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Probenehmer
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung,
die bei gekörnten Materialien ungleichartiger Beschaffenheit, wie z. B. Kohle, Erzen
u. dgl., die Entnahme von Proben ermöglicht.
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Die erwähnten Materialien bestehen aus Stüickchen oder Körnern wechselnder
Größe und Zusammensetzung, z. B. Kohlepartikeln oder aber -hochwertigem Erz einerseits,
und Berge bzw. wertloser Gangart anderseits.
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Es werden, um eine Einsicht in deren Eigen schaften, z. B. ihre Zusammensetzung
zu erlangen, derartigen Produkten üblicherweise Proben entnommen, die dann nachträglich
analysiert werden.
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Bei diesen Materialien wird häufig die Probenahme in der Weise erledigt,
daß man von einem Strom des Materials in regelmäßigen Zeitabständen einen Teil des
Materials, die sog. Teilprobe, abtrennt.
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Indem man eine Anzahl dieser Proben zusammenfügt, ergibt sich eine
Gesamtprobe, die sodann homogenisiert und in der üblichen Weise zu der namentlich
zur Analysierung vorgesehenenAnalysenprobe geringen Gewichts reduziert-wird.
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Das nicht einheitliche Material, dem die Proben entnommen werden
sollen, neigt, wenn es sich in Bewegung befindet, d. h. wenn sich die Partikel gegeneinander
frei bewegen können, zur Entmischung. Dies geschieht z.B., falls die Beförderung
mittels eines Transportbands erfolgt, auf dem Transportband, oder falls das Material
von dessen
,sEnde herunterfällt oder die Beförderung unter Verwendung
einer Rinne oder eines Rohrs erfolgt und das verwendete Transportmittel in diesem
Fall eine schräge Stellung einnimmt, beim Ablaufen des Materials vom Transportmittel.
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Dem Anschein nach sind, wohl unter der Berücksichtigung dieser Tatsache,
bekannte selbsttätige Probenehmer derart konstruiert worden, daß dem Materinlstrom
bei Durchführung der Probenahme transversal zur Stromrichtung in regelmäßigen Zeitabständen
parallel verlaufende Schnitte entnommen werden. Die diesen Schnitten entsprechenden
Teilmassen haben eine gewisse Mächtigkeit, die durch die Breite des Schöpfgefäßes
des Probenehmers bedingt ist; ihre Abhebung erfolgt nach dem VoIlquerschnitt der
Materialmasse, dem die Proben zu entnehmen sind, d. h. über die volle Breite des
Transportbands.
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Im Fall eines breiten Materialstroms, was häufig bei Massenprodukten
zutrifft, stellt sich die Menge jeder einzelnen Teilprobe als recht groß heraus.
Die durch Zusammenfiigen einer Anzahl Teilproben erhaltene Gesamtprobe wird in diesem
Fall überaus umfangreich und insbesondere stellt sich ihre Verarbeitung zur iiblichen
Analysenprobe als schwierig heraus.
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Die größere Genauigkeit, mit der man in Anbetracht des großen Umfanges
der Gesamtprobe rechnen dürfte, wird außerdem durch Fehler, die im Verlauf der Aufteilung
der Gesamtprobe und deren Verarbeitung zur Analysenprobe eintreten können, zunichte
gemacht. Die Entnahme relativ großer Teilproben, für die Steinkohle ist z. B. 1/2
bis 2 kg angegeben, war bisher mit den allgemein angewandtenVorschriften im Einklang;
es wurde ein gewisser Zusammenhang zwischen indem zu wählenden Gewicht der Teilprobe
und der Korngröße des Materials, dem die Probe zu entnehmen war, angenommen, und
zwar derart, daß das Gewicht der Teilprobe in lbs (I lb = 0,454 kg) zumindest zweimal
dem Durchmesser in inches (I inch = 2,54 cm), der gröbsten Körner gleichkommen mußte
(vgl. British Standards Institution Nr.735 bis 1944, 5.9, Tab. I a) .
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Es wurde, was mit dieser seit langem gehegten Auffassung völlig im
Widerspruch steht, nun nachgewiesen, daß bei der Probenahme eine größere Genauigkeit
erzielt wird, wenn man eine größere Zahl Proben kleineren Umfangs zieht; das Gewicht
der Teilprobe braucht nur wenige Vielfache des Gewichts des gröbsten Korns zu betragen.
Auch ist es nicht notwendig, daß die Teilprobe einen ganz der vollen Breite des
Materialstroms, -und zwar transversal zu dessen Stromrichtung, entnommenen Materialschnitt
darstellt, sondern sie kann ein Bruchteil dieser Schnitte sein, wenn nur eine genügend
große Zahl Teilproben gezogen wird; indem man eine Mehrfachentnahme von Teilproben
in dieser Weise vornimmt, wird die Möglichkeit herbeigeführt, ein getreues Bild
des im Materialstrom befindlichen Gutes zu erhalten (vgl. Dr. J. Visman »Sampling
of Coal and Washery Products«, Transactions World Power Conference 1947, Vol. II,
blz. 430 bis 44I) Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Probenehmer,
bei dessen Verwendung der sonst bei Anwendung ulblicher Probenehmer eintretende
Nachteil, nämlich, daß das Gewicht der mit jenen Probenehmern gezogenen Teilproben
gewöhnlich viele Male griißer-ist als das zulässige Mindestgewicht, unterbunden
wird.
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Mit der erfindungsgemäßen, mit einem Schöpfgefäß von besonderer Form
versehenen Vorrichtung erfolgt die Probenahme nicht derart, daß die Proben dem Materialstrom
über dessen volle Breite entnommen werden, sondern es werden die Proben, und zwar
eine größere Anzahl, dem Kern des Materialstroms entnommen.
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Dlas Schöpfgefäß kann an einem Arm befestigt werden, dem durch einen
mit einem Zeitrelais und eine tJbertragungsvorrichtung ausgerüsteten Elektromotor
eine in gewissen Zeitabständen einsetzende Bewegung erteilt wird, die bewirkt, daß
das Schöpfgefäß sich durch die Masse des Materials, dem die Proben zu entnehmen
sind, hindurcharbeitet.
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Die dem Schöpfgefäß gegebene Form bewirkt, daß es bei seinem Durchgang
durch die Masse drei verschiedene Funktionen besorgt, und zw'ar auf dem ersten Teil
seines Weges durch die Masse eine lediglich bohrende Funktion, d. h. ohne Aufhebung
von Material, auf dem mittleren Teil seines Weges eine die Abhebung von Materialproben
besorgende Funktion und schließlich, auf dem Letzten Teil seines Weges, abermals
eine bohrende Funktion, bei der keine Abhebung von Material erfolgt.
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Hierdurch wird verhütet, daß an der Oberfläche des Materialstroms
befindliche Teile (die Möglichkeit einer Entmischung liegt nämlich besonders an
der Oberfläche vor, woraus sich demnach eine nicht repräsentative Probe ergibt)
vom Schöpfgefäß aufgegriffen werden.
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Die Bewegungsrichtung des :Schöpfgefäßes ist entgegengesetzt jener
des Materialstroms.
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Das Schöpfgefäß besteht aus einem köcherförmigen Körper, der ein
wenig konisch zuläuft, und dessen Wand an dem schmalen äußeren Ende teilweise schnabelförmig
ausgebogen ist.
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Derköcherförmige Körper ist an seinem schmalen, äußeren Ende durch
eine Platte verschlossen, in der eine Aussparung die eigentliche Einlaßöffnung darstellt,
die vorzugsweise eine runde bis elliptische Form hat und sich unterhalb des schnabelförmigen
Vorsprungs befindet. Durch Schleifbearbeitung kann diesem Rand eine Schneidekante
verliehen werden, mittels derer das Schöpfgefäß sich mühelos durch die Masse, der
die Proben zu entnehmen sind, hindurcharbeitet.
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Die Verschlußplatte kann entweder eine flache oder eine eckig gebogene
Form haben; für ein! gutes Funktionieren ist es indes notwendig, daß das Schöpfgefäß
während des Betriebes so bewegbar ist, daß die Fläche der Einlaßöffnung des Schöpfgefäßes
eine Tangentialebene der Bahn vorstellt, welche von dem Schwerpunkt der Einlaßöffnung
beschrieben wird.
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Es wird dadurch erzielt, daß eine Aufnahme von Material im Schöpfgefäß
erst dann erfolgt, wenn
es bis an den Kern des Materialstroms vorgedrungen
ist.
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Durch Anwendung einer eckig gebogenen Schlußplatte wird es möglich,
hinter der Einlaßöffnung einen Raum geringer Tiefe zu bilden, während sich zugleich
eine vor der Einlaßöffnung befindliche, etwas schräg gestellte Hinterschneidekante
ergibt.
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Das Schöpfgefäß ist an einem Arm befestigt, der in regelmäßigen Zeitabständen
eine Umdrehung um eine vorzugsweise waagerecht gelagerte Welle macht. Besagter Arm
kann hohl ausgeführt sein, die Befestigung des Armes ist dann derart, daß die Wand
des köcherförmigen Schöpfgefäßes allmählich in jene des hohl ausgefülhrten Armes
übergeht.
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Selbstverständlich lassen sich an der Welle mehrere mit Schöpfgefäßen
versehene Arme befestigen, so daß, wenn gewünscht, mehrere der gleichen Materialschnitte
quer zur Bewegungsrichtung des Materialstroms erhalten werden können.
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Mit Rücksicht auf die Reinigung des Schöpfgefäßes ist dasselbe abnehmbar
mit dem Arm verbunden. Der hohl ausgeführte Arm kann mit dem äußeren Ende, das nicht
mit dem Schöpfgefäß verbunden ist, oberhalb einer Abfuhrrinne ausmünden, an die
ein zur Probenauffangvorrichtung führendes Rohr angeschlossen ist. Außerdem kann
der Arm mit einem Klopforgan versehen sein, das regelmäßig, nämlich sobald der Arm,
weil er oberhalb der Abfuhrrinne angelangt ist, in die Rinne ausmündet, durch das
Auftreffen auf den Arm bei seiner Abwärtsschwenkung bewirkt, daß etwaiges entweder
der Innenwand des Armes oder der Wand des Schöpfgefäßes anhaftendes Material sich
löst und somit in die Probenauffangvorrichtung gelangt.
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Die vorliegende Erfindung soll an Hand der in den beigefügten Zeichnungen
angegebenen Fig. I, 2 und 3 näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Abbildung des oberhalb eines Transportbands
angeordneten Probenehmers; Fig. 2 a zeigt einen Längsschnitt des Schöpfgefäßes;
Fig. 2b stellt einen Längsschnitt einer abgeänderten Form des Schöpfgefäßes dar,
und Fig. 3 a und 3b zeigen eine Untenansicht der äußeren Enden des Schöpfgefäßes
gemäß Fig. 2 a und 2b.
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An der oberhalb des Transportbands g waagerecht gelagerten Welle
I (vgl. Fig. I) ist ein mit einem abnehmbar angeordneten S chöpfgefäß 3 versehener
Arm in etwas geneigter Stellung befestigt. Ein mit einem Zeitrelais und Schalter
ausgerüsteter Motor, das Ganze in einem Gehäuse 10 untergebracht, verleiht dem Arm
eine in regelmäßigen Zeitabständen wiederkehrende Schwenkbewegung, und zwar derart,
daß der Arm gegen die Richtung des Materialstroms ausschlägt.
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Es ist möglich, das Tempo stetig zu variieren, wobei der Apparat
bis zu 15 Schläge pro Minute erzeugen kann. Das Schöpfgefäß entnimmt dem Kern des
Materialstroms, dessen Geschwindigkeit sich z. B. auf 2 m/sek., entsprechend einer
Kapazität von 200 t/Std., beläuft, Teilproben von annähernd 30 bis 6o g, bei einer
Maximalkorngröße des Materials von annähernd 8 mm.
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Die Konstruktion des Schöpfgefäßes ist derart, daß das Abheben der
Teilprobe erfolgt, sobald die Einlaßöffnung des Schöpfgefäßes durch die senkrecht
zur Weller befindliche Ebene hindurchgegangen ist. Die Wand des schnabelförmigen
Vorsprungs 12 besorgt, in der Stellung, die die Offnung II (vgl. Fig. 2 und 3) innehat,
gleich nachdem sie durch die besagte Ebene hindurchgegangen ist, nicht mehr die
sonst vorhandene Abschirmung dieser Öffnung gegen den Strom des Materials, wodurch
nunmehr die Aufnahme des Materials einsetzen kann. Beim Weiterschwenken des Schöpfgefäßes
wird in einem gewissen Augenblick die untere Seite dieses Gefäßes sowie die untere
Seite der in schräger Lage befindlichen hinteren Schneidekante eine Stellung einnehmen,
bei der der im Material ausgelöste Widerstand sich derart steigert, daß durch die
Öffnung kein weiteres Material mehr hineingelangt.
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Der Automat 4 wird während der Rotation der Welle durch den aufwärtsgehenden
Anschlag 8 betätigt, der Motor schaltet infolgedessen aus und gerade bevor der hochgeschwenkte
Arm zum Stehen kommt, geht ein Schlegel 5 auf den hinteren Teil des Armes nieder,
wodurch die Verstopfung des Schöpfgefäßes beseitigt wird.
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In dieser Stellung steht der Arm zum nächsten limschwenken, die vom
Zeitrelais ausgelöst wird, bereit.
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Während sich der Arm in Ruhe befindet, geht die Teilprobe durch den
Hohlraum des Armes und seit wärts abgleitend einer Abfuhrrinne mit anschließendem
Rohr 6 zu und gelangt sodann in eine Auffangvorrichtung 7.
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Der Schlegel 5 ist mittels eines Bügels 5a an einer um die Welle
I frei drehbaren Hülse gab befestigt.
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Während der Schlegel aufwärts schwenkt, schiebt der hohle, im Schwenken
begriffene Arm den Schlegel vor sich her, und wenn der in die höchste Stellung geschwenkte
Arm die senkrecht durch die Welle I verlaufende Ebene passiert, ist der Schlegel
bereits durch diese Ebene hindurchgegangen und geht unter dem Einfluß der Schwerkraft
auf dem herabhängenden Teil des Armes 2 nieder (vgl. in Fig. I die mit einer gestrichelten
Linie angegebene Stellung 2').
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Im Verlauf der weiteren Drehung wird der Schlegel wieder aufwärts
geschwenkt.
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Fig. 2 a und 2b zeigen Längsschnitte des Schöpfgefäßes, gemäß der
in den Fig. 3 a bzw. 3 b an gegebenen Ebene A-A.
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Fig. 3 a und 3 b stellen Untenansichten des Schöpfgefäßes dar. In
diesen Figuren stellt 2 das äußere Ende des hohl ausgeführten Armes, 3 das Schöpfgefäß,
ii die Einlaßöffnung, 12 den schnabelförmigen Vorsprung und 13 die Verschlußplatte
dar. Letztere besteht nach den Fig. 2 b und 3b aus den Teilen I3a, I3b und I3C.
Die Teile des Randes der Öffnung 11, die an der Stelle, wo sich die Spitze des schnabelförmigen
Vorsprungs befindet, mit p angedeutet sind, sowie der p gegenüber-
liegende
Teil q sind durch Schleifbearbeitung derart geschärft, daß sie eine schneidende
Funktion auszuüben vermögen.
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Der größte Durchmesser der Einlaßöffnung übertrifft den des gröbsten
Korns um ein Geringes.
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Liegt die Möglichkeit einer Zusammenballung, d. h. der bildung von
sog. Schlammklumpen, vor, so erübrigt sich die Wahl einer größeren Einlaßöffnung.
da die geschärften Randteile p und q das Zerschneiden dieser Klumpen besorgen.