Устройство для отбора проб из потока сыпучего материала Советский патент 1983 года по МПК G01N1/20 

Изобретение относится к отбору проб, в частности к устройствам для отбора проб преимущественно из пото ков сыпучего материала (в машинах, аппаратах, транспортных магистралях и т.п.), и может найти применение при исследовании и контроле процессов и оборудования химической, -пище вой и медицинской промышленности.. Известно устройство для отбора проб из потока сыпучего материала, содержащее цилиндрический корпус и установленный внутри него шток с дисками, причем, корпус и шток соеди нены между собой подвижно и имеют приводы их перемещения. Устройство монтируется s отверстии исследуемого аГрегата или участ ка трубопровода, и в поток сыпучего материала последовательно вводятся шток с дисками и корпус. Сыпучий ма териал, оказавшийся, таким образом заключенным в корпусе, крышками которого являются диски штока, составляет пробу, и после извлечения устройства из потока она извлекается через откидное днище корпуса С11 Недостатками устройства являются невозможность осуществления с его и пользованием пробоотбора раздельно, т.е. в различных участках по сечению потока, нарушение гранулсме.трического состава сыпучего материала за счет его неизбежного частичного разрушения при соударении со штоком (особенно это касается малопрочных материалов, например сырцовых гранул), а также относительная сложность конструкции, в частности, при вода. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст ройство для отбора проб из потока сыпучего материала, содержащее цилиндрический корпус с расположенньвл на различных уровнях по его высоте окнами и перегородками и кожух с окнами, по форме, размерам и распол жению соответствующими окнам корпус причем корпус концентрично установлен внутри кожуха и соединен с ним возможностью относительного перемещения. В этом устройстве корпус имеет возможность поворота относительно кожуха, обеспечивая,таким образом. coвмeщeниe и перекрытие их окон. (Гстройство вводится в исследуемый аррегат через отверстие в его стенке при закрытом положении окон корпуса, затем поворотом Корпуса осуществляется совмещение его окон с окнами кожуха, а после того, как необходимая проба отобрана, корпус поворачивают в исг одное положение окна закрываются, и ycTjpoBcTB с про (kjft извлекают 2. Данное устройство конструктивно просто и обеспечивает .раздельный отбор проб из различных зон исследуемого агрегата, однако обладает некоторыми недостаткгичи. Так как проесс отбора пробы занимает относительно большойпромежуток времени (введение и извлечение устройства, поворот корпуса), данное устройство неизбежно оказывает местно влияние на поведение (распределение} сыпучего материала в его потоке вблизи места пробоотбора и искажает поток: сыпучего материала, в отобранная проба неоднозначно ха- рактеризует исследуемый поток, имеет пониженную представительность. Кроме того, это устройство не : обеспечивает необходимой точности пробоотбора с целью исследования материальных потоков в агрегате, так как в нем представляет значительную трудность обеспечение отбора проб со строго фиксированным временем открытия окон корлуса. Отмеченные недостатки проявля:ются эбольшей мере при исследовании с помощью данного устройства высокоскоростных потоков (в высокоскоростных смесителях, грануляторах, измельчителях и т.п. агрегатах) в силу быстрого переполнения его корпуса и большого искажения характера потока сыпучего материала в месте введения в него устройства (измельчение материала, образование застойных зон и т.п.). Цель изобретения - повышение представительности и точности пробоотбора при исследова.нии преимущественно высокоскоростных потоков сыпучих материалов. Указанная цель достигается тем, Что устройство дляотбора проб из потока сыпучего материала, содержащее цилиндрический корпус с расположенными на различных уровнях по его высоте окнами и перегородками и кожух с окнами, по форме, pa3h4epaM ц расположению соответствукяцими окнам корпуса, причем кррпус кондентрично установлен внутри кожуха и соединен с ним с возможностью относительного перемещения, снабжено ударншй 1механизмоК1, установленным с возможностью взаимодействия с корпусе, а корпус снабжен балластным грузом и направляввдей втулкой, в которой он расположен вместе с кожухом, при этом корпус и кожух подпружинены, друг относительно друга в продольном направлении. ч корпус и кожух в верхней части 1 снабжены фланцами с направляющими пгшьцами и отверстиями, а соединяющие кррпус и кожух пружины между этими фланцами.

Ударный механизм выполнен в виде электромагнита с сердечником.

Такое техническое решение обеспечивает введение устройства в исследуемый поток сыпучего материала (так же как и его извлечение) с вы:сокой скоростью и кратковременное открытие окон корпуса на строго фиксированный промежуток времени.

На фиг.1 изображено устройство

в исходном положении, разрез; на фиг. - то же, в момент отбора пробы;, на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 при Закрытом положении окон корпуса; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2 при раскрытии корпуса на 180.

Устройство для отбора проб из потока сыпу«1его материала состоит из корпуса 1 с фланцем 2 и балластным грузом 3 в верхней части, кожуха 4 с фланцем 5 также в верхней чаети, направля1С1щей втулки б, с которой корпус 1 и кожух 4 контактируют своими фланцами 2 и 5 соответственно, и ударного механизма в виде укрепленного на направлякяаей втулке 6 электромагнита 7 с сердечником, 8, контактирующим через балластный груз 3 с.корпусом 1. Корпус 1 и кожух 4 выполнены с окнами 9 и 10 соответственно, одинаковыми по форме, размерам и расположению, а в корпу:се 1 между окнами 9 расположены перегородки 11, делящие его на отдельные камеры. Корпус 1 и кожух 4 соединены между.собой с возможностью относительного продольного перемещения и поворота. При этом в продольном направлении они взаимосвязаны посредством укрепленных на фланце 5 кожуха 4 направляющих пальцев (шпилек) 12, проходящих через отверстия, 13 во фланце 2 корпуса 1, на свободу ных концах которых установлены гайки 14. Для обеспечения возможности относительного поворота корпуса 1 и кожуха 4 и угловой фиксации их друг относительно друга во фланце 2 корпуса 1 выполнены дополнительные отверстия 15 для направлягацих пальцев 12. Между фланцами 2 и 5 корпуса 1 и кожуха 4 на направляющих пальцах 12 установлены пружины 16, а на корпусе 1 - ограничительное кольцо 17. Для удобства обслуживания втулка б выполнена в виде полого полуцилиндра с центральным углом более 200, а для взаимосвязи с корпусом 1 в нем имеется продольная прорезь 18, при этом во фланце 2 кор-

пуса 1 укреплен соответствующий направлякщий штифт 19, входящий в эту прорезь 18 втулки 6. Для фиксации корпуса 1 относительно направляющей втулки 6 в исходном и конечном положениях в ней установлен шариковый пружинный фиксатор 20, а во фланце 2

корпуса 1 выполнены соответствующие углубгления. Направляющая втулка б имеет фланец 21 с отверстиями 22 под винты 23 ее крепления к корпусу 24 исследуемого агрегата. Между фланцем 21 направляющей втулки б и корпусом 24 агрегата устанавливается эластичная прокладка 25 с центральным отверстием для введения устройства.

Устройство работает следующим об0разом..

Устройство устанавливается в исходном положении (фиг.1), и в заданный момент времени дается сигнал на электромагнит 7, он сраба- .

5 тывает и сердечник 8 производит удар по укрепленному на корпусе 1 балластному грузу 3. Под действием этого груза происходит расфиксация корпуса 1 и направляющей втулки б и он

0 быстро внедряется вместе с кожухом 4 (при закрытом положении окон 9) в исследуемый агрегат - исследуемый высокоскоростной поток сыпучего материала. По достижении фланцем 5

5 кожуха 4 стенки корпуса 24 ислвдуа «ого агрегата движение кожуха 4 прекращается, .в то время как корпус 1 под действиетл инерции балластного груза 3 продолжает движение, сжимая при

0 этом фланец 2 пружины 1б. Корпус I перемещается относительно корпуса 24, агрегата и неподвижного в этот момент кожуха 4 до упора фланцем 2 в ограничительное кольцо 17 (фиг.2).

5 Указанное конечное положение соответствует полному открытию окон 9 корпуса 1 (окна 9 и 10 корпуса 1 и кожуха 4 совпадают). После того,, как инерция балластного груда 3 погасит|СЯ, он с корпусом 1 под действием

0 ;пружин 16 начнет обратное движение до полного закрытия окон 9 корпуса 1. В указанный короткий, но фиксированный, однозначно определяемый силой . удараiсердечника, массой движущихся

5 частей устройства и жесткостью пружин промежуток време.ня и Происходит непосредственно отбор пробы из потока сыпучего материала. Объем регулируется изменением СИЛЕН уда0ра сердечника и степени раскрытия окон 9 корпуса 1. Фланец 2 корпуса при его дальнейшем движении за счет сообщенной пружинами 16 инерции балластному грузу 3 воздействует через

5 зпсрепленные на пальцах 12 гайки 14 на фланец 5 кожуха 4, обеспечивая и его обратное перемещение. В результате происходит отбрасыва11ие корпус 1 с кожухом 4 (при зак{Я:1Том положении

0 окон 9 корпуса 1) в исходное положение и его фиксация. В дальнейшем производится съем электромагнита 7, соединенного с направляющей втулкой посредством пружинных зажимов (не показано). Корпус 1 с кожухом 4 из5

влекаются из направляющей-втулки 6, их взаимным относительным перемещением совмещаются окна 9 и 10 и высьтается отобранная проба.

В результате предлагаемое устройство повьЕиает точность и представи тельность проводимого .опробования потоков сыпучих материалов/ увеличивает надежность и достоверность проводимого на основе такого обследования анализа процессов и агрегатов.

Для экспериментальной проверки работоспособности и определения показателей работы устройства для отбора проб сыпучего материала с ударным исполнительньлм механизмом оно было смонтировано на высокоскоростном грануляторе сыпучих материалов и для сравнения использовался отбор проб описанньм устройством и устройством, в котором демонтировались балластный груз и ударный механизм и управление прои 3 водилось вруч ную.

Результаты исследований приведены Ё таблице.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ ПОТОКА ШПУЧЕГО МАТЕРИАЛА,: содержащее цилиндрический корпус с расположенными на различных уровнях по его высоте окнами и перегородками и кожух с окнами, по форме, размерам и расположению соответствующими окнам корпуса, причем, корпус концентрично установлен внутри гсожу ха и соединен с ним с возможностью относительного перемещения, о т л и ,ч а Ю щ е ее я тем, что/ с целью пойьоиения представительности и точности пробоотбора при исследовании преимущественно высокоскоростных потоков сыпучих материалов, оно снабжено у дарным механизмом, установленным с йозможностью взаимодействия с корпусом, а kbpnyc снабжен балластным грузом и направляющей втулкой в которой он расположен вместе с кожухом, при этом корпус и кожух подпружинены друг относительно друга в продольном направлении. 2. Устройство по П.1, о т л и чаю щ е е с я тем, что корпус и кожух в верхней части снабжены фланцами с направляющими пальцами и О) -отверстиями, а соединяющие корпус и кожух пружины расположены между С этими фланцами. 3 Устройство по пп. Д и 2, отличающееся тем, что ударный механизм выполнен в виде злектррмагнита с сердечником.

С РУЧНЫМ управлением

180 1,318 1,603 0,980 1,215 1,290 1,281 23,4 90 1,005 0,910 0,842 0,704 0,650 0,822 22,5 Проведенные исследования показывают, что Пробы материала отбираются из гранулятора с достаточно высокой точностью при хорошей сопоставимости результатов в случае использования разработанного устройства с ударньв4 исполнительным механизмом, с другой стороны при использовании устройства с ручным управлением имее место значительный разброс и нестёбильность пвлучавмых результатов. Таким ое5разом, предлагаемое устройство для отбора проб сыпучего материала с ударным исполнительнь л механизмом обеспечивает.более высокую точность, надежность и предварительность проводимых с его использованием исследований и может прщеняться для определения характера материальных потоков в высокопроизводительных агрегатах, перерабатывающих сыпучие материалы.

фаг.1

/5

фуг. J

сриг

фиг. 5