Способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов

 

Сущность изобретения: осуществляют загрузку основного и ключевого компонента соответственно с радиусами частиц R0 и RK, причем RQ RK,B плоскую модель барабанного смесителя, вращение барабана, останов . После останова барабана в него засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц, определяемым следующим соотношением RH 2,414 Нк, RH Ro, далее барабан поворачивается таким образом , чтобы его ось вращения была вертикальна , а получение проб осуществляется методом квартования всей смеси, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819902/26 (22) 26,04,90 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В,cD, Першин, Ю,Т.Селиванов и В,Л.Негров (56) Кафаров B.Â., Дорохов И,Н., Арутюнов

С.Ю. Системный анализ процессов в химической технологии, — M. Наука, 1985, с.225.

Авторское свидетельство СССР

N 1297894, кл, В 01 F 3/18, 1985.

Савахата Я, Циркуляция частиц в горизонтальном цилиндрическом смесителе.

Дзайре. 1967, т.16, М 164, с.364-369, Изобретение относится к области переработки сыпучих материалов и может быть использовано при исследовании процесса смешивания сыпучих материалов в попереч-: ном сечении вращающегося барабана в химической, электротехнической, микробиологической и других отраслях промышленности, Известен способ исследования смешивания сыпучих материалов (см, В.В.Кафаров, И.Н.Дорохов, С, Ю.Арутюнов.

Системный анализ процессов в химической. технологии. — M.: Наука, 1985, с.225). Приготовленная в течении определенного времени смесь выливается на противень, где на свободную поверхность массы наносилась сетка, соответствующая планируемому количеству отбираемых проб, Из каждой ячейки сетки отбирались пробы весом 2-3 г, которые анализировались на содержание ключевого компонента.. Ы, 1755905 А1

2 (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

СМЕШИВАНИЯ С6! ПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Сущность изобретения: осуществляют загрузку основного и ключевого компонента соответственно с радиусами частиц Ro и Йк, причем Ro > Rx,â плоскую модель барабанного смесителя, вращение барабана, останов. После останова барабана в него засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц, определяемым следующим соотношением RH < 2,414 Як Вн A Ro, далее барабан поворачивается таким образам; чтобы его ось вращения была вертикальна, а получение проб осуществляется методом квартавания вСей смеси. 4 ил, Недостаток способа — нарушение взаимного расположения частиц основного и ключевого компонента в пробе в результате высыпания смеси на противень и теряется возможность определения положения пробы в смесителе.

Наиболее близким к описываемому является способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов (Я.Савахата.

Циркуляция частиц с гарйзонтальном цилиндрическом смесителе // Дзайре. — 1967. — Т.16, % 164, с. 364-369).

Способ исследования процесса смешивания включает загрузку основного и ключевога компонента в плоскую модель барабанного смесителя, вращение барабана. останов, получение проб смеси, определение концентрации ключевого компонента

s каждой пробе и расчет коэффициента неоднородности смеси, 1755905

Недостатком способа является то, что не вся смесь подвергается анализу, что приводит к необходимости повторного проведения экспериментов. Реализация способа предполагает отбор проб через отверстия торцевой стенки барабана с помощью отборных трубок в рабочем положении барабана при его останове, Отверстия в торцевой стенке барабана и ри его останове случайным образомориентируются по отношению к исследуемой смеси. Это приводит к тому, что отбор проб после каждого останова производится из разных мест поперечного сечения смеси в барабане, Отверстия в торцевой стенке барабана располагаются на определенном расстоянии друг от друга, что не позволяет провести анализ смеси в барабане в областях смеси, расположенных между отверстиями, что приводит к снижению объема информации, получаемой в одном опыте, кроме того, во время отбора пробы возможно частичное высыпание смеси из отверстия в торцевой стенке барабана при снятии заглушек и введении отборных трубок, что снижает достоверность анализа.

Цель изобретения — увеличение объема информации, полученной при обработке результатов одного опыта, Поставленная цель достигается тем, что после останова барабана в него засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц RH, определяемым следующим соотношением RH < 2,414.Бк, à R, не равно Rp, где Rp — радиус частиц основного компонента, R — радиус частиц ключевого компонента. Далее барабан поворачивается таким образом, чтобы его ось вращения была вертикальна, а получение проб осуществляется методом квартования всей смеси.

Отбор пробы из любой области поперечного сечения смеси в барабане можно осуществить только после снятия торцевой стенки барабана, что невозможно осуществить без поворота барабана до вертикального положения его оси вращения. При таком повороте барабана часть смеси, лежащей на свободной поверхности слоя осыпается, образуя поверхность, составляющую с горизонтом угол естественного откоса (см, фиг,2). На фигуре 2 изображен барабан 1, в положении, когда его ось вертикальна с cHRтой торцевой стенкой и осыпавшимся слоем смеси 3. В результате осыпания нарушается взаимное расположение частиц смешиваемых компонентов, что снижает достоверность исследования смеси в данной области. В связи с этим необходимо исключить эту часть смеси, как объекта исследования, что ведет к уменьшению объема информации, получаемой в одном опыте.

15

25

35

Для исключения осыпания части смеси используется досыпка нейтрального сыпучего материала на поверхность слоя смеси сразу после останова барабана. Слой нейтрального материала фиксирует исследуемую смесь при повороте барабана до вертикального расположения его оси вращения, На фиг.1 изображен барабан, реализующий описываемый способ; на фиг.2 — барабан с осыпавшимся слоем материала; на фиг.3 — барабан со слоем смеси, зафиксированным слоем нейтрального компонента; на фиг.4 — возможное взаимное расположение частиц материала, Устройство содержит барабан, 1 со съемной торцевой стенкой с центральным загрузочным отверстием 2, Порядок реализации способа следующий. В барабан определенным образом загружаются смешиваемые компоненты, после чего барабан приводится во вращение. После смешивания компонентов барабан останавливается, через центральное отверстие съемной торцевой стенки на свобод. ную поверхность смеси подается нейтральный сыпучий материал (равномерно по всей свободной поверхности смеси).

Затем барабан поворачивается до вертикального расположения оси его вращения, снимается торцевая стенка и методом квартования всю загрузку смеси делят на пробы.

В каждой пробе осуществляется определение концентрации ключевого компонента и затем по известной методике рассчитывают коэффициент неоднородности смеси (см.

Способ исследования процесса смешения сыпучего материала во вращающемся барабанном смесителе, а,с. N 1297894., В 01 F

3/18, 1985 г,).

Размер частиц нейтрального материала определяется следующими соображениями. Чтобы исключить воэможность проникновения частиц ключевого компонента в

5 слой нейтрального материала (см, фиг.4), их радиус должен быть больше, чем радиус R частицы 6

Ry,> R

Из прямоугольного треугольника АВС сторона АВ - АС/сов 45 „где АВ - R + R<, АС = RH. С учетом этих соотношений получаем, что R + 1ч = RH/ñîs 45, отсюда R = н

RH =(v7.— 1)R тогда радиус ключеCos45 вого компонента R< > (V2- 1)R„vga R„< 2,414

Вк. R< выбирается не равным Ro для того, чтобы после эксперимента облегчить отделение частиц нейтрального компонента от смеси (например с применением сит).

5 755905

Количество нейтрального ма-эриала выбирается из следую "их соображений. На фиг.З изображена смесь с нейтральным материалом в положении барабана, когда ось

его вращения вертикальна: а- угол естест- 5 венного откоса нейтрального материала; !— длина барабана.

Видно, что площадь сечения засыпки

Р 10 нейтрального материала равна S = лба

Объем нейтрального материала равен Чо =

=SL, где L — длина поверхности смеси после остановки барабана в его поперечном сечении. На фиг.З изображено минимально необходимое количество нейтрального сыпучего материала, В реальных условиях необходимо использовать большее количество нейтрального материала, т.е, V > Чо.

Способ может быть использован при исследовании процесса смешивания многокомпонентных смесей с использованием тех же самых этапов и закономер- 25 н остей, т

Э t

Формула изобретения

Способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов, включающий загрузку основного и ключевого компонентов в плоскую модель барабанного смесителя с горизонтальной осью вращения при условии, что радиус основного компонента больше радиуса ключевого компонента, вращение барабана. останов, получение проб .смеси, определение концентрации ключевого компонента в каждой пробе и расчет коэффициента неоднородности, о т ли ч а ю шийся тем;что, с целью увеличения объема информации, полученной при обработке результатов одного опыта, после останова барабана в последний засыпают . нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц, отличающимся от радиуса частиц основного компонента и определяемым следующим соотношением: RH < 2,414 В», где R< — радиус частиц нейтрального сыпучего материала, R» — радиус частиц ключевого компонента, после чего барабан поворачивают до вертикального расположения оси вращения, а получение проб осуществляют методом квартования всей смеси.

1755905

Составитель В.Негров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М,Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3040 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5