CZ2019737A3 - Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů - Google Patents
Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2019737A3 CZ2019737A3 CZ2019-737A CZ2019737A CZ2019737A3 CZ 2019737 A3 CZ2019737 A3 CZ 2019737A3 CZ 2019737 A CZ2019737 A CZ 2019737A CZ 2019737 A3 CZ2019737 A3 CZ 2019737A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- drive
- rotary
- plate
- bulk materials
- controlled separation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/18—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for splitting samples into portions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
- G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů, kdepřívod (4) sypkého materiálu je umístěn v rámu (19) a je propojen s dávkovacím zařízením (2), pod kterým je na hřídeli umístěn rotační roznášecí kužel (5) pro rovnoměrnou, kontinuální a symetrickou distribuci sypkého materiálu a dále se na stejné hřídeli v prvním stupni nachází minimálně jedna rotační roznášecí lopatka (6) a pevná deska (9) s nejméně jedním otvorem a v druhém stupni dále pak rotační deska (7) s nejméně jedním otvorem a s nejméně jedním pevným stíracím hradítkem (10), na dolním konci hřídele se pak nachází pohon (8) rotačních částí nebo pohon (17) rotačních roznášecích lopatek (6) a pohon (18) rotační desky (7) a dále se pod rotační deskou (7) nachází sběrač (12) reprezentativního vzorku (13), ústící v prostoru váhové kontroly (14) propojené s řídící jednotkou (15), která je zároveň napojena na digitální dvojče (16), pohon (3) dávkovacího zařízení a pohon (8) rotačních částí.
Description
PŘIHLÁŠKA VYNÁLEZU
Zveřejněná podle §31 zákona č. 527/1990 Sb.
(22) Přihlášeno: 03.12.2019 (40) Datum zveřejnění přihlášky vynálezu: 05.05.2021 (Věstník č. 18/2021) (21) Číslo dokumentu:
2019-737 (13) Druh dokumentu: A3 (51)Int. Cl.:
G01N1/18 (2006.01)
G01N1/20 (2006.01) (19)
ČESKÁ REPUBLIKA
ÚŘAD PRŮMYSLOVÉHO VLASTNICTVÍ (71) Přihlašovatel:
Vysoká škola báňská-Technická univerzita Ostrava, Ostrava, Poroba, CZ (72)
Původce:
doc. Ing. Jan Nečas, Ph.D., Fiýdlant nad Ostravicí, CZ
Ing. Jih Rozbroj, Ph.D., Zlaté Hory, CZ
Ing. David Žurovec, Ph.D., Hukvaldy, CZ
Ing. Jakub Hlosta, Ph.D., Nošovice, CZ prof. Ing. Jih Zegzulka, CSc., Ludgeřovice, CZ
(54) Název přihlášky vynálezu:
Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů
CZ 2019 -737 A3 (57) Anotace:
Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů, kde přívod (4) sypkého materiálu je umístěn v rámu (19) a je propojen s dávkovacím zařízením (2), pod kletým je na hřídeli umístěn rotační roznášecí kužel (5) pro rovnoměrnou, kontinuální a symetrickou distribuci sypkého materiálu a dále se na stejné hřídeli v prvním stupni nachází minimálně jedna rotační roznášecí lopatka (6) a pevná deska (9) s nejméně jedním otvorem a v druhém stupni dále pak rotační deska (7) s nejméně jedním otvorem a s nejméně jedním pevným stíracím hradítkem (10), na dolním konci hřídele se pak nachází pohon (8) rotačních částí nebo pohon (17) rotačních roznášecích lopatek (6) a pohon (18) rotační desky (7) a dále se pod rotační deskou (7) nachází sběrač (12) reprezentativního vzorku (13), ústící v prostoru váhové kontroly (14) propojené s řídící jednotkou (15), která je zároveň napojena na digitální dvojče (16), pohon (3) dávkovacího zařízení a pohon (8) rotačních části.
CZ 2019 - 737 A3
Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů
Oblast techniky
Dělicí zařízení jsou obecně implementována do procesů dopravy a zpracování sypkých materiálů tam, kde je vyžadována kontrola kvality nebo stanovení chemického rozboru zpracovávaného sypkého materiálu. Způsob řízeného dělení sypkých materiálů je určen k přesnému odběru reprezentativního vzorku sypkého materiálu z jeho většího objemu. Zařízení pak umožňuje systémovým řízením dělicího procesu nastavit požadované dělicí poměry pro konkrétní druh sypkého materiálu s vysokou přesností.
Dosavadní stav techniky
Odběry reprezentativních vzorků sypkých materiálů jsou nedílnou součástí každého zpracovatelského průmyslu. Z odebraných vzorků jsou prováděny rozbory z pohledu kvality nebo chemického složení. Odběry reprezentativních vzorků se nej častěji provádí přímo z hlavního toku sypkých materiálů. Obecně platí, že odebraný reprezentativní vzorek musí charakterizovat celkový objem dodaného množství materiálu.
V rámci dosavadního stavu techniky jsou známy technologie dělení vzorků například s rotačním gravitačním mechanismem, statické gravitační rozdělovače materiálu a další. Některé technologické procesy tohoto typu jsou evidovány v české patentové literatuře např. CZ 117575 „Jednostupňový rotační dělič“ nebo CZ 128528 „Rotační dělič“ a také v zahraniční patentové literatuře jako je např. US 4771641 „Sample divider“ nebo US 2011023633 „Sample divider“. Uvedené technologie jsou zaměřeny pouze na způsoby dělení sypkých materiálu bez systémového řízení dělicího procesu. Značnou nevýhodou dosavadního stavu techniky je zejména degradace sypkých materiálů důsledkem dynamických rázů nebo střižných mechanismů rotujících částí při gravitačním průchodu proudu sypkých materiálů dělicím zařízením.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje dělicí zařízení podle vynálezu, které se skládá z dávkovacího zařízení sypkých hmot, jehož pohon je připojen na řídicí jednotku, dále z rotačního roznášecího kužele, rotačních roznášecích lopatek a rotační desky s otvory, které jsou poháněny nejméně jedním pohonem připojeným na řídicí jednotku. Mezi rotační deskou s otvory a rotačními roznášecími lopatkami je umístěna pevná deska s otvory, která je pevně uchycena k rámu dělicího zařízení. Mezi rotační deskou s otvory a pevnou deskou s otvory je pevně uchyceno pevné stírací hradítko. Pod rotační deskou s otvory se nachází sběrač reprezentativního vzorku sypkého materiálu, který je pevně uchycen k rámu dělicího zařízení. Pod sběračem reprezentativního vzorku sypkého materiálu je umístěna váhová kontrola reprezentativního vzorku, která je propojena s řídicí jednotkou. Řídicí jednotka slouží pro řízení jednotlivých pohonů dělicího zařízení a získává informace o dělicím poměru. Řídicí jednotka je také propojena s digitálním dvojčetem, které poskytuje virtuální podporu celému dělicímu procesu formou simulací.
Způsob získání reprezentativního vzorku je založen na řízeném dávkování sypkého materiálu pomocí dávkovacího zařízení, které zajišťuje řízený, kontrolovaný a požadovaný přísun sypkého materiálu přímo na rotační roznášecí kužel, který všemi směry symetricky distribuuje sypký materiál mezi rotační roznášecí lopatky, které sypký materiál dále unáší a zároveň roznáší po pevné desce, a to směrem od středu k jejímu vnějšímu okraji. Otvory v pevné desce mohou být například tvaru kruhu, čtverce, obdélníku, výseče mezikruží, elipsoidu apod. Pevná deska s otvory musí být vždy umístěna tak, že nejméně jeden její otvor musí být umístěn přesně nad sběračem reprezentativního vzorku.
-1 CZ 2019 - 737 A3
Sypký materiál vlivem pohybu rotačních roznášecích lopatek postupně propadává otvory v pevné desce s otvory a dopadá na rotační desku s otvory a/nebo propadává otvory v rotační desce přímo do sběrače reprezentativního vzorku. Sypký materiál, který zůstane na rotační desce se s ní pohybuje až k pevnému stíracímu hradítku, jehož úkolem je materiál zastavit až do doby, kdy je materiál dočasně zpomalen či zastaven, aby následně propadl projíždějícími otvory v rotační desce. Materiál tak postupuje do odpadní části odkud se vrací zpět do původního procesu odkud byl odebrán.
K odběru reprezentativního vzorku dochází pouze tehdy, když dojde k překrytí otvoru či otvorů v pevné desce, otvoru či otvorů v rotační desce a horní části sběrače reprezentativního vzorku. Otvory v pevné desce mohou být například tvaru kruhu, čtverce, obdélníku, výseče mezikruží, elipsoidu apod. Odebraný reprezentativní vzorek sypkého materiálu je shromažďován na váhové kontrole, která měří hmotnostní změny vzorku v průběhu času. Naměřená data jsou zaznamenávána, ukládána a vyhodnocována v řídicí jednotce. Oddělený reprezentativní vzorek je určen pro další laboratorní zpracování.
Přivedená dávka sypkého materiálu je tedy rozdělena na reprezentativní vzorek a odpad v takovém dělicím poměru, který je na počátku odběru nastaven. Tento požadovaný dělicí poměr lze s vysokou přesností regulovat nastavením provozních podmínek.
Pohony rotujících částí jsou propojeny s řídicí jednotkou, která na základě hmotnostního vyhodnocení reprezentativního vzorku reaguje na změnu nastavení provozních podmínek. Dále je řídicí jednotka také propojena s digitálním dvojčetem.
Digitální dvojče představuje počítačový 3D model příslušné technologie a lze na něm provádět provozní zkoušky ve formě počítačových simulací pomocí metody DEM (metoda diskrétních prvků). Z ověřených simulací jsou pak odečítány parametry ideálních provozních podmínek technologie, které jsou aplikovány pro reálné dělicí zařízení. Způsob řízeného dělení a dělicí zařízení k provádění tohoto způsobu je určeno pro širokou škálu sypkých materiálů s různými mechanickými, granulometrickými, morfologickými a chemickými vlastnostmi, kterými mohou být, jak suché, tak i vlhké materiály.
Objasnění výkresů
Obr. 1 představuje schematické zobrazení kompletního zařízení pro způsob řízeného dělení sypkých materiálů v řezu, kde je možno vidět jednotlivé fúnkční části dělicího zařízení včetně obslužných technologií. Na obr. 2 je zobrazeno stejné zařízení v rámci příkladu provedení č. 2. Obr. 3 znázorňuje pohled v řezu A-A, kde je vidět umístění rotačního roznášecího kužele a rotačních roznášecích lopatek v rámci příkladu provedení č. 1. Obr. 4 znázorňuje pohled v řezu AA, kde je vidět umístění rotačního roznášecího kužele a rotačních roznášecích lopatek v rámci příkladu provedení č. 3. Obr. 5 znázorňuje pohled v řezu B-B, kde je vidět umístění pevného stíracího hradítka a rotační desky s otvory.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Dělicí zařízení 1 k provádění způsobu řízeného dělení sypkých materiálů představuje stavebnicový systém, jehož rám 19. je opatřen dávkovacím zařízením 2, které zajišťuje řízený, kontrolovaný a požadovaný přísun sypkého materiálu přímo na rotační roznášecí kužel 5. Přívod 4 sypkého materiálu představuje například zásobník nebo jinou dopravní technologii. Rotační roznášecí kužel 5 rovnoměrně, kontinuálně a symetricky distribuuje sypký materiál dále na pevnou desku 9
- 2 CZ 2019 - 737 A3 s otvory, která obsahuje minimálně dva otvory, které jsou shodné nebo se vzájemně odlišují. Pevná deska 9 s otvory musí být vždy umístěna tak, že nejméně jeden její otvor je umístěn přesně nad vstupem sběrače 12 reprezentativního vzorku 13. Sypký materiál přivedený na pevnou desku 9 s otvory je dále rovnoměrně, kontinuálně a symetricky distribuován rotačními roznášecími lopatkami 6 směrem od středu, tedy od rotačního roznášecího kužele 5 k vnějšímu okraji pevné desky 9 s otvory. V tomto případě má zařízení osm rotačních roznášecích lopatek 6.
Sypký materiál působením rotačních roznášecích lopatek 6 postupně propadává otvory pevné desky 9 s otvory a dopadá na rotační desku 7 s otvory a/nebo přímo propadává jejími otvory do sběrače 12 reprezentativního vzorku 13 a/nebo do prostoru s vyústěním ve výstupu 11 odpadu.
Nad rotační deskou 7 s otvory je s minimální vůlí umístěno pevné stírací hradítko 10. které stírá sypký materiál, ležící na rotační desce 7 s otvory, do prostoru pro výstup 11 odpadu. Sypký materiál, který vychází z výstupu 11 odpadu, je navrácen zpět do původního procesu odkud byl odebrán.
Sypký materiál, který je zachycen ve sběrači 12 reprezentativního vzorku 13 je označen jako reprezentativní vzorek 13. Reprezentativní vzorek 13 představovaný sypkým materiálem je shromažďován na váhové kontrole 14 reprezentativního vzorku 13. která v průběhu času zaznamenává jeho hmotnostní změny. Naměřená data jsou dále registrována, ukládána a vyhodnocována v řídicí jednotce 15. Oddělený reprezentativní vzorek 13 je určen pro další laboratorní zpracování. Na řídicí jednotku 15 je dále propojen pohon 3 dávkovacího zařízení 2, pohon 8 rotačních částí a digitální dvojče 16. Na základě požadavků obsluhy řídicí jednotka 15 rychle a přesně ovlivňuje rychlosti otáčení pohonu 3 dávkovacího zařízení a pohonu 8 rotačních částí. Digitální dvojče 16 představuje počítačový 3D model celé technologie, které provádí provozní zkoušky ve formě počítačových simulací metodou DEM (metoda diskrétních prvků). Z ověřených DEM simulací jsou odečítány parametry ideálních provozních podmínek, které jsou aplikovány pro reálnou dělicí technologii.
Příklad 2
Příklad 2 se od příkladu 1 odlišuje tím, že je pohon 8 rotačních částí nahrazen pohonem 17 rotačních roznášecích lopatek 6 a pohonem 18 rotační desky 7 s otvory. Oba pohony 17 a 18 jsou rovněž napojeny na řídicí jednotku 15. Pohony 17 a 18 jsou řízeny na sobě nezávislým způsobem, což znamená, že pohon 17 rotačních roznášecích lopatek 6 může otáčet rotačními roznášecími lopatkami 6 odlišnou rychlostí nebo jiným směrem, než pohon 18 rotační desky 7 s otvory.
Příklad 3
Příklad 3 se od příkladu 1 odlišuje tím, že počet rotačních roznášecích lopatek 6 je snížen na čtyři.
Průmyslová využitelnost
Dělicí zařízení je vhodné pro implementaci do procesů dopravy a zpracování sypkých materiálů a všude tam, kde je vyžadována kontrola kvality nebo stanovení chemického rozboru pro širokou škálu zpracovávaných sypkých materiálů s různými mechanickými, granulometrickými, morfologickými a chemickými vlastnostmi. Proces dělení sypkých materiálů v maximální míře eliminuje degradační účinky, což přispívá k minimalizaci rozdílných vlastností reprezentativního vzorku a vstupního sypkého materiálu. Pomocí řízení lze s velkou přesností měnit dělicí poměr na požadovanou hodnotu.
-3CZ 2019 - 737 A3
Claims (5)
1. Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů, vyznačující se tím, že představuje stavebnicový systém, jehož přívod (4) sypkého materiálu je umístěn v rámu (19) a je propojen s dávkovacím zařízením (2), pod kterým je na hřídeli umístěn rotační roznášecí kužel (5) pro rovnoměrnou, kontinuální a symetrickou distribuci sypkého materiálu a dále se na stejné hřídeli v prvním stupni nachází minimálně jedna rotační roznášecí lopatka (6) a pevná deska (9) s nejméně jedním otvorem a v druhém stupni dále pak rotační deska (7) s nejméně jedním otvorem a s nejméně jedním pevným stíracím hradítkem (10), na dolním konci hřídele se pak nachází pohon (8) rotačních částí nebo pohon (17) rotačních roznášecích lopatek (6) a pohon (18) rotační desky (7) a dále se pod rotační deskou (7) nachází sběrač (12) reprezentativního vzorku (13), ústící v prostoru váhové kontroly (14) propojené s řídicí jednotkou (15), která je zároveň napojena na digitální dvojče (16), pohon (3) dávkovacího zařízení a pohon (8) rotačních částí.
2. Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů podle nároku 1, vyznačující se tím, že otvor/otvory v pevné desce (9) a rotační desce (7) je/jsou rovnoměrně rozmístěny na jejich plochách.
3. Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že pevná deska (9) je vždy situována tak, že nejméně jeden z jejích otvorů je umístěn přesně nad sběračem (12) reprezentativního vzorku (13).
4. Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (15) je uzpůsobena pro regulaci chodu pohonu (17) rotačních roznášecích lopatek (6) a pohonu (18) rotační desky (7).
5. Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů podle nároku 1, vyznačující se tím, že digitální dvojče (16) představuje počítačový 3D model pro počítačové simulace metodou DEM dané vstupní technologie za ideálních provozních podmínek.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-737A CZ2019737A3 (cs) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-737A CZ2019737A3 (cs) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ308764B6 CZ308764B6 (cs) | 2021-05-05 |
| CZ2019737A3 true CZ2019737A3 (cs) | 2021-05-05 |
Family
ID=75684111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-737A CZ2019737A3 (cs) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2019737A3 (cs) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3690179A (en) * | 1970-09-16 | 1972-09-12 | James F Olson | Rotary samplers |
| US4044617A (en) * | 1976-09-27 | 1977-08-30 | Mazzetti Flavio J | Multi-stage sampler for flowing material |
| DE3543758C1 (de) * | 1985-12-11 | 1986-09-04 | Stephan Dipl.-Ing. 3392 Clausthal-Zellerfeld Röthele | Verfahren und Vorrichtung zur integrierenden Probenahme und in-line Probenteilung von dispersen Produkten aus Transportleitungen oder an Produktstromuebergabestellen |
-
2019
- 2019-12-03 CZ CZ2019-737A patent/CZ2019737A3/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308764B6 (cs) | 2021-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69917222T2 (de) | Micronaire-testsystem für fasermaterial | |
| Hartmann et al. | Methods for size classification of wood chips | |
| DE3346145C2 (de) | Meßvorrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung der Durchsatzmenge von Materialströmen | |
| Lawinska et al. | Analysis of sieve holes blocking in a vibrating screen and a rotary and drum screen | |
| US4946650A (en) | Apparatus for integrating sampling and in-line sample splitting of disperse products from transport conduits or at flow transfer points | |
| CN201116906Y (zh) | 锥式缩分机 | |
| DE3928872C2 (cs) | ||
| CN106391500A (zh) | 连杆重量自动分选系统 | |
| EP3017679B1 (de) | Verfahren zur bestimmung der geschwindigkeit und/oder wurfweite von abgeworfenem streugut sowie eine verteilmaschine zur durchführung eines solchen verfahrens | |
| CZ2019737A3 (cs) | Zařízení pro řízené dělení sypkých materiálů | |
| EP0567495B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der für eine gewünschte streubreite und streumenge benötigten einstellwerte eines düngerstreuers für eine düngersorte | |
| Zaitsev et al. | Simulation of particle motion in a cylindrical grain separator | |
| EP0332305A1 (en) | Apparatus for sampling heterogeneous material | |
| CN202928863U (zh) | 旋转缩分装置 | |
| CN218872805U (zh) | 一种粉体颗粒多级粒径智能检测分析系统 | |
| JPH04346051A (ja) | 粉体の分割採取装置 | |
| de Jong | Validation of a population balance model for iron ore dry grinding at the IJmuiden pelletizing plant | |
| Duhovnik et al. | Analysis and design parameters for inclined rotors used for manure dispersal on broadcast spreaders for solid manure | |
| CN110907239B (zh) | 全自动合金筛分制样系统 | |
| DE3229789C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche einer Probe aus pulverigem Material mittels eines Windsichters | |
| CH490672A (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von körnigem Material, insbesondere von Strahlmitteln | |
| Zou et al. | A new calibration device of particulate matter mass concentration monitor | |
| Abd El-Tawwab et al. | Design and performance evaluation of multi-germ beet-seeds grading machine | |
| CN207231956U (zh) | 生物农药粒径检测筛筒 | |
| CN212133825U (zh) | 一种可以精准称量贵金属重量的仪器 |