CN103149050B - 往复式自动取样机、自动取制样系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种往复式自动取样机，其设置在物料输送皮带的头部以截取料流，并包含：内部设有滑道的机架；在所述滑道上滑动的滑动构件；与所述滑动构件相连的取样单元；用于驱动所述滑动构件进行往复移动的往复驱动单元。

Description

往复式自动取样机、自动取制样系统

技术领域

本发明涉及一种往复式自动取样机，尤其涉及在输送皮带头部对冶金原料(例如，球团、粉矿、块矿、焦炭等)进行采样的往复式自动取样机以及使用其的自动取制样系统。

背景技术

随着高炉冶炼技术的进一步发展，对原燃料的质量要求日趋提高，需要全面可靠地掌握原燃料的质量状况，为高炉操作调剂提供参考。基于规模化生产的需要，目前国内外各大钢铁公司均配备了自动采制样及检测系统。

取样机是自动采制样系统的关键设备。常见的有安装于输送皮带中部的取样机，这种取样机通过横跨于输送皮带上的料斗横扫皮带上的物料实现采样。由于料斗和输送皮带之间不可避免地存在一定间隙，而物料在输送皮带上通常细料偏向于底层，因此输送皮带中部取样机采制样品粉料必然偏少，对物料粒度差异大的产品采样偏析较大。另外，常见的取样机还有输送皮带头部的取样机，这种取样机一般安装于输送皮带头部的下方，通常通过料斗回转切割输送皮带头部的料流而截取物料。在这种回转式输送皮带头部取样机中，由于料斗匀速旋转，料斗上每个截取点旋转半径不同，导致各截取点的线速度不同，误差超过国标规定的5％的要求。由于料斗在料流每一点截取时间不相等，在料流每一点截取到的试样相对比例与料流中每一点在相等时间内通过料量的相对比例不符，因此造成粒度偏差。实践证明，用回转式输送皮带头部取样机取下的样品一般比手工停带取样偏析在3％以上，对灰分含量测定有重大影响。故回转式输送皮带头部取样机同样不适合粒度相差较大的物料的高精度在线取样。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种结构简单、无采样偏析、全断面采样及产品适应性强的往复式自动取样机。

本发明的往复式自动取样机，其特征在于，设置在物料输送皮带的头部以截取料流，并包含：内部设有滑道的机架；在所述滑道上滑动的滑动构件；与所述滑动构件相连的取样单元；用于驱动所述滑动构件进行往复移动的往复驱动单元。

并且，还包含设在所述机架外周以避免所述机架的滑道上进入大量灰尘的外壳。

并且，所述取样单元为上部开口、下部设有多个开闭闸门的料斗，所述多个开闭闸门处于常开状态。

并且，所述料斗开口长度大于料幅宽度，所述料斗开口宽度大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，所述料斗出料开口宽度大于进料开口宽度。

并且，所述料斗两端安装有多个开闭驱动单元，分别驱动所述开闭闸门进行开闭。

并且，所述取样单元沿垂直于料流的方向伸出和缩回，并仅在缩回过程中关闭所述开闭闸门进行取样。

并且，所述料斗切割料流的速度不超过0.6m/s，取样过程中速度波动率≤5％。

并且，所述往复驱动单元和所述开闭驱动单元均为气缸，而且均设有行程终点检测开关。

本发明的自动取制样系统，其特征在于，包含：往复式自动取样机；用于倾斜地支撑所述往复式自动取样机的机架；用于接收取样物料的接料槽；用于输送取样物料的取样输送机。

并且，所述机架倾斜地支撑所述往复式自动取样机，以使所述往复式自动取样机设置为与料流垂直。

本发明所提供的往复式自动取样机，由于采取取样料斗返回时垂直截取从输送皮带掉落的物料，从而实现了真正意义上的全断面采样，能够完全满足国家标准要求。

另外，由于本发明的取样料斗通过气缸驱动而进行往复移动，因此取样速度可无极可调，取样过程速度波动小，确保取样机无偏析高精度取样。

另外，由于本发明的取样料斗闸门从料斗中间开合，闸门无卡塞现象发生，闸门开闭可靠性高。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的往复式自动取样机的结构示意图。

图2为本发明的一个实施方式的料斗的结构示意图，其中，(a)表示料斗闸门被关闭的状态，(b)表示料斗闸门被打开的状态。

图3为应用了本发明的往复式自动取样机的自动取制样系统的概略示意图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1为本发明的取样机的结构示意图。如图1所示，本发明的取样机包含内部设有滑道的机架1、在滑道上滑动的滑动构件2、与滑动构件2相连的料斗B、设在机架的外周以避免机架1的滑道上进入大量灰尘的外壳3以及用于驱动滑动构件2进行往复移动的驱动气缸4。

上述机架1内部的滑道一般采取精密加工保证尺寸精度，滑动构件2的四个角落安装有带防尘密封的滚动轴承，滚动轴承与滑道之间采用大间隙配合。在此，若间隙太小，会因滑道集灰造成卡塞现象。

这里，由于滑动构件2直接用滚动轴承作辊轮，因此结构简单、价格低廉、更换和维护方便。

为了保证滑动构件2在滑道上滑动顺畅，滑动构件的长度与机架滑道长度之比一般不小于1∶2.5。

滑动构件2通过型钢一般用螺栓(或焊接)与料斗B连为一体。

驱动气缸4一般设有1～2个，驱动气缸4通过铰接安装于机架1上，气缸带可调缓冲，进出气口管路上安装有节流阀，通过调节气缸缓冲及节流阀改变滑动构件2的运行速度。

虽然在本实施方式中滑动构件通过驱动气缸进行驱动，本发明并不局限于此，还可以通过马达和齿轮等驱动机构进行驱动。

在实际取样过程中，一般要求确保取样料斗B切割料流速度不超过0.6m/s，取样过程速度波动率≤5％。驱动气缸4外壳上安装有行程终点检测开关，检测驱动气缸4的活塞前后是否到达预定位置，前后预定位置对应料斗B伸出到达采样位置和缩回到达料斗放料位置。根据取样气缸两行程终点的距离和时间差，还可以大致判断驱动气缸4的取样平均速度，从而有助于操作者判断样品代表性的强弱。

图2为料斗的结构示意图，其中，(a)表示料斗闸门被关闭的状态，(b)表示料斗闸门被打开的状态。

如图2所示，料斗B下部设有左右两个闸门5，由铰链连接在料斗B下方。固定设置在料斗上的开闭气缸6驱动滑块7作直线运动，滑块7与连杆8铰接，连杆8与料斗闸门5铰接，于是开闭气缸6的伸缩驱动实现闸门5从中间打开和关闭。

开闭气缸6上也安装有行程终点检测开关，控制系统可以识别闸门是否关闭严实，可以判断取样过程中焦末的漏洒情况。

这种结构的优点在于，料斗闸门铰接处不与料流直接接触，绝对不会产生料斗闸门卡阻现象，能够避免小颗粒物料(如球团、小粒度块矿、小粒度焦炭等)卡塞缝隙的现象发生。

虽然在本实施方式中料斗B上设有两个闸门5，但本发明并不局限于此，本发明可以在料斗B上设置更多个闸门。

另外，虽然在本实施方式中用开闭气缸驱动闸门进行开闭，但本发明并不局限于此，还可以通过马达和齿轮等驱动机构进行驱动。

料斗B尺寸综合考虑料幅宽度、料幅厚度、物料粒度等因素精确计算确定，一般要求料斗开口长度H大于料幅宽度，料斗开口宽度A大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，料斗出料开口宽度B略大于进料开口宽度A，确保取样斗容积大于子样最大体积，样品在截取过程中不溢出、不搭桥，保证了全断面采样。

图3为应用了本发明的往复式自动取样机的自动取制样系统的概略示意图。

本发明的自动取制样系统，包含往复式自动取样机、用于倾斜地支撑往复式自动取样机的机架9、用于接收取样物料的接料槽10、用于输送取样物料的取样输送机11。

如图3所示，往复式自动取样机倾斜地安装在机架9上，倾斜角度大约20～30°，以使取样机与料流大致垂直设置，保证取样机的料斗B伸出时能完全进入输送皮带头部下方的料流冲刷不到的位置。接料槽10设置在取样输送机11上，对应于料斗B的缩回位置下方位置，由取样机取出的样品由接料槽10收集后，通过取样输送机11送入后续制样设备。

下面结合图3说明取样机的工作过程。

取样机的料斗闸门5通常处于打开状态，取样机采样时，滑动构件2在驱动气缸4的驱动下，带动料斗B进入输送皮带12的头下部到达采样位置，停顿1～2秒钟左右后，开闭气缸6通过滑块7、连杆8驱动料斗闸门5关闭，关闭结束后驱动气缸4驱动滑动构件2使料斗B缩回，在料斗B的缩回过程实现单向采样，料斗B到达放料位置后，打开料斗闸门5把物料放到接料槽10完成一次采样过程。

取样机采样工作过程在自动采样系统中，通常用PLC实现自动控制。

本发明所提供的往复式自动取样机，由于采取取样料斗返回时垂直截取从输送皮带掉落的物料，从而实现了真正意义上的全断面采样，能够完全满足国家标准要求。

另外，由于本发明的取样料斗通过气缸驱动而进行往复移动，因此取样速度可无极可调，取样过程速度波动小，确保取样机无偏析高精度取样。

另外，由于本发明的取样料斗闸门从料斗中间开合，闸门无卡塞现象发生，闸门开闭可靠性高。

Claims (8)

1.一种往复式自动取样机，其特征在于，设置在物料输送皮带的头部以截取料流，并包含:

内部设有滑道的机架；

在所述滑道上滑动的滑动构件；

与所述滑动构件相连的取样单元；

用于驱动所述滑动构件进行往复移动的往复驱动单元，

其中，所述取样单元为上部开口、下部设有多个开闭闸门的料斗，所述多个开闭闸门处于常开状态并且与连杆铰接，所述连杆与滑块铰接，所述料斗上安装有气缸，所述气缸通过驱动滑块做直线运动来驱动开闭闸门进行开闭，在所述气缸上安装有行程终点检测开关。

2.根据权利要求1所述的往复式自动取样机，其特征在于，还包含设在所述机架外周的外壳。

3.根据权利要求1所述的往复式自动取样机，其特征在于，所述料斗开口长度大于料幅宽度，所述料斗开口宽度大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，所述料斗出料开口宽度大于进料开口宽度。

4.根据权利要求1所述的往复式自动取样机，其特征在于，所述取样单元沿垂直于料流的方向伸出和缩回，并仅在缩回过程中关闭所述开闭闸门进行取样。

5.根据权利要求4所述的往复式自动取样机，其特征在于，所述料斗切割料流的速度不超过0.6m/s，取样过程中速度波动率小于或等于5％。

6.根据权利要求4所述的往复式自动取样机，其特征在于，所述往复驱动单元为气缸，而且设有行程终点检测开关。

7.一种自动取制样系统，其特征在于，包含：

权利要求1至6中的任意一项中记载的往复式自动取样机；

用于倾斜地支撑所述往复式自动取样机的机架；

用于接收取样物料的接料槽；

用于输送取样物料的取样输送机。

8.根据权利要求7所述的自动取制样系统，其特征在于，所述机架倾斜地支撑所述往复式自动取样机，以使所述往复式自动取样机设置为与料流垂直。