Анализатор дисперсного состава порошков

 

АНАЛИЗАТОР,ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ ПО авт. св. № 868481, отличающийся т тем, что, с целью повышения точности анализа путем изменения условий вывода частиц из зоны сепарации, вращающаяся профилированная тарелка выполнена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, и съемным кольцом, установленным на внутренней поверхности корпуса сепаратора на уровне нижнего края профилированной тарелки причем штуцер соединен с источником ;Сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

ОЮ (fl) М5Р 601 N 15 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (61) 868481 (21) 3431920/18-25 (22) 27.04.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) В.К. Никульчиков, Ю.A. Бирюков, A.Т. Росляк и П.Н. Зятиков (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете им. В.В. Куйбышева (53) 539.214.4(088. 8.) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ,.Р 868481, кл. С 31 Й 15/02, 1980 (прототип). (54)(57) АНАЛИЗАТОР ДИСПЕРСНОГО .СОСТАВА ПОРОШКОВ по авт. св.

Р 868481, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа путем изменения условий вывода частиц иэ зоны сепарации, вращающаяся профилиронанная тарелка выполнена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, и съемным кольцом, установленным на внутренней поверхности корпуса сепаратора на уровне нижнего края профилированной тарелки, причем шту цер соединен с источником сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором.

1062570

Изобретение относится к технике анализа дисперсного состава пороиков и может бнть использовано в порошковой .металлургии, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

По основному авт. св, 9 868481 известен анализатор, содержащий дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воздуходувку, циклоны, командный прибор, регистрирующий прибор, при этом сепаратор выполнен в виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и отсоса воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая воронка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабжен емкостными датчиками концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала, проходное сечение которых меньше проходного сечения трубопровода (1 .

Однако при разделении порошка на крупную и мелкую фракции по определенным граничным размерам было отмечено засорение крупной фракции частицами, размеры которых значительно меньше граничного за счет ошибочных частиц различных размеров, которые выделяются на поверхности вращающейся профилированной тарелки и выбрасываются в бункер крупной фракции. Эти частицы не могут попасть в .поток и снова участвовать в процессе разделения, что гарантировало бы более четкое разделение, так как они попадают в,поле действия . превалирующей центробежной силы и выбрасываются в бункер крупной фракции, загрязняя ее. Вследствие этого уменьшается острота сепарации (эффективность разделения порошка по размерам), что приводит к ухудшению чувствительности анализатора к изменению дисперсного состава, особенно в области размеров частиц, процентное содержание которых в исходном материале незначительно, так как в этом случае количество частиц, загрязняющих продукт, может превысить количество частиц, составляющих основную фракцию, что приводит к ошибкам анализа, особенно на границах кривых распределения порошков по размерам.

Целью. изобретения является повышение точности анализа путем изме/ нения условия вывода частиц из.зоны

t сепарации.

Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе дисперсного состава порошков, содержащем дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воздуходувку, циклоны, командный прибор и регистрирующий прибор, при этом сепаратор выполнен в виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и отсоса воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая ворон15 ка и край вращающейся профилирован.ной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабжен емкостными датчиками .концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала, проходное .сечение которых меньше проходного сечения трубопровода, вращающаяся профилированная тарелка выполиена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, и съемным кольцом, установленным на внутренней поверхности корпуса сепаратора на

25 уровне нижнего края профилированной

30 тарелки, причем штуцер соединен с источником сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором.

На фиг. 1 изображен анализатор, общий вид; на фиг. 2 — блок-схема измерительной части; на фиг. 3 временная диаграмма работы измерительной части.

AHcUIHýàòîð дисперсного состава порошков (фиг. 1) состоит из корпуса сепаратора 1 с бункером 2 крупной фракции и с электродвигателем 3, дозатора 4 порошкообразного мате45 Риала с электродвигателем 5, цикло.нов 6, эжектора 7, емкостных датчиков 8 и 9 концентрации взвешенных частиц, вторичного прибора 10, регистрирующего прибора 11, командного прибора 12. В корпус сепаратора 1 помещен вращающийся дисковый ротор ограниченный снизу обтекателем 14, а сверху соосно вращающейся перфорированной профилированной тарелкой

15.Обтекатель помещен в направляющую воронку 16 с аксиальным вводом 17.

На валу дискового ротора и вращающейся перфорированной тарелки установлены шестерни 18. В корпус сепаратора для подвода воздуха в полость, 60 образованную корпусом сепаратора и поверхностью профилированной перфорированной тарелки, выполнено отверстие 19 со штуцером 20. С по

ЬЪ" мощью съемного кольца 21 регулирует65 ся зазор между краем вращающейся

1062570 профилированной тарелки и корпусом сепаратора. Воздух в корпус сепара-, тора подается с помощью пневматической линии с редуктором 22. Для r,одачи сжатого воздуха от источника установлен кран 23. 5

Вторичный прибор 10 (Фиг. 2} состоит из блока 24 формирования сигналов, блока 25 отношения. Регистррирующий прибор 11 состоит из блока

26 индикации. Командный прибор 12 10 состоит из блока 27 управления интеграторами и блока 28 управления электродвигателями. Приборы 10 — 12 . имеют общий блок 29 питания.

АнализатоР дисперсного состава )5 порошков работает следующим образом.

Включается командный прибор 12 и подает сигнал на электродвигатель 3.

Посредством шестерен 18 передается вращение на дисковый ротор 13 и перфорированную профилированную тарелку 15. За счет разных диаметров шестерен отношение скоростей вращения .перфорированной профилированной тарелки 15 и дискового ротора

13 равно 1,7. С помощью крана 23 устанавливается необходимый расход воздуха через анализатор и с -помощью редуктора 22 устанавливается необходимый расход воздуха через перфора- 30 цию профилированной тарелки 15. С помощью съемного кольца 21 осуществляется регулировка зазора междукраем вращающейся профилированной .тарелки и корпусом сепаратора. 3а счет изменения величины зазора устанавливается определенный расход воздуха через щель для вывода крупной фракции. Исследуемый порошок с помощью дозатора 4, двигатель 5 которого приводится во вращение по 40 сигналу с командного прибора 12, подается в несущий поток воздуха, проходит через емкостный датчик 8, аксиальннй ввод 17 и поступает в зону сепарации, которая образована внеш- 45 ним ободом дисков 13, обтекателем

14, вращающейся профилированной тарелкой 15. 3а счет центробежной силы и аэродинамического сопротивления частицы разделяются относительно 50 некоторого размера, называемого граничным, на две фракции. Крупные

I частицы из объема зоны разделения выделяются на поверхность вращающейся профилированной перфоРиРованной та- 55 релки и под действием центробежной силы выбрасываются в бункер крупной фракции. Часть крупных частиц выделяется непосредственно из объема зоны разделения через щель между вращаю- 60 щейся перфорированной тарелкой и направляющей воронкой. Под действием дополнительных потоков воздуха, подаваемых в объем зоны сепарации через перфорацию профилированной тарелки и щель для вывода крупной фракции, случайно выделившиеся мелкие частицы возвращаются в объем зоны разделения за счет чего происходит очистка крупной фракции . Частицы при выводе из зоны сепарации подвергаются дополнительному действию аэродинамической силы, что сводит к минимуму влияние различных стохастических процессов. Мелкая фракция выносится из зоны сепарации через щели между дисками, датчик 9 концентрации .взвешенных частиц мелкой фракции и осаждаются в бункерах циклонов 6. 3а счет очистки крупной фракции от мелкой фракции значительно (примерно на 20%) .повышается эффективность разделения.

При,установившемся течении пылегазовой среды массовая концентрация порошкообразного материала в несущей среде на входе в сепаратор определяется из расходов компонентов Р „

С 0-— (1) где Gp, Gg — массовые РаСходы дисперсного материала и несущей среды. При работе сепаратора в определеьном режиме разделения в бункере крупной фракции скапливается часть исходного материала с..размерами, большими граничного. на выходе из сепаратора массовая расходная концентрация меньше ! P =-— ( (2), где Gp; — массовый расход материала на выходе из сепаратора, Составив отношение зависимостей (1) и (,2)

:К 4„С ср;

Qg Qp Qp получим отношение проходящего количества материала с размерами частиц, меньшими граничного размера, к общему количеству материала

1" 1 — 007. = П(В;), Таким образом, если непрерывно следить за концентрацией порошкообразного материала на входе и выходе сепаратора и последовательно менять режим разделения, то по отношению концентрации можно определить количество частиц, меньших анализируемых размеров, или кривые проходов. Для замеров концентрации на входе и на выходе.из сепаратора установлены емкостные датчики 8 и 9 концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала.

Измерение расхода порошка через датчики 8 и 9 основано на изменении величины электрической емкости от количества на изменении величины электрической емкости от количества порошка, находящегося внутри датчика. Применяемый диэлькометрический

1062570 метод исключает влияние.дисперсности частиц на результаты измерения °

При равномерно перемешанной навеске порошка и постоянном расходе воздуха в трубопроводе частицы находятся в полости датчика определенное время, что позволяет измерять интегральное значение количества порошка, прошедшего через датчики за время 1

t 1 <-Jm,tÖdt, =k)mz(t)dt, О 0 где И (Ц вЂ” функции потока массы порошка через датчики;

К вЂ” поправка на разность расходов через датчик за счет дополнительного

; вдува воздуха в сепа- 20 ратор.

Интегральные значения: jq u Jq .количества порошка, прошедшего через датчики . 8 и 9, представляются в виде постоянных напряжений и срав- 25 ниваются в блоке 24. Из вида выражений (3) видно,что погрешность измерения интегрального количества порошка зависит от времени пребывания частиц в полости датчика. Чем. меньше траектория частиц, отличается от линий тока несущей преды, тем меньше частицы совершают хаостических движений и тем меньше вносится погрешности. Для этих целей проходные сечения емкестных датчиков

:концентрации взвешенных частиц делают, при необходимости„ меньшими проходящего сечения трубо« провода. Предельным является случай равенства проходных сечений. В этом, 40 анализаторе отношение равно 0>75 °

Последовательность интегрирования, а также своевременное включе- ние и выключение дозатора осуществляется командным прибором 12. Полный цикл работы анализатора поясняется временной диаграммой (Фиг. 3). В момент времени т, = 0 включается двигатель 3 сепаратора и в течение

16 с происходит выход на режим. В течение времени с 16 IIo 48 с происходит интегрирование сигналов с датчиков при прохождении через них несущей среды баз частиц для определени нулевого уровня сигналов Ф 2

В течение времени с 48 по- 90 с осуществляется интегрирование потоков при прохождении через них порошка. В это же время работает дозатор с 80 по 90 с, происходит определение разностей 3< — 3q и Jg- Зз и осуществляется сравнение двух по а- ЭЯ стоянных напряжений †-- — в блоке

31- 1Я

25 отношения. Для повышения точности замерлв применяется разностный метод определения сигналов с датчиков.

Результат измерения в процентах фиксируется в блоке индикации в течение времени с 90 по 100 с. На этом кончается процесс разделения и измерения выделенной фракции порошка.

Описанный цикл работы анализатора повторяется 6 раэ, после чего прекращается работы ..всех блоков, их элементы автоматически устанавливаются в исходное положение.

Установлено, что чувствительность анализатора к изменению дисперсного состава существенно улучшилась: после четырехкратного отделения выделившейся крупной фракции порошка выход мелкой фракции увеличивается на 13%.

Проведенные испытания подтверждают эффективность и целесообразность устройства поддува для улучшения точностных характеристик анализатора.

1062570

1062570! !

Раджа доза ора

16 98 80М100

Фи8. 3

Составитель В.Алексеев

Редактор Н,Бобкова ТехредМ.Гергель Корректор О.Билак

Заказ 10208/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ГПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и ачеграроЖние ку юфих уро ахеи

Ю ер жие

Ольюсиекия ягащирений

Регисщюациу

РЮУ вжаюо/ изнерений

Пуск

I !

I ! !! ! 1 I! !