專利名稱：顆粒物質的取樣方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顆粒物質的取樣方法和裝置，這些顆粒物質可以是粉末，珠粒，細粒等，特別是本發(fā)明與在傳送帶上移動和從其上落下的這些顆粒料在流動時的自動取樣的方法和裝置有關。
本發(fā)明尤其適用在發(fā)電廠所用的煤粒取樣，特別是當煤在高于大氣壓力的壓力作用下的重力輸煤機上運輸，為了控制粉塵和安全目的(防爆目的)。
顆粒取樣的目的是使傳送中原料的取樣其精密度接近原料停下來時的取樣，因為不希望為了取樣把運輸原料的傳送帶停下。
也不希望不在原料流的整個斷面內進行局部取相，因為那樣所取的樣沒有代表性或有所偏廢。
在一輸送器諸如一煤輸送器范圍內取樣會有困難，由于輸送器封閉體內空間的限制，尤其是在輸送器或煤樣裝置加壓的情況，不然封閉體內所建的壓力就會遭破壞，其內裝有取樣器的那種輸煤機公布在1965年6月8日的美國專利3，187，944上，申請人為ArthurJ.Stock，在煤送到發(fā)電廠中鍋爐的燃燒室時，取樣精度特別重要，因為煤的熱值及灰分和有害物質成分是對發(fā)電廠所需供煤量以及落實必不可少的灰和有害物質的去除起決定作用。
因此本發(fā)明的重要目的是提供一顆粒料的改進取樣方法及其裝置，這尤其適于用作發(fā)電廠燃料的煤料取樣。
在本發(fā)明另一目的是提供一當顆粒料在傳送帶上的傳送時取樣的改進方法和裝置，諸如用在傳送輸到發(fā)電廠燃燒爐內燃料的重力型傳送帶。
本發(fā)明再有一目的是提供一用在加壓的封閉體內的顆粒料取樣的改進方法和裝置，從而避免破壞封閉體內建立的壓力。
本發(fā)明還有一目的是提供一精密地且準確地從流動的原料中取顆粒樣的改進方法和裝置，它不需要停下原料輸送就能達到取樣的目的。
本發(fā)明又一目的是提供一特別對可調節(jié)原料輸送速度變化的碎煤進行顆粒取樣的改進方法和裝置。
本發(fā)明再一目的是提供一尤其在運行中不太安全的顆粒(特別是碎煤)取樣的改進方法和裝置。
本發(fā)明再一目的是提供一能在有限空間內實現低成本的顆粒取樣的改進方法和裝置，采用本發(fā)明裝置的成本低于取樣料經過取樣臺后落到取樣臺上的那種取樣器成本。
簡述之，本發(fā)明可抽取定量顆粒料作為樣品，尤其對碎煤通過一個戽斗取定量的樣品料，該戽斗具有相當于定量樣品料的容積并可伸過在傳送帶上運輸的原料流，諸如像上述對比文件Stock專利中提到的那種用在重力式輸送器上的連續(xù)傳送帶，該戽斗抓取由其封閉底和開口頂所限定區(qū)域內的精確定量的樣品料。戽斗用鉸鏈連接，這樣該戽斗沿著戽斗的封閉底穿過一流動的原料流而向下行走通過軌跡區(qū)直到軌跡的終點，在該處戽斗的頂面朝下，結果留在戽斗內的任何原料，在采取新樣品料前都能落出斗外，然后戽斗沿著穿過原料流的軌跡再向上移動，戽斗移到貼近包含有一傳送帶諸如一螺旋輸送機管路的開口，該螺旋輸送機把樣品移到一位于管端的排出口，該戽斗的運動軌跡可以是弧形的和繞著傳送帶的端頭滾輥時輸送帶的切線方向，該處是一原料在傳送帶上和原料從傳送帶上落下形成瀑布狀顆粒流的過渡點。
閱讀下文并結合附圖會對達到上述許多目的本發(fā)明的優(yōu)點及其最佳實施例會有更深的理解。


圖1是包在重力式輸送器封閉體內的取樣器的透視圖，為了說明取樣器剖開了部分封閉體;
圖2是圖1所示裝置的端視圖，為了說明取樣器局部剖開了封閉體;
圖3是圖1和圖2所示的取樣器的局部側視圖;
圖4是圖3中園圈4-4所圍的區(qū)域內所取的取樣器的放大剖視圖;
圖5是一上述圖中所示的取樣器的當作驅動器的操作缸的氣壓系統的示意圖;
圖6表示氣壓缸和輸送器的戽斗之間的樞軸連接的放大圖，該視圖取自園圈線6-6所示的區(qū)域內。
參照圖1，圖中示出一設計成用來傳送細粒和/或碎煤的顆粒輸送器，該輸送器是一上述Stock專利所述的重力型輸送器。煤通過一安置在輸送器本體10的頂部或后端的溜槽而到達輸送器上。為了簡化說明，煤的入口溜槽未示出。煤也可通過一連到靠近傳送帶前端的其底部的溜槽而離開，該溜槽并未示出，但它可連到傳送器本體10沿底部的凸緣12上。該傳送器本體10大致上是氣密的并通過從壓縮機或風機來的壓縮空氣達到內部加壓，在輸送器封閉體內的壓力可高達3磅/英寸2，但在正常情況下，內壓約為1.5磅/英寸2。
輸送器內是一連續(xù)的傳送帶14，該傳帶串繞著裝在位于本體10側壁的軸承18內一轉動軸上的端輥16上(請參閱圖2和圖4)，煤粒以橫貫傳送帶14寬度的橫向延伸的煤層形式由傳送帶帶走，一煤流20(見圖4)達到由端輥16的橫徑24和縱徑26所限定的區(qū)段(22)內的有效突出部分，然后翻過該突出部分向下落入位于輸送器本體10底部的收集槽。該區(qū)段(22)就在輸送帶上的煤和從輸送帶上的煤往下落之間的過渡區(qū)。在過渡區(qū)內，該煤層厚度有一定范圍。在正常情況下，煤層在傳送帶面上約有2英寸厚，該煤層大致延伸在傳送帶整個寬度。在過渡區(qū)之后，煤流的厚度就不確定了，這樣在該區(qū)域內取樣就會產生不精確的結果，這稱為取樣的偏差。
在煤傳送器的本體內，在傳送帶14之下還有一排出傳送帶(未示出)，該傳送帶由鏈輪上的連續(xù)鏈條所帶動的橫條所組成，通過這些鏈輪的軸在軸承18下方的軸承22內轉動(見圖3)。
所述的傳送器用于發(fā)電廠內，本發(fā)明的一特點就是采用一取樣器24，該取樣器如圖1所示，在傳送器的本體內并且與傳送器的其它部件一起受到加壓。取樣器有一由園管26組成的樣品傳送通道，在園管26內有一以螺旋輸送器28形式的樣品傳輸器，園管26穿過本體10的側壁向外延伸。
樣品被傳輸并收集在一收集裝置30(參見科2和圖3但不包括圖1)除了收集樣品正在進行或連上一抗壓的樣品容器34的時間之外，該收集裝置有一維持封閉體10的內壓的閥32。樣品容器34由一快脫接頭36連到閥32的出口。不是一單個閥而是設置一對閥在上述二個部件之間建立一個氣鎖。在樣品通過上方閥傳送后，于是上方閥關閉，下方閥打開以便把樣品送到一料罐或引向分析試驗站的傳送裝置，該分析試驗站相似于至今用來收集樣品和分析的試驗室。
在自動收集樣品操作或手動收集樣品操作時，都要維持取樣器24和收集器元件的內壓，這種加壓是為了安全的目的而設置的。在封閉體內的所有部件都會受到粉煤系統的壓力，根據所應用的安全標準，所有元件都設計成經受住50磅/英寸2的爆炸壓力，這是針對受到壓力和煤?；蛎簤m的取樣器部件和傳送器的。例如，容器34希望設計成可經受住50磅/英寸2的爆炸壓力。而當收集管26和取樣器24的其它部件有足夠小的體積以容放在傳送器本體10內，希望為了容易維護把取樣器的某些部件，特別是其氣壓缸放在傳送器本體之外，于是就需在封閉體上設置密封而氣壓缸驅動器36的一個往復桿就穿過封閉體10，這樣才能維持傳送器本體內的壓力。
取樣器24在一戽斗38內收集樣品，在圖1所示的戽斗38是正當它要離開或來自一其軌跡的終端位置。該視圖中暴露了在管26內的開口40，該開口一般為半園柱形，但可有向外帶錐度的端頭42(當戽斗的端頭44向外帶錐度時)。圖2中由點劃線46所示即為戽斗的延伸，該處戽斗鄰近傳送帶44，戽斗的橫的寬度約等于傳送帶14的橫向寬度。護欄48是由向上延伸且沿著傳送帶44的橫向邊緣的片塊組成來限制傳送帶上煤粒層。戽斗的寬度約等于護欄片之間的橫向距離，這樣戽斗38就在橫貫傳送帶14的寬度上采取顆粒料的樣品(例如煤粒或石灰?；虬l(fā)電廠用的煤粉)。
戽斗38為半園柱形，且開口也是半園柱形，因此在其軌跡的上端，戽斗安置成與管26成緊貼關系。螺旋輸送器28由一驅動電動機50通過一齒輪箱52來轉動進行操作，其轉動方向使所集樣品通過管26移到收集裝置30上方而掉入收集裝置。在收集裝置和管26的接頭處的觀察孔54可使操作人員觀察螺旋輸送器的轉動以及煤粒移入到收集裝置30的情況(見圖2和圖3)。
收集裝置30的閥32是由一控制桿58手動操作，該閥也可由一個閥的驅動電動機來自動操作。電控制系統把壓縮空氣加到氣壓缸36而且也可控制電動機50，最好當顆粒料從傳送帶上過渡區(qū)22(圖4)落下時而戽斗36移入顆粒料之前就起動電動機50以驅動螺旋輸送器。
當煤粒進入管26內而戽斗仍留在其上方位置時，螺旋輸送器要連續(xù)運轉，戽斗貼近管26直到樣品通過管26進入收集裝置，在各取樣周期結束后都要做到完全排空樣品，以免與下一周期樣品混淆。
取樣器24還包括一對連到橫臂62的支臂60，支撐橫臂的接管座64則焊在橫臂的中間，該接管座64可轉動地連在活塞桿38端頭的叉臂66上。氣壓缸36的相對另一端可轉動地連到支架68上而該支架68則焊到作為門72的開口70旁的封閉體上。該門72用一絞鏈機構76而鉸接到封閉體10的前端74，門72可關上并通過一螺栓機構78而與開口70成密封鎖緊。形成開口70聽框架可通過位于支架68位置的支柱80來加強剛度。
支臂60由一樞軸接頭80連到支撐托架或臂82(請見圖6)，該臂82則焊到管26的外側。
如圖4所示，支臂60和氣壓缸36向戽斗提供一鉸鏈連結，這種鉸鏈連結使戽斗可執(zhí)行一穿過過渡區(qū)22的園形或弧形軌跡。在取樣周期一開始，戽斗移動軌跡沿著其上方位置(即戽斗與管26成緊貼關系)移到下方位置(即戽斗停靠在氣壓缸36上)。戽斗穿過顆粒料20到一清理殘余樣品的位置，在該位置，戽斗離開端輥16處的傳送帶14使要清理的顆粒料下落。在清理落料時，戽斗垂直通過，結果戽斗的開口頂部面朝下而到達其行程的下端，任何在上一取樣周期的余料都能從戽斗內掉出，從而為下一個取樣收集提供了一個空戽斗。
戽斗38的軌跡(見圖4)在端輥附近的過渡區(qū)22的傳送帶處成切向，從而當戽斗在向上方向通過收集樣品時保證了在顆粒料層的整個深度或厚度上收集樣品。
集樣操作可通過一觀察孔84看到，而門72在位于抗壓、透明護罩88內的燈86的光照下。在完成一取樣周期后，樣品就收集在容器34內，于是用操作手柄58關閉閥32并且卸下容器34，可利用該容器34的手把35用來稱重或其它樣品分析。
電控制線路和取樣器的按鈕都裝在控制板90上或控制板內(見圖2和圖3)，圖5所示為系統的氣壓管路，它包括安裝在連到封閉體10頂上的控制板94的控制閥92。一過濾器、調節(jié)器和具有過濾器98的潤滑組件96以及一控制閥100都位于來自壓縮機或其它壓縮氣流的壓縮空氣入口處，而壓縮機或壓縮氣源則連到一螺紋接頭102上(見圖2)。
氣壓缸36有一使活塞桿向內移動的彈簧104而把戽斗36帶到與管26成貼緊關系的其軌跡上端位置。供氣軟管106(見圖4)通過單向閥和到閥92的可變孔組件108而延伸，閥92是由系統電路控制的電磁閥。壓縮空氣加到氣缸內使桿38縮回到圖5所示的位置。當閥92被驅動，閥就處于打開位置并加入壓縮空氣，首先伸出桿這樣就把戽斗送到其軌跡的下端位置，然而戽斗能留在該位置一定時間，這時間長短是由電路控制器中的時間延遲電路操作閥92的電磁線圈來達到的，隨后再驅動閥且壓縮空氣加到氣缸36來驅動桿并把戽斗沿著弧形軌跡移過煤粒層(如圖4所示)。該戽斗與管26維持成緊貼關系一直到取樣周期開始之前就起動的螺旋輸送器38繼續(xù)轉到管子26內已清洗和樣品已收集為止，該取樣周期可通過手動起動或在一定時間間隔內重復起動(自動地)。
戽斗移過煤流20的速度是由通過改變孔板上孔的大小和單向閥組件108而引起壓力的變化來控制的，因此戽斗與管26的貼緊速度可調節(jié)，以適應傳送帶的速度，在典型的輸煤機中這種可調的戽斗貼緊速度使樣品收集在低傳送速度下進行(例如小于10噸/小時)。
從上述說明明顯看出本發(fā)明已提供對顆粒物質(尤其像煤?；蚴曳鄣阮w粒)取樣的改進方法和裝置，此處所述的方法和裝置只要在本發(fā)明范圍之內可以進行修改，這對本專業(yè)內的技術人員無疑是一個建議，所以上文所述只作為說明并未有限制的意義。
權利要求
1.一種用于提取一定量顆粒料試樣的方法，有抓取上述顆粒料量在一封閉容積的戽斗內的步驟，該戽斗的封閉容積相當于由封閉底和上述戽斗的開口頂限定的區(qū)域的大小，其特征是該方法包括以下步驟a)沿著把上述戽斗封閉底穿過一上述顆粒料流的軌跡，向下移動上述戽斗到上述軌跡的低端，而且在靠近上述軌跡的低端，戽斗的頂面朝下；b)將戽斗沿著上述穿過煤流的軌跡向上移動，當其到達軌跡上端時，用上述戽斗緊貼樣品輸送通道開口并沿著該通道運輸上述樣料到一收集裝置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是還有移動上述顆粒料到料流的突出端且料流越過該突出端面下落，上述取料步驟是在落料開始時從上述突出端處取料。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述材料流，上述戽斗和上述管是在壓力高于大氣壓的封閉體內，上述戽斗緊貼已打開閥的管并使上述取樣傳送到上述收集裝置。
4.一種采用一定量流動的顆粒物質的取樣裝置，其特征在于有一戽斗沿著穿過煤流的軌跡移動以收集定量樣品，一樣品傳送通道有一開口和一出口，上述開口安置成接納戽斗在其內與上述通道成緊貼關系并把樣品按放在上述通道的樣品傳送位置。
5.根據權利要求4的取樣裝置，其特征在于上述通道由管壁限定，管的打開部分限定上述開口，上述戽斗的外形與上述管壁的外形一樣，當上述戽斗安置在上述關閉位置時就關閉上述打開部分。
6.根據權利要求4的取樣裝置，其特征在于還有一大于大氣壓力的封閉體內壓力，在上述封閉體內的傳送裝置用于提供上述顆粒料流，上述通道和上述戽斗安置在上述封閉體內，上述通道在上述封閉體內有一排出口，封閉體外的閥裝置用來維持上述排出口和上述封閉體自身密封。
全文摘要
有一氣壓驅動戽斗的取樣器關上一內含螺旋輸送器管的開口，戽斗弧形移動穿過顆粒料，(尤其是粒煤和/或粉煤)當顆粒從傳送帶上的過渡區(qū)落下，該過渡區(qū)處于煤在傳送帶上和煤處于越過傳送帶端輥下落之間。戽斗跨越傳送帶的整個寬度，取樣到內有螺旋輸送器的管內而傳送到排出口。一連到排出口的閥維持傳送器的壓力穩(wěn)定(其壓力高于大氣壓力)。
文檔編號B65G47/34GK1083925SQ93107300
公開日1994年3月16日 申請日期1993年6月14日 優(yōu)先權日1992年9月8日
發(fā)明者肯尼思·J·克勞斯 申請人:通用信號公司