Способ измерения скорости струи сыпучего материала

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ СТРУИ СЬШУЧЕГО МАТЕРИАЛА, заключающийся в том, что струю сыпучего материала подают на вращающиеся лопасти и определяют количество материала, проскочивше.е через лопасти, по которому с учетом скорости вращения лопастей судят о скорости струи, отличающий-с я тем, что, с целью повьппения точности измерения средней скорости струи, дополнительно измеряю.т количество материала, отброшенного лопастями, а искомую скорость определяют из вьфажения -Ьл-г и - VCPгде средняя скорость Ср струи сыпучего материала- , Ид высота лопастей; число лопастей; , г и частота вращения ротора , Ш(, сл Р средняя массовая до ля отраженного лопастями ротора материала от массы поданного на ротор, материала; масса отброшенного ИПо материала; ел сл г массй материала; проскочившего через со 1 лопасти.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1) ) 4(s1) С 01 Р 5/06 о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения точности измерения средней скорости струи, дополнительно измеряют количество материала, отброшенного лопастями, а искомую

Скорость определяют из выражения

- и =-" --"—

Ср р ср средняя скорость струи сыпучего материала; высота лопастей; число лопастей; . частота вращения ротора; где р =—

)т о о ++ >

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ЕЛАМ И ОБРЕТЕКИЙ V ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3640084/24-10 (22) 29. 08. 83 (46) 15. 05. 85. Бюл. И - 18 (72) К).И. Якимов (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 532.574 (088.8) (56) 1. Фомин В.И. и др. Применение скоростной киносъемки для исследования рабочих процессов в сельском хозяйстве. — Тракторы и сельхозмашины", 1961, Ф 6, с. 35-36.

2. Вопросы ремонта и использования сельскохозяйственной техники.

Труды КСХИ, вып. 103 (131). Краснодар, 1975, с. 80-81 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

СТРУИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, заключающийся в том, что струю сыпучего материала падают на вращающиеся лопасти и определяют количество материала, проскочившее через лопасти, по которому с учетом скорости вращения лопастей судят о скорости струи, средняя массовая доля отраженного лопастями ротора материала от массы поданного на ротор, материала; масса отброшенного материала; масса материала; проскочившего через лопасти.

1 11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости струи сыпучего материала, в частности для сыпучих сред, истекающих плотной струей, в том числе и частично содержащих элементы пыли.

Известен способ определения скорости движения разреженной струи сыпучего материала с помощью фотографирования или киносъемки (1j.

Однако применение фото- и киносъемки требует больших затрат времени и средств на выполнение испытания и обработку его результатов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения скорости струи сыпучего материала, включающий подачу материала на вращающиеся лопасти и определение количества материала, проскочившего через лопасти, по которому с учетом скорости вращения лопастей судят о скорости струи.

Скорость струи материала определяют данным способом для момента прекращения или начала просыпания материала в межлопастные пространства ротора. При этом плавно изменяют частоту вращения ротора. С помощью данного способа можно определить скорость плотной струи материала с примесью пыли без больших затрат времени и средств (2).

55947 n K.

rp- p где

25 о

tn

h1 +tn средняя массовая доля отраженного лопастями ротора материала от массы поданного

35 на ротор материала;

1т — масса отброшенного материала;

1п — масса материала проскочившего через

@) лопасти.

Погрешность измерения уменьшается за счет того, что в результате снижения частоты вращения ротора появилась возможность объективно

45 определять массовую долю материала, отброшенного лопастями ротора в сторону. Вследствие этого учитывается вероятность распределения частиц по скорости. При этом опре56 деляется средняя за время измерения скорость струи сыпучего материала.

На фиг.1 схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, фронтальный раз55 рез; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Для измерения скорости струи сыпучего материала подают материал на вращающийся от механизма привода

Однако известным способом практически невозможно уловить без больших погрешностей момент прекращения или начала просыпания материала в межлопастные пространства ротора, так как при увеличении частоты вращения ротора масса материала, проскочившего сквозь межлопастные пространства, уменьшается постепенно. Это объясняется тем, что в межлопастные пространства проскакивают частицы, обладающие максимальными скоростями. Частота вращения ротора, при которой прекращается просыпание частиц материала под лопасти, соответствует тому моменту, когда отбрасываются в сторону частицы, имеющие максимальную скорость, Следовательно, в этом случае определяется максимальная скорость частиц. Для определения же средней скорости струи сыпучего материала необходимо знать вероятность распределения скорос2 тей частиц, а знание только максимальной скорости недостаточно и только по ее значению невозможно определить среднюю скорость струи с приемлемой точностью. с

Цель изобретения — повышение точности измерения средней скорости струи сыпучего материала. указанная цель достигается тем, 10 что согласно способу, заключающемуся в том, что струю сыпучего материала подают на вращающиеся лопасти и определяют количество материала., проскочившего через лопас15 ти, по которому с учетом скорости ,вращения лопастей судят о скорости струи, дополнительно измеряют количество материала, отброшенного лопастями, а искомую скорость струи эп определяют из выражения средняя скорость струи сыпучего материала, высота лопастей; число лопастей; частота вращения ротора;

Скорость Ч является средней скоростью струи сыпучего:материала, так как она определяется в среднеи для многих циклов за время измерения. Для ее определения,как это видно из уравнения, необходимо знать высоту лопастей hä и их число L, частоту вращения И ротора и среднюю массовую долю отброшенного лопастями материала Р

Для того, чтобы погрешности измерения быки микималькьаки, значения Р> ке должны превышать 0,8, но и не должны быть киже 0,2. Как уже было показано выше, при больших значениях Р,„ погрешности измерения увеличиваются из-за того, что среди просыпавшегося лод лопасти материала искусственно увеличивается

4S

$0

SS з 1155 ротор с жесткими лопастями желобочного профиля. Отброшенный лопастями пад действием центробежных скл материал собирают и определяют его массовую долю Р„„ от всего количества

$ материала, поданного ка ротор. Если полученное значение Р,„не входит в рекомендуемый интервал от 0,2 до

0,8, то изменением или частоты вращения ротора, или числа лопастей 10 на нем, или их высоты, или двумя-тремя изменениями сразу, доводят значение Р до рекомендуемого.

Например если полученное при эксперименте значение Р, больше рекомендуемого, то скорость струи материала яике предельно допустимой границы возможности ее определения по принятым параметрам и режимам работы рстора. И для того

Ф 20 чтобы стало воэможкьм измерить скорость этой струи, необходимо или снизить частоту вращения ротора,или сократить числа лопастей на кем или

Э уменьшить высоту лопастей или

Э ZS произвести два-три таких изменений сразу. И наоборот, если экспериментальное зкачение Рк, меньше рекомендуемого то производят те

У же действия, но в противоположном направлении. Как только значение

Р

, вошло в рекомендуемый интервал, производят вычисление скорости струи

1 значение которой прямо пропорционально частоте вращения ротора, числу лопастей на нем, их высоте и обратно пропорционально экспери,ментально определенному значению

Q47 доля частиц, имеющих максимальную скорость. Погрешность измерения при этом приближается к таким же значениям, как и у прототипа. При малых значениях P одна и та же абсолютная погрешность в определекни массовой доли, вызванная еСтественными причинами при рассеве, сбросе материала и его взвешивании, приводит к все более резкому увеличению погрешности измерений.

Предлагаемый способ позволяет определить скорости струй одноименных фракций или отдельных компонентов материала. Для этого нужно вы делить эти фракции из общей совокупности н определить для каждой as ux значения коэффициента .Р,„, Способ также позволяет определять скорость струи материала и в нестационарных условиях, например при движении машины, при воздействии тряски. Наконец, его гораздо проще осуществить, так как он ке требует плавного изменения частоты вращения ротора. — Снижение частоты вращения ротора по сравнению со способом-прототипом обусловливает меньшее механическое воздействие на струю материала так. как число

C.

1 пересечении струи лопастями и ударное воздействие на нее лопастей умекыылось. В результате создаются условия для полного исключения случаев разрушения или повреждения материала лопастями, уменьшается погрешность измерения. устройство для осуществления способа включает ротор 1 с прикреплекньик к нему жесткимк лопастями 2 желобчатого профиля высотой И л

При этом верхние и нижние кромки

3 каждой из лопастей 2 расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости вращения ротора 1. Ротор

1 соединен с механизмом 4 привода, который при необходимости расппюрекия диапазона измерения скорости струи способен ступенчато изменять частоту вращения ротора 1. С этой же целью лопасти 2 на роторе 1 могут быть выполнены съемными в виде набора, состоящего нз двух или нескольких комплектов лопастей 2. Каждый комплект включает лопасти 2 одикакоковой высоты, но. не обязательно равное число лопастей 2. Сменные комплекты лопастей 2 могут быть

1155947 выполнены и совместно с роторами 1.

Для сбора материала, отброшенного лопастями 2 ротора 1, вокруг последнего установлен улавливатель 5.

Улавливатель 5 выполнен в виде охватывающего ротора 1 полого кольца со стенкой с внешней стороны. Для сбора материала, просыпавшегося в межлопастные пространства, под. ротором 1 установлен поддон б с емкостью 7. На фиг.1 изображен также насадок 8, из которого истекает струя сыпучего материала.

Устройство работает следующим образом.

Струю сыпучего материала подают из насадка 8 на приведенный во вращение от механизма 4 привода ротор

1 в зону воздействия желобочных лопастей 2. Лопасти 2 захватывают сыпучий материал в границах по вы- соте Н1 между верхними и нижними кромками 3 и отбрасывают его в улавливатель 5. Часть сыпучего материала, незахваченная лопастями

2, просыпается вниз под лопасти 2 в поддон б и далее в емкость 7.

Если, например, просыпания материала не происходит, то снижают частоту вращения м ротора 1, уменьшают на нем число лопастей 2 и их высоту 1, до значений, необходимых для обеспечения устойчивого просыпания материала в межлопастные пространства. Затем собирают материал раздельно из улавливателя 5 и поддона 6 с емкостью 7. По результатам взвешивания навесок материала,, собранных из улавливателя 5 и емкости 7, определяют массовую долю Р,„ отраженного лопастями 2 ротора 1 материала от всей его массы, поданный на ротор 1 за время измерения скорости струи. По

10 массовой доле Р частоте вращения И ротора 1, высоте tin лопастей 2 и их числу Ь с помощью .указанной формулы определяют среднюю скорость Мср струи сыпучего мате15 риала.

Масса высыпанного на ротор материала зависит от массового расхода струи и продолжительности измерения.

Лопасти 2 могут быть выполнены из металла, резины или пластических масс, но они должны сохранять жесткость при работе. Механизм 4

25 привода должен обеспечивать постоянство частоты вращения ротора 1 на одном или нескольких скоростных режимах, Применение предлагаемого способа

ЗО позволяет определять скорость плотной струи сыпучего материала с примесью пыли без больших затрат времени и средств, при этом погрешность измерений составляет менее 1,5Х.

1155947

Составитель В. Назарова

Техред Т.Дубинчак Корректор С. 1Пекмар

Редактор Ю. Ковач

Заказ 3133/40

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4