Устройство для отбора проб из потока сыпучего материала

ент в виде незамкого барабана с кнутого цилиндрич внутренними перег емкость, о т л и одкамиа ю щлокал прием я тем то, с целью отбор их проб у поверхн сыпучий материал ьных груженногоповышения ти ела СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В,А.Календерьян, В.В.Корнараки, В.Г.Прохоров и Ю,И.Новицкий (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им.В.М,Ломоносова и Одесский технологический институт холодильной промьпппенности (53) 543.053(088.8)(56) 1. Леончик БИ., Маякина В.П. Измерения в дисперсных потоках. М., Энергоиздат, 1981.2, Авторское свидетельство СССР .У 983492, кл. С 01 И 1/20, 1982. 54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА РОБ ИЗ ПОТОКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, одержащее раму, установленный на 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 ч а ю щ е е с я тем, что внутренние перегородки расположены по всей длине цилиндрического барабана и выполнены сменными.1132Изобретение относится к измери,тельной технике и предназначено для периодического отбора проб из потока сыпучего материала у поверхности погруженных тел (гладких и5 оребренных труб, тяг, подвесок) с последующим анализом пробы.Известно устройство для периодического отбора проб, содержащие корпус, отсекатель пробы или отбирающий 1 О элемент, приспособление для ввода и вывода пробоотборника из потока. В устройстве предусмотрены конструктивные меры для повышения представительности проб, надежности, упрощения конструкции ЯОднако это устройство пригодно лишь для отбора проб из свободного нестесненного потока, в котором нет погруженных тел. Кроме того, проба 20 перед отбором не подготавливается, в процессе отбора зачастую нарушается структура, материал перемешивается,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- р 5 му эффекту является устройство для отбора проб сыпучих материалов из падающего потока. сыпучего материала, ,содержащее раму, установленный на ней отбирающий элемент в виде незам 30 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 ин 40 формативность проб, не позволяет получать сведения о характеристиках потока в аппаратах с погруженными поверхностями. Цель изобретения - обеспечение 45 возможности отбора локальных и сред-них проб из потока сыпучего материала у поверхности погруженных тел, повышение представительности и информативности проб путем их предвари тельной подготовки.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб из потока сыпучего материала, содержащем раму, установленный на ней отби рающий элемент в виде незамкнутого цилиндрического барабана с внутренними перегородками, приемную емкость,186барабан снабжен рубашкой, патрубкомподвода агента и продольными направляющими., на которых укреплены распо-,ложенные радиально перегородки, аповерхность барабана выполнена перфорированной,При этом внутренние перегородкирасположены по всей длине цилиндрического барабана и выполнены смежныьа, а их высота составляет 0,95-0,98от высоты кольцевого зазора между поверхностью погруженного тела и внутренней поверхностью цилиндрическогобарабана.Использование нескольких радиальных перегородок позволяет отобратьлокальные пробы из различных характерных зон вблизи омываемой потокомповерхности с.целью определения локальных характеристик потока в этихзонах. Перегородки выполнены сменными и крепятся к направляющим, например, болтами. Это позволяет выбиратьих высоту, количество и расположениев зависимости от размеров, конфигурации погруженного тела и назначенияпробы, т,е, от тех процессов, дляизучения которых используется отби;раемая проба. Так, если погруженноетело имеет форму цилиндра круглогосечения, то при симметричном относительно вертикальной оси расположениичетырех перегородок отбирают пробы изтрех 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 обоихслучаях симметричность перегородокпозволяет получить дублированные результаты, что повышает представительность проб и точность данных. Возможно и несимметричное размещение перегородок. При наличии оребрения телаперегородки располагаются с учетомразмеров и расположения ребер. Приотсутствии перегородок в одной из половин барабана одновременно отбираютсреднюю и локальные пробы. Все этопозволяет повысить информативностьпроб. Внутренний диаметр барабана выбирается близким к размерам области, в которой под влиянием погруженного тела изменяются характеристики слоя(его структура, порозность, скоростьдвижения, температура, химическийсостав материала). Согласно даннымавторов эта область распространяетсяот поверхности тела на расстояние,равное 40-50 калибрам частиц. Длинабарабана должна быть больше длинышахты на 30-100 мм. Переднее торцовое сечение барабана закрываетсясъемной крышкой, заднее (вводимое 1 Ов шахту) открыто. Толщина перегородки составляет 0,5-1 мм с тем, чтобыне нарушалась структура слоя и несоздавалось значительное сопротивление при вводе отбирающего устройствав шахту. Использование гофрированныхпластин с шагом гофр 4-5 мм, высотойгофр -2 мм позволит предотвратитьзаклинивание при нарушении соосностиотбирающего элемента и погруженноготела. ой гента может подаваться среда,мической реакции с част их окраску. В рядеоказаться целесообразнта через поверхностьела, которая в такихолжна быть перфорирокото я при измен тица случ ной погр случ в може юдача агуженного ях ток Подача в слой иэ рубашки через отверстия в стенке барабана различных агентов (сред) позволяет подготовить25 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 структуры 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 зафиксирует 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 ческого состава материала в качестве ванной. Устройство может работать ибез подачи агента в сыпучий материал.Перфорация внутренней стенки цилиндрического барабана выполняется в видекруглых, прямоугольных либо щелевыхотверстий общим живым сечением 30603.Возможность подачи через рубашкубарабана различных агентов в сыпучийматериал, изменения высоты, количества и расположения перегородок помимоуказанных выше положительных эффектовобеспечивают универсальность и широкую область применения предлагаемогоустройства, Система подачи агентаопределяется родом агента, необходимого для конкретных условий.Отбирающий элемент на опорах устанавливается на раме, которая крепитсяк шахте с сыпучим материалом так,чтобы отбирающий элемент располагалсякоаксиально 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 размещеноотверстие с заслонкой. К заднемуторцу тела крепится диск, диаметр которого на 50-100 мм больше наружногодиаметра отбирающего элемента. Дискснабжен уплотнением. После вводаотбирающего элемента в поток сыпучего материала его задний торец приводится в контакт с этим уплотнением,что предотвращает утечку подаваемогоиз 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 шести перегородок, на фиг.3 - схема несимметричного расположения перегородок; на фиг.4 - схема расположения перегородок у оребренного цилиндра; на фиг.5- схема 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 ра 1132186мы 1, приемной емкости (на схеме условно не показана) и отбирающего элемента, который представляет собой цилиндрический барабан 2, снабженный наружной рубашкой 3, продольными нап 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 (=.90 ) точках. Передоний торец барабана закрыт крышкой 6, задний открыт. Отбирающий элемент установлен на раме 1 и снабжен регулируемыми опорами 8.25На фиг.2-5 представлены другие возможные варианты расположения перегородок при наличии и отсутствии оребрения у погруженных тел.Устройство для отбора проб работает следующим образом.Рама с установленным на ней приемным элементом крепится к стенке шахты 9 так, чтобы отбирающий элемент располагался коаксиально с по- З 5 груженным телом. После достижения. установившегося движения сыпучего материала в шахте с погруженным телом 10 устройство приближается вплотную к отверстию 11 в передней стенке 40 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 дится в шахту так, чтобы торец цилиндрического барабана коснулся ее задней стенки. После установки отбирающего элемента устройства в случае необходимости подготовки пробы (фик 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 И, 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 отбиратьпробы 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.исное атент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 35 Тираж ИИПИ Государст по делам изобр 3035, Москва, ЖКорректор М.Леонтюк 22,П енного комитета СССР тений и открытий 5, Раушская наб., д,