Пробовідбірник зерна

Реферат: Винахід стосується одержування зразків і контролю якості сипких матеріалів. Пробовідбірник зерна містить дві концентрично розташовані труби. Труби з'єднані з пневмотранспортною системою та змонтовані на підйомному механізмі з можливістю піднімання та опускання. Пробовідбірник додатково оснащений механізмом контролю за зануренням у насип. Вказаний механізм складається із занурювальної штанги і кінцевого вимикача. Нижній кінець занурювальної штанги виступає за межі нижньої частини пробовідбірника. Верхній кінець занурювальної штанги підпружинений пружиною розтягнення з можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем. Рухомий контакт кінцевого вимикача з'єднаний через електричний ланцюг із сигнальним пристроєм будь-якої відомої конструкції. Крім того, глибина занурення пробовідбірника у насип прямо пропорційна коефіцієнтові жорсткості встановленої пружини розтягнення. Технічні результат: покращення якості та достовірності відібраних проб. UA 106411 C2 (12) UA 106411 C2 UA 106411 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі одержування зразків і контролю якості сипких матеріалів, зокрема, стосується конструкції пристроїв для механізованого дистанційного відбору проб зерна різноманітних культур із кузова вантажного транспорту, та може бути використаний на елеваторах, зерноперевантажувальних терміналах, зернопереробних та хлібоприймальних підприємствах, комбікормових заводах, а також застосований в інших галузях народного господарства, де необхідно забезпечити відбір проб сипкого матеріалу. Відомий пристрій для відбору проб сипкого матеріалу, який містить циліндричний корпус з приймальною камерою, виконаний у вигляді трьох трубок, концентрично розташованих одна в одній, з отворами вздовж твірних, накопичувальний бункер і привод, причому середня трубка корпусу з'єднана з приводом для обертання її відносно повздовжньої осі [див. авторське 2 свідоцтво СРСР № 424038 (А1) з класу М. Кл. G01N 1/20, опубліковане 15.04.1974 року у Бюл. № 14]. Недоліком відомого технічного рішення є обмежена функціональність пробовідбірника, а саме відсутність можливості відбору проб із статичних партій сировини - з насипу, з кузова вантажного транспорту та ін. Так, зважаючи на те, що у згаданій конструкції відсутні елементи і вузли для занурення у насип, даний пристрій може бути застосований для відбору проб тільки безпосередньо із потоку матеріалу, що переміщується під дією сили тяжіння. Крім того, до недоліків відомого пробовідбірника слід віднести складність його конструкції і зумовлену цим значну металоємність. Вказані недоліки усунені у відомому пристрої для відбору проб сипких матеріалів, який містить дві розміщені одна в одній труби з отворами на їх робочій частині, що суміщаються, і резервуар для робочого агента, в якому розташований поршень, який жорстко закріплений на зовнішній трубі і служить для переміщення останньої, при цьому труби з'єднані між собою 2 пружиною [див. авторське свідоцтво СРСР № 475530 (А1) з класу М. Кл. G01N 1/20, опубліковане 30.06.1975 року у Бюл. № 24]. Недоліком відомого технічного рішення є недосконалість та незручність в експлуатації механізму контролю за зануренням пробовідбірника у насип - необхідну глибину встановлюють перед початком занурення пристрою шляхом переміщення упору по внутрішній трубі з наступним його закріпленням у визначеній точці, а опускання пробовідбірника виконують до контакту вказаного упору з рамою пристрою або ж до контакту нижнього кінця труби з днищем кузова. Найбільш близьким за своєю суттю та ефектом, що досягається, і який приймається за прототип, є пробовідбірник для сипких матеріалів, який містить дві концентрично розташовані труби, з'єднані з пневмотранспортною системою та змонтовані на підйомному механізмі з можливістю піднімання та опускання, при цьому кожна труба оснащена вібратором, 3 встановленим на рамі [див. авторське свідоцтво СРСР № 998906 (А1) з класу М. Кл. G01N 1/20, опубліковане 23.02.1983 року у Бюл. № 7]. Основним недоліком відомого пробовідбірника є його низькі техніко-експлуатаційні характеристики, що полягає, зокрема, у відсутності механізму контролю за зануренням у насип для відбору проби пробовідбірник опускають, наприклад, на стрілі, у кузов із досліджуваним матеріалом, при цьому операторові не видно, на яку саме глибину необхідно опускати пристрій. Другим суттєвим недоліком відомого технічного рішення є обмежена функціональність, що пояснюється наявністю обмежень щодо режиму відбору проб, зважаючи на особливості конструкції,пристрій не здатен отримувати одиничні точкові проби на визначеній глибині насипу. Третім недоліком відомого технічного рішення є складність експлуатації, зумовлена відсутністю механізму "визначення дна". При відбиранні проби безпосередньо з придонного шару матеріалу пробовідбірник зазвичай торкається дна, в результаті чого може відбуватися пошкодження дна кузова, а також травмування зерна. При цьому частки роздавленого зерна потрапляють до складу відібраної проби, що спричиняє недостовірність даних лабораторного аналізу. Для запобігання цьому процес відбору проб за допомогою відомого пробовідбірника вимагає виняткової зосередженості і досвідченості від оператора, який керує підйомним механізмом, що передбачає додаткові витрати на забезпечення висококваліфікованим обслуговуючим персоналом. Четвертим недоліком відомого технічного рішення є складність конструкції пробовідбірника, зокрема те, що кожна із відбірних труб додатково оснащена індивідуальним приводом для занурення у насип - вібратором, встановленим на рамі. Це призводить до збільшення ваги та металоємності конструкції, а також в цілому підвищує енергозатрати на процес відбору проб. В основу винаходу поставлена задача підвищення якості й достовірності відібраних проб, а також покращення техніко-експлуатаційних характеристик самого пробовідбірника за рахунок 1 UA 106411 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 автоматизації процесу визначення глибини відбору проб з одночасним спрощенням конструкції шляхом відповідних конструктивних удосконалень. Рішення поставленої задачі досягається тим, що пробовідбірник, який містить дві концентрично розташовані труби, з'єднані з пневмотранспортною системою та змонтовані на підйомному механізмі з можливістю піднімання та опускання, згідно пропозиції, додатково оснащений механізмом контролю за зануренням у насип, що містить занурювальну штангу, нижній кінець якої виступає за межі нижньої частини пробовідбірника, а верхній кінець підпружинений пружиною розтягнення з можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем, рухомий контакт якого з'єднаний через електричний ланцюг із сигнальним пристроєм будь-якої відомої конструкції. Крім того, згідно із пропозицією, глибина занурення пробовідбірника у насип прямо пропорційна коефіцієнтові жорсткості встановленої пружини розтягнення. Завдяки наявності у заявленій конструкції механізму контролю за зануренням у насип досягається покращення техніко-експлуатаційних характеристик та розширення функціональності пробовідбірника. Так, запропонована конструкція пробовідбірника забезпечує як відбір одиничних проб для заданих точок насипу, так і ретельний пошаровий відбір матеріалу по усій висоті насипу, що досягається головним чином завдяки можливості змінювати механічну жорсткість пружини і контролювати за допомогою сигнального пристрою глибину занурення пробовідбірника. При цьому механічну жорсткість пружини підбирають дослідним шляхом залежно від режиму експлуатації пробовідбірника: для відбору одиничних точкових проб використовують відносно м'які пружини, що реагують на зміну опору зерна під час заглиблення у насип, а для забезпечення пошарового відбору по усій висоті насипу пристрій обладнують жорсткою пружиною, щоб сигнальний пристрій спрацював тільки від контакту елементів конструкції пробовідбірника з дном кузова вантажного транспортного засобу. Оснащення запропонованої конструкції сигнальним пристроєм також забезпечує зручне та ефективне використання пробовідбірника разом із підйомними механізмами будь-якого типу. Вказаний сигнальний пристрій може бути будь-яким (звуковим, світловим та ін.) і при цьому для додаткової зручності може розташовуватися безпосередньо у кабіні транспортного засобу, що приводить у рух підйомний механізм (наприклад, стрілу) із змонтованим на ньому пробовідбірником. Таким чином, водій транспортного засобу з легкістю може виконувати і обов'язки оператора відбору проб, що дозволяє оптимізувати використання трудових ресурсів і зменшити витрати робочого часу. Наявність у конструкції занурювальної штанги забезпечує якість і достовірність відібраних проб. Занурювальна штанга може виконувати функцію механізму "визначення дна": завдяки тому, що її нижній кінець є довшим за нижню частину пробовідбірника, остання не торкається дна кузова, а отже не пошкоджує його і не пошкоджується сама, при цьому потужна пневмосистема забезпечує повноцінний відбір проб із придонного шару насипу. Завдяки незначній площі перерізу занурювальна штанга не роздавлює зерно і, таким чином, не спричиняє негативного впливу на якість відібраного матеріалу. Також слід зазначити, що в цілому запропонований пробовідбірник має більш просту і функціональну конструкцію, порівняно із прототипом. У запропонованій конструкції, на відміну від технічного рішення, взятого за прототип, застосовано розмежування функцій між основними робочими елементами - трубами: внутрішня труба працює як відбірник зерна (по ній зерно подається до матеріалопроводу і далі на аналіз), а зовнішня труба виконує роль кожуха, до якого приєднана пневмотранспортна система. Таким чином, запропонований пробовідбірник відрізняється високою продуктивністю, простотою конструкції, легкістю поточного обслуговування та дозволяє виконати відбір проб зерна та інших сипких матеріалів з найменшими втратами часу, обмежуючи вплив людського фактора. Отже, сукупність вищезазначених суттєвих ознак запропонованого рішення щодо пробовідбірника зерна забезпечує досягнення необхідного технічного результату. Подальша сутність винаходу пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено загальну схему запропонованого пробовідбірника. Запропонований пробовідбірник містить зовнішню трубу 1 і внутрішню трубу 2. Зовнішня труба 1 має закритий верхній торець і таким чином утворює кожух навколо внутрішньої труби 2. У верхній частині зовнішньої труби 1 розташований патрубок 3 (повітропровід) для з'єднання з джерелом стисненого повітря. Нижній кінець зовнішньої труби 1 виконаний звуженим (у вигляді зрізаного конуса) з отвором для проходження зерна. Верхня частина внутрішньої труби 2 з'єднана із гнучким гофрованим шлангом - матеріалопроводом 4, через який відібрана проба зерна надходить на аналіз. В порожнині між зовнішньою трубою 1 та внутрішньою трубою 2 з можливістю повздовжнього руху розташована занурювальна штанга 5. На верхньому вільному 2 UA 106411 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінці занурювальної штанги 5 встановлена пружина розтягнення 6 з можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем 7. Рухомий контакт 8 кінцевого вимикача 7 з'єднаний через електричний ланцюг із сигнальним пристроєм 9 будь-якої відомої конструкції, наприклад, світловим. Нижній кінець занурювальної штанги 5 виступає за межі нижніх частин труб 1 і 2. Запропонований пробовідбірник працює на такий спосіб. Транспорт із зерном встановлюють у зону дії пробовідбірника. Після цього за допомогою механічного приводу, наприклад на стрілі, попередньо налаштований пробовідбірник опускають у кузов із зерном на певну глибину, яку визначає запропонований механізм контролю за зануренням у насип. У випадку відбору точкових проб на конкретно визначеній глибині це відбувається наступним чином. Під дією опору зерна, який зростає у міру заглиблення пробовідбірника у насип, занурювальна штанга 5, долаючи опір пружини розтягнення 6, рухається вгору у напрямку до кінцевого вимикача 7 (нижній її кінець при цьому повністю входить у порожнину між трубами 1 і 2). Як тільки занурювальна штанга 5 верхньою своєю частиною замкне рухомий контакт 8, в електричному ланцюгу виникає струм і спрацьовує сигнальний пристрій 9, наприклад загоряється сигнальна лампа. Це означає, що пробовідбірник знаходиться в зерні на необхідній глибині. Отже, занурення припиняють і вмикають вентилятор пневмотранспортної системи. Створений потік повітря захоплює зерно у внутрішню трубу 2 пробовідбірника і по матеріалопроводу 4 подає в контейнер для відібраних проб або безпосередньо до лабораторії для аналізу. Після закінчення відбору проби пристрій витягують із зерна. При необхідності пошарового відбору проб по усій висоті насипу запропонований пробовідбірник обладнують більш жорсткою пружиною розтягнення 6, а пневмотранспорту систему вмикають одночасно із початком його занурення у насип. Занурюючись, пристрій послідовно відбирає зразки з різних шарів насипу. Після проходження всієї товщі зерна занурювальна штанга 5 нижнім кінцем упирається в дно кузова транспортного засобу, долає опір пружини 6 і діє на рухомий контакт 8 кінцевого вимикача 7. Внаслідок цього спрацьовує сигнальний пристрій 9, що є командою для припинення занурювання у насип. Після цього пневмосистему вимикають і витягують пристрій із зерна. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований пробовідбірник не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі одержування зразків та контролю якості текучих або сипучих матеріалів, а отже є придатним для промислового застосування, має технічні й інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків пробовідбірників із вказаною у пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення є новим, а отже вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення від раніше відомих полягає у тому, що пробовідбірник додатково містить механізм контролю за зануренням у насип, який включає занурювальну штангу, встановлену із можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем, обладнаним сигнальним пристроєм, і при цьому дозволяє регулювати глибину занурення залежно від жорсткості встановленої пружини розтягнення. Вказані відмінності покращують технікоексплуатаційні характеристики пробовідбірника, зокрема забезпечують якісний і точний відбір проб, а також сприяють спрощенню конструкції пристрою. Жоден із відомих пробовідбірників не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не містить у своєму складі механізму контролю за зануренням у насип, сконструйованого відповідно до заявленої пропозиції. Оскільки для фахівців у даній галузі знань вищевказані властивості не випливають та взагалі не можуть випливати наявне з існуючого рівня техніки, можна зробити впевнений висновок про відповідність запропонованого технічного рішення критерію "винахідницький рівень". До технічних переваг запропонованого пробовідбірника, порівняно із прототипом, можна віднести: - покращення техніко-експлуатаційних характеристик і розширення функціональності за рахунок забезпечення можливості контролювати глибину занурення пробовідбірника за допомогою сигнального пристрою; - підвищення ефективності й зручності використання пробовідбірника разом із підйомними механізмами будь-якого типу з цієї ж причини; - спрощення конструкції пристрою в цілому за рахунок відмови від індивідуальних приводів занурення; 3 UA 106411 C2 5 10 15 20 25 - підвищення якості відібраних проб за рахунок автоматизації процесу визначення глибини відбору проб та відсутності механічного пошкоджуючого впливу на досліджуваний матеріал (зерно). Економічний ефект від впровадження запропонованого винаходу отримують за рахунок підвищення продуктивності і якості відбору проб з найменшими втратами часу, обмежуючи вплив людського фактора. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Будь-які еквівалентні модифікації заявленої конструкції пробовідбірника знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що входять до об'єму правової охорони даної корисної моделі. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що пробовідбірник зерна дозволяє автоматично контролювати глибину занурення у насип, що стало можливим завдяки додатковому оснащенню вихідної конструкції занурювальною штангою, підпружиненою на верхньому кінці пружиною розтягнення з можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем, обладнаним сигнальним пристроєм, а також те, що регулювання глибини занурення пробовідбірника залежить від жорсткості вищезгаданої пружини. Саме ці обставини у сукупності дозволяють надбати запропонованій конструкції вищеперераховані й інші переваги. Використання комбінацій окремих конструктивних елементів із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції, подібні описаній, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 1. Пробовідбірник зерна, що містить дві концентрично розташовані труби, з'єднані з пневмотранспортною системою та змонтовані на підйомному механізмі з можливістю піднімання та опускання, який відрізняється тим, що додатково оснащений механізмом контролю за зануренням у насип, який містить занурювальну штангу, нижній кінець якої виступає за межі нижньої частини пробовідбірника, а верхній кінець підпружинений пружиною розтягнення з можливістю взаємодії з кінцевим вимикачем, рухомий контакт якого з'єднаний через електричний ланцюг із сигнальним пристроєм будь-якої відомої конструкції. 2. Пробовідбірник зерна за п. 1, який відрізняється тим, що глибина його занурення у насип прямо пропорційна коефіцієнтові жорсткості встановленої пружини розтягнення. 4 UA 106411 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5