УСТРОЙСТВО ПРОБООТБИРАЮЩЕЕ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2006 года по МПК G01N1/20 

Изобретение относится к области автоматизации отбора проб сыпучих материалов (сырьевой муки, цемента и т.д.) из материалопроводов со свободно падающим потоком и используется в автоматизированных системах аналитического контроля состава и свойства этих материалов и при их лабораторном анализе.

Известно устройство для отбора проб сыпучего материла из свободно падающего потока, которое содержит корпус с выходными и входными отверстиями, установленную в нем на валу пробоотборную крыльчатку с лопатками и патрубок вывода проб из корпуса (см. а.с. СССР № 1555642, кл. G 01 N 1/20, 1990).

Недостатком устройства является его сложность, громоздкость, наличие в нем двух колес с лопатками, установленных осью перпендикулярно направлению потока материала, трех валов, конических шестерен и винта. Устройство не обладает надежностью отбора проб.

Известен аппарат для отбора проб из свободно падающего потока сыпучего материала, содержащего корпус с входным и выходным отверстиями и пробоотборную крыльчатку с лопатками, установленную в корпусе на пустотелом валу для прохода через его полость отбираемой пробы, при этом лопатки установлены винтообразно и ориентированы своими полостями под острый угол к направлению потока сыпучего материала, причем в валу выполнены отверстия для сообщения с трубопроводом для отбора пробы (см. патент РФ № 2118812, кл. G 01 N 1/20, 1993).

Недостатком известного аппарата является то, что устройство не предназначено для отбора проб влагосодержащих сыпучих материалов (цемент, гипс) и не обладает надежностью отбора проб.

Известно устройство для отбора проб сыпучих материалов, содержащее устройство пробоотбирающее с пневматическим и электрическим приводом, содержащее пневмоцилиндр, где на конце штока находится пробозаборник, который представляет емкость без дна, роль которого выполняет стенка направляющей трубы. Вертикальное положение обеспечивается штифтами, расположенными в пазу трубы. На конце трубы паз переходит к щель. Воздух попадает в левую полость трубы. Правая полость трубы соединена с атмосферой. Поршень штоком перемещает пробоотборник по трубе с щели. Лобовой частью стенки пробозаборник сбрасывает в течку материал, попавший в трубу. При обратном ходе пробозаборник совмещается с отверстием в трубе. Задняя стенка пробозаборника ударяется об ударник, и проба высыпается в кружку (см. Министерство промышленности строительных материалов СССР. Пробоотборник ПСС-3. Главвостокцемент и ВНПО "Союзавтоматстром").

Недостатками существующего пробоотборника является то, что он не обеспечивает в тяжелых производственных условиях (большие колебания температур, неоднородность, влажность и т.д. материалов) равномерность и однородность отбора проб материала, оперативную информацию о работе пробоотборника, достаточную безопасность обслуживающего персонала.

Известно устройство для отбора средних проб сыпучих материалов в потоке, включающее пробоотборник, выполненный в виде трубы с несколькими продольными прорезями, размещенный в нем шнек и привод с редуктором, при этом устройство снабжено смесителем - делителем, соединенным с трубой пробоотборника, накопительной емкостью (см. патент РФ № 1422072, кл. G 01 N 1/20, 1987, прототип).

Недостаток устройства в том, что оно предназначено для дискретного отбора проб и не предназначено для отбора проб влажных сыпучих материалов. Излишки зерна надо транспортировать в поток. Требуется вентилятор. Загрузка идет только с вертикального потока. Сложность и ненадежность конструкции. Не обеспечивает безопасность. Наличие посторонних включений приводит к аварийным ситуациям.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и безопасного, качественного отбора проб.

Поставленная задача решается тем, что устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов, включающее пробоотборник в виде трубы с прорезью, размещенный в нем шнек с приводом и редуктором и накопительную емкость, имеет пробоотборник, который выполнен в виде корпуса, на который накручивается насадка с верхним загрузочным пазом, позволяющая перемещать загрузочный паз в пределах 45 градусов во фронтальной плоскости, обеспечивая перпендикулярность подачи и поворот, а также устойчивое поступление и транспортирование материала в стакан. При этом в насадке выполнен нижний разгрузочный паз, который имеет большую длину, сдвинутую в сторону безвитковой части шнека, а шнек выполнен с уменьшенным количеством витков в пробозаборной части для исключения тромбования и попадания неоднородного материала в пробоотборник. Реверсивный шнек создает сепарацию поступающего материала по удельному весу. Наличие различных включений приводит к авариям. Нижний разгрузочный паз снабжен заслонкой, которая дает возможность регулировать его размеры и производительность отбора проб. Выключатели путевые снабжены колесиками, которые поджимают полозья стакана и исключают работу пробоотборника в отсутствии стакана. Кроме того, устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов, содержащее пробоотборник, включает в себя и блок управления, который разработан специально под цемент, сырьевую муку и гипс, и обеспечивает отбор проб для лабораторного анализа, исходя их технологической карты производства. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов позволяет регулировать насадкой положение загрузочного паза относительно направления движения потока материала в разгрузочной течке. Уменьшенное количество витков на реверсивном шнеке в пробозаборной части насадки позволяет исключить попадание неоднородного материала с различной гравитационной силой, так как происходит сепарация подаваемого материала по удельному весу по удалению включений, превышающих удельный вес отбираемой пробы (удаление металлических включений, которые повреждают корпус). Устройство отличается широким диапазоном регулирования объема подаваемого материала, временем отбора пробы со световой и звуковой сигнализацией, а также прекращением подачи пробы при отсутствии стакана пробоотборника.

Устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов удерживает в тяжелых производственных условиях большие колебания минусовых и плюсовых температур, неоднородность и влажность материала, а также обеспечивает равномерность и однородность отбора проб материала и низкую вибростойкость, оперативную информацию о работе пробоотборника, а также безопасность обслуживающего персонала.

Анализ известных технических решений в исследуемой области, то есть автоматизации отбора проб сыпучих материалов в том числе и быстросхватывающихся (сырьевая мука, цемент, гипс), и других областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве пробооотбирающем для отбора проб сыпучих материалов и признать, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.

На фиг.2 - вид сбоку, вид Б.

На фиг.3 - вид сверху.

На фиг.4 - охладитель и вид А.

Устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов состоит из двух блоков: пробоотборника и блока управления, электрически соединенных между собой. Пробоотборник состоит из корпуса 1, насадки 2, верхнего паза 3, нижнего паза 4, разгрузочной течки 5, фиксирующей контргайки 6, заслонки 7, которая крепится винтами 8, стакана 9 с загнутыми боковыми стенками, крышки стакана 10, полозьев 11 - загнутые боковые стенки стакана 9 (фиг.2), которые поднимают колесики 12 (фиг.2), включателей путевых 13 (фиг.2), планки корпуса 14, стопора 15, реверсивного шнека 16, передний конец которого опирается на втулку переднюю 17, а другой конец его опирается на втулку заднюю 18, являющуюся опорной для вала 19, редуктора 20 (фиг.2), электродвигателя 21 и охладителя 22 (фиг.4), блока управления 23 (не чертеже не обозначен), штифта 24, запорного кольца 25, фланца корпуса 26, кронштейна 27, хомута 28, фланца 29 разгрузочной течки 5, оси стопора 30.

Блок управления 23 выполнен в виде подвесного ящика (на чертеже не обозначен), где размещены электрические элементы, схемы управления, разработанные под пробоотборник. Тракт подачи пробоотборника - это реверсивный шнек 16 в насадке 2. Разгрузочная течка - это ограниченное пространство в виде трубы, по которому поток материала (сырьевая мука, цемент, гипс и др.) выходит по завершению технологического процесса.

Пробоотборник монтируется следующим образом: он фиксируется в рабочем положении к фланцу 29, который приваривается к стенке разгрузочной течки 5. Уплотнение места ввода пробоотборника с фланцем 29 осуществляется прокладкой резиновой или асбестовой в зависимости от температуры отбираемого материала. Из потока материала, проходящего в разгрузочной течке 5, отбираются разовые пробы, которые накапливаются в сборнике проб - стакане 9. В качестве сборника проб может использоваться емкость, входящая в комплект пробоотборника - стакан 9.

На корпус 1 пробоотборника накручивается насадка 2, дающая возможность регулировать положение верхнего паза 3 в разгрузочной течке 5 относительно направления движения потока. Конструкция насадки 2 с верхним загрузочным пазом 3 позволяет перемещать загрузочный паз 3 в пределах 45 градусов во фронтальной плоскости, обеспечивая устойчивое поступление и транспортирование материала в стакан 9. После установки верхнего паза 3 в нужном положении насадка 2 фиксируется контргайкой 6, навинченной на резьбовую часть корпуса 1. Размер нижнего паза 4 насадки 2 по сравнению с верхнем пазом 3 увеличен и сдвинут в сторону безвитковой части реверсивного шнека 16, исключающей попадание неоднородного материала с различной гравитационной силой в тракт подачи, а также очистки пробоотборника после взятия пробы при реверсивной работе электродвигателя 21. Нижний паз 4 регулируется заслонкой 7 в зависимости от величины необходимого объема материала, отбираемого на пробу в единицу времени. Заслонка 7 крепится двумя винтами 8, которые служат для нее направляющими при регулировании размера нижнего паза 4.

В комплект пробоотборника входят два стакана 9 для поочередной замены. Для установки стакана 9 необходимо вращательным движением вокруг оси 30 откинуть стопор 15, навесить стакан 9 с загнутыми боковыми стенками на крышку 10, при этом полозья 11 - загнутые боковые станки стакана 9 (фиг.2) поджимают колесики 12 (фиг.2) выключателей путевых 13 (фиг.2), крепящихся винтами к планкам 14 (фиг.1) корпуса 1.

Путевые выключатели 13 исключают работу пробоотборника при отсутствии стакана 9 для отбора проб.

Стопор 15 исключает возможность сброса стакана 9 с крышки 10 при вибрации.

В корпусе 1 насадки 2 расположен реверсивный шнек 16, соединенный с электродвигателем 21 штифтом 24, который фиксируется запорным кольцом 25. Передним концом реверсивный шнек 16 опирается на втулку переднюю 17, впрессованную в насадку 2. Другой конец реверсивного шнека 16 опирается на втулку заднюю 18, являющуюся и опорной для вала 19, редуктора 20, электродвигателя 21. Реверсивный шнек 16, опираясь на втулку 17, 18, при вращении скользит по ним как по подшипникам.

Электродвигатель 21 крепится с втулкой задней 18 к фланцу 26 корпуса 1 пробоотборника.

Для установки пробоотборника в разгрузочной течке 5 делается отверстие и приваривается фланец 26 со шпильками.

Пробоотборник вставляется в разгрузочную течку 5 до упора, надевая фланец - корпуса 26 на шпильку и фиксируется гайкой (на чертеже не обозначено). Между фланцами - корпуса 26 ставится прокладка. При использовании пробоотборника при высоких температурах прокладка изготавливается из картона асбестового.

К корпусу 1 приваривается (по месту) кронштейн 27 для опоры электродвигателя 21. Крепление электродвигателя 21 к кронштейну 27 производится хомутом 28 с резиновыми прокладками. Пазы хомута 28 надеваются на проушины электродвигателя 21, фиксируя его на кронштейне 27.

При работе электродвигателя 21 в условиях высокой температуры и напряженном режиме (при увеличении объема отбираемого материала на пробу и частоты включаемого электродвигателя) предусмотрен охладитель 22 (фиг.4), состоящий из двух боковин (не обозначен), охватывающий цилиндрическую поверхность электродвигателя 21. Боковины соединяются винтами. Между электродвигателем 21 и боковинами наносится кремнеорганическая паста теплопроводная.

Блок управления представляет собой ящик навесного исполнения, где размещены электрические элементы схемы управления: электродвигатели постоянного тока 24 В, понижающий трансформатор, выпрямители, автоматические выключатели, реле времени, реле промежуточные, сигнальные лампы и ключи управления (не обозначены).

Блок управления разработан под технологию производства цемента, гипса и обеспечивает отбор проб для лабораторного анализа, исходя из технологической карты производства.

При включении пробоотборника включается электродвигатель, вращая реверсивный шнек вперед. При этом происходит очистка тракта подачи пробоотборника от материала предыдущей пробы и других посторонних включений и выброс их в разгрузочную течку. При появлении посторонних включений в тракте подачи пробоотборника реверсивный шнек затормаживается, и электродвигатель автоматически выключается.

После завершения очистки происходит включение пускателя электродвигателя и шнек реверсируется, начинается загрузка стакана 9 новой свежей пробой. Время загрузки материала определяет реле времени. После заполнения стакана 9 отключается подача пробы.

Если никто не пришел за пробой, то включается звуковой и световой сигналы и передаются в лабораторию. Схема отключается после удаления стакана. При замене наполненного стакана пустым схема автоматически включается в работу.

Изобретение относится к области автоматизации отбора проб сыпучих материалов, например сырьевой муки, цемента и т.д. из материалопроводов со свободно падающим потоком и используется в автоматизированных системах аналитического контроля состава и свойства этих материалов и при их лабораторном анализе. Устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов включает пробоотборник в виде трубы с прорезью, размещенный в нем шнек с приводом и редуктором и накопительную емкость. Пробоотборник выполнен в виде корпуса, на который накручивается насадка с верхним загрузочным пазом, дающая возможность регулировать положение его в пределах 45°. В насадке выполнен нижний разгрузочный паз, который имеет большую длину, сдвинутую в сторону безвитковой части реверсивного шнека, где реверсивный шнек выполнен с уменьшенным количеством витков в пробозаборной части для исключения попадания неоднородного материала с разной гравитационной силой. Нижний разгрузочный паз снабжен заслонкой, которая регулирует его размеры. Накопительная емкость выполнена в виде стакана с загнутыми боковыми стенками - полозьями. Включатели путевые снабжены колесиками, которые поджимаются полозьями стакана и исключают работу пробоотборника в его отсутствии. Блок управления выполнен в виде подвесного ящика, где размещены электрические элементы и схемы управления. Устройство обладает высокой надежностью, безопасно в работе и позволяет отбирать представительные пробы. 4 ил.

Устройство пробоотбирающее для отбора проб сыпучих материалов, включающее пробоотборник в виде трубы с прорезью, размещенный в нем шнек с приводом и редуктором, накопительную емкость, отличающееся тем, что пробоотборник выполнен виде корпуса, на который накручивается насадка с верхним загрузочным пазом, дающая возможность регулировать положение его в пределах 45^°, при этом в насадке выполнен нижний разгрузочный паз, который имеет большую длину, сдвинутую в сторону безвитковой части реверсивного шнека, где реверсивный шнек выполнен с уменьшенным количеством витков в пробозаборной части для исключения попадания неоднородного материала с разной гравитационной силой, кроме того, нижний разгрузочный паз снабжен заслонкой, которая регулирует его размеры, а накопительная емкость выполнена в виде стакана с загнутыми боковыми стенками-полозьями, между тем включатели путевые снабжены колесиками, которые поджимаются полозьями стакана и исключают работу пробоотборника в его отсутствие, а блок управления выполнен в виде подвесного ящика, где размещены электрические элементы и схемы управления.