动连接有电动匀料绕线轮5021，电动匀料绕线轮5021上缠绕有拉动绕线5022，拉动绕线5022远离电动匀料绕线轮5021的一端固定连接在U型匀料板5020上，U型匀料板5020与检测组件壳体500外壁之间固定连接有复位弹性件5025，检测组件壳体500底部开设有放料口5023，U型匀料板5020内上下滑动连接有电动锥形阀5024。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：匀料时，电动匀料绕线轮5021往复转动带动拉动绕线5022拉动U型匀料板5020运动，同时配合复位弹性件5025的作用实现U型匀料板5020的往复滑动，从而使得其上的煤炭样品被铺平，厚度更加均匀，当光谱检测完毕后电动锥形阀5024向下运动，同时电动匀料绕线轮5021再次带动U型匀料板5020左右滑动，从而使得其上的煤炭样品依次经电动锥形阀5024与U型匀料板5020之间的空隙和放料口5023再次落入煤炭传送带2上。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。