新型調(diào)節(jié)式礦漿管道取樣機(jī)

楊朝虹，曾榮杰

（北京礦冶研究總院，北京 100044）

在工業(yè)選礦生產(chǎn)中，經(jīng)常需要在礦漿管道上取出少量有代表性的礦漿樣品，用于檢測(cè)選礦中的工藝指標(biāo)。但是現(xiàn)實(shí)情況是，多數(shù)選礦廠仍然使用人工取樣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不能充分混合礦漿取出樣品，不能及時(shí)反映生產(chǎn)工藝參數(shù)的變化。部分選礦廠采用了專(zhuān)用取樣設(shè)備進(jìn)行取樣，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)自動(dòng)取樣，但是取樣量大小多數(shù)不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，一旦產(chǎn)生礦漿阻塞取樣管道的現(xiàn)象，又維修不方便，往往需要停產(chǎn)維修。

本文介紹了一種礦漿管道自動(dòng)取樣設(shè)備，針對(duì)選礦廠的特殊生產(chǎn)條件，提出一種可以實(shí)現(xiàn)在礦漿管道上自動(dòng)連續(xù)實(shí)時(shí)取樣的可調(diào)式氣動(dòng)礦漿管道取樣機(jī)。通過(guò)改變?nèi)訖C(jī)的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)取樣量的大小。一旦發(fā)生礦漿阻塞取樣管或者需要更換取樣管時(shí)，可以在線(xiàn)更換，不用停產(chǎn)維修。采用氣動(dòng)裝置，使用安全可靠，壽命長(zhǎng)，維護(hù)量少，專(zhuān)用于礦漿或者溶液，懸濁溶液的管道上取出樣品。

1 裝置原理

本裝置是一種在管道上在線(xiàn)取出樣品的調(diào)節(jié)式管道取樣機(jī)（圖1為整體構(gòu)成圖）。取樣機(jī)進(jìn)礦箱流入礦漿，礦漿流過(guò)溢流平臺(tái)，進(jìn)入出礦箱。取樣機(jī)配備有就地操作控制箱，操作箱控制取樣機(jī)的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)取樣管取樣，取樣管橫向切割溢流平臺(tái)的礦漿流，礦漿流入取樣管，取樣管中礦漿流入接樣桶，從而實(shí)現(xiàn)在礦漿管道上取樣。

圖1 管道取樣機(jī)整體構(gòu)成圖

操作控制箱可以自動(dòng)在線(xiàn)連續(xù)取出礦樣，并可以設(shè)置取樣機(jī)的取樣時(shí)間，實(shí)現(xiàn)間隔一定時(shí)間取出礦樣。另外，操作人員可以根據(jù)需要進(jìn)行手動(dòng)單次取樣。

可以通過(guò)改變氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度，改變?nèi)庸芮懈畹V漿流的速度，改變流入取樣管的礦漿流量，達(dá)到調(diào)節(jié)取樣量大小的目的。

2 結(jié)構(gòu)組成

可調(diào)式管道取樣機(jī)由機(jī)械裝置和操作箱兩大部分構(gòu)成（見(jiàn)圖2）。其中機(jī)械裝置由箱體、取樣管、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、取出礦樣管道、接樣桶等5個(gè)主要部分組成。其結(jié)構(gòu)如下所述：

圖2 各部件圖

在要取樣的礦漿管道上，將取樣機(jī)的進(jìn)口通過(guò)法蘭1與礦漿管道法蘭相連接，法蘭與進(jìn)礦箱2相焊接，流入礦漿。取樣機(jī)的出口也用法蘭9與礦漿管道連接，法蘭再與出礦箱5相焊接，流出礦漿。以此方式將取樣機(jī)安裝到礦漿管道上。

進(jìn)礦箱的礦漿在沖擊力下，流入進(jìn)礦箱和出礦箱之間的溢流平臺(tái)10，礦漿通過(guò)溢流平臺(tái)流入出礦箱。吊環(huán)3與箱體焊接用以現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的吊裝。

在箱體的上部連接有一個(gè)支架14，支架與箱體橫截面平行，即垂直于礦漿流入的橫截面的方向。在支架的上方連接一個(gè)導(dǎo)軌13。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6安裝在平臺(tái)11上，平臺(tái)與斜支架7連接，斜支架與取樣機(jī)的箱體固定連接，這樣就將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與取樣機(jī)的箱體連接在一起。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與連接桿12相連接，連接桿12與導(dǎo)軌上方的滑塊15連接，滑塊15與取樣管4連接，取樣管的管入口朝向溢流平臺(tái)流進(jìn)的礦漿流，礦漿流入取樣管后，通過(guò)取樣管的出口流出，流出的礦漿進(jìn)入下方的接樣桶8，取出的礦漿樣品由現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員取走進(jìn)行樣品分析。取出的樣品既可以用于化學(xué)分析檢測(cè)用，也可以用于礦漿粒度、濃度、品位等分析儀的取樣分析用。

在實(shí)際的選礦廠的檢驗(yàn)中，取出的樣品往往要進(jìn)行礦漿流的多部位取樣，取出的樣品進(jìn)行充分均勻混合后進(jìn)行檢驗(yàn)，使得取出的樣品反映整個(gè)礦漿流的整體特性。為此，為了提高取樣的均勻性和代表性，我們利用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)行，帶動(dòng)連接桿12運(yùn)動(dòng)，連接桿帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上方往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊又帶動(dòng)取樣管往復(fù)橫切礦漿流，使得礦漿多部位的樣品流入取樣管，用以提高取樣的均勻性和代表性。

該取樣機(jī)可以在線(xiàn)檢修。當(dāng)使用一段時(shí)間之后，取樣管會(huì)由于礦漿里的雜物堆積，堵塞入口，取樣量就會(huì)變少，甚至流不出樣品，就需要檢修人員清理管內(nèi)的雜物。此時(shí)檢修人員可以操控取樣機(jī)的控制箱，使得取樣機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，滑塊和取樣管停在取樣機(jī)的兩側(cè)位置，礦漿與取樣管不接觸，此時(shí)檢修人員可以用清洗水沖擊取樣管，清除雜物。在長(zhǎng)時(shí)間的礦漿流的沖擊和腐蝕之下，取樣管會(huì)出現(xiàn)磨損和損壞，需要進(jìn)行更換，此時(shí)檢修人員可以操控取樣機(jī)的控制箱，使得取樣機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，檢修人員可以將滑塊連同取樣管卸下進(jìn)行維修或者更換。由于是在礦漿流的上方進(jìn)行更換維修，可以在不停產(chǎn)的情況下完成維修。平時(shí)可以隨時(shí)觀測(cè)取樣管的雜物和磨損情況，進(jìn)行及時(shí)的維修或更換取樣管。

可調(diào)式管道取樣機(jī)的操作箱內(nèi)部設(shè)置有控制器，外部設(shè)置有操作面板。控制器控制氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各控制閥，用以實(shí)現(xiàn)連續(xù)或者間隔取樣和定時(shí)自動(dòng)清洗的功能。操作面板設(shè)置有取樣操作和開(kāi)關(guān)按鈕，供現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)需要使用。

3 使用特點(diǎn)

通過(guò)實(shí)際在選礦廠的使用，表明本管道取樣機(jī)具有較高的取樣代表性和可靠性?？梢杂糜诙喾N流體管道的取樣。其使用特點(diǎn)如下：

（1）管道取樣機(jī)是一種在礦漿管道上在線(xiàn)實(shí)時(shí)取樣的自動(dòng)化設(shè)備。

（2）取樣量、取樣時(shí)間和間隔可在不停礦的情況下，由使用人員根據(jù)實(shí)際的使用情況進(jìn)行設(shè)置。

（3）高可靠性，使用壽命長(zhǎng)。

（4）為氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，取樣管運(yùn)行速度較低，使用安全，易于操作。

（5）利用管道取樣機(jī)的特殊運(yùn)行方式，在垂直于礦漿流動(dòng)方向截取礦漿樣品。使得取樣管截取的礦樣具有很高的取樣均勻性和代表性。

（6）動(dòng)作方式。當(dāng)?shù)V漿通過(guò)管道取樣機(jī)時(shí)，取樣管做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，直接截取有代表性的樣品，自流輸送到接樣桶中，取樣便捷。

（7）取樣方式。自動(dòng)連續(xù)取樣和手動(dòng)單次取樣兩種取樣操作方式。

（8）是一種可以改變?nèi)恿看笮〉牡V漿管道取樣裝置，通過(guò)改變氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，改變?nèi)庸芮懈钜缌鞯V漿的速度，改變進(jìn)入取樣管的礦漿樣品流量，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)取樣量的大小。

（9）可以在不停止生產(chǎn)流程的情況下，在線(xiàn)對(duì)取樣機(jī)的取樣管和其他易損運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行定時(shí)檢修和更換。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一種可調(diào)式礦漿管道自動(dòng)取樣設(shè)備，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)、國(guó)外的多個(gè)選礦廠實(shí)際使用，效果較好。該設(shè)備克服了由于礦漿顆粒物沉積阻塞取樣機(jī)的難題，其可以調(diào)節(jié)取樣量的特點(diǎn)，給選礦廠的生產(chǎn)工藝提供了很大方便，取樣分析檢測(cè)的精度和可靠性都得到了提高，操作方便，維護(hù)量少。該設(shè)備提高了選礦廠取樣分析的自動(dòng)化程度，大大降低了取樣的工作強(qiáng)度，可以用于在礦漿等多種懸濁溶液的管道上取樣，應(yīng)用面廣，有很好的發(fā)展前景。

致謝：本管道取樣器在研制過(guò)程中，得到了北京礦冶研究總院周俊武教授和徐寧教授的大力支持。在此表示由衷的感謝！

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