Результат интеллектуальной деятельности: СТАНЦИЯ ОПРОБОВАНИЯ ПУЛЬПЫ И СПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ ПОТОКА ПУЛЬПЫ С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Изобретение относится преимущественно к горно-обогатительной отрасли промышленности в части разработки технологических процессов и оборудования и может быть использовано при опробовании пульпы в системе контроля качества для подготовки продуктов к анализу.

Известен секторный пробоотбиратель, включающий радиальную щель, поворачиваемую при отборе пробы таким образом, что щель пересекает поток пульпы, проходящий по вертикальной трубе [1].

Недостатком этого устройства является недостаточное число пересечений потока пульпы для приемлемого объема сокращенной пробы или, при достаточном числе пересечений потока пульпы, недопустимо большой объем сокращенной пробы.

Наиболее близким по технической сущности и достижению технологического результата заявленному устройству является пробоотборник "Vezin", производимый фирмой "ENGENDRAR Ltd". Известный пробоотборник предназначен для отбора первичной пробы от потока пульпы и включает корпус, воронку подводящую, под которой внутри корпуса расположен ковш-отсекатель и ниже сливной патрубок, электропривод, соединенный клиноременной передачей с вертикальным валом по оси корпуса, пробоотводящий патрубок [2].

Функциональное назначение пробоотборника "Vezin" - отбор пробы от потока пульпы с использованием ковша-отсекателя.

Недостатком этого устройства является недопустимо большой объем сокращенной пробы при достаточном числе пересечений потока пульпы.

Известен пробоотборник "LSA" с вертикальным разделителем потока, производимый фирмой "Outotec". Известный пробоотборник предназначен для отбора первичной пробы от потока пульпы и включает корпус, состоящий из камеры расширительной, установленных на ней фланцев, расположенный внутри камеры расширительной отсекатель щелевой, закрепленный в корпусе при помощи фланцевого соединения, включающий нож трапециевидный, камеру приемную, установленный в камере приемной патрубок пробоотводящий [3].

Функциональное назначение пробоотборника "LSA" - переформирование потока пульпы в горизонтальный поток и отбор первичной пробы с использованием отсекателя щелевого.

Недостатком этого устройства является недостаточное число пересечений потока пульпы для приемлемого объема сокращенной пробы или, при достаточном числе пересечений потока пульпы, недопустимо большой объем сокращенной пробы.

В настоящей заявке поставлена задача при сохранении основных принципов технических приемов, используемых при создании пробоотборных устройств, создать систему опробования пульпы с минимальной погрешностью конечной сокращенной накопленной пробы. Поставленная техническая задача и сущность предлагаемой станции опробования пульпы выражаются тем, что в отличие от известного устройства [2], содержащего корпус, воронку подводящую, под которой внутри корпуса расположен ковш-отсекатель и ниже сливной патрубок, электропривод, соединенный клиноременной передачей с вертикальным валом по оси корпуса, пробоотводящий патрубок, предлагаемая станция опробования пульпы включает пробоотборник щелевой, включающий корпус, состоящий из камеры переформирующей, установленного на ней фланца с ответным фланцем, камеры расширительной, установленного на ней фланца с ответным фланцем, расположенный внутри камеры расширительной отсекатель щелевой, закрепленный в корпусе при помощи фланцевого соединения, включающий нож трапециевидный, камеру приемную, установленный на камере приемной патрубок пробоотводящий; модуль пробосократительный, включающий корпус, состоящий из короба и люка, воронку подводящую, под которой внутри корпуса расположен ковш-отсекатель и ниже сливной патрубок с контактным фланцем, электропривод, соединенный клиноременной передачей с вертикальным валом по оси корпуса, установленным в поворотно-опорном узле, закрепленном на корпусе с помощью опорного фланца, установленный на вертикальном валу сократитель потока, состоящий из усреднительной камеры, внутри которой на валу установлен усреднительный диск, сократительной камеры, внутри которой на валу установлен сокращающий диск, расположенный под сокращающим диском пробоотсекатель, выполненный в виде двух подвижных стенок, образующих регулируемую по ширине щель, расположенный под ним пробоотводящий патрубок.

Функциональное назначение сократителя потока - дополнительное перемешивание потока пульпы и выделение из потока пульпы конечной сокращенной пробы. Назначение и устройство сократителя потока соответствует по основным параметрам сократителю электромеханическому дисковому (патент РФ №2347205).

Как вариант каждая подвижная стенка пробоотсекателя нижней кромкой по длине стенки соединена со стационарными взаимопараллельными поворотными осями, равноудаленными от поперечной оси корпуса, при этом ширина щели устанавливается одновременным смещением поворотных осей каждой стенки во встречном или в противоположном друг к другу направлении на равнозначный угол.

На фиг.1 показан внешний вид пробоотборника щелевого в разрезе, а на фиг.2 и фиг.3 показан внешний вид модуля пробосократительного в продольном и поперечном разрезах.

Пробоотборник щелевой состоит из корпуса 1, включающего камеру переформирующую 2, установленного на ней фланца 3 с ответным фланцем 4, камеру расширительную 5, установленного на ней фланца 3 с ответным фланцем 4, расположенный внутри камеры расширительной 5 отсекатель щелевой 6, включающий нож трапециевидный 7, камеру приемную 8, установленный на камере приемной 8 патрубок пробоотводящий 9.

Модуль пробосократительный включает корпус 10, состоящий из короба 11 и люка 12, воронку подводящую 13, под которой внутри корпуса 10 расположен ковш-отсекатель 14 и ниже сливной патрубок 15 с контактным фланцем 16, электропривод 17, соединенный клиноременной передачей с вертикальным валом 18 по оси корпуса 10, установленным в поворотно-опорном узле 19, закрепленном на корпусе 10 с помощью опорного фланца 20, сократитель потока 21, состоящий из усреднительной камеры 22, внутри которой на валу 18 установлен усреднительный диск 23, сократительной камеры 24, внутри которой на валу 18 установлен сокращающий диск 25, расположенный под сокращающим диском 25 пробоотсекатель 26, выполненный в виде двух подвижных стенок 27, образующих регулируемую по ширине щель, расположенный под ним пробоотводящий патрубок 28.

Сокращающий диск 25 фиксируется на валу 18 с помощью фиксирующей гайки 29.

Пробоотсекатель 26 выполнен в виде двух подвижных стенок 27, образующих регулируемую по ширине щель (не показана).

Подвижные стенки 27 совмещены со стенками пробоотводящего патрубка 28. Пробоотводящий патрубок служит для отвода сокращенной пробы.

Для регулирования ширины щели каждая подвижная стенка 27 нижней кромкой по длине стенки соединена со стационарными взаимопараллельными поворотными осями 30, равноудаленными от поперечной оси корпуса, при этом ширина щели устанавливается одновременным смещением поворотных осей 30 каждой подвижной стенки 27 во встречном или в противоположном друг другу направлении на равнозначный угол.

Заявленная станция опробования пульпы предназначена для осуществления процесса опробования пульпы в системе контроля качества для подготовки продуктов к анализу.

Известен способ опробования потока пульпы, используемый в пробоотборнике "LSA", фирмы "Outotec", включающий подачу потока в камеру переформирующую, переформирование потока в горизонтальный усредненный поток, поступающий в камеру расширительную, и периодический отбор сокращенной пробы отсекателем щелевым. Известный способ приводит к накоплению сокращенной пробы недопустимо большого объема при достаточном числе пересечений потока, а при накоплении сокращенной пробы приемлемого объема к недостаточному числу пересечений потока пульпы, что в последнем случае приводит к недопустимо большой погрешности сокращенной пробы.

Известен способ опробования потока пульпы, используемый в пробоотборнике "Vezin", фирмы "ENGENDRAR Ltd", включающий подачу потока в воронку подводящую, и отбор из потока, исходящего из воронки подводящей, сокращенной пробы с помощью ковша-отсекателя. Данный способ приводит к накоплению недопустимо большого объема сокращенной пробы при достаточном числе пересечений потока пульпы.

В настоящей заявке поставлена задача минимизировать недостатки известных способов, получить сокращенную пробу приемлемой массы при достаточном числе пересечений потока пульпы.

Поставленная задача по достижению технического результата и сущность предлагаемого способа выражаются тем, что, используя известные элементы технологических приемов, включающих подачу потока пульпы, переформирование, отбор первичной пробы, сокращение, в предлагаемом способе технологический процесс осуществляют с использованием заявленной станции опробования пульпы, при этом после подачи потока пульпы в камеру переформирующую проводят переформирование потока пульпы в горизонтальный усредненный поток, направленный в камеру расширительную, и от усредненного потока пульпы осуществляют непрерывный отбор первичной пробы, подаваемой через камеру приемную и патрубок пробоотводящий в воронку подводящую модуля пробосократительного, где происходит отбор сокращенной пробы с использованием ковша-отсекателя, при этом сокращенную пробу из ковша-отсекателя направляют в сократитель потока, в котором после механического перемешивания потока на усреднительном диске проводят переформирование потока в сосредоточенный вертикальный нисходящий поток через усреднительную камеру, а затем - в направленный к стенкам сократительной камеры кольцевой поток, исходящий с сокращающего диска, и от кольцевого потока пульпы осуществляют регулируемый непрерывный отбор конечной сокращенной пробы.

Предлагаемая станция опробования пульпы и способ опробования потока пульпы с ее использованием связаны между собой единым изобретательским смыслом, направлены на достижение единого технического результата, что удовлетворяет требованию «единство изобретения».

Работа станции опробования пульпы и реализация способа опробования потока пульпы осуществляются следующим способом. Корпус 1 пробоотборника щелевого устанавливается в трубу, по которой происходит подача потока пульпы с помощью фланцев 3, установленных на переформирующей камере 2 и на расширительной камере 5. Корпус 1 модуля пробосократительного устанавливается на ровную горизонтальную площадку.

Поток пульпы через камеру переформирующую 2, где происходит переформирование потока пульпы в горизонтальный усредненный поток, подается внутрь корпуса 1 в камеру расширительную 5 и попадает на отсекатель щелевой 6, расположенный внутри камеры расширительной 5. При помощи ножа трапециевидного 7 отсекателя щелевого 6 от потока пульпы в непрерывном режиме отбирается первичная проба. Далее первичная проба через камеру приемную 8 и патрубок пробоотводящий 9 подается в воронку подводящую 13 модуля пробосократительного, откуда первичная проба поступает на ковш-отсекатель 14. С его помощью происходит отбор сокращенной пробы, которая в дальнейшем подается на центральную часть поверхности вращающегося усреднительного диска 23 камеры усреднительной 22 сократителя потока 21. Попадая на поверхность вращающегося усреднительного диска 23, сокращенная проба перемешивается за счет воздействия центробежной силы и разбрасывается круговым веером по его поверхности в направлении к стенкам усреднительной камеры 22. Со стенок усреднительной камеры 22 сокращенная проба за счет силы инерции, полученной от вращающегося усреднительного диска 23, и силы тяжести подвергается интенсивному переформированию из кругового в сосредоточенный вертикальный нисходящий поток. В дальнейшем нисходящий поток самотеком поступает в центральную часть сокращающего диска 25 сократительной камеры 24. Попадая на поверхность вращающегося сокращающего диска 25, поток вновь перемешивается и круговым веером перемещается к стенкам сократительной камеры 24, вдоль которых кольцевым потоком движется вниз. При помощи расположенного под сокращающим диском 25 пробоотсекателя 26 с подвижными стенками 27, которые образуют регулируемую по ширине раскрытия щель, от потока в непрерывном режиме отбирается конечная сокращенная проба. В зависимости от назначения, гранулометрического состава и объема необходимой представительной пробы ширину щели уменьшают или увеличивают смещением поворотных осей подвижных стенок 27.

В отсекателе щелевом 6 пробоотборника щелевого поток пульпы разделяется на два потока. Поток, попадающий в щелевую полость ножа трапециевидного 7, самотеком, через камеру приемную 8, выводится по патрубку пробоотводящему 9 для отвода первичной пробы в воронку подводящую 13 модуля пробосократительного. Основной объем потока пульпы (опробованный поток пульпы) удаляется из корпуса 1 пробоотборника щелевого через камеру расширительную 5 в трубу, по которой подается поток пульпы.

С помощью ковша-отсекателя 14 модуля пробосократительного поток первичной пробы разделяется на два потока. Поток, попадающий в щелевую полость ковша-отсекателя 14 (сокращенная проба), самотеком выводится в усреднительную камеру 22 сократителя потока 21. Основной объем потока первичной пробы (опробованный поток первичной пробы) удаляется из корпуса 10 модуля пробосократительного через сливной патрубок 15.

С помощью пробоотсекателя 26 модуля пробосократительного поток сокращенной пробы разделяется на два потока. Поток, попадающий в щелевую полость пробоотсекателя 26, самотеком выводится по пробоотводящему патрубку 28 для отвода конечной сокращенной пробы. Основной объем потока сокращенной пробы (опробованный поток сокращенной пробы) удаляется из усреднительной камеры 22 сократителя потока 21 через корпус 10 модуля пробосократительного через сливной патрубок 15.

Предлагаемая станция опробования пульпы может использоваться для опробования технологического непрерывного потока пульпы.

В отличие от известного устройства для способа опробования потока пульпы в предлагаемых технических решениях весь проходящий через рабочую зону поток пульпы подвергается усреднению, отбор первичной пробы, сокращенной пробы и конечной сокращенной пробы проходит в непрерывном режиме от неоднократно переформированного усредненного потока пульпы, что обеспечивает выполнение основных принципов отбора проб: непредпочтительность отбора элементов потока в точечную пробу и равнопредставительность элементов потока пульпы в объединенной пробе.

Конструкция станции опробования пульпы обеспечивает также отсутствие «зон накопления» твердой фазы пульпы внутри корпусов пробоотборника щелевого и модуля пробосократительного, что практически исключает необходимость регулярной очистки оборудования станции опробования пульпы.

Для обеспечения бесперебойной работы станции опробования пульпы необходимо проводить планово-предупредительный ремонт, ежедневные и периодические осмотры и техническое обслуживание с устранением выявленных неисправностей. Для этих целей в конструкции пробоотборника щелевого предусмотрено перекрываемое окно для очистки ножа трапециевидного отсекателя щелевого, а в конструкции модуля пробосократительного предусмотрен люк, который позволяет получить свободный доступ к внутренним элементам модуля.

Применение станции опробования пульпы в системе контроля качества продуктов производства позволяет облегчить труд работников ОТК, повысить точность и представительность опробования, уменьшить ошибки определения измеряемых и расчетных показателей, снизить невязку товарного баланса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Козин В.3. Опробование минерального сырья: научная монография. Урал. гос. горный ун-т. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2011. 316 с., с.103.

2. http://www.anakon.ru/prob/vezin.php.

3. http://www.outotec.com/pages/Page 36486.aspx?epslanguage=RU.