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CN111408552A - 一种智能化玻璃分选系统及方法 - Google Patents

一种智能化玻璃分选系统及方法 Download PDF

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CN111408552A CN202010222857.3A CN202010222857A CN111408552A CN 111408552 A CN111408552 A CN 111408552A CN 202010222857 A CN202010222857 A CN 202010222857A CN 111408552 A CN111408552 A CN 111408552A
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王蒙
韩丹
李军
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China Tianying Inc
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Jiangsu Tianying Environmental Protection Energy Equipment Co Ltd
China Tianying Inc
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Abstract

本发明涉及一种智能化废旧玻璃分选系统，包括给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、分选系统和出料系统，所述给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、分选系统和出料系统依次连接来对废旧玻璃进行给料、筛分、分选和出料处理。本发明的一种智能化废旧玻璃分选系统及方法从进料到出料全程对废旧玻璃碎片进行精细化分选分离，不仅实现了玻璃的颜色精细化分选，分选效率可达99％以上，又提高了作业效率，是一套具有操作性和明显优越性的玻璃分选生产线，提高玻璃回收经济价值，工艺技术具有实际操作性。

Description

一种智能化玻璃分选系统及方法
技术领域
本发明涉及垃圾回收处理技术领域，具体涉及一种智能化玻璃分 选系统及方法。
背景技术
玻璃利用的前提是对不同颜色玻璃进行分类，所以废旧玻璃的分 选装置必不可少，但是市面上废旧玻璃的分选除了大多靠人工操作外， 其他废旧玻璃的分选设备存在分选效率低、分选精度低等的缺点。
专利申请公布号CN108772315A，专利名：一种高效率玻璃分选 装置，公开了一种玻璃分选装置通过红外扫描器对目标颜色的玻璃进 行信息收集及处理，对应智能分选孔对目标颜色的玻璃进行分离，大 大方便了使用又提高了筛分的精度和效率，但是由于智能分选孔的尺 寸和形状的选择，对已识别的玻璃碎片最终落入相应分选槽有一定的 影响。
专利申请公布号CN107030017A，专利名：基于CCD成像系统的 玻璃碎片分选工艺，公开了一种基于CCD成像系统的玻璃碎片分选工 艺，利用CCD成像系统识别出破碎后建筑垃圾中的玻璃，使用机械手 将其抓取至相应收集箱中，但是未对玻璃进行精细分选。
专利授权公开号CN208466820U，专利名：CRT玻璃分选回收生产 线，公开了一种CRT玻璃分选回收的工艺线，其主要是对玻璃碎片设 计了有效和高效的运输工艺，减少了整个系统的维修频率，并未着重 对玻璃进行精细化分选。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能化玻璃分选系统及 方法来解决现有技术中的玻璃碎片分选系统未对玻璃进行精细分选 的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种智能化废 旧玻璃分选系统，其创新点在于：包括给料系统、筛分系统、检测系 统、信号处理系统、分选系统和出料系统，所述给料系统、筛分系统、 检测系统、信号处理系统、分选系统和出料系统依次连接来对废旧玻 璃进行给料、筛分、分选和出料处理。
进一步的，所述给料系统包括进料斗和振动给料机，所述进料斗 和振动给料机连接，分别用于废旧玻璃的进料和传送。
进一步的，所述筛分系统包括精细滚筒筛、除铁器和涡电流分选 机，所述精细滚筒筛、除铁器和涡电流分选机依次连接，分别用于对 废旧玻璃的筛分、去除铁金属以及去除有色金属，所述精细滚筒筛连 接振动给料机，经过除铁器、涡电流分选机的废旧玻璃碎片通过一皮 带传送至检测系统。
进一步的，所述精细滚筒筛包括两段筛孔，第一段筛孔的孔径为 1mm，第二段筛孔的孔径为50mm，所述精细滚筒筛用于对目标粒径的 废旧玻璃碎片进行筛分。
进一步的，所述检测系统包括主控制器、CCD相机模块和光感接 收器，所述主控制器、CCD相机模块和光感接收器依次连接，通过主 控制器来控制CCD相机模块进行颜色玻璃图像的颜色信号采集，所述 光感接收器连接信号处理系统，CCD相机模块将玻璃图像的颜色信号 通过光感接收器传输至信号处理系统进行玻璃颜色信号处理。
进一步的，所述CCD相机模块分为三组CCD单元，每组CCD单元 包括一个前CCD检测板、一个后CCD检测板和一个CCD摄像机，三组 CCD单元分别用于检测白色、棕色和绿色的废旧玻璃的颜色信号。
进一步的，所述主控制器为FPGA处理器，型号为XCF01S。
进一步的，所述分选系统的具体结构为：包括气枪、气箱、高压 气阀和筛选轨道，所述高压气阀和信号处理系统连接，所述气箱设于 皮带端部斜上方，所述气枪和高压气阀设于气箱上，所述筛选轨道的 上端开口并向上对准皮带端部，且筛选轨道上端远离气箱的一侧连接 皮带，所述气枪出气口喷射的气压形成的直线置于皮带端部和筛选轨 道上端开口之间，所述筛选轨道内部包括白色轨道、棕色轨道、绿色 轨道和杂色轨道，所述信号处理系统根据检测到的玻璃颜色信号控制 高压气阀开度来控制从气枪喷出的气压大小，间接控制不同颜色玻璃 进入的轨道。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案还提供一种智能化废旧 玻璃分选方法，其创新点在于：具体步骤为：
(1)废旧玻璃碎片经过进料斗进料进入振动给料机，振动给料 机通过振动对废旧玻璃碎片进行有效松散和除杂；
(2)振动给料机处理后废旧玻璃碎片传入精细滚筒筛的第一段， 第一段的精细滚筒筛筛选出外径小于1mm的玻璃碎渣，由于这些玻璃 碎渣无回收价值，则存于垃圾箱中，将外径大于1mm的玻璃碎片经过 第二段精细滚筒筛进行过滤，过滤出外径大于50mm的玻璃碎片，将 外径大于50mm的玻璃碎片进行破碎处理循环使用，经过精细滚筒筛 筛选出来的外径在1mm-50mm的玻璃碎片依次进入除铁器和涡电流分 选机分别进行铁金属和有色金属的去除，去除的铁金属和有色金属均 存于垃圾箱内；
(3)经过涡电流分选机处理后的玻璃碎渣置于传送皮带上，进 入检测系统，检测系统的主控制器控制CCD相机模块的三组CCD单元 中的每一个CCD摄像机对皮带上的玻璃碎片进行动态扫描，获取采集 到的玻璃碎片的颜色信号，三组CCD单元分别用于检测白色、棕色和 绿色的废旧玻璃碎片，并将CCD单元检测到的颜色信号通过光感接收 器传入信号处理系统；
(4)信号处理系统对接收到的图像数据信号进行识别处理，与 信号处理系统内置的颜色信号进行对比和识别，对玻璃碎片的颜色信 号处理完成后向分选系统发送控制指令控制对于对应玻璃碎片的高 压气阀开度；
(5)当皮带上被检测的玻璃碎片传送至皮带端部时，分选系统 控制高压气阀开度，在玻璃碎片向筛选轨道端口下落时，控制从气枪 喷出的气压大小，间接控制气枪对对应的玻璃碎片的喷射力度，使得 不同颜色的玻璃碎片进入筛选轨道内的对应的轨道；
(6)对废旧玻璃碎片分选完成后，将各颜色的玻璃碎片通过出 料系统进行出料，从而完成废旧玻璃的分选。
和现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一种智能化废旧玻璃分选系统及方法从进料到出料全 程对废旧玻璃碎片进行精细化分选分离，不仅实现了玻璃的颜色精细 化分选，分选效率可达99％以上，又提高了作业效率，是一套具有操 作性和明显优越性的玻璃分选生产线，提高玻璃回收经济价值，工艺 技术具有实际操作性。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例 中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种智能化废旧玻璃分选系统的系统框图。
图2为图1中的CCD相机模块的结构框图。
图3为本发明的监测系统、信号处理系统和分选系统的结构示意 图。
图4为本发明的一种智能化废旧玻璃分选方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地 描述。
本发明提供一种智能化废旧玻璃分选系统，其系统框图如图1所 示，包括给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、分选系统 和出料系统，所述给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、 分选系统和出料系统依次连接来对废旧玻璃进行给料、筛分、分选和 出料处理。
本发明的给料系统包括进料斗和振动给料机，进料斗和振动给料 机连接，分别用于废旧玻璃的进料和传送，本发明的进料斗具有计量 功能，本发明的振动给料机安装角度为3°-20°，可满足不同高低 落差物料的输送，根据实际情况具体合理设置。该振动给料机的作用 有：向后续设备进行喂料；振动给料过程中对物料进行松散；振动过 程中可将附着在玻璃碎片上的杂质一定程度的分离。
本发明的筛分系统包括精细滚筒筛、除铁器和涡电流分选机，精 细滚筒筛、除铁器和涡电流分选机依次连接，精细滚筒筛连接振动给 料机，经过涡电流分选机的废旧玻璃碎片通过一皮带1传送至检测系 统。其中，精细滚筒筛包括两段筛孔，第一段筛孔的孔径为1mm，第 二段筛孔的孔径为50mm，精细滚筒筛用于对目标粒径(1mm-50mm) 的废旧玻璃碎片进行筛分。其中，除铁器为永磁性除铁器，用于去除 物料中混有的铁金属杂质，一级除铁效率＞90％，如果杂质中铁金属 较多，可采用二级或三级除铁器，保证铁杂质的去除效率。涡电流分 选机的作用是去除物料中的有色金属，去除效率＞95％。
本发明的检测系统如图3所示，包括主控制器2、CCD相机模块 3和光感接收器4，所述主控制器2、CCD相机模块3和光感接收器4 依次连接，通过主控制器2来控制CCD相机模块3进行颜色玻璃图像 的颜色信号采集，光感接收器4连接信号处理系统5，CCD相机模块 3将玻璃图像的颜色信号通过光感接收器4传输至信号处理系统5进 行玻璃颜色信号处理。如图2所示，CCD相机模块3分为三组CCD单 元，每组CCD单元包括一个前CCD检测板、一个后CCD检测板和一个 CCD摄像机，三组CCD单元分别用于检测白色、棕色和绿色的废旧玻 璃的颜色信号。其中，主控制器2为FPGA处理器，型号为XCF01S。
本发明的分选系统的具体结构为如图3所示，包括气枪6、气箱 7、高压气阀8和筛选轨道9，高压气阀8和信号处理系统5连接， 并受信号处理系统5控制，气箱7设于皮带1端部斜上方，气枪6和 高压气阀8设于气箱7上，筛选轨道9的上端开口并向上对准皮带1 端部，且筛选轨道9上端远离气箱的一侧连接皮带1，气枪6出气口 喷射的气压形成的直线置于皮带1端部和筛选轨道9上端开口之间， 筛选轨道9内部依次设有杂色轨道10、白色轨道11、绿色轨道12和 棕色轨道13，且杂色轨道10最靠近皮带1，棕色轨道13远离皮带1。 信号处理系统5根据检测到的玻璃颜色信号控制高压气阀8开度来控 制从气枪6喷出的气压大小，间接控制不同颜色玻璃碎片进入的轨道。
本发明的技术方案还提供一种智能化废旧玻璃分选方法，其流程 如图4所示，具体步骤为：
(1)废旧玻璃碎片经过进料斗进料进入振动给料机，振动给料 机通过振动对废旧玻璃碎片进行有效松散和除杂；
(2)振动给料机处理后废旧玻璃碎片传入精细滚筒筛的第一段， 第一段的精细滚筒筛筛选出外径小于1mm的玻璃碎渣，由于这些玻璃 碎渣无回收价值，则存于垃圾箱中，将外径大于1mm的玻璃碎片经过 第二段精细滚筒筛进行过滤，过滤出外径大于50mm的玻璃碎片，将 外径大于50mm的玻璃碎片进行破碎处理循环使用，经过精细滚筒筛 筛选出来的外径在1mm-50mm的玻璃碎片依次进入除铁器和涡电流分 选机分别进行铁金属和有色金属的去除，去除的铁金属和有色金属均 存于垃圾箱内；
(3)经过涡电流分选机处理后的玻璃碎渣置于传送皮带1上， 进入检测系统，检测系统的主控制器2控制CCD相机模块3的三组 CCD单元中的每一个CCD摄像机对皮带上的玻璃碎片进行动态扫描， 获取采集到的玻璃碎片的颜色信号，三组CCD单元分别用于检测白色、 棕色和绿色的废旧玻璃碎片，并将CCD单元检测到的颜色信号通过光 感接收器4传入信号处理系统5；
(4)信号处理系统5对接收到的图像数据信号进行识别处理， 与信号处理系统5内置的颜色信号进行对比和识别，对玻璃碎片的颜 色信号处理完成后向分选系统发送控制指令控制对于对应玻璃碎片 的高压气阀8开度；
(5)当皮带1上被检测的玻璃碎片传送至皮带1端部时，分选 系统控制高压气阀8开度，在玻璃碎片向筛选轨道9端口下落时，控 制从气枪6喷出的气压大小，间接控制气枪6对对应的玻璃碎片的喷 射力度，使得不同颜色的玻璃碎片进入筛选轨道9内的对应的轨道；
(6)对废旧玻璃碎片分选完成后，将各颜色的玻璃碎片通过出 料系统进行出料，从而完成废旧玻璃的分选。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非 对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下， 本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和 改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已 经全部记载在技术要求书中。

Claims (9)

1.一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：包括给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、分选系统和出料系统，所述给料系统、筛分系统、检测系统、信号处理系统、分选系统和出料系统依次连接来对废旧玻璃进行给料、筛分、分选和出料处理。
2.根据权利要求1所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述给料系统包括进料斗和振动给料机，所述进料斗和振动给料机连接，分别用于废旧玻璃的进料和传送。
3.根据权利要求1所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述筛分系统包括精细滚筒筛、除铁器和涡电流分选机，所述精细滚筒筛、除铁器和涡电流分选机依次连接，分别用于对废旧玻璃的筛分、去除铁金属以及去除有色金属，所述精细滚筒筛连接振动给料机，经过除铁器、涡电流分选机的废旧玻璃碎片通过一皮带传送至检测系统。
4.根据权利要求3所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述精细滚筒筛包括两段筛孔，第一段筛孔的孔径为1mm，第二段筛孔的孔径为50mm，所述精细滚筒筛用于对目标粒径的废旧玻璃碎片进行筛分。
5.根据权利要求1所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述检测系统包括主控制器、CCD相机模块和光感接收器，所述主控制器、CCD相机模块和光感接收器依次连接，通过主控制器来控制CCD相机模块进行颜色玻璃图像的颜色信号采集，所述光感接收器连接信号处理系统，CCD相机模块将玻璃图像的颜色信号通过光感接收器传输至信号处理系统进行玻璃颜色信号处理。
6.根据权利要求5所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述CCD相机模块分为三组CCD单元，每组CCD单元包括一个前CCD检测板、一个后CCD检测板和一个CCD摄像机，三组CCD单元分别用于检测白色、棕色和绿色的废旧玻璃的颜色信号。
7.根据权利要求5所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述主控制器为FPGA处理器，型号为XCF01S。
8.根据权利要求1所述的一种智能化废旧玻璃分选系统，其特征在于：所述分选系统的具体结构为：包括气枪、气箱、高压气阀和筛选轨道，所述高压气阀和信号处理系统连接，所述气箱设于皮带端部斜上方，所述气枪和高压气阀设于气箱上，所述筛选轨道的上端开口并向上对准皮带端部，且筛选轨道上端远离气箱的一侧连接皮带，所述气枪出气口喷射的气压形成的直线置于皮带端部和筛选轨道上端开口之间，所述筛选轨道内部包括白色轨道、棕色轨道、绿色轨道和杂色轨道，所述信号处理系统根据检测到的玻璃颜色信号控制高压气阀开度来控制从气枪喷出的气压大小，间接控制不同颜色玻璃进入的轨道。
9.一种智能化废旧玻璃分选方法，其特征在于：具体步骤为：
(1)废旧玻璃碎片经过进料斗进料进入振动给料机，振动给料机通过振动对废旧玻璃碎片进行有效松散和除杂；
(2)振动给料机处理后废旧玻璃碎片传入精细滚筒筛的第一段，第一段的精细滚筒筛筛选出外径小于1mm的玻璃碎渣，由于这些玻璃碎渣无回收价值，则存于垃圾箱中，将外径大于1mm的玻璃碎片经过第二段精细滚筒筛进行过滤，过滤出外径大于50mm的玻璃碎片，将外径大于50mm的玻璃碎片进行破碎处理循环使用，经过精细滚筒筛筛选出来的外径在1mm-50mm的玻璃碎片依次进入除铁器和涡电流分选机分别进行铁金属和有色金属的去除，去除的铁金属和有色金属均存于垃圾箱内；
(3)经过涡电流分选机处理后的玻璃碎渣置于传送皮带上，进入检测系统，检测系统的主控制器控制CCD相机模块的三组CCD单元中的每一个CCD摄像机，对皮带上的玻璃碎片进行动态扫描，获取采集到的玻璃碎片的颜色信号，三组CCD单元分别用于检测白色、棕色和绿色的废旧玻璃碎片，并将CCD单元检测到的颜色信号通过光感接收器传入信号处理系统；
(4)信号处理系统对接收到的图像数据信号进行识别处理，与信号处理系统内置的颜色信号进行对比和识别，对玻璃碎片的颜色信号处理完成后向分选系统发送控制指令控制对于对应玻璃碎片的高压气阀开度；
(5)当皮带上被检测的玻璃碎片传送至皮带端部时，分选系统控制高压气阀开度，在玻璃碎片向筛选轨道端口下落时，控制从气枪喷出的气压大小，间接控制气枪对对应的玻璃碎片的喷射力度，使得不同颜色的玻璃碎片进入筛选轨道内的对应的轨道；
(6)对废旧玻璃碎片分选完成后，将各颜色的玻璃碎片通过出料系统进行出料，从而完成废旧玻璃的分选。
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