АППАРАТ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ СВОБОДНО ПАДАЮЩЕГО ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1998 года по МПК G01N1/20 

Изобретение относится к устройствам автоматизации отбора проб сыпучего материала и может быть использовано на хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях, в частности при загрузке зерна в силосы элеваторов и железнодорожные вагоны, (зерновозы), а также и в других отраслях народного хозяйства, перерабатывающих сыпучие материала.

Из описания к авторскому свидетельству N 199502 кл. G 01 N 1/20, 1967, известно устройство для отбора проб сыпучего материала при его обводном падении, включающее наклонный корпус, в котором установлен патрубок отвода пробы и вращающийся на оси пробоотборник с приемной прорезью.

Недостатками этого устройства является то, что пробоотборник требует привода для его вращения и дополнительных энергозатрат. Пробоотборник, выполненный в виде огромной по размеру корпуса тарелки, установленной полностью в корпусе в потоке материала, тормозит - мешает перемещению материала, требует увеличения размеров устройства, а разрежение, создаваемое потоком материала в зоне открыто осыпающейся пробы в патрубок, выносит из пробы мелкие и пылевидные частицы пробы, снижается ее достоверность.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для отбора проб сыпучего материала из свободно падающего потока (см. авторское свидетельство N 1555642 кл. G 01 N 1/20, 1990).

Устройство содержит корпус с входным и выходным отверстиями, установленную в нем на валу пробоотборную крыльчатку с лопатками и патрубок вывода пробы из корпуса. Это устройство и принято за прототип.

Недостатком прототипа является то, что устройство сложно, громоздко из-за наличия в нем двух колес с лопатками, установленных осью перпендикулярно направлению потока материала, трех валов, конических шестерен и винта тормозного колеса.

Устройство не может быть использовано в наклонных самотеках, например, головок норий, т. к. при этом не и включается осыпание обезличенного материала в пробу или при обратном наклоне корпуса - ссыпание пробы в обезличенный материал. Даже в вертикальном положении корпуса не исключается попадание обезличенного материала в пробу. То есть, устройство не обладает надежностью отбора пробы.

Устройство не обеспечивает получение достоверной представительной пробы, т. к. создаваемое потоком материала разрежение в корпусе, в частности в полости выгрузки пробы из кювета и свободного ее падения к патрубку отвода пробы, выносит ее мелкие и пылевидные частицы.

Поперечное расположение вала и лопаток пробоотборной крыльчатки и относительно корпуса и направления потока сыпучего материала, налиначе механизма торможения пробоотборной крыльчатки снижает надежность работы устройства, т. к. лопатки, замедляя ход при торможении, создают условия попадания обезличенного материала в пробу.

Кроме того, поперечное расположение вала делает устройство очень громоздким и трудноприменимым на трубопроводах норий.

Несмотря на множество аналогов пробоотборников, например, при загрузке зерна в силосы элеваторов, железнодорожные вагоны, зерновозы посредством норий из-за громоздкости и несовершенства устройства, их ненадежности, отбор проб, как правило, производят вручную ковшом несвоевременно, и такие пробы естественно не могут отражать качество контролируемого материла.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение достоверности, представительности пробы и повышения надежности работы.

Эта цель достигается тем, что в предложенном аппарате, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, установленную в нем на валу пробоотборную крыльчатку с лопастями, вал пробоотборной крыльчатки выполнен пустотелым с возможностью закрытого прохода через его полость отбираемой пробы и установки в корпусе осью в направлении потока сыпучего материала, а лопатки крыльчатки установлены винтообразно и ориентированы плоскостями под острым углом к направлению потока материала, причем пробоотборная лопатка выполнена пустотелой с открытой торцевой кромкой для приема пробы и полость лопатки посредством отверстий вала сообщается с (патрубком) трубопроводом отвода пробы.

Кроме того, в корпусе, где крыльчатка не взаимодействует с падающим материалом, выполнено окно, закрываемое воздухопроницаемой ситовой тканью.

А патрубок-трубопровод отвода пробы снабжен делителем с с перекидным управляемым клапаном и патрубками отвода пробы и излишка отобранного материала для пробы в канал нории в обезличенный материал.

В полости пробоотборной лопатки установлена параболическая вставка.

Положительный эффект отличительных признаков заключается в следующем. Например, винтообразная установка лопаток крыльчатки в аппарате и ориентирование их плоскости под острым углом к направлению потока сыпучего материала снижает травмирование материала, обеспечивает беспроводное вращение крыльчатки и вала потоком материала, надежный отбор проб пересечением открытой кромкой пробоотборной лопатки потока сыпучего материала, позволяет вал и крыльчатку устанавливать осью в направлении потока сыпучего материала и в несколько раз уменьшить размеры конструкции аппарата, устанавливать аппарат в наклонных трубопроводах в ограниченном пространстве непосредственно у головки нории и здесь же производить отбор проб.

Выполнение вала и установленный на нем пробоотборной крыльчатки пустотелыми, их наклонная установка осью в направлении потока материала дает возможность выводить отобранную пробу из корпуса самотеком, не россыпью как в прототипе, а в закрытом состоянии и надежно обеспечить достоверность пробы.

А выполнение в корпусе, где лопатки не взаимодействуют с потоком падающего материала, окна, закрываемого воздухопроницаемой ситовой тканью, исключает разрежение и вынос потоком материала мелких и пылевидных частиц из пробы.

Снабжение отводящего пробу трубопровода делителем пробы с перекидным управляемым клапаном, связь делителя пробы с корпусом нории позволяет отбирать пробу заданной массы, а излишки отобранного материала самотеком возвращать в канал нории в обезличенный материал, без дополнительных (трудозатрат) затрат.

Установка в полости пробоотборной лопатки параболической вставки снижает травмирование материала, позволяет использовать аппарат для отбора проб из вертикально падающих потоков.

Оснащение, например, в больших нориях крыльчатки цилиндрическим кольцом и подвижная установка на нем дополнительных лопаток повышает надежность вращения крыльчатки и дает возможность регулирования угла атаки лопатки потоком материала, частоты вращения крыльчатки и количества отбираемого для пробы материала.

Наличие этих признаков их взаимосвязь указывают на то, что изобретение обладает и новизной имеет изобретательский уровень, его простота потребность на каждом элеваторе найдет широкое применение в народном хозяйстве.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен вариант аппарата в разрезе по оси установленного на наклонном трубопроводе нории; на фиг. 2 изображен второй вариант аппарата также в разрезе по оси; на фиг. 3, 4 изображены крыльчатки в разрезе по А-А на фиг. 1; на фиг. 5 изображена крыльчатка, вид А.

Аппарат для отбора проб из свободнопадающего потока сыпучего материала состоит из корпуса 1 с входным и выходным отверстиями и установленной в нем на валу 2 пробоотборной крыльчатки с лопатками 3 с возможностью вращения от падающего потока сыпучего материала. Корпус снабжен фланцами 4 и устанавливается ими в виде вставки на наклонном трубопроводе 5 нории, транспортирующем сыпучий материал, например при загрузке силосов элеваторов.

Вал 2 крыльчатки выполнен пустотелым, установлен в корпусе осью в направлении потока материала вращательного и опирается на подшипниковые опоры 6, а лопатки 3 крыльчатки установлены винтообразно и ориентированы плоскостями 7 к потоку материала под острым углом.

Пробоотборная лопатка 8 выполнена пустотелой с открытой торцевой кромкой 9 для приема пробы и полостью 10 сообщается через радиальное отверстие 11 вала с его плоскостью 12. Полость вала сообщается с трубопроводом 13 отвода пробы (фиг. 2), а на фиг. 1 этот трубопровод сообщается с полостью вала посредством радиальных отверстий 14. Такой вариант выполнения отвода пробы предусматривается в аппаратах на трубопроводах материала больших норий. Кроме того, в полости пробоотборной лопатки установлена параболическая вставка 15 (фиг. 2).

Трубопровод отвода пробы (фиг. 1) снабжен делителем 16 пробы с перекидным управляемым клапаном 17, патрубком 18 отвода пробы и патрубком 19, подключенным к рукаву или трубопроводу нории, обеспечивающим отвод излишка материала в обезличенный материал (фиг. 1).

В корпусе 1 выполнено окно 20, закрываемое воздухопроницаемой ситовой тканью.

В аппаратах для больших размеров трубопроводов норий (фиг. 4) т.е. рукавов транспортных средств, пробоотборная крыльчатка, где концы лопаток расходятся более чем на толщину слоя падающего потока материала, снабжена цилиндрическим кольцом 21, на котором с возможностью поворота устанавливаются винтообразно дополнительные лопатки 22.

Конструкция аппарата позволяет согласно техническим условиям задавать массу отбираемой пробы соответственно массе загружаемого материала за счет изменения угла атаки лопатки падающим материалом и скорости вращения крыльчатки, за счет количества на крыльчатке пробоотборных лопаток и за счет изделия делителя на трубопроводе отвода пробы.

Отбор проб осуществляется следующим образом. При включении нории на загрузку силоса элеватора или железнодорожного вагона, например, зерном его поток устремляется по наклонному трубопроводу 5 в входные отверстия корпуса 1 аппарата. Скользяще проходя между лопаток 3 и 8, массой и кинетической энергией вращает крыльчатку с валом. При этом пробоотборная лопатка 8 открытой торцевой кромкой 9 пересекает поток падающего материала, который также как и другие перемещает лопатку и одновременно через открытую торцевую кромку проникает в полость 10 лопатки и является исходным материалом для пробы.

Далее лопатка 8 вместе с материалом, перемещаясь в противоположную, в данном случае, верхнюю точку описываемой ею окружности через радиальное отверстие 11 вала (фиг. 1), опорожняется в его полость 12. Поскольку вал расположен наклонно и вращается материал пробы через его выходные отверстия стекает в трубопровод 13 и делитель 16.

Поступив в делитель, материал посредством управляемого клапана 17 и патрубков 18 и 19 отвода непосредственно пробы и отвода излишка материала делится, если это необходимо, на поток непосредственно пробы заданной массы и поток излишка материала, направляемого патрубком 19 в канал нории или в трубопровод 5 в обезличенный материал.

Делитель позволяет также путем переключения клапана в крайние положения весь поступивший в него материал, при периодическом отборе пробы направлять в обезличенный материал либо в патрубок отвода пробы.

Создаваемое в корпусе непрерывным потоком материала разрежение снимается - нейтрализуется поступлением атмосферного воздуха через окно 2.

Предлагаемый аппарат конструктивно проще и позволяет полностью автоматизировать процесс отбора проб, более чем вдвое сократить его размеры, материалоемкость по сравнению с аналогами, за счет выполнения вала, пробоотборной лопатки пустотелыми и установки аппарата вала осью в направлении потока сыпучего материала. Аппарат за счет возможности отбора пробы и вывода ее из корпуса в закрытом состоянии, снижения в нем разреженности надежно обеспечивает достоверность пробы, исключаются при этом и энергозатраты.

Эффективность в денежном выражении на единицу составляет 50 тыс.рублей в год. А при предлагаемом изготовлении и использовании аппарата в количестве 1000 штук экономический эффект составит 50 млн. рублей в год.

Аппарат для отбора проб содержит корпус с входным и выходным отверстиями и установленную в корпусе на пустотелом валу для прохода через его полость отбираемой пробы пробоотборную крыльчатку с лопатками, одна из которых выполнена пустотелой с открытой торцевой кромкой для входа пробы в ее полость и сообщающейся с пустотелым валом и трубопроводом для отвода пробы. Вал установлен в корпусе в напавлении потока сыпучего материала. Лопатки крыльчатки установлены винтообразно и орирентированы своими плоскостями под острым углом к направлению потока сыпучего материала. На валу выполнены отверстия для сообщения с трубопроводом для отвода пробы. В корпусе выполнено окно, закрываемое воздухопроницаемой ситовой тканью. Трубопровод для отвода пробы снабжен делителем пробы с перекидным управляемым клапаном, патрубком для отвода пробы и патрубком, сообщающимися с транспортным рукавом или трубопроводом для отвода излишка материала пробы в обезличенный материал. В полости пустотелой лопатки установлена параболическая вставка. Пробоотборная крыльчатка снабжена цилиндрическим кольцом, на котором с возможностью поворота смонтированы дополнительные лопатки. Аппарат конструктивно прост, позволяет полностью автоматизировать процесс отбора проб, имеет низкую материалоемкость, позволяет получать достоверные пробы. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Аппарат для отбора проб из свободнопадающего потока сыпучего материла, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и установленную в корпусе на пустотелом валу для прохода через его полость отбираемой пробы пробоотборную крыльчатку с лопатками, одна из которых выполнена пустотелой с открытой торцевой кромкой для входа пробы в ее полость и сообщающейся с пустотелым валом и трубопроводом для отвода пробы, отличающийся тем, что вал установлен в корпусе в направлении потока сыпучего материала, лопатки установлены винтообразно и ориентированы своими плоскостями под острым углом к направлению потока сыпучего материала, а в валу выполнены отверстия для сообщения с трубопроводом для отвода пробы. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в корпусе выполнено окно, закрываемое воздухопроницаемой ситовой тканью. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что трубопровод для отвода пробы снабжен делителем пробы с перекидным управляемым клапаном, патрубком для отвода пробы и патрубком, сообщающимся с транспортным рукавом или трубопроводом для отвода излишка материала пробы в обезличенный материал. 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в полости пустотелой лопатки установлена параболическая вставка. 5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что пробоотборная крыльчатка снабжена цилиндрическим кольцом, на котором с возможностью поворота смонтированы дополнительные лопатки.