向上撥切式煤樣縮分器及縮分方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種向上撥切式煤樣縮分器，包括縮分器本體，所述縮分器本體包括外框架、錐形整形器、縮分撥板和分叉擋板；外框架頂部具有試樣入口，所述椎體整形器頂部形狀與試樣入口形狀相匹配，椎體整形器的頂部面積大于底部面積，所述縮分撥板下端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在外框架上、位于分叉擋板上方，所述外框架底部通過分叉擋板分隔成兩個(gè)試樣出口。本發(fā)明還提出了兩種縮分方式，縮分出的試樣滿足國標(biāo)要求，在縮分過程中無任何泄露點(diǎn)，由于縮分撥板向上撥割煤樣，煤流在其內(nèi)部的接觸時(shí)間很短和接觸面積很小，縮分后的煤樣具有代表性，解決了水分損失、粒度離析、易造成揚(yáng)塵等問題，縮分精度較現(xiàn)有設(shè)備有很大提局。
【專利說明】向上撥切式煤樣縮分器及縮分方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤炭樣本縮分【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種在煤炭制樣過程中對煤炭樣品 進(jìn)行縮分處理的設(shè)備及其縮分方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 分析工業(yè)煤炭品質(zhì)的優(yōu)劣，需經(jīng)煤炭的"采集、制樣、化驗(yàn)"三個(gè)過程；制樣的過程 是將采集來的煤樣根據(jù)國標(biāo)化驗(yàn)要求制作成一定規(guī)格的樣品。在制樣過程中，需要對煤樣 進(jìn)行縮分處理(縮分是從大數(shù)量的試樣中按比例留取有代表性的小量樣品的過程)，而這一 步驟通常采用機(jī)械縮分器實(shí)現(xiàn)。
[0003] 機(jī)械縮分器的工作原理是：以切割試樣的方式從試樣中取出一部分或若干部分。 它可以減少用人工方法造成的偏倚。國標(biāo)對"機(jī)械縮分方法"、"切割器和切割樣質(zhì)量"、"切 割間隔"、"切割次數(shù)"、"縮分后試樣的最小質(zhì)量"等都有規(guī)定；考核"縮分器"最終的質(zhì)量是 看其縮分后的試樣是否符合上述"國標(biāo)"的要求。
[0004] 目前國內(nèi)已出現(xiàn)各種形式的"縮分器"，但其縮分效果均不理想：1. "旋轉(zhuǎn)型縮分 器":圖1為旋轉(zhuǎn)錐形縮分器示意圖，其工作原理是煤流落在一旋轉(zhuǎn)錐上，然后通過一帶蓋的 可調(diào)開口進(jìn)入接收器，旋轉(zhuǎn)錐每旋轉(zhuǎn)一周，收集一部分試樣。圖2為的斜管漏斗形縮分器示 意圖，其工作原理是煤流進(jìn)入斜斗并從斜管排出，在旋轉(zhuǎn)斜管出口的運(yùn)行軌道上有一個(gè)或 多個(gè)固定的切割器，斜管出口每經(jīng)過切割器一次，即截取一個(gè)"切割樣"。無論是錐形還是斜 管漏斗形都存在著同樣的問題，其機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制相對復(fù)雜，縮分比調(diào)節(jié)范圍?。ā?0%)，樣 品適應(yīng)范圍小，從而使得來樣的重量范圍受到局限，受切割速度和樣品流經(jīng)路徑長的影響， 易造成水分損失。2. "切割槽型縮分器"，如圖3所示，其工作原理是切割槽通過煤流全斷 面并從煤流中截取一部分試樣，切割器未截取的煤流經(jīng)一傾斜板排除棄去，該縮分器因接 料斗是運(yùn)動的無法全密封，接料和落料易產(chǎn)生漏料和揚(yáng)塵，固其存在粒度離析問題。3.圖4 為開槽帶型縮分器示意圖，其工作原理是一環(huán)帶上等距分布著若干開槽口，槽上帶凸緣，當(dāng) 皮帶轉(zhuǎn)動使槽通過供料槽下口時(shí)即截割煤流取樣，煤樣經(jīng)斜槽進(jìn)入容器，落在皮帶無槽部 分的煤隨皮帶流出棄去。圖5為鏈斗型縮分器示意圖，其工作原理是一鏈?zhǔn)綑C(jī)械上帶有若 干斗，斗以等距離分布并以預(yù)先設(shè)置的時(shí)間周期單向運(yùn)動，斗截割下落煤流而抽取試樣，然 后翻轉(zhuǎn)卸下煤樣。開槽帶型縮分器為皮帶結(jié)構(gòu)，鏈斗型縮分器為鏈條加斗結(jié)構(gòu)，體積非常龐 大，更不易密封。綜上所述，現(xiàn)有的縮分器中存在上述種種問題，影響了被縮分試樣的偏倚 性，使得工業(yè)成品的實(shí)際效果并不好，通常不能滿足國標(biāo)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有縮分器中存在的種種問題，本發(fā)明公開了一種機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)全 密封效果的縮分器及基于該縮分器的縮分方法，其縮分精度和可靠性均大大提高。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種向上撥切式煤樣縮分器，包括縮分器本體，所述縮分器本體包括外框架、錐形整形 器、縮分撥板和分叉擋板；所述框架頂部具有試樣入口，所述錐體整形器安裝在試樣入口 處，所述椎體整形器頂部形狀與試樣入口形狀相匹配，椎體整形器的頂部面積大于底部面 積，所述縮分撥板安裝在外框架內(nèi)部，縮分撥板下端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在外框架上、位于分 叉頂板上方，所述外框架底部通過分叉擋板分隔成兩個(gè)試樣出口。
[0007] 進(jìn)一步的，所述椎體整形器可拆卸地安裝在縮分器本體上，椎體整形器底部為長 方形。
[0008] 進(jìn)一步的，所述椎體整形器的長邊錐面與水平面間的夾角大于或等于60度，短邊 長度大于或等于通過椎體的煤樣的最大粒徑的3倍。
[0009] 進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括傳動軸、安裝在外框架內(nèi)的軸承和安裝在軸承外側(cè) 端的定位片。
[0010] 進(jìn)一步的，縮分撥板的擺動幅度在縮分撥板的最大擺動幅度與錐體整形器兩側(cè)壁 夾角之間。
[0011] 進(jìn)一步的，所述縮分器本體內(nèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處安裝有空氣吹掃裝置。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種向上撥切式煤樣縮分器的縮分方法，包括撥割縮分和切割縮 分兩種方式， 其中， 撥割縮分方式包括如下過程： 利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動傳動軸正反旋轉(zhuǎn)；傳動軸帶動縮分撥板來回?cái)[動；縮分撥板整段切 割自試樣入口落下并經(jīng)錐體整形器整流過的煤流，使之按比例向兩個(gè)試樣出口分配煤樣； 切割縮分方式包括如下過程： 將縮分撥板停留在煤流的寬度內(nèi)；從試樣入口落下并經(jīng)錐體整形器整流過的的煤流被 縮分撥板連續(xù)分割后向兩個(gè)試樣出口分配煤樣。
[0013] 進(jìn)一步的，撥割縮分過程中所述椎體整形器安裝成長邊與旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向平 行，切割縮分過程中椎體整形器安裝成長邊與旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向垂直。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果： 本發(fā)明縮分出的試樣滿足國標(biāo) GB474-2008、GB/T19494. 2-2004 和 GB/T19494. 3-2004 要求，在縮分過程中無任何泄露點(diǎn)，由于縮分撥板向上撥割煤樣，煤流在其內(nèi)部的接觸時(shí)間 很短和接觸面積很小，縮分后的煤樣具有代表性，解決了水分損失、粒度離析、易造成揚(yáng)塵 等問題，縮分精度較現(xiàn)有設(shè)備有很大提高。本縮分器不會因切割速度而影響縮分結(jié)果，縮分 完成后滯留試樣極少，在工作時(shí)無揚(yáng)塵，縮分出的煤樣水分損失和偏倚性均很小。而且，本 縮分器的縮分比調(diào)整范圍很廣，可達(dá)到從百分之零到百分之百全面覆蓋。此外，本縮分器結(jié) 構(gòu)簡單，大幅縮小了設(shè)備體積，有效降低成本簡化了制造工藝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為旋轉(zhuǎn)錐形縮分器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為旋轉(zhuǎn)斜管型縮分器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為切割槽型縮分器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為開槽帶型縮分器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為鏈斗型縮分器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明提供的向上撥切式煤樣縮分器在撥割縮分方式下結(jié)構(gòu)示意圖，其中（a) 為縮分器主視圖，（b)為縮分器側(cè)視圖，（c)為縮分器立體圖，（d)為縮分器透視圖； 圖7為本發(fā)明提供的向上撥切式煤樣縮分器在切割縮分方式下的結(jié)構(gòu)示意圖；其中 (a)為縮分器主視圖，（b)為縮分器側(cè)視圖，（c)為縮分器立體圖，（d)為縮分器透視圖； 圖8為撥板擺動夾角不意圖。
[0016] 附圖標(biāo)記列表： 1-縮分撥板，2-外框架，3-傳動軸，4-試樣入口，5-試樣出口，6-軸承，7-定位片，8-左 右擋板，9-分叉擋板，10-椎體整形器，11-軸承安裝板，12-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，α -縮分撥板的最大 擺動幅度，β-錐體整形器兩側(cè)壁之間的夾角。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述具體 實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0018] 實(shí)施例一： 通過研究現(xiàn)有縮分器發(fā)現(xiàn)，若要獲得滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的縮分后煤樣，需要縮分器的機(jī)械 結(jié)構(gòu)內(nèi)部與試樣的接觸面、接觸時(shí)間、接觸速度盡量的減少，并謀求縮分器的內(nèi)部與外部的 真正隔離(全密封)。因此本發(fā)明從實(shí)際需要出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種新型縮分器，如圖7所示，該 縮分器包括縮分器本體，所述縮分器本體包括外框架2、錐形整形器10、縮分撥板1和分叉 擋板9,其中，外框2頂部具有試樣入口 4,錐體整形器10安裝在試樣入口 4處，椎體整形器 10為上大下小的四棱臺形，即椎體整形器的頂部面積大于底部面積，其頂部形狀與試樣入 口 4形狀相匹配(一般以錐體整形器10頂部形狀與試樣入口 4形狀一致且椎體整形器頂部 外側(cè)貼合試樣入口內(nèi)壁頂部為佳，椎體整形器10和試樣入口 4內(nèi)壁之間可具有一定的安裝 間隙)?？s分撥板1安裝在外框架2內(nèi)部，所述縮分撥板1下端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12固定在外 框架2的分叉點(diǎn)上部。縮分撥板1的頂邊為尖端設(shè)計(jì)，將縮分撥板1底部安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 12上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括傳動軸3、滾柱軸承6和安裝在軸承6外側(cè)端的定位片7,外框架2包括 兩塊人字形的軸承安裝板11和兩側(cè)左右擋板8,軸承6安裝在外框架內(nèi)，具體地說，滾柱軸 承材料用錫青銅，形狀專門設(shè)計(jì)成凸臺狀，軸向垂直反向安裝在兩塊安裝板11上，與傳動 軸的臺階、定位片7以及滾柱軸承兩端的密封圈精密配合，完成旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動態(tài)部件的運(yùn)動 與密封。所述外框架2底部通過分叉擋板9分隔成兩個(gè)試樣出口 5,這兩個(gè)試樣出口其一為 縮分試樣出口，另一個(gè)為棄樣出口。
[0019] 如圖8所示，椎體整形器10對落入試樣入口 4的煤樣起到導(dǎo)流整形效果，縮分撥 板1的最大擺動幅度為α，錐體整形器10兩側(cè)壁之間的夾角為β，優(yōu)選的，縮分撥板1的 擺動幅度Θ應(yīng)大于β且小于等于α，從而保證自椎體整形器落下的煤樣均能被縮分撥板 1分配。
[0020] 本縮分器還可進(jìn)一步在縮分器本體內(nèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處安裝空氣吹掃裝置，能夠在縮分 完成后吹掃旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和縮分撥板處殘留的粉塵，這樣不易造成樣品的交叉污染，從而使試 樣在這一階段所產(chǎn)生的偏倚性最小。
[0021] 本縮分器外框架2中左右擋板8、下部分叉擋板9和軸承安裝板11構(gòu)成縮分器的 密閉腔體，上下出入口由安裝法蘭固定密封，滾柱軸承兩端的密封圈精密配合，由此形成全 密封縮分器，在縮分過程中無任何泄露點(diǎn)。由于縮分撥板向上撥割煤樣，煤流在其內(nèi)部的接 觸時(shí)間很短和接觸面積很小，在工作時(shí)無揚(yáng)塵，不會因切割速度而影響縮分結(jié)果，縮分完成 后滯留試樣極少。
[0022] 本縮分器的縮分撥板1具有兩種縮分方式：撥割縮分方式和切割縮分方式。
[0023] 撥割方式： 利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動傳動軸3使其正反旋轉(zhuǎn)；傳動軸3與安裝固定在外框架2上的軸承 6滑動配合；縮分撥板來回?cái)[動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)可采用電機(jī)或自動控制器的執(zhí)行器。自動控制器 的執(zhí)行器驅(qū)動傳動軸使其按照一定頻率正反旋轉(zhuǎn)；縮分撥板1來回?cái)[動切分試樣入口 4落 下的均勻煤流，使之可自動按比例向兩個(gè)試樣出口 5分配煤樣，并可通過控制縮分撥板1的 擺動脈寬（即控制縮分撥板每次擺動時(shí)在左右兩邊的停留時(shí)間）來實(shí)現(xiàn)不同范圍縮分比的 調(diào)節(jié)，縮分比可達(dá)到（0-100)%，擺動脈寬的調(diào)節(jié)可通過四伏電機(jī)、氣缸、電動推桿等驅(qū)動機(jī) 構(gòu)配合電腦控制軟件實(shí)現(xiàn)。
[0024] 當(dāng)落下的煤流相對不均勻時(shí)(如100mm粒徑或13mm粒徑來樣)，縮分方式宜采用撥 割方式；它是將煤流帶分成若干段(段數(shù)由國標(biāo)規(guī)定)，從每段中按比例取出一定量的煤樣 混合成所需試樣。
[0025] 切分方式： 縮分撥板可以被控制停在某個(gè)位置，以縮分撥板停留在煤流的寬度內(nèi)為限連續(xù)分割煤 流。當(dāng)落下的煤流相對均勻時(shí)(如已進(jìn)行過充分混合后的13mm樣、6mm樣或3mm樣)，縮分方 式可以采用切分方式，這種方式可以把水分損失減到最小。
[0026] 使用本縮分器時(shí)，椎體整形器10將上方落下的煤流整形成帶狀煤流，再由縮分撥 板1按自動控制器設(shè)定好的比例撥割或切分出所需的試樣從其中一個(gè)試樣出口 5送出；而 另一部分則從另一試樣出口 5送出。
[0027] 實(shí)施例二： 作為實(shí)施例一的改進(jìn)，所述椎體整形器10可拆卸地安裝在縮分器本體上，椎體整形器 的上部為正方形，底部為長方形，因此椎體整形器10底部具有長邊和短邊(對稱的長邊錐 面與水平面間的夾角大于或等于60度，短邊長度大于或等于通過椎體的煤樣的最大粒徑 的3倍)。當(dāng)椎體整形器10底部的長邊與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸向方向平行時(shí)，煤流從椎體整形器10 落下時(shí)，縮分撥板做小幅擺動，縮分器為撥割方式，擺動角Θ只要略大于椎體整形器10兩 側(cè)壁(此時(shí)為兩長邊）之間的夾角，實(shí)現(xiàn)煤流的分段縮分。當(dāng)椎體底部的短邊與軸的方向平 行時(shí)，煤流從椎體整形器10落下時(shí)，縮分撥板可以被控制停在某個(gè)位置，縮分撥板所處位 置應(yīng)小于煤流的寬度為限，即縮分撥板與垂直面所呈的角度Θ 1應(yīng)小于椎體整形器10兩側(cè) 壁(此時(shí)為兩短邊）之間夾角一半，此時(shí)縮分器為切分方式，實(shí)現(xiàn)煤流的連續(xù)分割。因此，當(dāng) 需要進(jìn)行撥割時(shí)，可將椎體整形器10安裝成長邊與軸的方向平行(如圖6所示)，當(dāng)需要進(jìn) 行切分時(shí)，可將椎體整形器10安裝成長邊與軸的方向垂直(如圖7所示)。本例中其余技術(shù) 特征與實(shí)施例一相同。
[0028] 本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括 由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種向上撥切式煤樣縮分器，包括縮分器本體，其特征在于：所述縮分器本體包括 外框架（2)、錐形整形器（10)、縮分撥板（1)和分叉擋板（9);所述外框架（2)頂部具有試樣 入口（5)，所述錐體整形器（10)安裝在試樣入口（5)處，椎體整形器（10)頂部形狀與試樣入 口（ 5)形狀相匹配，椎體整形器（10)的頂部面積大于底部面積，所述縮分撥板（1)安裝在外 框架（2)內(nèi)部，縮分撥板（1)下端通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（12)固定在外框架上、位于分叉擋板（9)上 方，所述外框架（2 )底部通過分叉擋板（9 )分隔成兩個(gè)試樣出口（ 5 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的向上撥切式煤樣縮分器，其特征在于：所述椎體整形器（10) 可拆卸地安裝在縮分器本體上，椎體整形器（10)底部為長方形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的向上撥切式煤樣縮分器，其特征在于：所述椎體整形器（10) 的長邊錐面與水平面間的夾角大于或等于60度，短邊長度大于或等于通過椎體的煤樣的 最大粒徑的3倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的向上撥切式煤樣縮分器，其特征在于：所述 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（12 )包括傳動軸（3 )、安裝在外框架（2 )內(nèi)的軸承（6 )和安裝在軸承（6 )外側(cè)端的 定位片（6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的向上撥切式煤樣縮分器，其特征在于：縮分 撥板（1)的擺動幅度在縮分撥板（1)的最大擺動幅度與錐體整形器兩側(cè)壁夾角之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的向上撥切式煤樣縮分器，其特征在于：所述 縮分器本體內(nèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（12)處安裝有空氣吹掃裝置。
7. -種向上撥切式煤樣縮分器的縮分方法，其特征在于：基于權(quán)利要求1飛中任意一 項(xiàng)所述的向上撥切式煤樣縮分器實(shí)現(xiàn)，包括撥割縮分和切割縮分兩種方式， 其中， 撥割縮分方式包括如下過程： 利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動傳動軸（3)正反旋轉(zhuǎn)；傳動軸（3)帶動縮分撥板（1)來回?cái)[動；縮分 撥板（1)整段切割自試樣入口（5)落下并經(jīng)錐體整形器整流過的煤流，使之按比例向兩個(gè) 試樣出口分配煤樣；通過調(diào)整縮分撥板的擺動脈寬來實(shí)現(xiàn)縮分比的調(diào)整； 切割縮分方式包括如下過程： 將縮分撥板（1)停留在煤流的寬度內(nèi)；從試樣入口（5)落下并經(jīng)錐體整形器整流過的 的煤流被縮分撥板（1)連續(xù)分割后向兩個(gè)試樣出口分配煤樣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的向上撥切式煤樣縮分器的縮分方法，其特征在于：所述撥割 縮分過程中所述椎體整形器（10)安裝成長邊與與旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向平行，切割縮分過程中 椎體整形器安裝成長邊與旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向垂直。
【文檔編號】G01N1/28GK104215492SQ201410523520
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】朱天一, 朱莎 申請人:朱天一