專利名稱：往復式自動取樣機、自動取制樣系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種往復式自動取樣機，尤其涉及在輸送皮帶頭部對冶金原料(例如，球團、粉礦、塊礦、焦炭等)進行采樣的往復式自動取樣機以及使用其的自動取制樣系統。
背景技術：
隨著高爐冶煉技術的進一步發展，對原燃料的質量要求日趨提高，需要全面可靠地掌握原燃料的質量狀況，為高爐操作調劑提供參考。基于規模化生產的需要，目前國內外各大鋼鐵公司均配備了自動采制樣及檢測系統。取樣機是自動采制樣系統的關鍵設備。常見的有安裝于輸送皮帶中部的取樣機，這種取樣機通過橫跨于輸送皮帶上的料斗橫掃皮帶上的物料實現采樣。由于料斗和輸送皮帶之間不可避免地存在一定間隙，而物料在輸送皮帶上通常細料偏向于底層，因此輸送皮帶中部取樣機采制樣品粉料必然偏少，對物料粒度差異大的產品采樣偏析較大。另外，常見的取樣機還有輸送皮帶頭部的取樣機，這種取樣機一般安裝于輸送皮帶頭部的下方，通常通過料斗回轉切割輸送皮帶頭部的料流而截取物料。在這種回轉式輸送皮帶頭部取樣機中，由于料斗勻速旋轉，料斗上每個截取點旋轉半徑不同，導致各截取點的線速度不同，誤差超過國標規定的5%的要求。由于料斗在料流每一點截取時間不相等，在料流每一點截取到的試樣相對比例與料流中每一點在相等時間內通過料量的相對比例不符，因此造成粒度偏差。實踐證明，用回轉式輸送皮帶頭部取樣機取下的樣品一般比手工停帶取樣偏析在3%以上，對灰分含量測定有重大影響。故回轉式輸送皮帶頭部取樣機同樣不適合粒度相差較大的物料的高精度在線取樣。
發明內容
本發明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在于提供一種結構簡單、無采樣偏析、全斷面采樣及產品適應性強的往復式自動取樣機。本發明的往復式自動取樣機，其特征在于，設置在物料輸送皮帶的頭部以截取料流，并包含:內部設有滑道的機架；在所述滑道上滑動的滑動構件；與所述滑動構件相連的取樣單元；用于驅動所述滑動構件進行往復移動的往復驅動單元。并且，還包含設在所述機架外周以避免所述機架的滑道上進入大量灰塵的外殼。并且，所述取樣單元為上部開口、下部設有多個開閉閘門的料斗，所述多個開閉閘門處于常開狀態。并且，所述料斗開口長度大于料幅寬度，所述料斗開口寬度大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，所述料斗出料開口寬度大于進料開口寬度。并且，所述料斗兩端安裝有多個開閉驅動單元，分別驅動所述開閉閘門進行開閉。并且，所述取樣單元沿垂直于料流的方向伸出和縮回，并僅在縮回過程中關閉所述開閉閘門進行取樣。
并且，所述料斗切割料流的速度不超過0.6m/s，取樣過程中速度波動率彡5 %。并且，所述往復驅動單元和所述開閉驅動單元均為氣缸，而且均設有行程終點檢測開關。本發明的自動取制樣系統，其特征在于，包含:往復式自動取樣機；用于傾斜地支撐所述往復式自動取樣機的機架；用于接收取樣物料的接料槽；用于輸送取樣物料的取樣輸送機。并且，所述機架傾斜地支撐所述往復式自動取樣機，以使所述往復式自動取樣機設置為與料流垂直。本發明所提供的往復式自動取樣機，由于采取取樣料斗返回時垂直截取從輸送皮帶掉落的物料，從而實現了真正意義上的全斷面采樣，能夠完全滿足國家標準要求。另外，由于本發明的取樣料斗通過氣缸驅動而進行往復移動，因此取樣速度可無極可調，取樣過程速度波動小，確保取樣機無偏析高精度取樣。另外，由于本發明的取樣料斗閘門從料斗中間開合，閘門無卡塞現象發生，閘門開閉可靠性高。
圖1為本發明的一個實施方式的往復式自動取樣機的結構示意圖。圖2為本發明的一個實施方式的料斗的結構示意圖，其中，(a)表示料斗閘門被關閉的狀態，(b)表示料斗閘門被打開的狀態。圖3為應用 了本發明的往復式自動取樣機的自動取制樣系統的概略示意圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。圖1為本發明的取樣機的結構示意圖。如圖1所示，本發明的取樣機包含內部設有滑道的機架1、在滑道上滑動的滑動構件2、與滑動構件2相連的料斗B、設在機架的外周以避免機架I的滑道上進入大量灰塵的外殼3以及用于驅動滑動構件2進行往復移動的驅動氣缸4。上述機架I內部的滑道一般采取精密加工保證尺寸精度，滑動構件2的四個角落安裝有帶防塵密封的滾動軸承，滾動軸承與滑道之間采用大間隙配合。在此，若間隙太小，會因滑道集灰造成卡塞現象。這里，由于滑動構件2直接用滾動軸承作輥輪，因此結構簡單、價格低廉、更換和維護方便。為了保證滑動構件2在滑道上滑動順暢，滑動構件的長度與機架滑道長度之比一般不小于1: 2.5。滑動構件2通過型鋼一般用螺栓(或焊接)與料斗B連為一體。驅動氣缸4 一般設有I 2個，驅動氣缸4通過鉸接安裝于機架I上，氣缸帶可調緩沖，進出氣口管路上安裝有節流閥，通過調節氣缸緩沖及節流閥改變滑動構件2的運行速度。
雖然在本實施方式中滑動構件通過驅動氣缸進行驅動，本發明并不局限于此，還可以通過馬達和齒輪等驅動機構進行驅動。在實際取樣過程中，一般要求確保取樣料斗B切割料流速度不超過0.6m/s，取樣過程速度波動率< 5%。驅動氣缸4外殼上安裝有行程終點檢測開關，檢測驅動氣缸4的活塞前后是否到達預定位置，前后預定位置對應料斗B伸出到達采樣位置和縮回到達料斗放料位置。根據取樣氣缸兩行程終點的距離和時間差，還可以大致判斷驅動氣缸4的取樣平均速度，從而有助于操作者判斷樣品代表性的強弱。圖2為料斗的結構示意圖，其中，(a)表示料斗閘門被關閉的狀態，(b)表示料斗閘門被打開的狀態。如圖2所示，料斗B下部設有左右兩個閘門5，由鉸鏈連接在料斗B下方。固定設置在料斗上的開閉氣缸6驅動滑塊7作直線運動，滑塊7與連桿8鉸接，連桿8與料斗閘門5鉸接，于是開閉氣缸6的伸縮驅動實現閘門5從中間打開和關閉。開閉氣缸6上也安裝有行程終點檢測開關，控制系統可以識別閘門是否關閉嚴實，可以判斷取樣過程中焦末的漏灑情況。這種結構的優點在于,料斗閘門鉸接處不與料流直接接觸，絕對不會產生料斗閘門卡阻現象，能夠避免小顆粒物料(如球團、小粒度塊礦、小粒度焦炭等)卡塞縫隙的現象發生。雖然在本實施方式中料斗B上設有兩個閘門5，但本發明并不局限于此，本發明可以在料斗B上設置更多個閘門。另外，雖然在本實施方式中用開閉氣缸驅動閘門進行開閉，但本發明并不局限于此，還可以通過馬達和齒輪等驅動機構進行驅動。料斗B尺寸綜合考慮料幅寬度、料幅厚度、物料粒度等因素精確計算確定，一般要求料斗開口長度H大于料幅寬度，料斗開口寬度A大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，料斗出料開口寬度B略大于進料開口寬度A，確保取樣斗容積大于子樣最大體積，樣品在截取過程中不溢出、不搭橋，保證了全斷面采樣。圖3為應用了本發明的往復式自動取樣機的自動取制樣系統的概略示意圖。本發明的自動取制樣系統，包含往復式自動取樣機、用于傾斜地支撐往復式自動取樣機的機架9、用于接收取樣物料的接料槽10、用于輸送取樣物料的取樣輸送機11。如圖3所示，往復式自動取樣機傾斜地安裝在機架9上，傾斜角度大約20 30°，以使取樣機與料流大致垂直設置，保證取樣機的料斗B伸出時能完全進入輸送皮帶頭部下方的料流沖刷不到的位置。接料槽10設置在取樣輸送機11上，對應于料斗B的縮回位置下方位置，由取樣機取出的樣品由接料槽10收集后，通過取樣輸送機11送入后續制樣設備。下面結合圖3和圖4說明取樣機的工作過程。取樣機的料斗閘門5通常處于打開狀態，取樣機采樣時，滑動構件2在驅動氣缸4的驅動下，帶動料斗B進入輸送皮帶12的頭下部到達采樣位置，停頓I 2秒鐘左右后，開閉氣缸6通過滑塊7、連桿8驅動料斗閘門5關閉，關閉結束后驅動氣缸4驅動滑動構件2使料斗B縮回，在料斗B的縮回過程實現單向采樣，料斗B到達放料位置后，打開料斗閘門5把物料放到接料槽10完成一次采樣過程。取樣機采樣工作過程在自動采樣系統中，通常用PLC實現自動控制。
本發明所提供的往復式自動取樣機，由于采取取樣料斗返回時垂直截取從輸送皮帶掉落的物料，從而實現了真正意義上的全斷面采樣，能夠完全滿足國家標準要求。另外，由于本發明的取樣料斗通過氣缸驅動而進行往復移動，因此取樣速度可無極可調，取樣過程速度波動小，確保取樣機無偏析高精度取樣。另外，由于本發明的取樣料斗閘門從料斗中間開合，閘門無卡塞現象發生，閘門開閉可靠性高。
權利要求
1.一種往復式自動取樣機，其特征在于，設置在物料輸送皮帶的頭部以截取料流，并包含: 內部設有滑道的機架； 在所述滑道上滑動的滑動構件； 與所述滑動構件相連的取樣單元； 用于驅動所述滑動構件進行往復移動的往復驅動單元。
2.根據權利要求1所述的往復式自動取樣機，其特征在于，還包含設在所述機架外周的外殼。
3.根據權利要求1所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述取樣單元為上部開口、下部設有多個開閉閘門的料斗，所述多個開閉閘門處于常開狀態。
4.根據權利要求3所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述料斗開口長度大于料幅寬度，所述料斗開口寬度大于料幅厚度且不小于2.5倍最大物料粒度，所述料斗出料開口寬度大于進料開口寬度。
5.根據權利要求3所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述料斗上安裝有多個開閉驅動單元，分別驅動所述開閉閘門進行開閉。
6.根據權利要求5所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述取樣單元沿垂直于料流的方向伸出和縮回，并僅在縮回過程中關閉所述開閉閘門進行取樣。
7.根據權利要求6所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述料斗切割料流的速度不超過0.6m/s，取樣過程中速度波動率小于或等于5%。
8.根據權利要求6所述的往復式自動取樣機，其特征在于，所述往復驅動單元和所述開閉驅動單元均為氣缸，而且均設有行程終點檢測開關。
9.一種自動取制樣系統，其特征在于，包含: 權利要求1至8中的任意一項中記載的往復式自動取樣機； 用于傾斜地支撐所述往復式自動取樣機的機架； 用于接收取樣物料的接料槽； 用于輸送取樣物料的取樣輸送機。
10.根據權利要求9所述的自動取制樣系統，其特征在于，所述機架傾斜地支撐所述往復式自動取樣機，以使所述往復式自動取樣機設置為與料流垂直。
全文摘要
本發明提供一種往復式自動取樣機，其設置在物料輸送皮帶的頭部以截取料流，并包含內部設有滑道的機架；在所述滑道上滑動的滑動構件；與所述滑動構件相連的取樣單元；用于驅動所述滑動構件進行往復移動的往復驅動單元。
文檔編號G01N1/04GK103149050SQ20131005518
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月21日 優先權日2013年2月21日
發明者彭宏亮, 陳太榮, 張博, 王勇 申請人:四川攀研技術有限公司