一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统技术方案

一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，包括给料仓、加热传送带、隧道加热腔、分选传送带、破碎机、红外热成像仪、摄像机、废石剔除装置、微波辅助破岩系统；给料仓排料口与第一加热传送带进料端正对；第一隧道加热腔套在第一加热传送带外侧并与一套微波辅助破岩系统相连；第一分选传送带进料端与第一加热传送带出料端相连，红外热成像仪和摄像机并列位于第一分选传送带上方；第二分选传送带进料端与第一分选传送带出料端相连；废石剔除装置位于第二分选传送带上方；第二加热传送带进料端与第一分选传送带出料端相连，第二加热传送带出料端与破碎机进料口相连；第二隧道加热腔套在第二加热传送带外侧并与两套微波辅助破岩系统相连。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统
本专利技术属于岩石破碎及选矿
，特别是涉及一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统。
技术介绍
利用机械破岩法破碎坚硬的矿物岩石时，机械刀具的磨损问题是最主要的问题之一，为了解决机械刀具的磨损问题，微波辅助破岩技术被提出。微波辅助机械破岩技术微波加热技术和机械破岩技术相结合的混合破岩技术，通过微波快速加热岩石，以显著降低岩石的点荷载强度、单轴抗压强度和抗拉强度等力学特性，从而解决机械破岩刀具易磨损的问题，以充分发挥机械破岩的优势，从而实现提高岩石破碎的效率，以及降低岩石破碎的成本。但是，目前的微波辅助机械破岩技术主要处于实验室研究阶段，并未真正进入工程应用阶段。由于微波加热对材料具有选择性特点，不同岩石对微波的吸收能力不同，会导致不同岩石对微波具有不同的加热效果和致裂效果，即微波加热岩石会产生致裂、熔融和无明显变化三种不同的效果。因此，目前的微波辅助机械破岩技术在用于破碎岩石时，并不适用于所有种类岩石，当采用微波加热那些微波吸收能力差的岩石，就会导致微波能量的浪费。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，通过红外热成像扫描被微波初次加热后的矿物岩石，矿物岩石可以分为微波加热效果好矿石和微波加热效果差的废石，之后根据微波加热效果的优劣对矿物岩石分选，微波加热效果差的废石被直接剔除，留下的微波加热效果好矿石则进行二次微波加热，完成二次加热后的矿石直接进入破碎机中进行破碎，有效提高了岩石的破碎效率，同时也降低了能量的消耗。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，包括给料仓、第一加热传送带、第一隧道加热腔、第一分选传送带、第二分选传送带、第二加热传送带、第二隧道加热腔、破碎机、红外热成像仪、摄像机、废石剔除装置、第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统；所述给料仓位于第一加热传送带上方，给料仓的下端排料口与第一加热传送带的进料端正对；所述第一隧道加热腔套在第一加热传送带外侧，所述第一微波辅助破岩系统与第一隧道加热腔相连；所述第一分选传送带的进料端与第一加热传送带的出料端相连，所述红外热成像仪和摄像机并列位于第一分选传送带上方；所述第二分选传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二分选传送带的出料端用于排放废石；所述废石剔除装置位于第二分选传送带上方；所述第二加热传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二加热传送带的出料端与破碎机的进料口相连；所述第二隧道加热腔套在第二加热传送带外侧，所述第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统均与第二隧道加热腔相连。所述第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统结构相同，均包括微波源、第一传输波导、隔离器、调配器及第二传输波导；所述第一传输波导的微波输入端与微波源相连，第一传输波导的微波输出端依次通过隔离器和调配器与第二传输波导的微波输入端相连，第二传输波导的微波输出端与第一隧道加热腔/第二隧道加热腔相连；所述隔离器用于吸收未被岩石吸收而反射回的微波能量；所述调配器用于对阻抗进行自动匹配调节，使微波源产生的微波能量被岩石充分吸收；所述第一微波辅助破岩系统产生的微波能量从第一隧道加热腔的下方输入；所述第二微波辅助破岩系统产生的微波能量从第二隧道加热腔的下方输入；所述第三微波辅助破岩系统产生的微波能量从第二隧道加热腔的上方输入。所述第一隧道加热腔与第二隧道加热腔结构相同，均包括第一微波吸收段、微波加热段及第二微波吸收段；所述第一微波吸收段和第二微波吸收段对称分布在微波加热段两侧；所述微波加热段采用双层结构，微波加热段的外层采用强微波反射材料制造，用于反射和屏蔽微波；所述微波加热段的内层采用透波材料制造；所述第一微波吸收段和第二微波吸收段均采用双层结构，第一微波吸收段和第二微波吸收段的外层采用强微波吸收材料制造，用于吸收微波；所述第一微波吸收段和第二微波吸收段的内层均采用透波材料制造。所述的基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，还包括第一控制器、第二控制器及第三控制器；所述给料仓、第一加热传送带、第一微波辅助破岩系统的微波源均与第一控制器进行电连接，通过第一控制器对给料仓的启停及给料速度、第一加热传送带的启停及传送速度、第一微波辅助破岩系统的微波源的启停及微波输出功率进行调控；所述红外热成像仪、摄像机、废石剔除装置、第一分选传送带及第二分选传送带均与第二控制器进行电连接，通过第二控制器对红外热成像仪的启停及数据处理、摄像机的启停及数据处理、废石剔除装置的启停及动作执行、第一分选传送带的启停及传送速度、第二分选传送带的启停及传送速度进行调控；所述第二加热传送带、破碎机、第二微波辅助破岩系统的微波源及第三微波辅助破岩系统的微波源均与第三控制器进行电连接，通过第三控制器对第二加热传送带的给料速度、破碎机的启停及动作执行、第二微波辅助破岩系统的微波源的启停及微波输出功率、第三微波辅助破岩系统的微波源的启停及微波输出功率进行调控；所述第一控制器、第二控制器及第三控制器均与计算机进行电连接。本专利技术的有益效果：本专利技术的基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，通过红外热成像扫描被微波初次加热后的矿物岩石，矿物岩石可以分为微波加热效果好矿石和微波加热效果差的废石，之后根据微波加热效果的优劣对矿物岩石分选，微波加热效果差的废石被直接剔除，留下的微波加热效果好的矿石则进行二次微波加热，完成二次加热后的矿石直接进入破碎机中进行破碎，有效提高了岩石的破碎效率，同时也降低了能量的消耗。附图说明图1为本专利技术的基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系的结构示意图；图2为本专利技术的第一/第二隧道加热腔的结构示意图；图中，1—给料仓，2—第一加热传送带，3—第一隧道加热腔，4—第一分选传送带，5—第二分选传送带，6—第二加热传送带，7—第二隧道加热腔，8—破碎机，9—红外热成像仪，10—摄像机，11—废石剔除装置，12—微波源，13—第一传输波导，14—隔离器，15—调配器，16—第二传输波导，17—第一微波吸收段，18—微波加热段，19—第二微波吸收段，20—第一控制器，21—第二控制器，22—第三控制器，23—矿物岩石，24—矿石，25—废石。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1、2所示，一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，包括给料仓1、第一加热传送带2、第一隧道加热腔3、第一分选传送带4、第二分选传送带5、第二加热传送带6、第二隧道加热腔7、破碎机8、红外热成像仪9、摄像机10、废石剔除装置11、第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统；所述给料仓1位于第一加热传送带2上方，给料仓1的下端排料口与第一加热传送带2的进料端正对；所述第一隧道加热腔3套在第一加热传送带2外侧，所述第一微波辅助破岩系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，其特征在于：包括给料仓、第一加热传送带、第一隧道加热腔、第一分选传送带、第二分选传送带、第二加热传送带、第二隧道加热腔、破碎机、红外热成像仪、摄像机、废石剔除装置、第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统；所述给料仓位于第一加热传送带上方，给料仓的下端排料口与第一加热传送带的进料端正对；所述第一隧道加热腔套在第一加热传送带外侧，所述第一微波辅助破岩系统与第一隧道加热腔相连；所述第一分选传送带的进料端与第一加热传送带的出料端相连，所述红外热成像仪和摄像机并列位于第一分选传送带上方；所述第二分选传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二分选传送带的出料端用于排放废石；所述废石剔除装置位于第二分选传送带上方；所述第二加热传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二加热传送带的出料端与破碎机的进料口相连；所述第二隧道加热腔套在第二加热传送带外侧，所述第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统均与第二隧道加热腔相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，其特征在于：包括给料仓、第一加热传送带、第一隧道加热腔、第一分选传送带、第二分选传送带、第二加热传送带、第二隧道加热腔、破碎机、红外热成像仪、摄像机、废石剔除装置、第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统；所述给料仓位于第一加热传送带上方，给料仓的下端排料口与第一加热传送带的进料端正对；所述第一隧道加热腔套在第一加热传送带外侧，所述第一微波辅助破岩系统与第一隧道加热腔相连；所述第一分选传送带的进料端与第一加热传送带的出料端相连，所述红外热成像仪和摄像机并列位于第一分选传送带上方；所述第二分选传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二分选传送带的出料端用于排放废石；所述废石剔除装置位于第二分选传送带上方；所述第二加热传送带的进料端与第一分选传送带的出料端相连，第二加热传送带的出料端与破碎机的进料口相连；所述第二隧道加热腔套在第二加热传送带外侧，所述第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统均与第二隧道加热腔相连。


2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像和微波加热的岩石分选与破碎系统，其特征在于：所述第一微波辅助破岩系统、第二微波辅助破岩系统及第三微波辅助破岩系统结构相同，均包括微波源、第一传输波导、隔离器、调配器及第二传输波导；所述第一传输波导的微波输入端与微波源相连，第一传输波导的微波输出端依次通过隔离器和调配器与第二传输波导的微波输入端相连，第二传输波导的微波输出端与第一隧道加热腔/第二隧道加热腔相连；所述隔离器用于吸收未被岩石吸收而反射回的微波能量；所述调配器用于对阻抗进行自动匹配调节，使微波源产生的微波能量被岩石充分吸收；所述第一微波辅助破岩系统产生的微波能量从第一隧道加热腔的下方输入；所述第二微波辅助破岩系统产生的微波能量从第二隧道加热腔的下方输入；所述第三微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢高明，周建军，潘东江，张理蒙，李帅远，杨延栋，李宏波，范文超，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室，中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41