Устройство отбора проб из потока сыпучего материала Советский патент 1991 года по МПК G01N1/20 

Иэобретение относится к устройствам фракций отбора проб сыпучих грузов и может быть использовано при отборе в экспрессном ситовом анализе проб сыпучего груза, например, перегружаемого с конвейера на конвейер, на дробильно-сортировочных и обогатительных фабриках.

Цель изобретения - обеспечение эк- спрессности анализа и снижение его трудоемкости.

На фиг. I изображено устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство (пробоотборник) ростоит из установленного в течке I шибера 2 с возможностью его отклонения вокруг шарнира ) в вертикальной плоскости. В течке 1 над шарниром 3 установлен

защитный козырек 4. Противоположная стенка течки 1 выполнена с окном 5. Причем минимальный просвет 6 между нижней кромкой 7 окна 5 и кромкой шибера 2 принят больше, максимального размера куска груза, транспортируемого через течку 1 на следующий транст портньй или технологический аппарат, например, на конвейер 8 с направляющими бортами 9.

К окну 5 с зазором 10 примыкает со стороны своего меньшего диаметра барабан 12, выполненный в виде усеченного конуса с перфорацией I I. Причем нижняя кромка 13 барабана 12 со стороны меньшего диаметра расположена ниже кромки 7 окна 5 течки 1, а барабан 1 2 со стороны его большего диаметра снабоto

U

со

жен фланцем 14. Последний по своему периметру болтами 15 соединен с наружным кольцом 16 крестовины 17, выполненной из уголков 18, обращенных в сторону барабана 12, который выполнен самонесущим.

По оси 19 барабана 12 к крестовине 17 со стороны, противоположной барабану 12, прикреплена (приварена) круговая плита 20, которая болтами 21 соединена с фланцем 22 вала 23, установленного в подшипниках 24. Последние болтами 25 закреплены на опорной раме 26, На втором конце вала 23 закреплен блок (шкив) 27 гибкой (например, ременной) передачей 28, кинематически связывающей вал 23 с приводом (не показан).

Наружное кольцо 16 крестовины 17 и круговая плита 20 с фланцем 22 такого же диаметра образуют кольцевой просвет 29 в торцовой части барабана 12 со стороны его большего диаметра. Со стороны меньшего диаметра ба- рабан 12 полностью открыт.

Под барабаном 12 симметрично относительно разгрузочной кромки 30 барабана 12 и с зазором 31 установлены два зеркально выполненных контейнера 32 и 33. Причем размеры контейнеров 32 и 33 по длине и ширине выбраны из условия перекрывания контейнером 32 в плане барабана 12. Днище контейнеров 32 и 33 выполнено в виде пересекающихся под углом о( 90° стенок 34 и 35. При этом острый угол оЈ принят симметричным относительно вертикали для обоих контейнеров 32 и 33. Нижняя часть 36 внутренних стенок 35 выполнена откидной с возможностью поворота вокруг шарнира 37 и фиксации в закрытом положении защелкой 38.

Контейнеры 32 и 33 соединены между собой коромыслом 39 с треугольной выемкой 40 в средней части коромысла 39 с возможностью опирания этой выемкой на ребро треугольной призмы 41. Последняя установлена с возможностью смещения вдоль оси 19 барабана 12 по раме 42 и фиксации на ней (например, установочными винтами). Концы коромысла выполнены с винтовыми нарезками 43 и 44 и установленными на них утяжелен ными гайками 45 и 46 одинаковой массы (фиксированной) с возможностью их перемещения по винтовых нарезках 43 и 44.

to

15

20

1

25

45

50 с3н-55

624310&

Длины винтовых нарезок 43 и 44 и коромысла 39 выбираются с учетом массы представительной пробы груза. Поэтому концы коромысла с винтовыми нарезками 43 и 44 могут даже выходить за пределы наружных стенок 34 контейнеров 32 и 33. На подвесной раме 42 с помощью кронштейнов 47 и 48 установлены фиксирующие винты 49 и 50 с возможностью их взаимодействия со стенкой 34 контейнеров 32 и 33..

Пробоотборник работает следующим образом.

После монтажа пробоотборника через барабан 12 предварительно пропускаются пробы (контрольные) с рассевом груза на две фракции и заполнением ими контейнеров 32 и 33. Смещением треугольной призмы 41 вдоль рамы 42 добиваются центрального относительно углов oi размещения фракции груза в контейнерах 32 и 33. После этого призма 41 фиксируется в найденном положении. После выпуска пробных фракций путем открытия защелок 38 и от- кидания стенок 36 и возвращения их в исходное положение после опорожнения контейнеров 32 и 33 винты 49 и 50 расстопориваются путем их частичного вывинчивания из кронштейнов 47 я 48. Благодаря этому коромысло 39 с контейнерами 32 и 33 может свободно поворачиваться относительно опорной кромки треугольной призмы 41. Соответствующим поворотом гаек 45 и 46 с их смещением по винтовым нарезкам 43 и 44 добиваются равновесного состояния порожних контейнеров 32 и 33. На нарезках 43 и 44 наносится соответствующая нулевому положению метка (маркировка), После этого контейнеры 32 и 33 снова фиксируются винтами 49 и 50.

При необходимости взятия пробы транспортируемого груза и его ситового анализа (и последующего химического анализа), шиб.ер 2 в течке 1 поворачивается вокруг шарнира 3 в поло30

35

40

жение, показанное на фиг. 1. Шибер 2 находится в этом положении в течение времени, определяемого в зависимости от производительности грузопотока и объема представительной пробы.

Одновременно с включением шибера 2 или заранее включается привод барабана 12. Крутящий момент от гибкой передачи 28 через блок 27 передается на вал 23, а от него через фланец 22

516

и круговую плиту 20 - на крестовину 17, которая жестко соединена с фланцем 14 барабана 12. При вращении кон- сольно закрепленного на валу 23 перфорированного конического барабана скаты- ваюшийся с шибера 2 и поступающий во внутреннюю полость барабана 12 груз, продвигаясь по наклонной перфорированной поверхности барабана 12, рас- сортировывает ся на две фракции. Мел- кая фракция (применительно к данному случаю 0-25 мм), проваливаясь через отверстие II в барабане 12, попадает в контейнер 32, скатываясь к его цен- тральной части (по длине) и собираясь в зоне вершины угла р/, между стенками ЗА и 36.

Крупная фракция (применительно к данному случаю 25-60 мм) через коль- ценой просвет 29 барабана 12 разгружается в контейнер 33 и, скатываясь по стенкам 35 и 36, скапливается в средней части контейнера 33 в зоне вершины угла.

После полного освобождения полости барабана 12 от пробы груза, привод пробоотборника отключается и барабан 12 останавливается. Фиксирующие винты 49 и 50 отводятся от стенок 34 контейнеров 32 и 33.

Далее вращением гаек 45 и 46 по винтовым нарезкам 43 и 44, смещением их в соответствующие стороны, добиваются нового равновесного положения контейнеров 32 и 33, соответствующего горизонтальному расположению коромысла 39 Новые положения гаек 45 и 46 фиксируются.

После этого берется с одного из

контейнеров, например, из контейнера 32, часть пробы для химического анализа (обычно она составляет не более 1 кг). Затем открывается защелка 38, нижняя часть 36 внутренней стенки 35 под действием собственного веса и веса пробы откидывается, поворачиваясь вокруг шарнира 37, и проба, находящаяся в контейнере 32, возвращается в технологический процесс, перегружа- ясь на конвейер 8, Стенку 36 возвращают на прежнее место, фиксируя ее защелкой 38.

После этого снимают (свинчивают) с резьбы 44 гайку 46, а контейнер 33 с оставшейся частью пробы снова уравновешивают гайкой 45, продвигая ее дальше от призмы 41 по резьбе 43. Это положение гайки 45 на резьбе 43

r

0 5

0

д

$ 0

5

106

фиксируют, отмечав ее удаление от ребра призмы 41.

Далее берут пробу груза на химический анализ из контейнера 33, открыва- ют защелку 38 и оставшуюся часть пробы загружают на конвейер 8, а стенку 36 возвращают в исходное положение, фиксируя ее защелкой 38.

Процентное соотношение мелкой и крупной фракций в отобранной из течки I в контейнеры 32 и 33 пробе груза определяется следующим образом.

Если сперва опорожняется контейнер

32с мелкой фракцией, то процентное содержание фракции в отобранной пробе

У1л 1 о +1 оinrw

hf 27т;-тЈ 7т-у-7г;тгг |(ШЕсли сперва опорожняется контейнер

33с крупной фракцией, то та же величина может быть определена по формуле

i i . . v,In + lo In +1 -1|ЛЛ

2 т0 7Г°тп + Г-тт 100ZСодержание мелкой фракции в пробе рассчитывается по формуле

У в 100-У р

Обозначения в формулах: процентное содержание соответственно крупной и мелкой фракций в пробе; Ifl - расстояние центра массы гайки 45 от ребра призмы 41 при уравновешивании контейнера 33 с крупной фракцией; I и - расстояние гайки 46 в случае уравновешивания контейнера 32 мелкой фракцией; I , 10 - расстояния соответственно гаек. 46 и 45 от ребра призмы 41 при первоначальном уравновешивании полых контейнеров 33 и 32; 1,1я- расстояния соответственно гаек 45 и 46 от ребра призмы 41 при уравновешивании контейнеров 32 и 33 с мелкой и крупной фракциями отобранной пробы груза.

Расчетные формулы получены из анализа условий равновесия системы для указанных случаев с определением величин неуравновешенных моментов. Результаты расчетов как по первой, так и по второй формулам при определении УК совершенно идентичные. Выбирается тот вариант, который соответствует первоначальному освобождению от груза того контейнера, где груза больше (по визуальной оценке), так как в этом случае требуется меньшее перемепенис гайки для уравновешивания груза осгапшегися в другом контейнере, т.е. и данной случае снижается трудоемкое ii операции, хотя это требование не1 оГнзттечыю. Опорожняться может любом контейнер.

При уравновешивании одного из кон- геинероз (после опорожнения другого) гайку со глыря со стороны нагруженного контейнера можно не снимать, а просто на ниптнть ее до упора, но тогда проти- гайку необходимо перемес- гит1, на большее расстояние, чем в слу ч-1.- снятия первой гайки. В этом слу- , ij определение процентного соотноше- :i:: i кру;.пон и мелкой фракций пробы производится по формулам, которые могут бить легко получены из анализа условии равновесия такой системы. В члспюсгп, при опорожнении в первую очередь.контейнера 33 с крупной фрак- цшм, ее процентное содержание в пробе рассчитывается по формуле

liiL-i +1

v 2( ц, - .0 -0

l. ±12.

:М1аL.:«. щп2

.-а-Н +1 У+l -l 100%f

где л - минимально возможное расстоя- нле гайки 45 от ребра призмы 41 .

При опорожнении в первую очередь кгнтеинера 32 с мелкой фракцией процентное содержание крупной фракции рассчитывается по формуле

4{ -5ггрг т- ««

Ч- сленные значения параметров I и 0 будут отличаться от аналогичных в случаях со снятием соответствующей гайки. В то же время значения останутся такими же.

Самонесущая конструкция перфорированного барабана 12 конической формы с его консольным закреплением на крестовине 17 приводного вала 23 позволяет упростить конструкцию пробоот- боргснка, снизить металлоемкость, иплотную приблизить барабан 12 с минимальным зазором 10 к транспортирующей течке 1. Это облегчает размещение пробоотборника на действующих предприятиях. Для этого необходимо лишь в течке 1 прорезать окно 5 прямоугольной формы и разместить в ней шибер 2 на шарнире 3.

Закрепление приемах контейнеров 32 и 33 на концах коромысла 39, опертого в средней части на треугольную при-зму 41, оборудование концов коромысла 39 винтовыми нарезками 43 и 44

с

Q г

0

5

0

Q

со смещаемыми по ним противовесами в виде гаек 45 и 46, позволяет без опорожнения контейнеров 32 и 33 и дополнительной перегрузки и взвешивания проб мелкой и крупной фракций определить процентное соотношение в отобранной пробе мелкой и крупной фракций. Это в значительной мере снижает трудоемкость операции и сокращает время экспресс-анализа проб технологического сырья.

Выполнение контейнеров 32 и 33 зеркальными относительно вертикали, проходящей через опорное ребро треугольной призмы 41, позволяет уменьшить размеры и вес элементов уравно-.4 вешивающей системы, снизить трудоемкость и уменьшить время, затрачиваемое на операции уравновешивания, так как в этом случае требуется меньшее перемещение гаек 45 и 46 по резьбам 43 и 44.

Выполнение контейнеров 32 и 33 для мелкой и крупной фракций треугольной формы в плоскости продольной оси 19 барабана 12 обеспечивает фиксированное размещение центров масс обеих фракций груза на одинаковом удалении от точки опоры коромысла 39 - ребра треугольной призг 41. Это делает возможным и позволяет упростить решение задачи определения без взвешивания процентного соотношения в про- бе мелкой и крупной фракций,

Принятие внутреннего угла об пересечения стенок 34 и 36 контейнеров 32 и 33 меньше 90° обеспечивает, во-первых, свободное, без заклинивания открывание откидных стенок 36 при опорожнении контейнеров от груза; во- вторых, достаточный угол наклона стенок 34 и 36, исключающий зависание проб груза и его скольжение вниз, вдоль этих стенок.

Установка треугольной призмы 41 на раме 42 с возможностью смещения призмы 41 вдоль нее и фиксации призмы 4 1 на раме 42 повышает точность определения процентного соотношения мелкой и крупной фракций в пробе.

Наличие фиксирующих винтов 49 и 50 обеспечигает долговечность призмы 4 1 и других элементов пробоотборника, безопасность обслуживания за счет жесткой фиксации контейнеров 32 и 33 при подаче в них груза, разгрузке одного из них в перерывах между работой пробоотборника, а также ог

9162

раничения поворота проб 39 с контейнерами 32 ц 33 при операциях уравновешивания системы путем смещения no i резьбам 43 и 44 гаек 45 и 46.

Выполнение крестовин 17 из уголков с ориентированием их ребер в сторону барабана 12 облегчает выгрузку из него крупной фракции, когда один из лучей крестовины 17 находится в нижнем положении (поток груза рассекается ребром крестовины 17 и не задерживается при выгрузке из барабана 12).

Использование подвесной рамы 42 в сочетании с основной опорой 26 поз- воляет облегчить условия привязки пробоотборника на действующем производстве так как для установки пробоот- fборника достаточно разместить две опорные балки 26.

Формула изобретения

I. Устройство отбора проб из потока сыпучего материала, включающее раму, последовательно установленные на ней узел вывода пробы из потока и узел сортировки отобранной пробы на

10

0

5

10

фракции и контейнеры для сбора отобранных фракций пробы, отлич а ю - щ е е с я тем, что, с целью обеспечения экспрессности аначиэа и снижения его трудоемкости, узел сортировки проб выполнен в виде консольно закрепленного самонесущего перфорированного барабана конической формы с крестовиной для крепления привода, причем барабан установлен меньшим основанием в сторону узла вывода из потока, а устройство снабжено соединяющим контейнеры, выполненным с винтовой нарезкой на, концах и расположенной по центру выемкой коромыслом, утяжеленным гайками фиксированной массы и закрепленной на раме опорой в виде треугольной призмы для установки коромысел, при этом контейнеры выполнены в виде зеркально расположенных относительно центра соединяющего их коромысла треугольных призм с откидными стенками,

2. Устройство по п. отличающееся тем, что рама снабжена фиксирующими винтами для ограничения перемещения контейнеров.

Устройство отбора г проб из потока сыпучего материала предназначено для использования в отделениях подготовки сырья на дробильно-сортировоч- ных и обогатительных фабриках. Целью изобретения является обеспечение экспрессности анализа и снижение его трудоемкости. Для этого соотношение фракций в пробе определяют путем уравновешивания контейнеров с фиксацией величины неуравновешенных моментов при полых контейнерах, при загрузке контейнеров мелкой и крупной фракциями отобранной пробы и при опорожнении одного из контейнеров. Это позволяет повысить экспрессность и снизить трудоемкость обслуживания за счет разделения отобранной пробы на две фракции и определения их процентного состава непосредственно в технологическом процессе без дополнительной транспортировки проб. При этом отобранные с пробы возвращаются в общий поток тран спортируемого груза. I з,п.ф-лы, 2 ил. . S (Л

Ю II К

№ 15 /7

28 27

Щиг.1