СПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
PROCEDURE FOR LOOSE MATERIAL RUNNING FLOW SAMPLING AND FACILITY FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к опробованию движущихся потоков сыпучих материалов по транспортерной ленте и может быть использовано в горнорудной, строительной, металлургической промышленности.
Известны способы опробования (Опробование и контроль технологических процессов обогащения. Г.А.Хан, М.: «Недра», 1979, с.48-49) движущихся сыпучих материалов, использующие принцип продольных и поперечных сечений.
Сущность способа продольных сечений заключается в том, что продольный поток материала делится на ряд продольных полос, при этом в пробу для оценки качества всего материала отводят один или несколько полос.
Недостатками известного способа является его применимость исключительно для опробования однородного материала. При опробовании неоднородных потоков движущихся материалов указанный способ не применим.
Сущность способа поперечных сечений заключается в периодическом отсекании в пробу равных пропорций материала от движущегося потока через определенные и равные промежутки времени, причем при поперечном прямолинейном сечении потока и одинаковой его толщине в пробу будет отсекаться одинаковое количество материала от всех частей потока, а при разной толщине потока количество отбираемого материала пропорционально толщине потока (прототип).
Недостатками указанного способа является низкая точность оценки качественных характеристик неоднородных потоков движущихся материалов.
Известно устройство для отбора средних сыпучих материалов в потоке (авторское свидетельство СССР № 1422072, кл. G01N 1/20, опубл. 1987), 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.
Недостатком указанного технического устройства является низкая механическая надежность при оценке качества влажного сыпучего материала.
Известен ковшовый пробоотбиратель типа ПК (Опробование и контроль технологических процессов обогащения. Г.А.Хан, М.: «Недра», 1979, с.58-59) для отбора пробы крупнокусковых полезных ископаемых из потока, состоящий из рамы, на которой установлены ведущие и ведомые звездочки, приводящие в движение цепи и несущие ковш, причем последний движется с переменной скоростью, которая увеличивается в момент течения потока материала, кроме того ведущие звездочки приводятся в движение электродвигателем с переменной частотой вращения через редуктор цепной передачи и звездочкой посредством приводного вала, между тем на раме установлены концевые выключатели, останавливающие двигатель и загруженный материалом ковш.
Недостатком устройства ковшового пробоотбирателя является его недостоверный отбор влажных сыпучих материалов, при этом затруднена полная разгрузка ковша.
По технической сущности и достигаемому результату, наиболее близким к заявляемому является устройство пробоотбирающее (патент RU № 2267766, кл. G01N 1/20, опубл. 2006.01.10) для отбора проб сыпучих материалов, включающее нижний разгрузочный паз, сдвинутый в сторону безвитковый части реверсивного шнека, выполненного 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, а 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, а блок управления выполнен в виде подвесного ящика, где размещены электрические элементы и схемы управления.
Недостатком указанного пробоотбирающего устройства является то, что при опробовании различного по крупности и качеству сыпучего потока материала верхний загрузочный паз частично пересекает поток и не обеспечивает достоверности отбора проб.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности отбора проб сыпучего материала с возможностью использования приборов непрерывного контроля качества материалов.
Достигается это тем, что способ опробования движущегося потока сыпучего материала, включающий периодическое отсекание в пробу равных пропорций материала от движущегося потока через определенные и равные промежутки времени, при поперечном прямолинейном сечении потока и одинаковой его толщине в пробу отсекается одинаковое количество материала от всех частей потока, а при разной толщине потока количество отбираемого материала пропорционально толщине потока, причем первоначально движущийся поток сыпучего материала направляют по траектории свободного падения, затем делителем пресекают его по всей ширине и толщине в поперечном направлении, отсекают его поперечную часть и по мере пересечения удаляют материал делителем в продольном направлении по всей толщине потока, при этом одновременно обеспечивают перемешивание материала, формирование потока материала с заданными параметрами и определяют в нем качественные характеристики.
Технический результат достигается также тем, что устройство опробования движущегося потока сыпучего материала, включающее пробоотборник, размещенный в потоке сыпучего материала на раме с возможностью перемещения посредством цепной передачи, ведущей звездочки, соединенной с электродвигателем посредством редуктора, установленный с возможностью вращения посредством привода шнек, размещенный в корпусе пробоотборника с верхним загрузочным и нижним разгрузочным пазом, причем загрузочный паз корпуса пробоотборника выполнен длиной равной или больше толщины падающего потока сыпучего материала, а шнек с переменным шагом от верхнего загрузочного до нижнего разгрузочного паза установлен с возможностью вращения с постоянной скоростью вдоль собственной оси в направлении продольного сечения падающего потока сыпучего материала, причем разгрузочный паз установлен над приемным конвейером, а над бесконечно перемещающейся поверхностью которого размещен разравниватель материала, а корпус пробоотборника установлен вдоль направления движения транспортерной ленты или под некоторым углом.
Новым в способе по отношению к прототипу является то, что первоначально движущийся поток сыпучего материала направляют по траектории свободного падения, затем делителем пресекают его по всей ширине и толщине в поперечном направлении, отсекают его поперечную часть и по мере пересечения удаляют материал делителем в продольном направлении по всей толщине потока, при этом одновременно обеспечивают перемешивание материала, формирование потока материала с заданными параметрами и определяют в нем качественные характеристики. Следовательно, изобретение на способ отвечает критерию «новизна».
Новым в устройстве по отношению к прототипу является то, что загрузочный паз корпуса пробоотборника выполнен длиной, равной или больше толщины падающего потока сыпучего материала, а шнек с переменным шагом от верхнего загрузочного до нижнего разгрузочного паза установлен с возможностью вращения с постоянной скоростью вдоль собственной оси в направлении продольного сечения падающего потока сыпучего материала, причем разгрузочный паз установлен над приемным конвейером (или шнеком), а над бесконечно перемещающейся поверхностью которого размещен разравниватель материала, при этом корпус пробоотборника установлен вдоль направления движения транспортерной ленты или под некоторым углом. Следовательно, изобретение на устройство отвечает критерию «новизна».
Указанная совокупность признаков в технической и патентной литературе не обнаружена. Следовательно, изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано устройство опробования движущегося потока сыпучего материала, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Устройство опробования движущегося потока сыпучего материала установлено в потоке сыпучего материала 1, движущегося на транспортерной ленте 2 за приводным барабаном 3. Пробоотборник 4 содержит корпус 5, внутри которого расположен шнек 6 с переменным шагом, причем размер шага витков шнека выполнен увеличивающимся от загрузочного паза 7 до разгрузочного паза 8. Ширина b загрузочного паза 6 выполнена кратной размеру максимальной крупности сыпучего материала, а длина паза L - больше или равна толщине ВД свободно падающего потока сыпучего материала 1 с транспортерной ленты 2. Шнек 5 установлен в пробоотборнике 4 с возможностью вращения с постоянной скоростью относительно собственной оси посредством моторредуктора 9.
Пробоотборник 4 установлен посредством траверсы 10 на раме 11, на которой размещены опорные ролики 12, удерживающие ролики 13, цепная передача 15, ведущие звездочки 16, редуктор 17 и электродвигатель 18. Удерживающие ролики 13 выполнены с пазом, размер которого соответствует профилю направляющей 14. На раме 11 размещен приемный конвейер 19 (или шнек) с моторредуктором 20, над которым установлено разравнивающее устройство 21 для формирования слоя толщиной g и прибор непрерывного контроля (не обозначен) для оценки качественных характеристик движущегося материала.
Согласно способу опробования движущегося потока сыпучего материала, первоначально материал 1 направляют по траектории свободного падения. Делителем, выполненным в виде пробоотборника 4, пресекают поток материала 1 по всей его ширине и толщине падающего потока в поперечном направлении вдоль рамы 11 посредством опорных роликов 12, удерживающих роликов 13, цепной передачи 15, ведущей звездочки 16, редуктора 17 и электродвигателя 18 и отсекают поперечную часть материала. По мере пересечения потока пробоотборником 4 материал 1 удаляют делителем в продольном направлении по всей толщине потока посредством вращающегося вокруг собственной оси шнека 6 с переменным шагом от загрузочного паза 7 до разгрузочного паза 8 и одновременно обеспечивают перемешивание материала. Формирование потока материала выполняют на приемном конвейере 19 (или шнеком) разравнивателем 21, движущемся посредством моторредуктора 20, и определяют качественные характеристики в материале прибором непрерывного контроля (или ручным способом).
Пример выполнения способа опробования движущегося потока сыпучих материалов и работа устройства для его реализации.
Движущийся сыпучий материал 1 по транспортерной ленте 2 после приводного барабана 3 сбрасывают в местах перегрузки в свободном падении. Первоначально пробоотборник 4 устанавливают, например, в крайнем правом положении. Пробоотборник 4 закрепляют на траверсе 10 и обеспечивают возвратно-поступательные движения пробоотборника вдоль рамы 11 по направляющей 14 посредством цепной передачи 15, ведущей звездочки 16, редуктора 17 и электродвигателя 18. Опорные ролики 12 предохраняют пробоотборник 4 от опрокидывания в результате динамического воздействия падающего потока сыпучего материала 1, а удерживающие ролики 13 по выполненному пазу перемещают пробоотборник по направляющей 14 вдоль рамы 11. Движущийся в свободном падении сыпучий материал 1 пересекают пробоотборником 4 по всей ширине потока в поперечном направлении, при этом длина пробоотборника L больше или равна толщине продольного сечения свободно падающего потока ВД. Ширину загрузочного паза b пробоотборника 4 выполняют кратной максимальной крупности сыпучего материала и отбирают достоверную часть падающего потока материала 1 и обеспечивают попадание сыпучего материала в корпус 5 пробоотборника на вращающийся шнек 6. Затем сыпучий материал 1 перемещают с постоянной скоростью от загрузочного паза 7 до разгрузочного паза 8 без уплотнения за счет увеличивающегося по ходу вращения размера шага шнека 6. Сыпучий материал 1 отбирают пробоотборником 4 на протяжении всего цикла поперечного пересечения потока материала пробоотборником с одновременным продольным перемещением массы материала шнеком 6 вдоль продольной его оси в корпусе 5.
В процессе перемещения шнеком 6 сыпучего материала 1 в корпусе 5 пробоотборника 4 обеспечивают подготовку достоверной пробы по качеству за счет интенсивного перемешивания и усреднения материала. Выгрузку усредненного материала осуществляют через разгрузочный паз 8 и направляют на бесконечно движущуюся поверхность конвейера 19 (или шнек) посредством моторредуктора 20. Над конвейером 19 устанавливают разравниватель 21 и формируют слой материала определенной заданной толщины с последующим определением качественных характеристик материала, например, влажности, химического состава, гранулометрического состава приборами непрерывного контроля или определением характеристик ручным способом.
Использование предлагаемого способа опробования движущегося потока сыпучего материала и устройства для его реализации позволит обеспечить безопасный отбор проб и производить достоверную оценку качества сыпучего материала с последующим повышением эффективности технологии переработки минерального сырья.