CN101231219B - 采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置及方法 - Google Patents

采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种采用气力输送方式中远距离对粉状样品取样的方法和装置，它主要由采样头、输送管道、定量取样装置等组成，可以把50-1000米距离外的粉状样品取回仪器或实验室处分析，并能自动控制，准确取样。

Description

采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置及方法 
技术领域
本发明涉及一种粉料样品取样装置及方法，更具体地说，涉及一种采用气力输送方式的中远距离粉状物的取样装置及方法。
背景技术
工业上采集颗粒、粉料样品一般采用螺旋取样器，或负压取样器等，在现场取样，然后再把样品由人工送回实验室测定。
气力输送技术广泛应用于石油、化工、冶金、建材、粮食等领域，具有能耗低、自动化程度高、可长期连续运行、环境污染小等诸多优点，是最适合散料输送的一种先进的技术。但目前尚未有微型的气力输送装置，更没有用于取样的气力输送装置。本发明就是把微型气力输送用于取样的一种技术，可以使粉状样品取样实现远程化、自动化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述缺陷，提供一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置及方法，能把工业现场的粉仓和粉管中的颗粒、粉状样品采集并用气力输送方式送到某一特定的地方，如实验室或仪器中，并把载气和粉状样品分离出定量的适合测定、保留的样品，利用程序控制能不断地采集样品，把样品送到合适的仪器可实现自动分析。
本发明的技术方案是：根据本发明的一方面，提供一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置及方法，包括定量取样装置，以及安装于粉仓或粉管上的采样头，还包括一端连接所述采样头、另一端连接所述定量取样装置的输送管道。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述采 样头为微型发送罐，微型发送罐由进料口、T型气动三通球阀、罐体、进气阀、出料管、沸腾板构成，T型气动三通球阀上连接有进料口、出料口、罐体，进气阀的一端连接载气进口，另一端经沸腾板与罐体相连。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述采样头为吸嘴，吸嘴由进料口和套在进料口上的吸嘴套管构成。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述采样头为气固喷射器，气固喷射器由进料口、进气阀、气固喷射器本体、出料管构成，所述进料口、进气阀和出料管连接在所述气固喷射器本体上。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述的定量取样装置可以是管道切换定量取样装置，也可以是旋风分离定量取样装置。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述管道切换定量取样装置包括L型气动三通球阀、取样定量管、T型气动三通球阀，取样定量管连接在T型气动三通球阀和L型气动三通球阀之间，L型气动三通球阀上还连接有输送管道和废样品管，T型气动三通球阀上还连接有废样品管和取样口。
在本发明的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置中，所述旋风分离定量取样装置包括旋风分离器、定量杯、旋转电机、放料阀、出料管，所述输送管道、放料阀、出料管连接在旋风分离器上，所述定量杯置于出料管的上方，旋转电机通过传动装置与定量杯相连。
本发明中所述的载气为除水除油的空气或氮气。
本发明中所述的输送管道为直径为1毫米至30毫米的金属或塑料管。
本发明中所述的粉状样品的取样距离为50-1000米。
根据本发明的另一方面，提供一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法，包括下列步骤：
S1：在粉管或粉仓安装采样头；
S2：向采样头送入载气，把采样头采样得到的粉状样品用气力输送的方式通过输送管道输送到中远距离的指定位置；
S3：从送到指定位置的粉状样品中，用定量取样装置分离出合适重量的粉状样品；定量取到符合要求的粉状样品后，多余的粉状样品送入废料仓。
在本发明的一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法中，所述气力输送的方式包括三种：使用吸嘴来输送的吸送式气力输送方式、使用微型发送罐来输送的压送式气力输送方式、使用气固喷射器来输送的气固喷射输送方式。
在本发明的一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法中，所述的步骤S2中，定量取样装置进行取样的方式包括两种：管道切换定量取样的方式和旋风分离定量取样的方式。
采用管道切换定量取样的方式时，当采样头过来的粉状样品与载气的混合物经过管道切换定量取样装置时，其装置从气力输送的管道中切换出一段固定长度的管道，管道里面的气体和粉状样品在静止状态下自然分离，根据固定长度的管道的体积定量的分离出粉状样品。
采用旋风分离定量取样的方式时，气力输送过来的粉状样品通过旋风分离器，粉状样品分离下来，落到一个定量杯中，定量杯是一个一定体积的可旋转容器，当定量杯旋转180度后，杯口完全朝下，杯中的粉状样品落到坩埚中，完成一次取样，定量杯的体积确定，因此，从定量杯中落下的粉状样品重量也确定。
实施本发明的一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样装置和方法，与现有取样装置和方法对比，有以下有益效果，可以远距离取样，可以定量、定时取样，可以全自动取样，适合于仪器自动测定时使用。
附图说明：
图1是取样装置系统的结构示意图；
图2是气固喷射器的结构示意图；
图3是吸嘴的结构示意图；
图4是微型发送罐在第一工作状态的结构示意图；
图5是微型发送罐在第二工作状态的结构示意图；
图6是管道切换定量取样装置在第一工作状态的结构示意图；
图7是管道切换定量取样装置在第二工作状态的结构示意图；
图8是管道切换定量取样装置在第三工作状态的结构示意图；
图9是旋风分离定量取样装置在第一工作状态的结构示意图；
图10是旋风分离定量取样装置在第二工作状态的结构示意图。
图1至图10中所有附图标号说明：图中，1-粉仓或粉管；2-载气；3-输送管道；4-采样头；5-定量取样装置；6-废料仓；7-废样品管；4-301-气固喷射器进料口；4-302-气固喷射器进气阀；4-303-气固喷射器本体；4-304-出料管；4-201-吸嘴进料口；4-202-吸嘴套管；4-102-微型发送罐进料口；4-103-T型气动三通球阀；4-104-微型发送罐罐体；4-105-微型发送罐出料管；4-106-沸腾板；4-107-载气进口；4-108-微型发送罐进气阀；5-102-L型气动三通球阀；5-103-取样定量管；5-105-T型气动三通球阀；5-106-坩埚；5-107-取样口；5-201-旋风分离器；5-203-定量杯；5-205-旋转电机；5-206-放料阀；5-207-出料管；5-208-坩埚。
具体实施方式
图1是取样装置系统的结构示意图，其包括粉仓或粉管1、载气2、输送管道3、采样头4、定量取样装置5、废料仓6、废样品管7，采样头4安装在粉仓或粉管1上，输送管道3连接采样头4和定量取样装置5，废料仓6通过废样品管7与定量取样装置5相连接。
图2是气固喷射器的结构示意图，其包括气固喷射器进料口4-301、气固喷射器进气阀4-302、气固喷射器本体4-303、出料管4-304，气固喷射器进料口4-301、气固喷射器进气阀4-302和出料管4-304连接在气固喷射器本体4-303上。
图3是吸嘴的结构示意图，吸嘴包括吸嘴进料口4-201和吸嘴套管4-202，吸嘴套管4-202套在进料口4-201上。
图4和图5是微型发送罐的两种工作状态的结构示意图。由图4和图5可知，微型发送罐包括微型发送罐进料口4-102、T型气动三通球阀4-103、 微型发送罐罐体4-104、微型发送罐出料管4-105、沸腾板4-106、载气进口4-107、微型发送罐进气阀4-108，三通气动球阀连接微型发送罐进料口4-102、微型发送罐出料管4-105、微型发送罐罐体4-104，沸腾板4-106置于微型发送罐进气阀4-108与微型发送罐罐体4-104之间，微型发送罐进气阀4-108的另一端连接载气进口4-107。
图6、图7和图8是管道切换定量取样装置的三种工作状态的结构示意图。管道切换定量取样装置包括L型气动三通球阀5-102、取样定量管5-103、T型气动三通球阀5-105、取样口5-107。取样定量管5-103连接T型气动三通球阀5-105和L型气动三通球阀5-102，L型气动三通球阀5-102上还连接有输送管道3和废样品管7，T型气动三通球阀5-105上还连接有废样品管7和取样口5-107，取样口5-107的下端置有坩锅5-106。
图9和图10是旋风分离定量取样装置的两种工作状态的结构示意图。由图9和图10可知，旋风分离定量取样装置包括旋风分离器5-201、定量杯5-203、旋转电机5-205、放料阀5-206，输送管道3、废样品管7、放料阀5-206、出料管5-207连接在旋风分离器5-201上。
实施例1：用程序控制的方式控制各个阀门、采用压送式气力输送粉末、管道切换定量取样的方式，其工作过程如下：
如图4，微型发送罐处于第一工作状态，微型发送罐三通气动球阀4-103动作，使样品从微型发送罐进料口4-102上部进入微型发送罐罐体4-104，T型气动三通球阀4-103再动作，处于如图5所示的第二工作状态，微型发送罐进气阀4-108动作，载气从载气进口4-107进入微型发送罐罐体4-104带着粉状样品，经过输送管道3到管道切换定量取样装置，管道切换定量取样动作过程见图6、7、8，正常状态即第二工作状态如图7所示，从微型发送罐过来的载气2带着的粉状样品从输送管道3经L型气动三通球阀5-102至废样品管7，取样时，当粉状样品正经过L型气动三通球阀5-102时，L型气动三通球阀5-102动作，成图6所示的第一工作状态，经过数秒钟，L型气动三通球阀5-102再动作，重回图7所示的第二工作状态，这时取样定量管5-103存有一定量的粉状样品，然后气动T型三通球阀5-105动作，处于图8所示的第三工作状态，把粉状样品放入坩埚5-106，这样完成一次取样动作。利用程序 控制可以不断地取样。
实施例2：用程序控制的方式控制各个部件、采用气固喷射器采样头气力输送、旋风分离定量取样的方式，其工作过程如下：
如图2，气固喷射器进气阀4-302动作，载气进入气固喷射器本体4-303，因为气固喷射器的抽吸作用，粉状样品从气固喷射器进料口4-301进入气力输送系统，这样载气就带着粉状样品从输送管道3到定量取样装置5，此定量取样装置采用旋风分离器加定量杯结构，见图9、10。具体执行方式是：如图9，从输送管道3来的粉状样品与载气进入处于第一工作状态的旋风分离定量取样装置的旋风分离器5-201(此时定量杯开口向上)，经过旋风分离后，粉状样品落下来，其中一部分粉状样品落入图9所示的定量杯5-203中，接受粉状样品完成后，旋转电机5-205动作，旋风分离定量取样装置成了图10所示的第二工作状态，即定量杯5-203开口向下，粉状样品经过出料管5-207落入坩埚5-208，载气进入废样品管7，多余的粉状样品经放料阀5-206放掉，这样完成一次取样动作。利用程序控制可以不断地取样。

Claims (10)

1.一种采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，包括定量取样装置(5)，以及安装于粉仓或粉管(1)上的采样头(4)，还包括一端连接所述采样头(4)、另一端连接所述定量取样装置(5)的输送管道(3)；其中，所述采样头用于采样的粉状样品；在所述输送管道中通过气力输送的方式输送所述粉状样品；所述气力输送的方式包括三种：使用吸嘴来输送的吸送式气力输送方式、使用微型发送罐来输送的压送式气力输送方式、使用气固喷射器来输送的气固喷射输送方式。
2.根据权利要求1中所述的采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，当使用微型发送罐来输送的压送式气力输送方式时，所述采样头(4)为微型发送罐，所述微型发送罐由进料口(4-102)、T型气动三通球阀(4-103)、罐体(4-104)、进气阀(4-108)、出料管(4-105)、沸腾板(4-106)构成，T型气动三通球阀(4-103)上连接有进料口(4-102)、出料管(4-105)、罐体(4-104)，进气阀(4-108)的一端连接载气进口(4-107)，另一端经沸腾板(4-106)与罐体(4-104)相连。
3.根据权利要求1中所述的采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，当使用吸嘴来输送的吸送式气力输送方式时，所述采样头(4)为吸嘴，所述吸嘴由进料口(4-201)和套在进料口(4-201)上的吸嘴套管(4-202)构成。
4.根据权利要求1中所述的采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，当使用气固喷射器来输送的气固喷射输送方式时，所述采样头(4)为气固喷射器，所述气固喷射器由进料口(4-301)、进气阀(4-302)、气固喷射器本体(4-303)、出料管(4-304)构成，所述进料口(4-301)、进气阀(4-302)和出料管(4-304)连接在所述气固喷射器本体(4-303)上。
5.根据权利要求1至4中任意一项中所述的采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，所述定量取样装置(5)包括L型气动三通球阀(5-102)、取样定量管(5-103)、T型气动三通球阀(5-105)，取样定量管(5-103)连接在T型气动三通球阀(5-105)和L型气动三通球阀(5-102)之间，L型气动三通球阀(5-102)上还连接有输送管道(3)和废样品管(7)，T型气动三通球阀(5-105)上还连接有废样品管(7)和取样口(5-107)。
6.根据权利要求1至4中任意一项中所述的采用气力输送方式中远距离对粉状物取样装置，其特征在于，所述定量取样装置(5)包括旋风分离器(5-201)、定量杯(5-203)、旋转电机(5-205)、放料阀(5-206)、出料管(5-207)，所述输送管道(3)、放料阀(5-206)、出料管(5-207)连接在旋风分离器(5-201)上，所述定量杯(5-203)置于出料管(5-207)的上方，旋转电机(5-205)通过传动装置与定量杯(5-203)相连。
7.一种采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1：在粉管或粉仓安装采样头；
S2：向采样头送入载气，把采样头采样得到的粉状样品用气力输送的方式通过输送管道输送到中远距离的指定位置；
S3：从送到指定位置的粉状样品中，用定量取样装置分离出合适重量的粉状样品；定量取到符合要求的粉状样品后，多余的粉状样品送入废料仓。
8.根据权利要求7所述的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法，其特征在于，所述方法的步骤S2中，气力输送的方式包括三种：使用吸嘴来输送的吸送式气力输送方式、使用微型发送罐来输送的压送式气力输送方式、使用气固喷射器来输送的气固喷射输送方式。
9.根据权利要求7所述的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法，其特征在于，所述的步骤S3中，定量取样装置进行取样的方式有两种：管道切换定量取样的方式和旋风分离定量取样的方式。
10.根据权利要求9所述的采用气力输送方式的中远距离对粉状物取样方法，其特征在于，采用管道切换定量取样的方式时，当采样头过来的粉状样品与载气的混合物经过管道切换定量取样装置时，其装置从气力输送的管道中切换出一段固定长度的管道，管道里面的气体和粉状样品在静止状态下自然分离，根据固定长度的管道的体积定量的分离出粉状样品；
采用旋风分离定量取样的方式时，气力输送过来的样品通过旋风分离器，粉状样品分离下来，落到一个定量杯中，定量杯是一个一定体积的可旋转容器，当定量杯旋转180度后，杯口完全朝下，杯中的样品落到坩埚中，完成一次取样。
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