Устройство для отбора проб из потока сыпучего материала

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОВ ИЗ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, содержащее раму, установленный на ней отбирающий злемент в виде незамкнутого цилиндрического барабана с внутренними перегородками, приемную емкость, отличающееся тем, что, с целью отбора локальных и средних проб у поверхности погруженного в сыпучий материал тела, повьшения представительности и информативности проб, цилиндрический барабан снабжен рубашкой, патрубком подвода агента и продольными направляющими, на которых укреплены расположенные радиально пег регородки, а поверхность барабана выполнена перфорированной. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что внутренние перегородки расположены по всей дли (Л не цилиндрического барабана и выполнены сменными.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

09) (И) g g С 01 И 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3640273/23-26 (22) 07.07.83 (46) 30.12.84. Бюл. И- 48 (72) В.А.Календерьян, В.В.Корнараки, В.Г.Прохоров и Ю.И.Новицкий (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им.В.N.Ëîмоносова и Одесский технологический институт холодильной промьппленности (53) 543.053(088.8) (56) 1. Леончик Б..И., Маякина В.П.

Измерения в дисперсных потоках. М., Энергоиздат, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР .У 983492, кл. G 01 N 1/20, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА

ПРОБ ИЗ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, содержащее раму, установленный на ней отбирающий элемент в виде незамкнутого цилиндрического барабана с внутренними перегородками, приемную емкость, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью отбора локальных и средних проб у поверхности погруженного в сыпучий материал тела, повышения представительности и информативности

-проб, цилиндрический барабан снабжен рубашкой, патрубком подвода агента и продольными направляющими, на которых укреплены расположенные радиально перегородки, а поверхность барабана выполнена перфорированной.

2. Устройство по п.1, о т л и

Я ч а ю щ е е с я тем, что внутренние Е перегородки расположены по всей длине цилиндрического барабана и выполнены сменными.

С:

1132

Изобретение относится к измери,тельной технике и предназначено для периодического отбора проб из потока сыпучего материала у поверхности погруженных тел (гладких и

5 оребренных труб, тяг, подвесок) с последующим анализом пробы.

Известно устройство для периодического отбора проб, содержащие корпус, отсекатель пробы или отбирающий 10 элемент, приспособление для ввода и вывода пробоотборника из потока.

В устройстве предусмотрены конструктивные меры для повышения представительности проб, надежности, упрощения конструкции f1) .

Однако это устройство пригодно лишь для отбора проб из свободного нестесненного потока, в котором нет погруженных тел. Кроме того, проба щ0 перед отбором не подготавливается, в процессе отбора зачастую нарушается структура, материал перемешивается.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- р5 му эффекту является устройство для отбора проб сыпучих материалов из падающего потока. сыпучего материала, .содержащее раму, установленный на ней отбирающий элемент в виде незам30 кнутого цилиндрического барабана с внутренними перегородками и приемную емкость (2) .

Однако указанное устройство пригодно для отбора проб только из свободного потока сыпучего материала„ оно нарушает структуру потока,при вводе в шахту, не позволяет предварительно подготавливать пробы. Все это снижает представительность и ин40 формативность проб, не позволяет получать сведения о характеристиках потока в аппаратах с погруженными поверхностями.

Цель изобретения — обеспечение возможности отбора локальных и сред- них проб из потока сыпучего материала у поверхности погруженных тел, повышение представительности и информативности проб путем их предвари- . 50 тельной подготовки.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб из потока сыпучего материала, содержащем раму, установленный на ней отби- 55 рающий элемент в виде незамкнутого цилиндрического барабана с внутренними перегородками, приемную емкость, 186 барабан снабжен рубашкой, патрубком подвода агента и продольными направляющими., на которых укреплены распо-, ложенные радиально перегородки, а поверхность барабана выполнена перфорированной.

При этом внутренние перегородки расположены по всей длине цилиндрического барабана и выполнены смежныьа, а их высота составляет 0,95-0,98 от высоты кольцевого зазора между поверхностью погруженного тела и внутренней поверхностью цилиндрического барабана.

Использование нескольких радиальных перегородок позволяет отобрать локальные пробы из различных характерных зон вблизи омываемой потоком поверхности с.целью определения локальных характеристик потока в этих зонах. Перегородки выполнены сменными и крепятся к направляющим, например, болтами. Это позволяет выбирать их высоту, количество и расположение в зависимости от размеров. конфигурации погруженного тела и назначения пробы, т.е. от тех процессов, для изучения которых используется отби; раемая проба. Так, если погруженное тело имеет форму цилиндра круглого сечения, то при симметричном относительно вертикальной оси расположении четырех перегородок отбирают пробы из трех характерных областей: лобовой, где образуется застойная зона, боковых (экваториальных), где наблюдается безотрывное омывание, кормовой, где имеет место отрыв потока сыпучего материала от поверхности тела. При. размещении восьми перегородок отбирают пробы в четырех зонах. В обоих случаях симметричность перегородок позволяет получить дублированные результаты, что повышает представительность проб и точность данных. Возможно и несимметричное размещение перегородок. При наличии оребрения тела перегородки располагаются с учетом размеров и расположения ребер. При отсутствии перегородок в одной из половин барабана одновременно отбирают среднюю и локальные пробы. Все это позволяет повысить информативность проб.

Внутренний диаметр барабана выбирается близким к размерам области, в которой под влиянием погруженного тела изменяются характеристики слоя

1132186 (его структура, порозность, скорость движения, температура, химический состав материала)-. Согласно данным авторов эта область распространяется от поверхности тела на расстояние, равное 40-50 калибрам частиц. Длина барабана должна быть больше длины шахты на 30-100 мм. Переднее торцовое сечение барабана закрывается съемной крышкой, заднее (вводимое 10 в шахту) открыто. Толщина перегородки составляет 0,5-1 мм с тем, чтобы не нарушалась структура слоя и-не создавалось значительное сопротивление при вводе отбирающего устройства в шахту. Использование гофрированных пластин с шагом гофр 4-5 мм, высотой гофр -2 мм позволит предотвратить заклинивание при нарушении соосности отбирающего элемента и погруженного тела.

Подача в слой иэ рубашки через отверстия в стенке барабана различных агентов (сред) позволяет подготовить

25 пробу, увеличить ее информативность, представительность и точность получаемых при ее анализе результатов. Род агента определяется назначением отбираемой пробы. Так, если проба предназначена для определения порозности влажных либо специально увлажненных материалов, целесообразно использовать жидкий азот либо углекислоту, .которые обеспечат фиксацию стр ктуры слоя вследствие замерзания влаги в 35 местах контакта частиц друг с другом и поверхностью тела. При изучении порозности сухих материалов подается, например, расплавленный парафин, который после затвердевания зафикси- 40 рует структуру слоя, что позволит сохранить ее в процессе отбора. Если изучается структура слоя путем визуальных наблюдений, фотографирования отобранных проб, для увеличения их 45 контрастности в слой подается красиель. Если проба предназначена для пределения локальных температур, то в качестве агента могут служить жидкие кристаллы. При определении хими- 50 ческого состава материала в качестве агента в слой может подаваться среда, которая при химической реакции с частицами изменяет их окраску. В ряде случаев может оказаться целесообраз- 55 ной подача агента через поверхность погруженного тела, которая в таких случаях тока должна быть перфорированной. Устройство может работать и без подачи агента в сыпучий материал.

Перфорация внутренней стенки цилиндрического барабана выполняется в виде круглых, прямоугольных либо щелевых отверстий общим живым сечением 30607..

Возможность подачи через рубашку барабана различных агентов в сыпучий материал, изменения высоты, количества и расположения перегородок помимо указанных выше положительных эффектов обеспечивают универсальность и широкую область применения предлагаемого устройства. Система подачи агента определяется родом агента, необходимого для конкретных условий.

Отбирающий элемент на опорах устанавливается на раме, которая крепится к шахте с сыпучим материалом так, чтобы отбирающий элемент располагался коаксиально погруженному в поток сыпучего материала телу. Для более точной центровки в качестве опор отбирающего элемента используются регулируемые винты. На стенке шахты у переднего торца погруженного тела размещено отверстие с заслонкой. К заднему торцу тела крепится диск, диаметр которого на 50-100 мм больше наружного диаметра отбирающего элемента. Диск снабжен уплотнением. После ввода отбирающего элемента в поток сыпучего материала его задний торец приводится в контакт с этим уплотнением, что предотвращает утечку подаваемого из рубашки агента за пределы объема, отсекаемого элементом. После окончания подготовки пробы отбирающий элемент выводится из шахты вместе с погруженным телом.

На фиг.1 представлена схема отбирающего элемента предлагаемого устройства для отбора проб иэ потока сыпучего материала у поверхности погруженного тела, на фиг.2 — схема симметричного расположения щести перегородок, на фиг.3 — схема несимметричного расположения перегородок, на фиг.4 — схема расположения перегородок у оребренного цилиндра, на фиг.5схема расположения перегородок при одновременном отборе локальных и средних проб; на фиг.6 — схема расположения предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство для отбора проб из потока сыпучего материала (у погруженного тела) состоит иэ ра1132186 мы 1, приемной емкости (на схеме условно не показана) и отбирающего элемента, который представляет собой цилиндрический барабан 2, снабженный наружной рубашкой 3, продольными нап- 5 равляющими 4, четырьмя сменными радиальными перегородками 5 и крышкой 6.

На внутренней поверхности барабана выполнена перфорация. К рубашке приварен патрубок 7, подключенный к системе подачи агента. Направляющие

4 приварены нормально к внутренней поверхности барабана вдоль его образующей и расположены в различных точках по окружности. Перегородки 5 представляют собой пластины, основания которых крепятся к направляющим.

Перегородки расположены симметрично ,относительно вертикальной оси в лобовой (=0 ), кормовой (@=180 ) и 20 экваториальных ((p=.90 ) точках. Передо ний торец барабана закрыт крышкой 6, задний открыт. Отбирающий элемент установлен на раме 1 и снабжен регулируемыми опорами 8.

На фи г . 2-5 пр ед с тавлены др угие возможные варианты расположения перегородок при наличии и отсутствии оребрения у погруженных тел.

Устройство для отбора проб работа-30 ет следующим образом.

Рама с установленным на ней приемным элементом крепится к стенке шахты 9 так, чтобы отбирающий элемент располагался коаксиально с по- З5 груженным телом. После достиженияустановившегося движения сыпучего материала в шахте с погруженным телом 10 устройство приближается вплотную к отверстию 11 в передней стенке 4р шахты, расположенному у торцового сечения погруженного тела, и устанавливается так, чтобы горизонтальная ось отбирающего элемента располагалась на одной линии с горизонтальной 45 осью тела. Затем открывается заслон-. ка 12 на стенке шахты, проверяется и в случае необходимости корректируется с помощью регулирующих опор 8 центровка. Отбирающий элемент вво- gp дится в шахту так, чтобы торец цилиндрического барабана коснулся ее задней стенки. После установки отбирающего элемента устройства в случае необходимости подготовки пробы (фик- 5 сации структуры, окраски и так далее) и з системы подвода агента через трубопровод соответствующий агент подается в рубашку барабана, откуда он через перфорацию во внутренней стенке поступает в сыпучий материал, расположенный в кольцевом зазоре между барабаном и погруженным телом. После завершения подготовки пробы (наприер, замерзания влаги в местах контакта частиц при подаче N, либо СО, во влажный материал, затвердевания жидкого парафина после его подачи в слой окраски частиц после подачи в слой красителя либо жидкого кристалла и так далее) отбирающий элемент совместно с погруженным телом выводится из шахты. Для обеспечения полной сохранности структуры пробы к торцу погруженного тела у задней стенки шахты крегится диск 13, диаметр которого на 50-100 мм превышает диаметр барабана. Этот диск закрывает торец барабана при выводе его из ,шахты вместе с телом. Указанный диск ! и крышка на переднем торце барабана отсекают, отделяют отобранную пробу от остальной массы сыпучего материала. Отобранные локальные пробы направляются на последующий анализ. Устройство позволяет отбирать пробы и из неподвижного слоя.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет отбирать локальные и средние пробы у поверхности тел, погруженных в движущейся или неподвижный сыпучий материал, и предварительно подготавливать пробы с целью повышения их представительности и информативности, сохраняя структуру.

При дальнейшем анализе проб могут определяться различные локальные и средние характеристики сыпучего материала вблизи поверхности тел (порозность., дисперсный состав, число контактов с поверхностью, влажность, температура, химический состав и т.д.). Эти сведения необходимы для выбора радиональных размеров, формы и расположения погруженных. тел (например, теплообменных поверхностей) в различных аппаратах со слоевыми системами, применяемых в энергетике, энерготехнологии, химической технологии, черной и цветной металлургии и других отраслях промышленности.

1132186

1132186

Составитель Л.Горяйнова

Редактор К.Волощук Техред О,Ващишина Корректор М.Леонтюк

Заказ 9781/35 Тираж 822 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4