一种旋切式实时采样系统

技术领域

本发明涉及浓度测量技术领域，更具体的说，涉及一种旋切式实时采样系统。

背景技术

煤泥水处理是选煤厂重要的环节之一，煤泥水处理效果的好坏跟选煤厂的效率、质量指标等都有很大的关系，甚至影响选煤厂经济效益和社会效益。室外耙式浓缩机内煤泥水浓度的分布情况是煤泥水处理过程中非常重要的参数，浓度的大小的分布情况是药剂添加的重要依据。若加入药剂过少，不仅煤泥水中的颗粒不能完全沉降，而且会使作为循环水的浓缩机的溢流水含煤泥量过高，作为溢流水会严重影响选煤厂正常生产；反之，则会造成浪费药剂，同样也会影响选煤厂正常生产，因此了解池内浓度分布情况对选煤厂有重要意义。

目前常用的煤泥水采样方法一般为人工采样，但人工采样检测煤泥水的浓度时，存在浪费时间和人力的问题，且滞后性明显，指导意义缺失。

因此，开发出一种既能做到实时、同步、多液位点采样，又能做到不影响浓缩机正常工作的采样系统来代替人工采样，是本领域技术人员目前的一个重要研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种旋切式实时采样系统，其具体技术方案如下：

一种旋切式实时采样系统，该系统整体设于固定架上，固定架架设在浓缩池的上侧，且长度为浓缩池的半径长度；该系统包括搅拌电机、传动机构、旋切采样装置、提升电机以及提升机构；

搅拌电机纵向固定在固定架上，且靠近浓缩池的中心附近；传动机构包括纵向设置的驱动轴以及数个采样转动轴，搅拌电机的输出轴向下连接驱动轴；数个采样转动轴沿着浓缩池的半径方向均匀布置，且每个采样转动轴通过至少一个轴承与固定架转动连接；驱动轴通过驱动部件带动采样转动轴转动；采样转动轴采用多节直径向下逐渐变小的套管嵌套连接而成，相邻套管之间在竖直方向上能够实现相对滑动；每段套管的下端外周均固定有一定位块；定位块的外周横截面为锯齿环状，其与旋切采样装置啮合嵌套连接；

旋切采样装置的数量与套管的数量一致，其包括位于下部的采样机构、位于上部的收集机构以及整体贯穿嵌套于采样机构与收集机构中心的定位套管，定位套管的内侧壁设置有与定位块的外周相对应的锯齿槽，定位套管与定位块啮合嵌套连接，且二者之间能够实现相对滑动；采样机构包括采样槽和第一连接轴承，采样槽又包括位于槽体下端的定位槽、位于槽体边壁的旋切管以及位于槽体上端的第一连接轴承槽；定位套管贯穿采样槽并嵌套固定于定位槽内，旋切管设有两个且沿采样槽圆心对称布置，两个旋切管的开口方向相反；第一连接轴承设于第一连接轴承槽内；收集机构包括收集槽和第二连接轴承，收集槽的下端通过第一连接轴承与采样槽的上端连接，且收集槽与采样槽的内腔上下连通；收集槽的槽壁上设有引流管，收集槽的槽体上端设有第二连接轴承槽，第二连接轴承设于第二连接轴承槽内；定位套管贯穿收集槽并通过第二连接轴承与收集槽的上端连接；收集槽与第二连接轴承槽之间还设置有吊板，吊板上设置有通孔；

提升电机横向固定在固定架上，且靠近浓缩池的外边缘附近；提升机构包括铰绳和卷轴，提升电机的输出轴横向连接卷轴；铰绳的一端缠绕在卷轴上，另一端穿过每个吊板上的通孔后与最下方的收集机构的吊板相连接；最下方的旋切采样装置上的定位套管与采样转动轴最下边的定位块固定连接。

通过采用上述技术方案，本发明系统包括搅拌电机、传动机构、旋切采样装置、提升电机以及提升机构，搅拌电机和传动机构可以带动旋切采样装置旋转，让煤泥水通过旋切管被动吸入到采样槽内，再被收集槽收集；提升电机和提升机构则可以带动旋切采样装置提升和下降，而且通过旋切采样装置中的定位套管与采样转动轴上的定位块进行嵌套，还能实现旋切采样装置的定位与限位。

因此，本发明系统既能够实现不同径向、横向的浓缩池内液位点的实时同步采样，以便后续通过信号转化与拟合，实现对整个浓缩池上清层的测量与监控，有效的保证在进行浓度拟合时，拟合模型的准确性，又能够实现旋切采样装置以及采样转动轴的及时提升，避免与浓缩机的爬架进行碰撞，确保了浓缩池自身的正常工作。

优选的，驱动部件包括齿轮、链条，每个采样转动轴上均设有一齿轮，驱动轴在垂直方向上均匀分布有数个齿轮，且与采样转动轴上的齿轮两两相互平行对应；在驱动轴和采样转动轴上同一水平方向上的两个齿轮之间通过链条相连。

优选的，采样转动轴的上端通过一悬吊轴承与上部的固定架转动连接，悬吊轴承的正下方设有一与其同心且同样固定于固定架上的定位轴承，采样转动轴通过定位轴承与下部的固定架转动连接。

悬吊轴承可以维持采样转动轴的悬挂，且不影响旋转，定位轴承可以防止采样转动轴偏摆。

优选的，悬吊轴承采用推力轴承。

优选的，传动机构还包括支撑轴承，驱动轴的下部与固定在固定架上的支撑轴承连接，支撑轴承可以保证驱动轴传动的稳定性。

优选的，套管的横截面为锯齿环状，相邻套管之间在竖直方向上通过嵌套啮合滑动，防止套管滑动时径向相对转动，确保其上下稳定滑动，定位块与对应的套管相啮合固定。

优选的，定位套管内侧壁的截面面积大于定位块的锯齿环状截面的面积，以使定位块能够嵌套于定位套管内，进而对旋切采样装置进行限位和定位。

优选的，定位槽设置为截面上宽下窄，使定位套管能够在旋切采样装置上卡紧。

优选的，提升机构还包括轴承座，卷轴远离提升电机的一端通过联轴器与固定在固定架上的轴承座连接，轴承座可以保证卷轴转动的稳定性。

优选的，位于采样转动轴最下方的收集机构的吊板上设有吊环，铰绳的另一端穿过每个吊板上的通孔后与最下方的收集机构的吊板上的吊环相连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种旋切式实时采样系统的整体结构示意图。

图2为本发明中采样转动轴的结构示意图。

图3为本发明中旋切采样装置的内部结构示意图。

图4为本发明中旋切采样装置的俯视图。

图5为本发明中定位套管与定位块的连接示意图。

图中：1-固定架，2-浓缩池，3-搅拌电机，4-旋切采样装置，5-提升电机，6-驱动轴，7-采样转动轴，8-套管，9-定位块，10-采样机构，11-收集机构，12-定位套管，13-采样槽，14-第一连接轴承，15-定位槽，16-旋切管，17-第一连接轴承槽，18-收集槽，19-第二连接轴承，20-引流管，21-第二连接轴承槽，22-吊板，23-通孔，24-铰绳，25-卷轴，26-齿轮，27-链条，28-悬吊轴承，29-定位轴承，30-支撑轴承，31-轴承座，32-吊环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，本发明一种旋切式实时采样系统，整体设于固定架1上，固定架1架设在浓缩池2的上侧，且长度为浓缩池2的半径长度。

具体的，

该旋切式实时采样系统包括搅拌电机3、传动机构、旋切采样装置4、提升电机5以及提升机构。

搅拌电机3纵向固定在固定架1上，且靠近浓缩池2的中心附近；传动机构包括纵向设置的驱动轴6以及数个采样转动轴7，本实施例中设置有四个采样转动轴7。搅拌电机3的输出轴通过联轴器向下连接驱动轴6，驱动轴6的下部与固定在固定架1上的支撑轴承30相嵌接，从而保证驱动轴6传动的稳定性。

四个采样转动轴7沿着浓缩池2的半径方向均匀布置，且每个采样转动轴7通过至少一个轴承与固定架1转动连接；驱动轴6通过驱动部件带动采样转动轴7转动；如图2所示，采样转动轴7采用多节直径向下逐渐变小的套管8嵌套连接而成，相邻套管8之间在竖直方向上能够实现相对滑动；每段套管8的下端外周均固定有一定位块9；定位块9的外周横截面为锯齿环状，其与旋切采样装置4啮合嵌套连接。

具体的，采样转动轴7的上端通过一悬吊轴承28与上部的固定架1转动连接，悬吊轴承28采用推力轴承，采样转动轴7的上端与悬吊轴承28的上环相固定，以维持采样转动轴7的悬挂，且不影响旋转。悬吊轴承28的正下方设有一与其同心且同样固定于固定架1上的定位轴承29，采样转动轴7通过定位轴承29与下部的固定架1转动连接，定位轴承29可以防止采样转动轴7偏摆。需要说明的是，悬吊轴承28和定位轴承29均是与采样转动轴7最上方的一段套管8连接。

上述中的驱动部件包括齿轮26、链条27，每个采样转动轴7上均设有一齿轮26，驱动轴6在垂直方向上均匀分布有数个齿轮26(本实施例中则为四个齿轮26)，且与采样转动轴7上的齿轮26两两相互平行对应；在驱动轴6和采样转动轴7上同一水平方向上的两个齿轮26之间通过链条27相连。驱动轴6转动便可通过齿轮26和链条27带动采样转动轴7转动。

为了进一步优化上述技术方案，套管8的横截面为锯齿环状，相邻套管8之间在竖直方向上通过嵌套啮合滑动，防止套管8滑动时径向相对转动，确保其上下稳定滑动，定位块9则与对应的套管8相啮合并固定。

旋切采样装置4的数量与套管8的数量一致(本实施例中为十六个旋切采样装置4)，其在竖直方向上均匀布置于对应的每根套管8上，并通过套管8上的定位块9进行定位。

具体的，如图3、图4所示，旋切采样装置4包括位于下部的采样机构10、位于上部的收集机构11以及整体贯穿嵌套于采样机构10与收集机构11中心的定位套管12。

如图5所示，定位套管12的内侧壁设置有与定位块9的外周相对应的锯齿槽，定位套管12与定位块9啮合嵌套连接，且二者之间能够实现相对滑动。

进一步的，定位套管12内侧壁的截面面积需大于定位块9的锯齿环状截面的面积，以使定位块9能够嵌套于定位套管12内，并与定位套管12相啮合，进而实现对旋切采样装置4的限位和定位。

采样机构10包括采样槽13和第一连接轴承14，采样槽13又包括位于槽体下端的定位槽15、位于槽体边壁的旋切管16以及位于槽体上端的第一连接轴承槽17；定位套管12贯穿采样槽13并嵌套固定于定位槽15内，如图4所示，旋切管16设有两个且沿采样槽13圆心对称布置，两个旋切管16的开口方向相反；第一连接轴承14设于第一连接轴承槽17内。

为了进一步优化上述技术方案，定位槽15可以设置为截面上宽下窄，以使定位套管12能够卡紧固定于定位槽15内，不至出现脱落情况。

收集机构11包括收集槽18和第二连接轴承19，收集槽18的下端通过第一连接轴承14与采样槽13的上端连接，且收集槽18与采样槽13的内腔上下连通；收集槽18的槽壁上设有引流管20，收集槽18的槽体上端设有第二连接轴承槽21，第二连接轴承19设于第二连接轴承槽21内；定位套管12贯穿收集槽18并通过第二连接轴承19与收集槽18的上端连接。

收集槽18与第二连接轴承槽21之间还设置有吊板22，吊板22上设置有通孔23。进一步的，位于采样转动轴7最下方的收集机构11的吊板22上设有吊环32。

提升电机5横向固定在固定架1上，且靠近浓缩池2的外边缘附近；提升机构包括铰绳24和卷轴25，提升电机5的输出轴横向连接卷轴25，卷轴25远离提升电机5的一端通过联轴器与固定在固定架1上的轴承座31连接。

铰绳24的一端缠绕在卷轴25上，另一端穿过每个吊板22上的通孔23后与最下方的收集机构11的吊板22上的吊环32相连接；最下方的旋切采样装置4上的定位套管12与采样转动轴7最下边的定位块9固定连接。

本发明系统的具体工作过程为：

当系统工作时，搅拌电机3带动驱动轴6旋转，进而通过链条27带动各个径向方向上的采样转动轴7旋转；采样机构10的采样槽13随之而旋转，煤泥水通过旋切管16被动吸入到采样槽13内，采样槽13在旋转的过程中，收集槽18不跟着旋转，煤泥水通过采样槽13压入收集槽18内，然后沿着引流管20流出进入后续的测量装置内。

当爬架将要经过固定架1时，提升电机5启动，通过带动铰绳24率先带动最下边的旋切采样装置4向上运动，由于最下边的旋切采样装置4上的定位套管12与采样转动轴7最下边的定位块9固定连接，因此，最下边的旋切采样装置4和采样转动轴7最下边的套管8一起被提升，当最下边的旋切采样装置4的上端顶盖与上一个旋切采样装置4的底部相接触时，上一个旋切采样装置4下端的定位套管12与采样转动轴7套管8上对应的定位块9相脱离，上一个旋切采样装置4沿对应套管8上滑，同时套管8也上滑，同样的方式直到将所有旋切采样装置4和套管8提升到浓缩池2上端(或者提升到需要进行采样的径向位置进行实时采样)。

当爬架转过后，旋切采样装置4及采样转动轴7在重力的作用下再次下沉到浓缩池2中，然后搅拌电机3驱动旋切采样装置4进行实时采样，然后通过实时测量装置进行实时浓度检测与显示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。