Способ микродозированной подачи пылевидного материала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области объемного дозирования мелкодисперсных сыпучих материалов. Согласно способу подачу материала осуществляют из вертикальной цилиндрической емкости через элементы гидравлического сопротивления. Эту емкость разделяют на зону предварительной подачи с набором гидравлических сопротивлений и центральную цилиндрическую зону дозирования, сообщающуюся с атмосферой. Виброожиженный материал направляют из зоны предварительной подачи в зазор между элементом гидравлического сопротивления выпускной цилиндрической емкости и центральной цилиндрической зоной дозирования и создают слой "виброкипящего" материала, из которого осуществляют дозированный выпуск. Устройство включает бункер предварительной подачи, выполненный в виде цилиндрической емкости с элементами гидравлического сопротивления, и выпускную часть, соединенную с вибратором. Днище бункера сочленено с выпускной цилиндрической емкостью, покрытой элементом гидравлического сопротивления, а над ним с зазором установлена центральная труба, соединенная с атмосферой. Элементы гидравлического сопротивления выполнены в виде набора горизонтальных сеток. Изобретение обеспечивает надежную и безопасную микродозированную подачу пылевидного материала. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области объемного дозирования сыпучих материалов, конкретно - к способам и устройствам для микродозированной непрерывной подачи склонных к сводообразованию, чувствительных к трению мелкодисперсных материалов, и может быть использовано в машиностроении, химической электрохимической и других отраслях промышленности.

Известны способы и устройства для непрерывной дозированной подачи порошков шнековым методом [1] и методом пневмотранспортирования [2]. Основным недостатком шнековых устройств в данном случае является интенсивное внешнее и внутреннее трение, испытываемое материалом при его транспортировании. При пневмотранспортировании склонных к слипанию мелкодисперсных материалов происходит интенсивное его налипание на стенки элементов устройства, связанное дополнительно с электризацией порошка. Следует также отметить, что данный метод может быть использован только при значительных расходах рабочей среды (воздуха). Указанные методы дозирования не могут быть использованы для подачи энергонасыщенных продуктов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению устройством является дозатор-питатель мелкодисперсных материалов [3], состоящий из загрузочного бункера, запорно-дозирующей заслонки со штоком, приемной камеры, в которой с помощью колеблющейся мембраны создается пылевзвесь, удаляемая через транспортную трубку нагнетаемым в приемную камеру азотом. Устройству присущи те же основные недостатки, что и приведенным выше [1, 2]. Удаление взвеси в устройстве [3] также осуществляется методом пневмотранспортирования. Следует при этом отметить, что устойчивое истечение трудносыпучих порошков в области загрузочного бункера и запорно-дозирующей заслонки вследствие интенсивного затухания вибро- и акустического воздействия в массе порошка следует считать на наш взгляд проблематичным.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежного и безопасного способа и устройства для микродозированной подачи (с интегральным массовым расходом до 0,5 г/мин) чувствительных энергонасыщенных и сходных с ними продуктов.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом способе микродозированной подачи пылевидного материала его дозированную подачу осуществляют из вертикальной цилиндрической емкости через элементы гидравлического сопротивления, а сама цилиндрическая емкость разделена на две расположенные коаксиально друг другу зоны, - зону предварительной подачи и центральную цилиндрическую зону дозирования, при этом дозируемый материал в зоне предварительной подачи может находиться в виброожиженном состоянии, а в зоне дозирования - в виде "виброкипящего" слоя малой высоты, сообщающегося с атмосферой, из которого осуществляется его дозированная подача через вибрирующий элемент гидравлического сопротивления. Таким образом могут дозироваться многокомпонентные составы, не подлежащие разделению на отдельные фракции в процессе их подачи. Дополнительно достигается возможность регулирования производительности дозирующего устройства по предлагаемому способу как изменением гидравлического сопротивления элемента гидравлического сопротивления, например сетки, так и регулированием "вязкости" виброкипящего слоя посредством изменения частоты и амплитуды колебаний его колебаний. Для обеспечения неслеживания и исключения сводообразования дозируемого материала в зоне предварительной подачи, он может быть виброожижен посредством размещения в этой зоне регулярно структурированного набора элементов гидравлического сопротивления, например набора горизонтальных сеток, установленных друг над другом с определенным расстоянием (с определенным шагом). Для обеспечения равноплотности виброожиженного слоя в зоне предварительной подачи амплитуда колебаний элементов гидравлического сопротивления должна составлять предпочтительно 0,5-1,0 от расстояния между элементами гидравлического сопротивления в ней. Частота колебаний предпочтительно не должна превышать 100 Гц, поскольку при более высоких частотах происходит весьма интенсивное затухание амплитуды колебаний частиц материала, вызванное неупругой составляющей деформации среды (мелкодисперсный материал - воздух).

Способ микродозированной подачи пылевидного материала конкретно реализуется в предлагаемом устройстве, состоящем из бункера предварительной подачи, выполненного в виде цилиндрической емкости, с размещенным в нем набором элементов гидравлического сопротивления и выпускной части, при этом днище бункера в выпускной центральной части сочленено с установленной коаксиально выпускной цилиндрической емкостью, соединенной с вибратором, и покрыто элементом или набором элементов гидравлического сопротивления, например сеткой или набором сеток, а над ним с зазором установлена центральная труба, сообщающаяся с атмосферой. Таким образом достигается образование тонкого постоянной высоты слоя "виброкипящего" материала, обеспечивающее постоянство его расхода при выпуске через элементы гидравлического сопротивления, которые установлены в выпускной цилиндрической емкости, жестко связанной с бункером предварительной подачи. Связь между бункером и вибрирующей выпускной цилиндрической емкостью может быть выполнена также гибкой. В этом случае выпускная цилиндрическая емкость должна быть выполнена подпружиненной. Для создания принципиально разных режимов "ожижения" материала в бункере предварительной подачи и выпускной цилиндрической емкости (соответственно режимов виброожижения и "виброкипения") сетки в бункере предварительной подачи могут быть выполнены с эквивалентным диаметром отверстий, составляющим 4-10 от эквивалентного диаметра отверстий сеток выпускной цилиндрической емкости. Дополнительно по нижнему срезу центральная труба устройства может быть перекрыта сеткой.

На чертеже изображено устройство для подачи пылевидного материала, состоящее из бункера предварительной подачи 1, выполненного в виде цилиндрической емкости, с размещенным в нем набором элементов гидравлического сопротивления 2 и выпускной части, состоящей из выпускной цилиндрической емкости 3, соединенной с вибратором (не показан) и покрытой элементом 4 или набором гидравлического сопротивления, например сеткой или набором сеток, а над ним с зазором установлена центральная труба 5, сообщающаяся с атмосферой. Отвод материала из дозатора может осуществляться через разгрузочную камеру с трубкой на конце 6.

Устройство работает следующим образом. Из бункера предварительной подачи сквозь элементы гидравлического сопротивления виброожиженный материал поступает через зазор между элементом гидравлического сопротивления выпускной цилиндрической емкости и центральной трубой, создавая слой "виброкипящего" материала, из которого происходит его дозированный выпуск.

Приведенные варианты конкретного исполнения устройства в различных сочетаниях могут быть использованы для дозированной подачи широкой номенклатуры сыпучих материалов с различными физико-механическими свойствами.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 500183, 1976 г.

2. Авторское свидетельство СССР 618640, 1978 г.

3. Патент РФ 2107264, опубл. В 1998 г.

Формула изобретения

1. Способ микродозированной подачи пылевидного материала, заключающийся в том, что дозированную подачу пылевидного материала осуществляют из вертикальной цилиндрической емкости через элементы гидравлического сопротивления, отличающийся тем, что вертикальную цилиндрическую емкость разделяют на две расположенные коаксиально друг другу зоны - зону предварительной подачи с размещенным в ней набором гидравлических сопротивлений и центральную цилиндрическую зону дозирования, сообщающуюся с атмосферой, при этом виброожиженный материал направляют из зоны предварительной подачи в зазор между элементом гидравлического сопротивления выпускной цилиндрической емкости и центральной цилиндрической зоной дозирования и создают слой "виброкипящего" материала, из которого осуществляют дозированный выпуск.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аппарат дозирования в целом подвергают вибровоздействию с амплитудой, составляющей 0,5-1 от расстояния между элементами гидравлического сопротивления.

3. Устройство для осуществления способа по п. 1 или 2, включающее бункер предварительной подачи, выполненный в виде цилиндрической емкости, с размещенным в нем набором элементов гидравлического сопротивления и выпускную часть, соединенную с вибратором, отличающееся тем, что днище бункера сочленено с установленной коаксиально выпускной цилиндрической емкостью, покрытой по крайней мере одним элементом гидравлического сопротивления, например сеткой, а над ним с зазором установлена центральная труба, соединенная с атмосферой.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что выпускная цилиндрическая емкость покрыта набором элементов гидравлического сопротивления.

5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что элементы гидравлического сопротивления выполнены в виде набора горизонтальных сеток, размещенных одна над другой.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что сетки в бункере предварительной подачи выполнены с эквивалентным диаметром отверстий, составляющим 4-10 эквивалентных диаметров отверстий сеток выпускной цилиндрической емкости.

7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что расстояние между соседними сетками в бункере предварительной подачи и выпускной цилиндрической емкости постоянно.

РИСУНКИ

Рисунок 1