DF—LSA管段式在线取样器的研究与解析
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【摘 要】 介绍了一种管段式在线取样设备的结构构造、工作原理、主要技术参数及特点，经工业应用表明：该种型式的在线取样设备不但设计先进，结构新颖、紧凑，样品代表性高，工作效率优等显著特点；同时还具有安装简单，抗磨损，抗腐蚀等特性；可适用安装在浓度、粒度、压力、流量变化的管道中，实现对溶液、悬浊液、矿浆等流体的样品在线采集。更好优化生产工艺，降低生产成本，提高生产效率。应用之后可以产生显著的经济效益和良好的社会效益，具有一定的推广价值。
【关键词】 在线 样品浆料 样品切刀 耐纳特 硫化 气动管夹阀 气动隔膜阀
作为为自动化配套的在线检测仪表，检测结果、检测数据会被直接引入自动化控制，为自动化程序控制提供数据支持。因此，仪表的检测结果显得尤为重要，它的作用相当于人的眼睛和鼻子，为提高自动化控制水平和控制精度创造条件。而在线检测仪表的精度高低，取决于被检测样的品采集。样品代表性高、实时性好，检测精度则高。反之，检测精度则低。因此，研究在线的取样设备就成为检测仪表的前提和关键。我们结合了多家使用单位的工艺情况，综合了多种使用结果，研发一种高效、节能的df-lsa型管段式取样设备。目前已经通过多家大型选矿厂的工业生产应用，取得了满意的生产指标。
1 DF-LSA管段式取样器的结构构造
该种型式取样器主要由：取样器主体、样品切刀、清扫机构、气动管夹阀、气动隔膜阀、冲洗水法兰、VBS气控单元等几大部分组成。（图1、图2）
1.1 取样器主体
取样器主体采用整体焊接形式，作为浆料的过流及承载机构，结合流通原理和流体学科，经特殊设计制造。加工后内部采用喷丸工艺处理，并在喷丸基础之上整体硫化耐纳特橡胶。耐纳特橡胶是一种高耐磨、抗酸、抗碱的纯天然进口橡胶。在相同使用环境和工作状态下，耐纳特橡胶的胶质寿命是国内普通耐磨橡胶的十几倍。（图3、图4）
1.2 样品切刀
样品切刀是一种结合了缩分原理、流体力学特殊设计的结构。安装在取样器主体内部，材质由高耐磨的特殊合金制造而成。它的主要功能是在流经取样器主体的矿浆端面上，至上而下的切割浆液端面。相当于我们在整个流通横端面上做了截取。有效的降低了因粒度、浓度的不同，造成管道上下分层产生的偏析现象，最大限度的提供浆液采集的真实性。
1.3 清扫机构
取样器在工作中，由于受浆料浓度、粒度变化，磨矿杂质的混入，浮选药剂添加，磨矿后脉石粘性等因素影响，会导致样品切刀堆积杂质，影响流通，甚至会发生样品切刀被纤维状或大矿物颗粒堵死现象，导致取样器工作失效。清扫机构专为清除杂质而设计， PLC向VBS气控单元发出信号，执行机构执行清扫指令，实现清淤工作。
1.4 气动管夹阀
气动管夹阀的作用在于调节矿浆样品的流量，通过调节阀门的开度，控制样品采集量。此外，样品调节阀还具有截止阀功能，用于检修停车、故障停车的样品截断。冲洗水阀门共计两台，分别安装在调节阀门的上下两侧。上冲洗水的作用是冲洗内部的淤泥、脉石、纤维状杂质，防止流通阻塞；下冲洗水的作用冲洗样品引流管道，防止堵塞。
1.5 气动隔膜阀
气动隔膜阀分为两组，分别与高压冲洗水管路相连。初始工作状态为常闭状态。PLC可编程控制器给发出信号给VBS气控单元，其内部的电磁阀实现导通，为气动隔膜阀实现开/关工作提供气源动力控制。以此来完成取样器内部、样品切刀、引流管道的冲洗工作。
1.6 VBS气动控制单元
VBS气动控制单元作为中间环节，接收并执行自动化控制中PLC发出的指令，控制清扫机构、冲洗水机构、样品采集机构，关/停的气源动力输出。
2 DF-LSA管段式取样器的工作原理
管道中的浆料在外力或重力推动下流经取样器，安装在取样器内部的样品切刀在流通截面上做垂直切割。利用缩分原理和流体学科，在单位时间内取得浆料的5-20%，通过样品收集及样品导流，把取得的浆料样品源源不断的提供给在线检测仪表，完成样品采集工作。
3 DF-LSA管段式取样器主要技术参数和特点
（1）适用性广。适用于流速、流量、粒度、浓度多变的工况条件。（2）阻力小，通过性高。主体内部空间按比例放大，保持高通过性。（3）抗磨损，耐酸、耐碱。主体内部采用硫化耐纳特橡胶，高耐磨、耐腐。（4）样品代表性强。样品切刀利用缩分原理设计制造，垂直浆料端面采集。（5）样品实时性好。样品切刀连续工作，源源不断的提供实时样品。
4 结语
DF-LSA管段式取样器是一种高效、节能的在线取样设备，它应用广泛、适用性高，采集样品代表性好。采用压缩空气作为趋势动力，清洁环保，运转平稳，可靠性高。在各大选矿厂工程实例中工作稳定，适应现代化数字矿山中检测仪表的工作需求，是理想化的管段式在线采样设备。具有良好的间接性经济效益，以及长远的社会效益，具有广泛的推广价值。