КОВШОВЫЙ ПРОБООТБОРНИК СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА
BUCKET SAMPLER OF LOOSE MATERIAL

Изобретение относится к опробованию сыпучих дисперсных материалов, движущихся по транспортерной ленте, и может быть использовано в горнорудной, строительной и металлургической промышленности.
Известно устройство (патент RU №2263890, по Кл. G01N 1/20, опубл. 2005.11.10) для отбора проб сыпучих материалов, 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 частичное пересечение подающего сыпучего потока материала пробоотборниками, выполненными в виде засыпной полости с полостями для отвода пробы. Кроме того, указанное устройство затруднительно использовать при опробовании влажного материала, например железорудного материала, приборами непрерывного контроля качества материала.
По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к заявленному является ковшовый пробоотбиратель типа ПК (Опробование и контроль технологических процессов обогащения. М., Г.А.Хан, «Недра», 1979) 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.
Ковшовый пробоотборник производит отбор частных проб крупнокусковых фракций сыпучего материала, масса которых определяется определенным соотношением производительности транспортерной ленты, скорости движения ковша и его ширины.
Как правило, ковшовый пробоотборник применяется для отбора проб кускового сыпучего материала. Недостатком устройства ковшового пробоотборника является его забивание при отборе влажных сыпучих материалов, полная разгрузка влажного сыпучего материала при этом затруднена, это, в свою очередь, не позволяет достоверно определить качественные характеристика материала. Кроме того, дискретный отбор проб указанным устройством не позволяет оценивать качественные параметры материала приборами непрерывного контроля.
Технический результат изобретения состоит в обеспечении достоверного отбора проб движущегося по транспортерной ленте сыпучего, в том числе влажного, материала, с возможностью формирования условий для использования приборов непрерывного контроля качества материалов или отбора ручным способом.
Указанный результат достигается тем, что ковшовый пробоотборник сыпучего материала, содержащий раму, ведущую и ведомую звездочки, приводимые в движение посредством редуктора и электродвигателя, цепную передачу, концевые выключатели и ковш, кроме того, ковш выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения относительно его продольной оси с прямоугольным или квадратным отверстием в верхней части, выполненным по секущей плоскости хорды окружности оснований цилиндpa, причем длина хорды равна  где d - диаметр цилиндра, φ - центральный угол хорды, изменяющийся в пределах 90°≤φ≤180°, кроме того, отверстие перекрыто двумя пластинами, установленными под углом друг к другу и по касательной к поверхности цилиндра, с образованием треугольника, в основании которого расположена хорда и в верхней части которого выполнена продольная щель, с регулируемой посредством перемещающихся ножей вдоль плоскости пластин шириной, кратной максимальной крупности опробуемого материала, и длиной, большей или равной ширине падающего потока материала, причем ковш установлен в свободно падающем потоке материала с возможностью его поперечного перемещения по направляющей рамы с помощью опорных и удерживающих катков с продольным пазом, равным по сечению профилю направляющей, с постоянной согласованной скоростью до крайнего положения рамы, на которой установлено поворотное устройство, кроме того, ковш установлен с возможностью перемещения в режиме реверсивного движения и выполнен в виде многогранника или эллиптического, параболического или гиперболического цилиндра, а стенки ковша и хорда выполнены в виде равнобедренного, равностороннего или прямоугольного треугольника, во внутренней части ковша установлен скребок для очистки сыпучего материала.
Новым по отношению к прототипу является то, что ковш выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения относительно его продольной оси с прямоугольным или квадратным отверстием в верхней части, выполненным по секущей плоскости хорды окружности оснований цилиндра, причем длина хорды равна  где d - диаметр цилиндра, φ - центральный угол хорды, изменяющийся в пределах 90°≤φ≤180°, кроме того, отверстие перекрыто двумя пластинами, установленными под углом друг к другу и по касательной к поверхности цилиндра, с образованием треугольника, в основании которого расположена хорда и в верхней части которого выполнена продольная щель, с регулируемой посредством перемещающихся ножей вдоль плоскости пластин шириной, кратной максимальной крупности опробуемого материала, и длиной, большей или равной ширине падающего потока материала, причем ковш установлен в свободно падающем потоке материала с возможностью его поперечного перемещения по направляющей рамы с помощью опорных и удерживающих катков с продольным пазом, равным по сечению профилю направляющей, с постоянной согласованной скоростью до крайнего положения рамы, на которой установлено поворотное устройство. Кроме того, ковш установлен с возможностью перемещения в режиме реверсивного движения и выполнен в виде многогранника или эллиптического, параболического или гиперболического цилиндра, а стенки ковша и хорда выполнены в виде равнобедренного, равностороннего или прямоугольного треугольника, во внутренней части ковша установлен скребок для очистки сыпучего материала. Следовательно, изобретение 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 показан ковшовый пробоотборник сыпучего материала, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.1, на фиг.4 - ковш на фиг.2.
Ковшовый пробоотборник сыпучего материала установлен в потоке сыпучего материала 1, движущегося по конвейеру 2, как правило, за приводным барабаном 3. Пробоотборник содержит ковш 4, например, в виде цилиндра, в верхней части которого вдоль продольной оси цилиндра пробоотборника по секущей плоскости хорды 5 окружностей цилиндра выполнено прямоугольное или квадратное отверстие 6. Длина хорды окружности равна  где d - диаметр окружности цилиндра, φ - центральный угол хорды, который изменяется в пределах 90°≤φ≤180°. Над ковшом 4 установлены две пластины 7 под углом друг к другу и по касательной к корпусу цилиндра ковша, причем пластины и хорда образуют треугольник, в основании которого расположена хорда длиной «s». В верхней части треугольника выполнена продольная щель 8 ковша, ширину которой регулируют положением ножей 9, расположенных на пластинах 7 с возможностью скольжения. Ширина ковша выполнена равной кратному размеру максимального куска сыпучего материала. Ковш 4 расположен в потоке падающего материала 1 таким образом, что длина щели 8 равна или больше ширины падающего потока материала в точке пересечения ковша и потока. Длина ковша «b» обеспечивает полное пересечение всей ширины падающего потока сыпучего материала. Ковш 4 установлен с возможностью поперечного пересечения падающего потока сыпучего материала 1 посредством цепной передачи 10, ведущей звездочки 11, соединенной с редуктором 12 и электродвигателем 13. Ковш 4 расположен на раме 14 и удерживается на направляющей 15 посредством опорных катков 16 и удерживающих катков 17 с продольным пазом, по сечению равным профилю направляющей. В крайней левой и правой частях рамы 15 установлены концевые выключатели 18, которые включают реверс движения ковша 4 (например) в крайнем левом положении и останавливают ковш в крайнем правом положении. Поворотное устройство 19 установлено на раме 14 для выгрузки сыпучего материала из ковша 4 на бесконечную поверхность движущегося посредством привода 20 приемного конвейера 21. Над приемным конвейером 21 закреплен разравниватель 22, который осуществляет формирование слоя материала заданной толщины.
Ковшовый пробоотборник сыпучего материала работает следующим образом.
В исходном положении ковш 4 находится, например, в крайнем правом положении. После включения электродвигателя 13, посредством редуктора 12, ведущей звездочки 11 и цепной передачи 10, ковш двигается влево и пересекает падающий поток материала 1, который перемещается конвейером 2. Посредством упорных катков 16 и удерживающих катков 17 ковш 4 двигается по раме 14, направляющей 15 и сохраняет свое положение под динамическим воздействием потока падающего материала 1. Ковш 4 перемещается до крайнего левого положения рамы 14, после чего посредством левого концевого выключателя 18 включается реверсивное движение электродвигателя 13, редуктора 12 и приводной звездочки 11, в результате чего ковш 4 перемещается вправо посредством цепной передачи 10 до правого концевого выключателя 18 и останавливается.
Ширина щели 8 устанавливается на ковше 4 путем перемещения ножей 9 вдоль стенок 7 и кратна крупности сыпучего материала. Длина щели ковша 4 устанавливается равной или большей ширины падающего потока сыпучего материала 1. Щель 8 при поперечном перемещении пробоотборника пересекает весь поток падающего материала, в результате чего достоверно отбирается транспортируемый по конвейеру 2 материала 1. Основной поток падающего материала 1 обтекает ковш 4 по боковым пластинам 7, установленным под углом друг к другу с образованием треугольника и с основанием, равным длине хорды «s». Ковш 4 перемещается до крайней левой части рамы 14 до концевого выключателя 18, после выключения реверса ковш перемещается вправо, при этом отобранная проба сыпучего материала 1 накапливается во внутренней емкости ковша. После срабатывания правого концевого выключателя 18 в крайнем правом положении рамы 14 ковш 4 останавливается. Включается поворотное устройство 19 и ковш 4 вращается вдоль своей продольной оси. В зависимости от гранулометрического состава и влажности материала длина и величина центрального угла хорды «s» устанавливается такой величины, при которых обеспечивается полная выгрузка материала из цилиндрической части ковша 4. При этом отобранный материал поперечного сечения падающего потока сыпучего материала 1 разгружается путем поворота ковша 4 в режиме перемешивания и усреднения на бесконечно движущуюся поверхность приемного конвейера 21. Движущийся с помощью привода 20 сыпучий материал равномерно распределяется по приемному конвейеру 21 посредством разравнивателя 22, который придает бесконечно движущейся поверхности сформированного слоя материала заданные геометрические параметры. Качественные характеристики сыпучего материала 1 определяются в сформированном слое материала приборами непрерывного контроля 23 или ручным способом.
Ковшовый пробоотборник сыпучего материала изготовлен в ОАО «Михайловский ГОК» и испытан в технологических схемах производства щебня сухой магнитной сепарации дробильно-обогатительного комплекса и при производстве товарной продукции дробильно-сортировочной фабрики.
Предлагаемый ковшовый пробоотборник сыпучего материала позволит обеспечить достоверную оценку качества сыпучего, в том числе влажного, материала с возможностью использования приборов непрерывного контроля или ручного способа для последующего повышением эффективности технологии переработки минерального сырья.