ПРОБООТБОРНИК ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК G01N1/20 

Изобретение относится к области контроля качества сыпучих материалов, в частности к устройствам для отбора проб зерна из кузова автомобиля на хлебоприемных и хлебоперерабатывающих предприятиях.

Известна установка для отбора проб сыпучих материалов из кузова автомобиля, содержащая размещенные вертикально на раме над площадкой для автомобиля пробоотборники, каретку, ее неподвижные направляющие, электроприводы каретки и пробоотборников, переключатель направления движения каретки и пробоотборников и конечные выключатели.

Недостатком установки являются конструктивная сложность и недостаточная надежность, обусловленные наличием множества пружин рычагов, толкателей, переключателей, разделение цепи привода каретки на участки и снабжение их компенсаторами. В случае непредвиденного перемещения автомобиля на площадке или неполного возвращения пробоотборников в исходное положение неизбежны повреждения их или всей установки в сборе. Винтовые пробоотборники не обеспечивают качественный отбор проб, так как шнек в нем травмирует зерно.

Известен пробоотборник для сыпучих материалов, состоящий из двух концентрично расположенных внутренней и внешней труб, приводов опускания и подъема и привода погружения в насыпь пробоотборников. Внутренняя труба каждого пробоотборника верхним концом соединена с вакуум-пневмосистемой и имеет на нижнем конце два ряда отверстий.

Внешняя труба в верхней части имеет ряд отверстий, а нижний конец выполнен в виде усеченного конуса.

Недостатками устройства являются энергоемкость вследствие снабжения каждого пробоотборника двумя вибраторами. Погружение пробоотборников в насыпь с помощью вибраторов не обеспечивает из-за разной плотности материала и его влажности равномерность погружения пробоотборников и равномерный послойный качественный отбор пробы.

Погружение труб пробоотборников происходит сначала вместе, а затем, когда внутренняя труба упрется в днище кузова автомобиля только наружной трубы, требует сосредоточенности оператора, при этом устройство всей своей массой жестко воздействует на днище кузова автомобиля, не исключается травмирование, раздавливание зерна и попадание его в пробу. Выполнение нижнего конца наружной трубы в виде разъемного усеченного конуса затрудняет правильную сборку пробоотборников, в частности правильную установку предусмотренных направляющих втулок.

Цель изобретения - упрощение конструкции, обеспечение надежного, равномерного погружения пробоотборников в насыпь зерна и повышение качества и достоверности отбираемой пробы.

Эта цель достигается тем, что в пробоотборнике, состоящем из двух, вставленных одна в другую соосно с зазором труб с отверстиями по периметру, которые на наружной трубе расположены в верхней части, а на внутренней трубе - в нижней части, в два ряда и ее верхний конец соединен с всасывающим пневмотранспортером и из электроприводов подъема и опускания пробоотборников и их погружения в зерновую насыпь, внутренняя труба установлена жестко на опоре и в ее полости ниже верхнего ряда отверстий ограниченно подвижно установлена подпружиненная втулка с рядом отверстий на выступающем из трубы конце и с хвостовиком на верхнем конце, взаимодействующим с переключателем направления движения электроприводов опускания - подъема каретки с пробоотборниками и вращения наружной трубы, которая установлена на внутренней трубе с возможностью вращения и ее верхний конец снабжен звездочкой, а на нижнем конце установлена насадка в виде усеченного конуса и винтовая спираль, причем пробоотборники в сборе установлены попарно на опорах, и звездочки их наружных труб также попарно посредством бесконечной цепи взаимодействуют с электроприводом.

Кроме того, опоры пробоотборников выполнены в виде рамок с цапфами и застопорены относительно каретки предохранительными стопорами.

А в качестве переключателя направления движения электроприводов используется магнит, установленный на хвостовике втулки, и геркон, установленный на наружной поверхности внутренней трубы и электрически связанный с электроприводами и реле времени.

Причем винтовая спираль наружной трубы выполнена с шагом и скоростью вращения, соответствующими скорости опускания каретки с пробоотборниками и синхронного их погружения в насыпь.

Внутренняя труба выполнена из немагнитного материала.

Признаки изобретения являются новыми, существенными и отличительными, так как таких признаков нет в известных аналогах и они обеспечивают достижение поставленной цели.

Так, например, жесткая установка внутренней трубы на опоре, ограниченно подвижная установка в ней подпружиненной втулки с рядом отверстий на выходящем из трубы конце и с хвостовиком на верхнем конце, взаимодействующим с переключателем направления движения приводов обеспечивают своевременное переключение режима работы устройства, мягкую надежную работу погружения и контакта пробоотборников с днищем кузова и исключения раздавливания, травмирования зерна и повышение качества, достоверности отбираемой пробы.

Установка наружной трубы на внутренней и возможностью вращения, снабжение верхнего конца трубы звездочкой, а нижнего - винтовой спиралью с шагом и скоростью вращения и погружения в насыпь, соответствующими скорости опускания каретки, обеспечивают надежное синхронное опускание каретки с пробоотборниками и их равномерное погружение в зерновую насыпь, независимо от влажности и плотности насыпи, а также надежный равномерный послойный, достоверный отбор пробы, включая и придонный слой.

Наличие насадки на конце наружной трубы облегчает и упрощает монтаж пробоотборников. Установка пробоотборников на опорах в виде рамок с цапфами, застопоренными относительно каретки, предохранительными стопорами повышает надежность и долговечность работы, предохраняет от поломок не только пробоотборники, но и все устройство в целом при непредвиденных перемещениях автомобиля на площадке. А попарная установка пробоотборников, попарное взаимодействие их звездочек посредством одной бесконечной цепи с электроприводом упрощает устройство, снижает его энергоемкость.

Выполнение внутренней трубы из немагнитного материала позволило в качестве переключателя использовать чувствительный герконовый выключатель, повысить надежность работы, а концевые выключатели использовать в качестве страховочных при отказе геркона, что также повышает надежность работы.

На фиг.1 изображен пробоотборник, вид со стороны установки автомобиля; на фиг.2 - пробоотборник в разрезе по вертикальной оси; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.1.

Пробоотборник сыпучих материалов состоит из четырех пробоотборников 1, выполненных в виде концентрично расположенных наружной 2 и внутренней 3 труб, установленных попарно на опорах 4, размещенных на каретке 5, перемещающейся по вертикали в неподвижных направляющих 6, укрепленных на опорных колонках 7. Каретка перемещается с помощью лебедки 8, связанной цепью с редуктором 9 электропривода.

Электропривод 10 посредством бесконечной цепи 11 взаимодействует с двумя звездочками 12 наружных труб 2, установленных с возможностью вращения на подшипниках 13, на внутренних трубах пробоотборников.

На верхнем конце наружной трубы пробоотборника выполнен ряд отверстий 14, а на нижнем установлена насадка 15 в виде усеченного конуса и над ней жестко - винтовая спираль 16 погружения пробоотборников в зерновую насыпь.

Шаг спирали 16, ее скорость вращения и погружения в зерновую насыпь, скорость опускания каретки выбраны с возможностью одновременного, синхронного опускания и равномерного погружения всех пробоотборников в насыпь и послойного отбора пробы, включая и придонный слой независимо от влажности и плотности насыпи.

Верхний конец внутренней трубы 3 жестко установлен на опоре 4 и соединен с пневморукавом 17 пневмотранспортера, включающего электропривод 18, вентилятор 19 и циклон 20 со сборником пробы.

В полости внутренней трубы, ниже верхнего ряда отверстий 21, ограниченно подвижно установлена подпружиненная втулка 22 с рядом отверстий 23 на выступающем из трубы конце и хвостовиком 24, на внутреннем ее конце снабженным магнитом 25, взаимодействующим с герконом-выключателем 26, установленным на наружной поверхности внутренней трубы.

Геркон 26 электрически связан с реле времени и электроприводом 9 редуктора, лебедки 8 и каретки 5, а также с электроприводами 10 звездочек 12 наружных труб пробоотборников.

Внутренняя труба 3 выполнена из немагнитного материала.

Опоры 4 пробоотборников 1 выполнены в виде рамок с цапфами 27, которыми они установлены на каретке 5 и застопорены предохранительными стопорами 28. На каждой рамке-опоре 4 установлено по два пробоотборника, и их звездочки 12 попарно охвачены бесконечной цепью 11, взаимодействующей с электроприводом (мотор-редуктором) 10, установленным также на этой рамке.

На неподвижной направляющей 6 установлены верхний 29 и нижний 30 страховочный концевые выключатели, а на рамке 4 - концевой выключатель 31, на рычаге которого установлен груз 32, свисающий на гибкой тяге до уровня торца насадки 15.

Патрубок циклона 20 снабжен клапаном 33 и его приводом 34. Каретка 5 снабжена противовесом 35. Втулка 22, ее отверстия 23 взаимодействуют с отверстиями 36 нижнего ряда внутренней трубы, а пневмосистема пробоотборников снабжена клапаном 37 с электроприводом.

Пробоотборник работает следующим образом.

Автомобиль с размещенным в кузове сыпучим материалом заезжает на площадку под пробоотборники. Оператор включает электроприводы 9, 10 и 18 соответственно лебедки 8 и каретки 5, цепи 11 и звездочек 12 пробоотборников и вентилятора 19, но в это время электрическая цепь привода 10 под действием груза 32, взаимодействующего с концевым выключателем 31, разомкнута и наружная труба с винтовой спиралью 16 не вращается.

Пока вентилятор 19 набирает обороты, привод 9 посредством лебедки 8 опускает каретку 5 с пробоотборниками 1 вниз, Как только насадки 15 своей массой войдут в зерновую насыпь, груз 32 ляжет на зерновую насыпь, его гибкая тяга не будет воздействовать на рычаг выключателя 31, и он включит в работу электропривод 10, связанный цепью 11 со звездочками 12 наружных труб пробоотборников 1, и они посредством винтовых спиралей 16 будут погружаться в зерновую насыпь равномерно со скоростью опускания каретки 5. Это обеспечивает надежное равномерное погружение пробоотборников в насыпь, исключает ослабление и провисание троса лебедки, повышает надежность работы при любой влажности и плотности насыпи.

При этом зерновая насыпь через открытый нижний конец втулки 22 и ее отверстия 23 попадает в полость втулки и доходит до верхнего ряда отверстий 21 внутренней трубы. Под действием разрежения в полости внутренней трубы воздух, проходя через отверстие 14 наружной трубы, кольцевой зазор между трубами, через отверстия 21 верхнего ряда внутренней трубы захватывает материал и транспортирует его в циклон и накопитель пробы.

По мере погружения пробоотборников в насыпь происходит равномерный послойный отбор материала, включая и придонный слой, и транспортировка его в сборник пробы.

Наличие материала на участке между верхним и нижним рядами отверстий 21 и 23 и открытым концом втулки 22 предотвращает подсос материала и способствует послойному, по мере погружения пробоотборников в насыпь, пропорциональному, равномерному отбору пробы по всей высоте насыпи.

По достижении втулкой 22 дна насыпи пробоотборник продолжает опускаться, и его внутренняя труба 3, сжимая пружину втулки, перемещается по ней, и втулка перекрывает отверстия 21 верхнего ряда трубы, а отверстия 23 втулки и отверстия 36 нижнего ряда внутренней трубы совмещаются. Это вызывает перераспределение воздуха, который, проходя через отверстие 14 наружной трубы, кольцевой зазор между трубами, отверстия 36 нижнего ряда трубы 3 и отверстия 23 втулки захватывает остаток материала во втулке, включая и придонный слой, транспортирует его в циклон 20 и накопитель пробы. При этом геркон 26 выходит на уровень магнита 25 на хвостовике 24 втулки и срабатывает, т.е. его электрическая цепь замыкается и включается реле времени и выключаются электроприводы 9 и 10 каретки и пробоотборников. После незначительного интервала реле времени включает приводы 9 и 10, но в обратном направлении и привод клапана 37, который отключает пневмосистему пробоотборников 1.

Когда каретка с пробоотборниками займет верхнее исходное положение, груз 32, подвешенный тягой на рычаге концевого выключателя 31 выключит электропривод 10 звездочек пробоотборников, а втулка 22 под действием пружины вместе с магнитом 25 опустится вниз и контакты геркона 26 разомкнутся, выключится реле времени, а верхний концевой выключатель 29 выключит электроприводы 9 и 18 каретки и вентиляторы.

Наличие винтовой спирали на наружной вращающейся трубе, подпружиненной втулки в полости внутренней трубы, неподвижная установка относительно одна другой труб пробоотборника по оси, наличие геркона и взаимодействующего с ним магнита, установленного на хвостовике подпружиненной втулки, обеспечивают синхронное опускание каретки и погружение пробоотборников в насыпь, надежный послойный равномерный отбор пробы, включая и придонный слой, и мягкое плавное взаимодействие пробоотборников с днищем кузова автомобиля, исключающее нагрузки на автомобиль, обеспечивается полная механизация и автоматизация отбора пробы, облегчается труд оператора.

Установка пробоотборников попарно на опорах в виде рамок с цапфами, застопоренными предохранительными стопорами исключает поломки не только пробоотборников, но и всего устройства при непредвиденных перемещениях автомобиля на площадке отбора пробы, так как рамки имеют возможность срываться со стопоров и поворачиваться на цапфах.

Конструкция пробоотборников и устройства в целом технологичней, проще и надежней по сравнению с аналогами и прототипом, менее энергоемка.

Использование: контроль качества сыпучих материалов, в частности при отборе проб зерна из кузова автомобиля на хлебоприемных и хлебоперерабатывающих предприятиях. Существо изобретения: пробоотборник содержит вертикально установленные над площадкой для автомобиля пробоотборники в виде концентрично расположенных внутренней и наружной труб, установленные на каретке, перемешающейся по вертикали в неподвижных направляющих. Внутренняя труба, сообщаясь концом с пневмотранспортом, установлена жестко на опоре, а наружная труба установлена на внутренней с возможностью вращения, ее нижний конец снабжен винтовой спиралью и насадкой, а верхний конец снабжен звездочкой, взаимодействующей посредством бесконечной цепи с электроприводом. В полости внутренней трубы ограничено подвижно установлена подпружиненная втулка с рядом отверстий на выступающем из трубы конце и хвостовиком на верхнем. На хвостовике установлен магнит, взаимодействующий с герконом, установленным на наружной поверхности внутренней трубы, электрически связанной с приводом и реле времени, обеспечивающим реверсивную работу приводов. Опоры пробоотборников выполнены в виде рамок с цапфами, застопоренными предохранительными стопорами, и защищают устройство от поломок. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ПРОБООТБОРНИК ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, выполненный в виде двух установленных концентрично с зазором труб с отверстиями по периметру, которые на наружной трубе расположены в верхней части, а на внутренней трубе - в нижней части в два ряда и ее верхний конец соединен с всасывающим пневмотранспортером, и снабженный кареткой и электроприводами подъема и опускания пробоотборника и его погружения в зерновую насыпь, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, обеспечения надежного, равномерного погружения пробоотборников в насыпь зерна и повышения качества и достоверности отбираемой пробы, внутренняя труба снабжена установленной жестко опорой и подпружиненной втулкой, размещенной ограниченно подвижно в полости трубы ниже ее верхнего ряда отверстий с возможностью размещения нижнего конца втулки выступающим из трубы и выполненным с отверстиями, а верхний конец втулки снабжен хвостовиком, электроприводы опускания-подъема пробоотборников снабжены переключателями направления движения и вращения наружной трубы, которая установлена на внутренней трубе с возможностью вращения и ее верхний конец снабжен звездочкой, а нижний конец снабжен насадком в виде усеченного конуса и установленной над ней винтовой спиралью, а хвостовик втулки взаимодействует с переключателями электроприводов. 2. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что он снабжен установленными на каретке попарно опорами пробоотборных труб, а звездочки на концах наружных труб также попарно посредством бесконечной цепи взаимодействуют с электроприводом. 3. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что опоры пробоотборников выполнены в виде рамок с цапфами и застопорены относительно каретки предохранительными стопорами. 4. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что переключатель направления движения электроприводов выполнен в виде магнита, установленного на хвостовике втулки, и геркона, установленного на наружной поверхности внутренней трубы, электрически связанного с электроприводами и снабженного реле времени. 5. Пробоотборник по пп.1 и 3, отличающийся тем, что внутренняя труба выполнена из немагнитного материала. 6. Пробоотборник по пп.1 и 3, отличающийся тем, что винтовая спираль наружной трубы выполнена с шагом и скоростью вращения, соответствующими скорости опускания каретки с пробоотборниками и синхронного их погружения в насыпь.