[发明专利]智能采样系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及火车煤、汽车煤全自动采样领域，尤其涉及一种多钻头的智能采样系统及其控制方法。

背景技术

在需要使用、销售大量煤的行业中，例如火力发电厂、钢铁冶炼厂、煤矿、煤化工、热力厂等行业，需要用汽车、火车拉运大量的煤炭，对于煤质的管理与监督广泛使用采样机将煤从火车、汽车里采集出来，因而采样机又分为分为汽车采样机、火车采样机。被采集出来的煤样通过输煤皮带运送到指定位置，通过一级破碎缩分器，直接封装或者进入留样分矿机集样桶。一级破碎缩分器、留样分矿机是目前国内煤样采集通用的设备，实现煤炭采集样的破碎缩分收集功能。采样机所采样的代表性、随机性、科学性，直接影响火力发电厂、钢铁冶炼厂、煤矿、煤化工、热力厂经济效益与商誉。

目前，国内外的汽车、火车采样机所采用的技术，存在以下的问题：1、采样机的可利用率低，单钻头部布局存在单点故障，钻头损坏则采样机不能继续使用；2、采样的代表性差，国内目前点采转头每钻采样量为3-8公斤，断面采钻头采样量为20-30公斤，采样量小，从而使得采样有选择性而带来的系统误差；3、目前单钻头采样机的效率低，目前单点采样需要的时间大约70秒，按照国家标准每车18点布点，随即抽取3点的管理要求，采集3点需要200秒左右。以汽车煤为主的电厂冬季大量进煤的时候，影响进煤接卸的效率，直接会降低电厂的储煤量，影响到安全生产。因而大多数电厂采取单点采样或者直接放行的管理办法来弥补采样机的效率；4、以火车煤为主的火力发电厂，火车有效接卸时间为6小时，这期间需要完成采样、接卸，东北地区、西北地区还要完成暖库解冻工作。以57个车皮编组为一列，采样时间最快需要3小时10分，余下的时间用接卸就很紧张。5、缩分器缩分比固定不可调节，车载净重量不同的车，经过缩分后会进入收集桶相同的数量，不能真正反应综合煤质，对煤质的影响比较大，带来系统误差；6、目前采样机布点比较机械，只能布置在固定线路上。比如采用摇臂式螺旋采样头，只能采取一弧形线路内的煤样，车厢其他位置的煤样无法采取，存在采样死角。7、常用的螺旋采样头为内装有垂直形螺旋的圆通，直径不小于250mm。当螺旋采样头钻入煤中时其外壳不动，碰到煤中大块煤或矸石等压在管壁中间时，则无法继续下钻，被迫移位或将大块煤或矸石挤出采样区，从而使得采样有选择性而带来的系统误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高采样效率及采样的代表性和灵活性的智能采样系统及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：所述智能采样系统包括桥、皮带机、破碎机、缩分器、送料口、控制器和n个大航车、n个小航车及n个采样头，其中n≥2。所有大航车都位于同一桥上，并沿桥移动；每个大航车带有1个小航车，小航车沿位于大航车上的轨道移动；每个小航车上载有1个采样头；缩分器包括变频器、拨匙，变频器与拨匙电连接；控制器包括：用于检测大航车、小航车、采样头状态的状态检测单元；用于获取采样点位置和车辆净载量的获取单元；用于确定投入使用的大航车、小航车及采样头的任务分配单元；用于分别控制大航车、小航车、采样头、皮带机、缩分器的变频器运动、破碎机运动的运动控制单元。控制器分别与皮带机、破碎机、大航车、小航车、采样头、变频器电连接。

控制器控制同时投入使用的采样头数量并对采样头进行单独或联合控制，布点比较灵活，还可以对多个采样点同时抽取，提高采样效率；此外，当某个采样头出现故障时，其他采样头还可以继续使用，提高了采样机的可利用率。

采样头还包括内钻和外钻，内钻与外钻可以相反方向转动。当采样头钻入煤中遇到大块煤或矸石时，外钻以某一方向旋转，顶住该煤或矸石，内钻则以相反方向继续下钻，穿透该煤或矸石进行取样，从而减少了因采样具有选择性带来的系统误差。

大航车、小航车采用激光、电阻电缆等测距方式确保行驶精确度。

采样机还包括缩分器，缩分器包含变频器及拨匙。变频器分别与控制器及拨匙电相连，控制器依据车辆净载量的不同，对变频器进行控制，从而调节缩分比，即通过拨匙进入收集桶的样品数量，从而更加真实地反映出综合煤质，减少系统误差。

所有采样头采集的样品可通过同一条皮带进行传输，并使用同一个缩分器，简化了系统结构，节省生产成本。

本发明的控制方法包括如下步骤：

步骤1：控制器中的状态检测单元检测n个大航车、n个小航车及n个采样头状态，其中，n≥2；

步骤2：控制器中的获取单元获取采样点的位置；

步骤3：控制器中的任务分配单元确定投入使用的大航车、小航车及采样头；