ПРОБООТБОРНИК ШИБЕРНЫЙ

Полезная модель относится к опробованию движущихся потоков сыпучих материалов, а именно к устройствам для отбора проб сыпучих материалов с транспортирующих их конвейерных лент, и может быть использована в горнорудной, угольной, металлургической, строительной и других отраслях промышленности.
Из уровня техники известно устройство для отбора проб сыпучих материалов (Патент РФ №2263890, G01N 1/20, опубл. 10.11.2005), содержащее пробоотборники, соединенные посредством пластин с установленной на валу втулкой, закрепленный к основанию привод, смонтированные над транспортерной лентой приемный лоток и отсекательные щиты. Плоскость вращения пробоотборников вокруг оси вала расположена под острым углом к направлению движения транспортерной ленты. Каждый пробоотборник соединен со втулкой телескопической пластиной, выполнен сменным и состоящим из засыпной полости и сообщающихся посредством отверстий полостями отвода пробы и сброса излишка сыпучего материала.
Недостатком известного устройства является невысокая точность отбора проб влажных материалов и невозможность его применения в горнорудной промышленности, поскольку руда или концентрат имеют различную крупность и неоднородный состав с низким содержанием массовой доли полезного компонента. В этом случае для повышения достоверности и репрезентативности точечной пробы необходимо отбирать значительное количество материала за счет высокой производительности процесса. Внутренний объем каждого пробоотборника известного устройства незначителен, поэтому процесс выборки материала имеет низкую производительность, цикл отбора материала будет растянут во времени, а отобранный материал потока будет являться усредненной пробой.
Также известен пробоотборник (Патент РФ №2409809, G01N 1/20, опубл. 20.01.2011), выполненный в виде вращающегося посредством привода плоского кольца или диска, или конвейера, который посредством пластин соединен с втулкой, закрепленной на валу привода. Для отбора пробы над поверхностью дополнительно установлены формирователь и сбрасыватель. Пробоотборник располагают перпендикулярно отсекательному щиту с противоположной стороны падающего потока материала, а отсекательный щит установливают перпендикулярно направлению движения транспортерной ленты, причем по оси падающего потока материала в отсекательном щите выполняют вертикальную щель, которая по длине равна или больше толщины потока, а ширина кратна крупности материала, отсекательный щит выполняют под углом к направлению движения транспортерной ленты.
Недостатком известного устройства является низкая достоверность оценки качества сыпучего материала, так как значительная часть материала продольного сечения выделенной полосы центральной части не отбирается в пробу вследствие того, что основная часть нижнего слоя сыпучего материала, находящегося напротив вертикальной щели отсекательного щита при направлении по траектории свободного падения перемещается параллельно отсекательному щиту в приемный бункер, не попадая на поверхность пробоотборника. Кроме того отсутствует возможность формировать представительный отбор пробы с широким варьированием величины ее объема за один цикл выборки.
Известен также пробоотборник (Патент РФ№2398206,  G01N 1/20, опубл. 27.08.2010), 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. 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 и в направлении продольного сечения падающего потока сыпучего материала. Разгрузочный паз установлен над приемным конвейером, над перемещающейся поверхностью которого размещен разравниватель материала.
Недостатками устройства является то, что в процессе опробования по окончании каждого цикла в шнеке с переменным шагом и на поверхности пробоотборника остается материал потока, а при последующем цикле выборки в загрузочный паз пробоотборника попадает перемешенный материал опробуемого потока и остатков материала от предыдущего цикла, что снижает достоверность каждой отдельной пробы. Кроме того, отсутствует возможность формирования отбора пробы с широким варьированием величины ее объема за один цикл выборки, что ведет к снижению производительности в процессе опробования.
Известен также используемый в системе опробования движущегося потока сыпучего материала пробоотборник (Патент РФ №2734974,  G01N 1/20, опубл. 26.10.2020), включающий размещенный в потоке сыпучего материала на раме блок управления, ленточный транспортер с приводным роликом ленты транспортера, соединенным через приводную цепь, ведущую звездочку и редуктор с электродвигателем, приводящим в движение ленту транспортера, при этом ленточный транспортер размещен в корпусе тележки, установленной на направляющих, закрепленных на раме, тележка снабжена приводом передвижения тележки по направляющим и выполнена с возможностью реверсивного перемещения и отсечения потока свободнопадающего сыпучего материала по всей ширине и толщине в поперечном направлении.
В данном решении система подачи гидравлической жидкости в гидроцилиндр имеет ряд недостатков, в частности насос связан с гидроаккумулятором, служащим для накопления необходимого количества гидравлической жидкости под давлением, достаточного для перемещения штока гидроцилиндра на рабочий ход. При использовании гидроаккумулятора давление в системе имеет переменное значение, что приводит к неравномерному движению штока гидроцилиндра, а, следовательно, к неравномерному отбору проб сыпучего материала.
Задачей полезной модели является разработка усовершенствованного пробоотборника, лишенного недостатков вышеуказанных аналогов, а также расширение арсенала средств указанного назначения.
Технический результат полезной модели заключается в повышении достоверности и максимальной репрезентативности отбора проб сыпучего материала за счет равномерного отбора проб по всей ширине и толщине в поперечном направлении движущейся поверхности замкнутой непрерывно движущейся ленты.
Технический результат достигается тем, что пробоотборник включает раму с направляющими, размещенную на раме тележку, выполненную с возможностью возвратно-поступательного движения посредством опорных роликов по направляющим и отсекания потока свободнопадающего сыпучего материала по всей ширине и толщине в поперечном направлении,  размещенный на тележке ленточный транспортер с приводным роликом ленты транспортера, соединенным через приводную цепь, ведущую звездочку и редуктор с электродвигателем, приводящим в движение ленту транспортера, и привод перемещения тележки, который выполнен в виде установленного на раме гидроцилиндра, связанного рукавами высокого давления с установленной на раме гидростанцией, при этом гидростанция включает гидробак с размещенным в нём шестерённым насосом, приводимым в движение электродвигателем, выполненным с возможностью задания частоты вращения вала электродвигателя посредством частотного преобразователя и обеспечивающим перемещение штока гидроцилиндра с постоянной скоростью, распределительную плиту с предохранительным клапаном, гидрораспределитель и двухсторонний гидрозамок, установленный между гидрораспределителем и гидроцилиндром.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлен пробоотборник.
На Фиг. 2 представлена тележка пробоотборника с ленточным транспортером.
На Фиг. 3 представлена гидростанция пробоотборника.
На Фиг.4 представлена принципиальная схема привода перемещения тележки пробоотборника.
Пробоотборник шиберный включает раму 1 с направляющими, размещенную на раме 1 тележку 2, выполненную с возможностью возвратно-поступательного движения посредством опорных роликов 3 по направляющим 4 и отсекания потока свободнопадающего сыпучего материала по всей ширине и толщине в поперечном направлении (Фиг. 1).
Тележка 2 представляет собой раму, выполненную из швеллеров с установленными на ней шестью опорными роликами 3. На тележке 2 закреплен ленточный транспортер. В раму тележки 2 установлены приводной и натяжной ролики ленты транспортера 5. Приводной ролик ленты транспортера соединен через однорядную приводную роликовую цепь, ведущую звездочку и редуктор с электродвигателем 6, приводящим в движение ленту транспортера 5 (Фиг.2).
Лента транспортера 5 одновременно является тяговым и несущим элементом и представляет собой замкнутую бесконечную поверхность, которая служит для транспортировки пробы на конвейер пробоотбора. В качестве опорных устройств используются амортизационные брусья, которые предназначены для поддержания ленты 5, а также для улучшения и облегчения ее хода.
Сверху по периметру тележки 2 установлены защитные борта 7 с пылевым уплотнением 8 для уменьшения разлета сыпучего материала и защиты оборудования от пыли и механического воздействия падающей массы материала. Для защиты от негативного воздействия пыли основные части пробоотборника закрыты защитным кожухом 9.
На краю тележки 2 с двух сторон установлены упоры концевых выключателей 10.
Привод перемещения тележки 2, обеспечивающий возвратно-поступательное движение тележки 2 по направляющим 4 вдоль рамы 1, перпендикулярно свободнопадающему потоку материала, представляет собой установленный на раме 1 гидроцилиндр, связанный рукавами высокого давления с установленной на раме 1 гидростанцией (Фиг.3, Фиг. 4). Гидростанция включает гидробак 11 объемом 150 л с заливной горловиной 12, датчиком уровня и температуры 13 и сливным фильтром 14 для сброса гидравлической жидкости в гидробак 11.
Внутри гидробака размещен шестерённый насос, приводимый в движение электродвигателем 15, выполненным с возможностью задания программой частоты вращения вала электродвигателя посредством частотного преобразователя и обеспечивающим перемещение штока гидроцилиндра с постоянной скоростью не более 0,6 м/с, предпочтительно 0,5 м/с. На гидробаке 11 установлена распределительная плита 16, в которой установлен предохранительный клапан 17, а также гидрораспределитель 18, из которого гидравлическая жидкость под давлением по рукавам высокого давления направляется в гидроцилиндр. С целью предотвращения самопроизвольного движения штока гидроцилиндра в линию подачи и слива гидравлической жидкости в/из полостей гидроцилиндра между гидрораспределителем 18 и гидроцилиндром установлен двухсторонний гидрозамок.
Такая система подачи гидравлической жидкости в гидроцилиндр обеспечивает поддержание заданного расхода гидравлической жидкости, поступающей в гидроцилиндр, что обеспечивает равномерное движение штока гидроцилиндра, и, как следствие, равномерность отбора пробы.
Пробоотборник работает следующим образом.
Пробоотборник шиберный устанавливают перпендикулярно свободнопадающему потоку материала под подающим конвейером перед узлом пересыпа материала с подающего на приемный конвейер. Движущийся поток сыпучего материала по транспортерной ленте подающего конвейера направляется по траектории свободного падения через течку на транспортерную ленту приемного конвейера.
Тележка 2 с ленточным транспортером в исходном положении находится на раме пробоотборника 1 под защитным кожухом 9. По управляющему воздействию посредством шкафа управления 19 в начале цикла отбора материала включается электродвигатель 6 привода ленты транспортера 5, вращающий момент которого, через редуктор, ведущую звездочку, приводную цепь и приводной ролик, передается ленте транспортера 5.
Затем включается гидравлический привод передвижения тележки 2. Электрический двигатель 13 приводит в движение гидравлический шестеренный насос, который находится внутри гидробака 11. Насосом из гидробака 11 гидравлическая жидкость подаётся в распределительную плиту 16, в которой установлен предохранительный клапан 17. Из распределительной плиты 16 гидравлическая жидкость под давлением направляется посредством гидрораспределителя 18 в гидроцилиндр в прямом или обратном направлении, в зависимости от необходимости движения тележки 2 на отбор пробы или возврат в исходное положение. Сброс гидравлической жидкости осуществляется в гидробак 11 через сливной фильтр 14. С целью предотвращения самопроизвольного движения штока гидроцилиндра в линию подачи и слива гидравлическая жидкость в/из полостей гидроцилиндра установлен двухсторонний гидрозамок.
Скорость движения тележки 2, осуществляемого гидроцилиндром, настраивается заданием частоты вращения вала электродвигателя посредством частотного преобразователя и соответствует 50 Гц при скорости выдвижения штока гидроцилиндра 0,5 м/с.
Тележка 2 пробоотборника, ведомая усилием поршня гидравлического цилиндра, начинает поступательное горизонтальное движение с постоянной скоростью 0,5 м/с и пересекает поток свободнопадающего материала с подающего конвейера в поперечном направлении. Сыпучий материал, попадающий на вращающуюся ленту транспортера 6 сбрасываться в течку до момента полного отсекания свободнопадающего потока по всей ширине и толщине в поперечном направлении движущейся поверхности замкнутой бесконечной ленты 5, при этом направление движения потока сыпучего материала изменяется на горизонтальное.
При полном пересечении свободнопадающего потока материала с подающего конвейера, когда край ленты транспортера 5 займет положение над специальным отводом материала на конвейер пробоотбора, осуществляющий подачу в башню пробоотбора, происходит отключение движения гидроцилиндра посредством концевых выключателей 10. Тележка 2 останавливается, а вращающаяся лента транспортера 5 направляет сыпучий материал, находящийся на поверхности ленты 5 по траектории свободного падения на конвейер пробоотбора через отвод.
По истечении времени отбора (1-5 сек, предпочтительно 1.5 сек) по управляющему воздействию посредством шкафа управления 19 включается гидравлический привод передвижения тележки 2 для возвратного движения. Край ленты транспортера 5 выходит из положения над специальным отводом, а весь материал потока, находящийся на движущейся поверхности ленты 5, направляется по траектории свободного падения в течку на принимающий конвейер. Тележка 2 продолжает возвратное движение, выходит из потока свободнопадающего материала, поступающего с подающего конвейера, а лента транспортера 5, перемещаясь, продолжает сбрасывать остатки материала, находящиеся на ее поверхности, в течку на принимающий конвейер. При достижении тележкой 2 исходного положения, лента транспортера 5 заходит под защитный кожух 9, срабатывает конечный выключатель исходного положения тележки 2, отключается привод передвижения тележки 2, и электродвигатель 6 ленточного транспортера 5. Рабочий цикл выборки материала завершается.
Предложенное решение позволяет провести выборку материала из всего потока и обеспечить максимальную репрезентативность выборки.