Urządzenia do pobierania próbek

1. Urządzenia do pobierania próbek

2. Urządzenia do pobierania próbek Urządzenia te powinny być takie, że pobrana próbka jest reprezentatywna, i zaleca się, aby spełniały następujące wymagania: • Szerokość urządzenia do pobierania próbek, którą determinuje minimalna masę próbki pierwotnej, powinna spełnić warunek podany we wzorze, przy założeniu, że minimalny wymiar wynosi 30 mm: W ≥ 3D w którym, W jest minimalną szerokością przekroju poprzecznego otworu urządzenia do pobierania próbek, wyrażoną w milimetrach; D jest nominalną górną wielkością ziarn, wyrażoną w milimetrach.

3. Pojemność urządzenia powinna być taka, aby - podczas pobierania pojedynczej próbki pierwotnej - nie następowało przepełnienie i aby mogło ono pomieścić próbkę pierwotną o wymaganej minimalnej masie • Szerokość wejściowego otworu urządzenia do pobierania próbek powinna być najmniej trzy razy większa od nominalnej górnej wielkości ziarn paliwa, lecz nie mniejsza niż 30 mm. • Jeżeli urządzenie jest stosowane w wypadku strumieni spadających, długość otworu wejściowego powinna być taka, aby gwarantowała, że struga zostanie przecięta urządzeniem na całej szerokości.

4. Duże i twarde kawałki paliwa, skały lub łupka nie powinny być odsuwane na bok podczas pobierania próbek pierwotnych. • Żadna część paliwa nie powinna być utracona z urządzenia do pobierania próbek podczas pobierania i przemieszczania próbki pierwotnej. • Przylepianie się mokrego paliwa do urządzeń należy zminimalizować

5. Urządzenia do pobierania próbek pierwszego stopnia o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy • Zasada działania urządzeń do pobierania próbek o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy polega na tym, że element wycinający obraca się na osi równoległej do osi taśmy. Podczas gdy element wycinający przechodzi przez całą szerokość taśmy w swym ruchu obrotowym, czołowe krawędzie bocznych płyt wycinają próbkę pierwotną, a płyta tylna spycha ją.

6. Zaleca się stosować dwa rodzaje urządzeń do pobierania próbek. Różnią się one znacznie, jeżeli chodzi o ruch elementu wycinającego w stosunku do węgla na taśmie: • W przypadku pierwszego rozwiązania łożyska, w których umocowany jest wał elementu wycinającego są umocowane na stałe. • W przypadku drugiego rozwiązania są one zamocowane na saniach lub wózku, który w czasie operacji pobierania próbki jest przesuwany równolegle do taśmy z prędkością równą prędkości taśmy. W ten sposób, wpływ prędkości taśmy na względną prędkość elementu wycinającego w stosunku do węgla jest całkowicie wyeliminowany. Jednakże takie idealne warunki pobierania próbek uzyskuje się jedynie kosztem skomplikowania i utrudnienia obsługi urządzenia do pobierania próbek.

7. Konstrukcja urządzeń do pobierania próbek o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy - zalecenia. Urządzenia do pobierania próbek o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy powinny być zaprojektowane zgodnie z następującymi kryteriami: • Ściany boczne elementu wycinającego powinny być równoległe do siebie i powinny przecinać strugę w płaszczyźnie prostopadłej do osi przenośnika. • Element wycinający powinien całkowicie przecinać strugę, prostopadle lub ukośnie. • Element wycinający powinien przemieszczać się przez strugę ze stałą prędkością, nie różniącą się więcej niż o 10 % w żadnym punkcie, chyba że można udowodnić, że urządzenie do pobierania próbek pracuje w sposób nieobciążony. • Szerokość szczeliny elementu wycinającego powinna być co najmniej trzy razy większa niż nominalny górny wymiar ziarn węgla poddawanego badaniu. Minimalna wielkość szczeliny elementu wycinającego w każdym przypadku powinna wynosić 30 mm.

8. Element wycinający powinien charakteryzować się  pojemnością wystarczającą, aby pomieścić całą masę próbki pierwotnej uzyskiwaną przy maksymalnym natężeniu przepływu materiału. • Ponieważ najdrobniejsze ziarna węgla mają tendencję gromadzić się przy dnie na taśmie, w celu uniknięcia selektywnego pobierania próbek niecka taśmy powinna być wyprofilowana, aby utworzyć łuk dopasowany do płyt bocznych elementu wycinającego, a szczelina między tymi płytami i/lub płytą tylną a taśmą powinna być wyregulowana do minimalnej wielkości wymaganej, w celu zabezpieczenia ich przed bezpośrednim kontaktem i w konsekwencji zniszczeniem taśmy. Ponadto, płyta tylna powinna być wyposażona w zgarniaki i/lub elastyczne osłony do zgarnięcia dolnej warstwy węgla.

9. Konstrukcja urządzeń do mechanicznego pobierania próbek Bezpieczeństwo • Ważne jest, aby już we wczesnym etapie projektowania i konstruowania systemu zwrócić szczególną uwagę na bezpieczeństwo obsługi. Przestrzegane powinny być wszystkie przepisy bezpieczeństwa obowiązujące tam, gdzie ma być zainstalowane urządzenie.

10. Konstrukcja urządzeń do mechanicznego pobierania próbek Wymagania podstawowe • Ważne jest, aby instalacja przemieszczania węgla została zaprojektowana i wyposażona w sposób gwarantujący, że system pobierania próbek ma zabezpieczoną odpowiednią powierzchnię, zadowalające warunki eksploatacji i pobierania próbek. Nie sposób przecenić ważności wymagań systemu pobierania próbek już na wstępnym etapie projektowania zakładu, w którym będzie on instalowany. Należy zapewnić to, że ewentualne dalsze zmiany nie wpłyną na ogólne działanie i wiarygodność systemu pobierania próbek. Projektanci powinni zwrócić uwagę na potrzebę sprawdzania w trakcie jego działania. Ułatwienia dotyczące pobierania próbek z powtórzeniami i próbek z zatrzymanej taśmy należy uwzględnić już na etapie projektowania. • System powinien być łatwo dostępny dla potrzeb sprawdzania, starannego czyszczenia, naprawy i badań sprawdzających, np. badanie obciążenia

11. Lokalizacja urządzenia do mechanicznego pobierania próbek Lokalizację urządzenia do pobierania próbek należy wybrać, stosując następujące kryteria: • System pobierania próbek należy ulokować w położeniu, które pozwala na dostęp do całej partii, na takim etapie procesu, gdzie wymagany jest pomiar jakości i ilości. • Jeżeli zmienne natężenie przepływu prowadzi do otrzymania mas próbek pierwotnych, które są nie do zaakceptowania dla przewidywanego systemu, należy przeanalizować możliwość wprowadzenia przetrzymywania materiału przed systemem pobierania próbek, w celu uzyskania ujednoliconego natężenia przepływu, np. w zbiornikach wyrównawczych z regulowanymi wylotami.

12. Wymagania ogólne dotyczące projektowaniaurządzeń do mechanicznego pobierania próbek Zasadnicze wymagania, których należy przestrzegać podczas projektowania i konstruowania urządzenia do mechanicznego pobierania próbek są następujące: • Powinno być możliwe pobieranie próbek pierwotnych pozbawionych istotnego obciążenia. • Powyższe powinno być możliwe w każdych warunkach pobierania próbek, które są zastrzeżone w odpowiednich wymaganiach technicznych i bez potrzeby zatrzymania procesu pobierania próbek w celu czyszczenia lub konserwacji. W celu spełnienia tych wymagań urządzenie do pobierania próbek powinno być zaprojektowane w następujący sposób: • urządzenie do pobierania próbek jest odpowiednio proste, aby sprawdzało się w najbardziej skrajnych przewidywanych warunkach eksploatacji, • urządzenie do pobierania próbek ma odpowiednią pojemność, aby pomieścić w całości lub przepuścić w całości próbkę pierwotną bez strat lub przesypywania się, • urządzenie do pobierania próbek jest samoczyszczące i nie zatyka się oraz funkcjonuje przy minimalnych wymaganiach dotyczących konserwacji, • niemożliwe jest zanieczyszczanie się próbki, np. materiałem, który dostaje się do elementów wycinających w czasie postoju urządzenia, lub gdy nastąpi zmiana typu węgla, z którego są pobierane próbki, • degradacja ziarn tworzących próbkę jest minimalna, jeżeli próbkę pobiera się w celu oznaczania składu ziarnowego, oraz jakiekolwiek zmiany wilgoci, własności chemicznych lub fizycznych oraz straty najdrobniejszych ziarnsą zminimalizowane(np. z powodu nadmiernego podmuchu powietrza przez urządzenie)

13. W celu spełnienia tych wymagań urządzenie do pobierania próbek powinno być zaprojektowane w następujący sposób: • urządzenie do pobierania próbek jest odpowiednio proste, aby sprawdzało się w najbardziej skrajnych przewidywanych warunkach eksploatacji, • urządzenie do pobierania próbek ma odpowiednią pojemność, aby pomieścić w całości lub przepuścić w całości próbkę pierwotną bez strat lub przesypywania się, • urządzenie do pobierania próbek jest samoczyszczące i nie zatyka się oraz funkcjonuje przy minimalnych wymaganiach dotyczących konserwacji,

14. niemożliwe jest zanieczyszczanie się próbki, np. materiałem, który dostaje się do elementów wycinających w czasie postoju urządzenia, lub gdy nastąpi zmiana typu węgla, z którego są pobierane próbki, • degradacja ziarn tworzących próbkę jest minimalna, jeżeli próbkę pobiera się w celu oznaczania składu ziarnowego, oraz jakiekolwiek zmiany wilgoci, własności chemicznych lub fizycznych oraz straty najdrobniejszych ziarnsą zminimalizowane(np. z powodu nadmiernego podmuchu powietrza przez urządzenie)

15. Urządzenia do pobierania próbek pierwszego stopnia o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy – przykład 1 Opis 1 - Element wycinający 2 - Taśma podparta w celu utrzymania krzywizny niecki Zgarniak typu prostopadłego (cięcie ukośne)

16. Urządzenia do pobierania próbek pierwszego stopnia o ruchu poprzecznym w stosunku do taśmy - przykład 2 Opis 1 - Element wycinający 2 - Element wycinający w pozycji spoczynkowej 3 - Element wycinający pod koniec ruchu zgarniającego próbkę 4 - Przekrój porzeczny węgla pobranego przez element wycinający (i przeniesionego do odbieralnika) 5 - Ślad elementu wycinającego Zgarniak typu ukośnego (cięcie prostopadłe)

17. Konstrukcja urządzeń do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej Podczas projektowania urządzenia do pobierania próbek, istotnymi kryteriami projektowymi są: • prędkość elementu wycinającego, • szczelina i kąt ustawienia elementu wycinającego w stosunku do strugi węgla.

18. Wymienione kryteria należy rozważać łącznie, ponieważ kąt ustawienia elementu wycinającego w stosunku do strugi oraz jego prędkość wpływają na „efektywne” wymiary jego szczeliny w stosunku do ziarn zawartych w strudze. Celem projektowania jest zagwarantowanie, że średnia trajektoria ziarn w strudze będzie w największym możliwym stopniu zbliżona do prostopadłej do powierzchni szczeliny elementu wycinającego, w celu maksymalizowania efektywnego wymiaru tej szczeliny. Prędkość elementu wycinającego jest ważna z tego względu, że gdy prędkość rośnie, ziarna strugi przecinają szczelinę elementu wycinającego przy rosnących skośnych kątach, a w ten sposób zmniejsza się efektywny wymiar tej szczeliny. Ogranicza to górną granicę akceptowalnej wielkości szczeliny elementu wycinającego.

19. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej - zalecenia Element wycinający przeznaczony do pobierania próbek ze strugi spadającej powinien być zaprojektowany przy zachowaniu następujących wymagań: • Element wycinający powinien przecinać cały przekrój poprzeczny strugi. • Początkowe i końcowe krawędzie elementu wycinającego powinny opisywać, albo tę samą płaszczyznę, albo tę samą powierzchnię cylindryczną. Zaleca się, aby powierzchnie te były prostopadłe do średniej trajektorii strugi. • Element wycinający powinien przemieszczać się przez strugę węgla ze stałą prędkością, tj. prędkość nie powinna zmieniać się więcej niż o 5 % wybranejprędkości odniesienia w każdym punkcie.

20. Projekt szczeliny elementu wycinającego powinien być taki, aby wszystkie części strugi miały możliwość trafienia na szczelinę przez ten sam przedział czasu. • Szerokość szczeliny elementu wycinającego powinna być co najmniej trzy razy większa niż nominalna górna wielkość ziarn węgla, z którego mają być pobierane próbki. Szerokość szczeliny elementu wycinającego na pierwszym stopniu urządzenia do pobierania próbek powinna być nie mniejsza niż 30 mm. Jeżeli szczelina elementu wycinającego zwęża się, jak to ma miejsce w przypadku urządzenia do pobierania próbek wahadłowego, minimalne wymagania wobec szerokości szczeliny, podane wcześniej, dotyczą wymiaru szczeliny w najwęższym jej punkcie, w którym naczynie przecina strugę węgla.

21. Efektywną pojemność elementu wycinającego należy określić na podstawie oczekiwanego maksymalnego natężenia przepływu strugi węgla. • W tych warunkach, element wycinający powinien całkowicie pomieścić lub całkowicie przepuścić próbkę pierwotną bez jej strat lub przesypania się i bez zablokowania się jakiejkolwiek części urządzenia lub ograniczenia wielkości szczeliny przez materiał już pobrany.

22. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej – przykład 1 Rynnowy element wycinający

23. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej – przykład 2 Czerpakowy element wycinający - rodzaj 1

24. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej – przykład 3 Czerpakowy element wycinający – rodzaj 2

25. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej – przykład 4 Urządzenie wahadłowe (czerpakowe) - rodzaj 1

26. Urządzenia do mechanicznego pobierania próbek ze strugi spadającej – przykład 5 Urządzenie wahadłowe (czerpakowe) - rodzaj 2

27. Przykład mechanicznego wgłębnika – mechaniczne urządzenie do pobierania próbek z nieruchomych partii Opis: • 1 Zwężająca się śruba • 2 Rura wgłębnika • 3 Śruba odpowiadająca pełnemu przekrojowi rury • 4 Skok śruby: 3 x górna wielkość ziarna • 5 Szczelina obwodowa: 3 x górna wielkość ziarna

28. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek Urządzenia tego typu stosuje się głównie podczas pobierania próbek paliw (węgla lub koksu) nie będących w ruchu tzn. gdy paliwo zalega w postaci partii nieruchomej.

29. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Łopata Łopaty wykonuje się z płyt stalowych o grubości około 2,5 mm i zaleca się wyposażyć je w uchwyt o odpowiedniej długości. Odpowiedni kształt łopaty pokazano schematycznie na rysunkach.

30. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Szufla Odpowiedni kształt szufli pokazano schematycznie na rysunku Szufle wykonuje się z płyt stalowych o grubości około 2,5 mm i zaleca się wyposażyć je w uchwyt o odpowiedniej długości.

31. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Próbnik do miałów do 25 mm Próbnik to skrzynka lub pojemnik, lub przyrząd ze szczeliną do pobierania próbek pierwotnych ze spadającego strumienia paliwa. Próbniki nie są odpowiednie do pobierania próbek w sytuacjach, gdy występuje „przelew” materiału z urządzenia do pobierania próbek. Próbniki i szufle zaleca się wykonać z takiego materiału jak stal nierdzewna w celu uniknięcia oblepiania urządzenia do pobierania próbek.

32. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Ręczny element wycinający Ręczny element wycinający to urządzenie do pobierania próbek, które może być przesuwane przez spadającą strugę, ręcznie lub ze wspomaganiem mechanicznym. Ręczne elementy wycinające nie są przydatne do pobierania próbek we wszystkich wypadkach, kiedy dochodzi do ich przepełniania i wysypywania się materiału.

33. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Wgłębnik Wgłębnik składa się z pojedynczego ślimaka montowanego na ręcznej korbie. Wgłębnik wsadza się do złoża paliwa ruchem śrubowym. Wgłębniki są stosowane do pobierania próbek z paliw o nominalnej górnej wielkości ziarn do 25 mm.

34. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Sondy Sondy mają kształt rur, które wsadza się pionowo lub pod niewielkim kątem do paliwa. Wsadzenie sondy do paliwa jest często trudne i często zdarza się, że rura po wyciągnięciu jest pusta. Sondy są stosowane do pobierania próbek z paliwa o nominalnej górnej wielkości ziarn do 25 mm. Norma ISO opisuje trzy konstrukcje sond

35. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Sonda nr 1 Sonda składa się z dwóch części rury, które są tak zaprojektowane, że przesuwają się wobec siebie, tworząc zamknięty cylinder. Takie sondy mogą mieć różne długości do 3,5 m. Długie sondy łatwiej stosować do paliwa o nominalnej górnej wielkości ziarn do 15 mm.

36. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Sonda nr 2 Sonda składa się z cylindrycznej rury stożkowato zwężonej i mającej szczelinę wykonaną w kierunku osiowym. Szczelina ta spełnia funkcje przytrzymującą paliwo zawarte w rurze. Dzięki użyciu uchwytu możliwe jest obracanie rury dla łatwiejszego wsadzenia do paliwa. Rura może być kłopotliwa do opróżniania i czyszczenia

37. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Sonda nr 3 Sonda składa się z części w kształcie koryta, którego dwie krawędzie mają rowki, oraz z płyty, która może przesuwać się wzdłuż rowków. Otwarty kanał wsadzany jest do paliwa. Płytę wsadza się wzdłuż rowków i złożone urządzenie jest wyciągane. Objaśnienia 3 element wzmacniający, pełniący funkcję ogranicznika 4 górna obudowa kadłuba sondy 5 płyta 6 uchwyt płyty a Długość kadłuba sondy i płyty.

38. Urządzenia do ręcznego pobierania próbek.Rama do pobierania próbek z zatrzymanej taśmy Rama do pobierania próbek z zatrzymanej taśmy to rama o dwóch równoległych bokach, używana do pobierania próbki pierwotnej z zatrzymanej taśmy lub w wypadku metody mieszania i dzielenia pasma węgla. Szerokość ramy powinna być najmniej trzy razy większa niż nominalna górna wielkość ziarn paliwa i wynosić minimum 30 mm. Ramę wkłada się w paliwo, aż dotknie ona taśmy na całej jej szerokości, a próbka pierwotna jest pobierana poprzez usuniecie całości paliwa znajdującego się miedzy ścianami bocznymi ramy.