Los sistemas de muestreo de tornillo están diseñados para recolectar muestras de contenedores de transporte, como camiones, vagones, contenedores de envío abiertos o cualquier otro tipo de contenedor o contenedor, en situaciones tal como se envían y se reciben.
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Un tornillo es una sección de tramos helicoidales en espiral orientada verticalmente que giran dentro de una parte de la tubería. El extremo inferior del tramo helicoidal sobresale ligeramente de la tubería y posee un cabezal de corte resistente al desgaste que afloja el material del que desea recolectar una muestra y lo dirige hacia arriba y hacia la parte inferior de la tubería del tornillo. A continuación, el material de la muestra viaja hacia arriba por la tubería del tornillo hasta que llega a la parte superior. Si es necesario recolectar el incremento completo del tornillo, el material se desvía desde la parte superior de la tubería del tornillo hacia una tolva de recolección de muestras, que está instalada en la parte lateral del tornillo. Si es necesario dividir el incremento del tornillo, el material pasa desde la parte superior del tubo del tornillo y a través de un divisor fijo, donde la parte rechazada cae nuevamente hacia el material que forma parte del muestreo. La parte de guardado se recolecta en la tolva de muestreo del tornillo.
Una vez que se recolecte el incremento del tornillo en la tolva de muestreo del tornillo, se puede mover el tornillo hacia una tolva de recepción de muestra. Esta tolva de recepción puede ser el punto en el que se realiza la recolección final de la muestra o puede actuar como el punto de entrada para cualquier otro equipo de procesamiento de muestras posterior incorporado en el sistema. La orientación de la parte restante del sistema varía por aplicación, pero generalmente incluirá un muestreo secundario (y posiblemente terciario) y la manipulación de rechazos. En algunas ocasiones, también se incluye el chancado de muestreo en función de la aplicación.
Los materiales a granel que se manipulan con frecuencia incluyen el carbón, el coque, las menas chancadas, los concentrados metálicos y no metálicos, la sal, la potasa, los pellets de madera y otros materiales a granel secos.
En una situación ideal, se realiza el muestreo mecánico de los materiales a granel desde un flujo de material móvil. Los ejemplos de ubicaciones de muestreo ideales incluyen: cinta transportadora móvil, caída libre en una tolva vertical o a medida que el material se descarga desde un transportador en un punto de transferencia. Sin embargo, en la práctica, esto no siempre es posible y se deben utilizar otros medios de recolección de muestras. El ejemplo más común de esta situación es en aquellos casos donde el material del que se requiere recolectar una muestra está encerrado en un determinado tipo de contenedor para fines de transporte.
Los materiales a granel se suelen transportar en camiones, trenes u otros contenedores, y generalmente no existe otra opción para el muestreo que no sea la recolección de muestras desde el contenedor de transporte, en particular, en situaciones del tipo "tal como se envía" y "tal como se recibe". Estos son los tipos de aplicaciones para las que los sistemas de muestreo de tornillo son ideales.
McLanahan ofrece una amplia gama de opciones de muestreo de tornillo, desde estaciones de equipos de muestreo de tornillo primarios accionados de forma manual hasta sistemas multietapa totalmente automatizados. Los componentes clave que diferencian a estos tipos de sistemas de otros sistemas de muestreo son el tornillo en sí y el dispositivo utilizado para mover el tornillo. McLanahan ofrece 3 tamaños de tornillo estándares: 12" (305 mm), 20" (510 mm) y 24" (610 mm), y todos satisfacen las necesidades de las aplicaciones más comunes. Los tornillos pueden conservar el incremento completo del tornillo, pero también están disponibles con divisores de muestras integrales. Estos divisores de muestras pueden reducir la cantidad total de material recolectado por el tornillo en índices predefinidos, comúnmente, 6:1 o 4:1, pero el índice real puede personalizarse según la aplicación. Las opciones de movimiento del tornillo incluyen el movimiento vertical básico del tornillo, la grúa hidráulica de control manual, el pórtico de tornillo de movimiento parcial y el pórtico de tornillo de movimiento completo. Los tornillos y los sistemas de muestreo de tornillo también pueden tener un diseño como sistemas fijos permanentes o unidades semiportátiles que pueden desmontarse y reubicarse parcialmente.
Una vez que se recolectan los incrementos de muestreo primarios a través del equipo de muestreo de tornillo primario, el procesamiento de dichos incrementos es igual que para cualquier otro de los numerosos sistemas de muestreo multietapa por los que la marca McLanahan se ha hecho sumamente reconocida. La originalidad de los sistemas de tornillo radica en que casi siempre se personalizan de manera tal que puedan cumplir los requisitos de aplicación de cada cliente. La personalización de las soluciones de muestreo y la personalización de los diseños de los sistemas y equipos para satisfacer las necesidades específicas del cliente es un área en la que McLanahan se destaca por su excelencia.
Si bien con un sistema de muestreo basado en tornillo diseñado correctamente se pueden alcanzar resultados de muestreo aceptables, por lo general, se prefiere recolectar las muestras desde un flujo de material móvil. Algunos ejemplos de esto podrían ser el muestreo desde un flujo de caída (tipo vertical o de recorrido) o desde una cinta transportadora móvil (de tipo de cinta transversal). Esto ocurre principalmente debido al concepto de equiprobabilidad. Este concepto es la base de la teoría de muestreo y afirma que todas las partículas de un determinado lote deberán tener la misma probabilidad de ser seleccionadas para su inclusión en la muestra final. Este es el caso de los equipos de muestreo de flujo de caída y basados en cinta transversal : todo el material debe pasar por o a través del equipo de muestreo. Este no es necesariamente el caso del muestreo de tornillo, ya que un tornillo de muestreo simplemente no tiene acceso a todas las partículas de un lote de material. Un ejemplo del material al que no podría tener acceso un tornillo podrían ser las esquinas o la parte inferior de la plataforma de un camión o vagón.
Los sistemas de muestreo de tornillo se incorporan a una amplia variedad de aplicaciones, pero se utilizan con mayor frecuencia para tomar muestras de contenedores de transporte de materiales a granel.
