新型调节式矿浆管道取样机

杨朝虹，曾荣杰

（北京矿冶研究总院，北京 100044）

在工业选矿生产中，经常需要在矿浆管道上取出少量有代表性的矿浆样品，用于检测选矿中的工艺指标。但是现实情况是，多数选矿厂仍然使用人工取样，费时费力，而且不能充分混合矿浆取出样品，不能及时反映生产工艺参数的变化。部分选矿厂采用了专用取样设备进行取样，实现了在线自动取样，但是取样量大小多数不能进行调节，一旦产生矿浆阻塞取样管道的现象，又维修不方便，往往需要停产维修。

本文介绍了一种矿浆管道自动取样设备，针对选矿厂的特殊生产条件，提出一种可以实现在矿浆管道上自动连续实时取样的可调式气动矿浆管道取样机。通过改变取样机的气动执行机构的速度，可以实现调节取样量的大小。一旦发生矿浆阻塞取样管或者需要更换取样管时，可以在线更换，不用停产维修。采用气动装置，使用安全可靠，寿命长，维护量少，专用于矿浆或者溶液，悬浊溶液的管道上取出样品。

1 装置原理

本装置是一种在管道上在线取出样品的调节式管道取样机（图1为整体构成图）。取样机进矿箱流入矿浆，矿浆流过溢流平台，进入出矿箱。取样机配备有就地操作控制箱，操作箱控制取样机的气动执行机构，带动取样管取样，取样管横向切割溢流平台的矿浆流，矿浆流入取样管，取样管中矿浆流入接样桶，从而实现在矿浆管道上取样。

图1 管道取样机整体构成图

操作控制箱可以自动在线连续取出矿样，并可以设置取样机的取样时间，实现间隔一定时间取出矿样。另外，操作人员可以根据需要进行手动单次取样。

可以通过改变气动执行机构的工作速度，改变取样管切割矿浆流的速度，改变流入取样管的矿浆流量，达到调节取样量大小的目的。

2 结构组成

可调式管道取样机由机械装置和操作箱两大部分构成（见图2）。其中机械装置由箱体、取样管、气动执行机构、取出矿样管道、接样桶等5个主要部分组成。其结构如下所述：

图2 各部件图

在要取样的矿浆管道上，将取样机的进口通过法兰1与矿浆管道法兰相连接，法兰与进矿箱2相焊接，流入矿浆。取样机的出口也用法兰9与矿浆管道连接，法兰再与出矿箱5相焊接，流出矿浆。以此方式将取样机安装到矿浆管道上。

进矿箱的矿浆在冲击力下，流入进矿箱和出矿箱之间的溢流平台10，矿浆通过溢流平台流入出矿箱。吊环3与箱体焊接用以现场安装时的吊装。

在箱体的上部连接有一个支架14，支架与箱体横截面平行，即垂直于矿浆流入的横截面的方向。在支架的上方连接一个导轨13。气动执行机构6安装在平台11上，平台与斜支架7连接，斜支架与取样机的箱体固定连接，这样就将气动执行机构与取样机的箱体连接在一起。气动执行机构与连接杆12相连接，连接杆12与导轨上方的滑块15连接，滑块15与取样管4连接，取样管的管入口朝向溢流平台流进的矿浆流，矿浆流入取样管后，通过取样管的出口流出，流出的矿浆进入下方的接样桶8，取出的矿浆样品由现场检验人员取走进行样品分析。取出的样品既可以用于化学分析检测用，也可以用于矿浆粒度、浓度、品位等分析仪的取样分析用。

在实际的选矿厂的检验中，取出的样品往往要进行矿浆流的多部位取样，取出的样品进行充分均匀混合后进行检验，使得取出的样品反映整个矿浆流的整体特性。为此，为了提高取样的均匀性和代表性，我们利用气动执行机构的伸缩运行，带动连接杆12运动，连接杆带动滑块在导轨上方往复运动，滑块又带动取样管往复横切矿浆流，使得矿浆多部位的样品流入取样管，用以提高取样的均匀性和代表性。

该取样机可以在线检修。当使用一段时间之后，取样管会由于矿浆里的杂物堆积，堵塞入口，取样量就会变少，甚至流不出样品，就需要检修人员清理管内的杂物。此时检修人员可以操控取样机的控制箱，使得取样机处于停机状态，在停机状态时，滑块和取样管停在取样机的两侧位置，矿浆与取样管不接触，此时检修人员可以用清洗水冲击取样管，清除杂物。在长时间的矿浆流的冲击和腐蚀之下，取样管会出现磨损和损坏，需要进行更换，此时检修人员可以操控取样机的控制箱，使得取样机处于停机状态，检修人员可以将滑块连同取样管卸下进行维修或者更换。由于是在矿浆流的上方进行更换维修，可以在不停产的情况下完成维修。平时可以随时观测取样管的杂物和磨损情况，进行及时的维修或更换取样管。

可调式管道取样机的操作箱内部设置有控制器，外部设置有操作面板。控制器控制气动执行机构和各控制阀，用以实现连续或者间隔取样和定时自动清洗的功能。操作面板设置有取样操作和开关按钮，供现场操作人员根据需要使用。

3 使用特点

通过实际在选矿厂的使用，表明本管道取样机具有较高的取样代表性和可靠性。可以用于多种流体管道的取样。其使用特点如下：

（1）管道取样机是一种在矿浆管道上在线实时取样的自动化设备。

（2）取样量、取样时间和间隔可在不停矿的情况下，由使用人员根据实际的使用情况进行设置。

（3）高可靠性，使用寿命长。

（4）为气动机构，取样管运行速度较低，使用安全，易于操作。

（5）利用管道取样机的特殊运行方式，在垂直于矿浆流动方向截取矿浆样品。使得取样管截取的矿样具有很高的取样均匀性和代表性。

（6）动作方式。当矿浆通过管道取样机时，取样管做水平往复运动，直接截取有代表性的样品，自流输送到接样桶中，取样便捷。

（7）取样方式。自动连续取样和手动单次取样两种取样操作方式。

（8）是一种可以改变取样量大小的矿浆管道取样装置，通过改变气动执行机构的运行速度，改变取样管切割溢流矿浆的速度，改变进入取样管的矿浆样品流量，实现调节取样量的大小。

（9）可以在不停止生产流程的情况下，在线对取样机的取样管和其他易损运动部件进行定时检修和更换。

4 结束语

本文介绍了一种可调式矿浆管道自动取样设备，已经在国内、国外的多个选矿厂实际使用，效果较好。该设备克服了由于矿浆颗粒物沉积阻塞取样机的难题，其可以调节取样量的特点，给选矿厂的生产工艺提供了很大方便，取样分析检测的精度和可靠性都得到了提高，操作方便，维护量少。该设备提高了选矿厂取样分析的自动化程度，大大降低了取样的工作强度，可以用于在矿浆等多种悬浊溶液的管道上取样，应用面广，有很好的发展前景。

致谢：本管道取样器在研制过程中，得到了北京矿冶研究总院周俊武教授和徐宁教授的大力支持。在此表示由衷的感谢！

[1]刘晓春.自动矿浆取样机的设计与应用[J].黄金科学技术，2004，12（2）：46-48.

[2]何梅容邱美福.自制YSW型矿浆取样机的实践[J].有色冶金设计与研究.1993，14（1）：73-73.

[3]黄光洪，彭镜泊.一种新型集中式矿浆取样机的研制和应用[J].工程设计与研究（长沙）.2003，（2）：13-14.