Дозатор порошковых материалов

Авторы патента:

G01F13 - Устройства для объемного измерения, а также для дозирования жидкостей, газов или сыпучих тел, не отнесенные к предыдущим группам

Владельцы патента RU 2463563:

Учреждение Российской академии наук Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения РАН (ИТПМ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к средствам дозирования и переноса мелкодисперсных порошков с регулируемым массовым расходом и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности. Изобретение направлено на повышение надежности, обеспечение стабильности и управляемости расходными параметрами газопорошкового потока, что обеспечивается за счет того, что дозатор содержит вертикально расположенный бункер с загрузочным патрубком и соосно ему установленный узел захвата порошкового материала, сводоразрушающее устройство, канал транспортирующего газа, канал газопорошковой взвеси, а также механизмы перемещения, двигатели и пульт управления. При этом согласно изобретению бункер выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и снабжен со стороны днища подъемным механизмом. В крышке соосно бункеру установлен узел захвата порошкового материала, выполненный в виде трубы с усеченным конусом на конце, обращенном большим диаметром внутрь бункера с возможностью их взаимного перемещения, внутри трубы коаксиально размещены сводоразрушающее устройство в виде вала двигателя с крыльчаткой на конце, кольцевые каналы подачи транспортирующего газа и газопорошковой взвеси, причем стенка, разделяющая кольцевые каналы в области крыльчатки, выполнена в виде второго усеченного конуса меньшего диаметра и образующего с уступом первого конуса кольцевой щелевой канал доступа транспортирующего газа в зону захвата порошкового материала, при этом расход порошкового материала регулируют скоростью вертикального перемещения бункера. 2 ил.

Дозатор порошковых материалов относится к области дозирования и переноса мелкодисперсных порошков с регулируемым массовым расходом и может быть использован в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Особенностью мелкодисперсных порошковых материалов является неравномерная насыпная плотность, полидисперсность, электризация, повышенные адгезионные свойства. Их гидрофобность, слеживаемость, плохая текучесть, склонность к комкованию и сводообразованию не обеспечивают требуемого постоянства массового расхода материала.

Известны способы и устройства, в подавляющем большинстве которых используется принцип гравитационного истечения порошка из емкости в совокупности с механическими способами воздействия на него и последующего забора и перемещения по транспортному каналу, например с помощью шнека (RU №2217226, 2002 г.). Одним из недостатков шнекового устройства является интенсивная эрозия шнека и стенок питателя и неравномерная массовая подача порошка.

В качестве наиболее близкого прототипа принят дозатор-питатель сыпучих материалов (RU №2107264, МПК G01F 13/00, 1996 г.), который используется для дозирования и переноса мелкодисперсных порошков с регулируемым массовым расходом, состоит из загрузочного бункера с дистанционно управляемой запорно-дозирующей заслонкой, приемной камеры, в которой образуется пылевзвесь, дном которой служит мембрана, являющаяся источником акустических колебаний, и электродинамической головки, управляющей амплитудой и частотой колебаний мембраны. Дно приемной камеры выполнено в виде съемной упругой мембраны, получающей механические колебания через шток от электродинамической головки, и создание колебающейся мембраной акустических колебаний, проникновение которых в загрузочный бункер вызывает в последнем "ожижение" порошка.

Недостатком является то, что подача порошка в зону образования пылевзвеси осуществляется механическими устройствами, детали которых работают в среде мелкодисперсных порошков, что приводит к налипанию порошка и в результате профилактическим работам и простою оборудования, что особенно сказывается при малых расходах.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства при долговременной работе с различными порошковыми материалами, отличающимися широким спектром характеристик, обеспечение стабильности и управляемости расходными параметрами двухфазного потока.

Технический результат изобретения достигается тем, что дозатор порошковых материалов, содержит вертикально расположенный бункер с загрузочным патрубком и соосно ему установленный узел захвата порошкового материала, сводоразрушающее устройство, канал транспортирующего газа, канал газопорошковой взвеси, а также механизмы перемещения, двигатели и пульт управления. Согласно изобретению бункер выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и снабжен со стороны днища подъемным механизмом с двигателем. В крышке соосно бункеру установлен узел захвата порошкового материала, выполненный в виде трубы с усеченным конусом на конце, обращенном большим диаметром внутрь бункера с возможностью их взаимного перемещения, при этом внутри трубы размещены коаксиально: сводоразрушающее устройство в виде вала двигателя с крыльчаткой на конце; кольцевые каналы подачи транспортирующего газа и газопорошковой взвеси, причем стенка, разделяющая кольцевые каналы в области крыльчатки, выполнена в виде второго усеченного конуса меньшего диаметра и образующего с уступом первого конуса кольцевой щелевой канал доступа транспортирующего газа в зону захвата порошкового материала, при этом расход порошкового материала регулируют скоростью вертикального перемещения бункера.

Только скорость встречного движения узла захвата и поверхности порошкового материала в бункере (скорость вертикального перемещения бункера) определяют расход порошкового материала в дозаторе. Таким образом, варьируют концентрацию частиц в потоке транспортирующего газа. Это особенно необходимо в тех случаях, когда не допускаются отклонения от заданного расхода транспортирующего газа, несущего частицы порошкового материала, к примеру, в плазменном реакторе.

На фиг.1 изображен дозатор порошковых материалов в разрезе, на фиг.2 - фотография опытного образца дозатора порошкового материала.

Дозатор порошковых материалов (фиг.1) состоит из вертикально расположенного бункера 1 с загрузочным патрубком 2, выполненного с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения подъемным механизмом 3 с двигателем 4. Соосно бункеру в крышке 5 установлен узел захвата порошкового материала, выполненный в виде трубы 6 с усеченным конусом 7 на конце, обращенном большим диаметром внутрь бункера 1 с возможностью их взаимного перемещения. Внутри трубы 6 коаксиально размещены: сводоразрушающее устройство в виде вала 8 двигателя 9 с крыльчаткой 10 на конце и концентрично вокруг вала размещены кольцевые каналы 11 и 12 подачи транспортирующего газа и газопорошковой взвеси соответственно. Стенка, разделяющая кольцевые каналы, в области крыльчатки выполнена в виде усеченного конуса 13 меньшего диаметра, чем первый конус 7, и образует с его уступом кольцевой щелевой канал 14 для доступа транспортирующего газа из канала 11 в зону захвата 15 порошкового материала, которая размещена между вторым (меньшим по диаметру) конусом 13 и уровнем порошкового материала в бункере 1.

Вращение крыльчатки 10 и вертикальное перемещение бункера 1 обеспечивают посредством двигателей 9 и 4 и раздельно регулируют с пульта управления 16.

Дозатор порошковых материалов работает следующим образом.

В бункер 1 через загрузочный патрубок 2 загружают расходуемый мелкодисперсный порошковый материал, например Al₂O₃.

Командой с пульта управления 16 двигатель 4 посредством механизма 3 перемещает бункер 1 до соприкосновения с крышкой 5 и узлом захвата порошкообразного материала с крыльчаткой 10. Подают сжатый воздух в канал 11 транспортирующего газа. Одновременно с пульта управления 16 подают команду на двигатель 9 и обеспечивают вращение вала 8 крыльчатки 10 сводоразрушающего устройства. Поток сжатого транспортирующего газа, подаваемый по каналу 11 через кольцевой щелевой канал 14, поступает в зону захвата 15 порошкового материала, ограниченную поверхностью конуса 13 и поверхностью порошкообразного материала в бункере, захватывает взрыхленный крыльчаткой 10 слой порошкового материала и направляет поток по каналу 12 газопорошковой взвеси на выход из дозатора 1. По мере расходования порошкового материала бункер перемещается вверх относительно усеченного конуса 7 до соприкосновения крыльчатки 10 с поверхностью порошкового материала, вплоть до полного его расходования.

Регулирование скорости движения (подъема) бункера осуществляют с пульта 16 и обеспечивают заданный массовый расход и стабильную, равномерную подачу газопорошковой взвеси на выход из дозатора для осуществления дальнейшего технологического процесса.

Пример

Изготовлен и испытан опытный образец - дозатор порошковых материалов аэромеханический ДПАМ-01, предназначенью для дозированной подачи порошков с различными физико-механическими свойствами с транспортирующим газом: химически инертных и химически активных различной дисперсности, гигроскопичности, насыпной плотности.

Рабочее напряжение	~220 В
Электрическая мощность установки	<20 Вт
Расход транспортирующего газа (воздух), (Ar)	от 0,01 - до 0.05 г/с
Диапазон расхода порошка Al₂O₃	от 5 до 30 г/мин
Диапазон линейной скорости подачи бункера	от 1 до 10 мм/мин
Фракционный состав порошка	от 5-20 мкм
Скорость вращения крыльчатки	100-400 об/мин

Экспериментально так же подтверждена работоспособность дозатора на плазмохимической установке УПХМ-01 с порошком хлорида алюминия - AlCl₃, отличающимся чрезвычайно высокими показателями гигроскопичности.

Дозатор порошковых материалов, содержащий вертикально расположенный бункер с загрузочным патрубком и соосно с ним узел захвата порошкового материала, сводоразрушающее устройство, канал транспортирующего газа, канал газопорошковой взвеси, а также механизмы перемещения, двигатели и пульт управления, отличающийся тем, что бункер выполнен с возможностью вертикального возвратно поступательного перемещения и снабжен со стороны днища подъемным механизмом, в крышке соосно с которым установлен узел захвата порошкового материала, выполненный в виде трубы с усеченным конусом на конце, обращенным большим диаметром внутрь бункера с возможностью их взаимного относительного перемещения, при этом внутри трубы коаксиально размещены сводоразрушающее устройство в виде вала двигателя с крыльчаткой на конце, кольцевые каналы транспортирующего газа и газопорошковой взвеси, причем стенка, разделяющая кольцевые каналы в области крыльчатки, выполнена в виде второго усеченного конуса меньшего диаметра, образующего с уступом первого конуса кольцевой щелевой канал доступа транспортирующего газа в зону захвата порошкового материала, при этом расход порошкового материала регулируют скоростью вертикального перемещения бункера.

Изобретение относится к средствам одоризации газов и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности. .

Устройство многопозиционного дозатора-отборника // 2456550

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в сельском хозяйстве при агрохимических анализах почв, а также при химических анализах кормов, растений, пищевого сырья и природных вод.

Капиллярный диффузионный источник микропотока пара // 2447407

Изобретение относится к физико-химическим методам контроля, анализа и метрологического обеспечения газоаналитической аппаратуры и может быть использовано для дозирования микропотока пара летучих веществ при приготовлении парогазовых смесей с известным содержанием анализируемого компонента.

Дозатор порошковых материалов // 2445583

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к средствам для дозирования порошков из механических смесей композиционных металлокерамических и металлических материалов, и может быть использовано в комплекте с плазменными установками, предназначенными для плазменного напыления защитных покрытий на огневые стенки камер сгорания жидкостных ракетных двигателей.

Вибрационный дозатор // 2444708

Изобретение относится к средствам дозирования сыпучих материалов и может быть использовано в комбикормовой, химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Выпускные системы и способы их использования // 2442642

Изобретение относится к средствам обеспечения химических процессов и предназначено для удаления смеси твердое вещество/газ из емкости высокого давления с псевдоожиженным слоем.

Дозатор жидкости // 2433378

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, например, при дозировании нефтепродуктов. .

Дозатор жидкости // 2433377

Измерительная система для среды, протекающей в технологическом трубопроводе // 2419769

Изобретение относится к измерительной системе для измерения при помощи измерительного преобразователя, по меньшей мере, одного измеряемого переменного параметра, в частности массового расхода, например удельного массового расхода, плотности, вязкости, давления или подобных характеристик среды, протекающей в технологическом трубопроводе, а также к формирователю потока, занимающему промежуточное положение между измерительным преобразователем и технологическим трубопроводом.

Вибрационный дозатор // 2410649

Весовой одоризатор газа // 2467293

Изобретение относится к средствам одоризации газа и предназначено для автоматического регулирования соотношения газа и одоранта при подготовке к использованию в качестве топлива природных и других горючих газов

Способ объемного дозирования порошков и устройство для его осуществления // 2475709

Дозатор-смеситель сыпучих материалов // 2486479

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в сельском хозяйстве для смешивания дозированных порций сыпучих материалов, в частности минеральных удобрений

Автоматический дозатор жидкостей в.в. непримерова // 2490602

Изобретение относится к области метрологии, а именно к автоматическим дозирующим устройствам жидкостей различной плотности, например нефтепродуктов, и направлено на повышение точности дозирования жидкостей, что обеспечивается за счет того, что автоматический дозатор жидкостей содержит расходный бак, выполненный из немагнитного материала, включающий полый корпус с дном и крышкой, снабженный впускным и сливным патрубками, в которых установлены соответственно впускной и сливной электромагнитные клапаны, уровнемер, включающий противовес, кинетически связанный с помощью гибкого соединительного элемента, перекинутого через шарнир с весовым элементом, частично погруженным в жидкость

Автоматический дозатор жидкостей в.в. непримерова // 2491516

Изобретение относится к области метрологии, а именно к устройствам жидкостей, например нефтепродуктов, и может быть использовано для поддержания заданного уровня жидкостей с различной вязкостью

Система автоматической одоризации природного газа // 2494350

Изобретение относится к средствам одоризации природных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности. Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей и уменьшение габаритов, что обеспечивается за счет того, что система содержит рабочую емкость и емкость для хранения одоранта, соединенные между собой трубопроводом, систему наддува емкости для хранения одоранта, включающую в себя соединенные между собой трубопроводом редуктор давления и электромагнитный клапан, систему отсоса паров одоранта из емкостей, состоящую из эжектора, систему дозирования одоранта, состоящую из дозатора, причем все системы соединены между собой трубопроводами. При этом в систему дозирования одоранта дополнительно введены не менее одного электромагнитного клапана и дозатора, соединенные между собой трубопроводами, причем дозаторы размещены в рабочей емкости с одорантом, а система наддува емкости для хранения одоранта соединена трубопроводом с системой отсоса паров одоранта из емкостей через электромагнитный клапан, который установлен перед редуктором в магистрали высокого давления. Каждый дозатор выполнен в виде мерного цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены два ряда радиальных сквозных отверстий на заданном расстоянии друг от друга, ниже и выше которых установлены обратные клапаны, внутри мерного цилиндра и соосно ему установлен затвор с возможностью перемещения совместно с обратными клапанами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Дозатор пророщенного высушенного измельченного зерна // 2494351

Изобретение относится к области измерительной техники в сельском хозяйстве и может быть использовано, в частности, для дозирования пророщенного высушенного измельченного зерна. Изобретение направлено на повышение точности дозирования, что обеспечивается за счет того, что дозатор согласно изобретению дополнительно оснащен щеткой в форме гиперболоида, выполненной из цилиндра, на котором размещены гибкие элементы, радиус вогнутости которых равен радиусу шнека. Щетка размещена вне полости бункера, под кожухом, ближе к выгрузному патрубку, а ось ее вращения перпендикулярна оси вращения шнека. Внутри загрузочного бункера в нижней его части в направляющих размещена заслонка, выполненная с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, а под кожухом на шарнире установлен щиток, предусмотрен двуплечий рычаг, прикрепленный к загрузочному бункеру с возможностью поворота, причем большее плечо двуплечего рычага на шарнире закреплено на заслонке и выполнено в виде цилиндра, в который помещен подпружиненный шток. Имеется накопительная камера. Шнек выполнен с возможностью перемещения пророщенного высушенного измельченного зерна из загрузочного бункера и накопительной камеры в выгрузной патрубок. 7 ил.

Способ и устройство для распределения твердых сыпучих материалов // 2495383

Устройство для регулируемого распределения твердых сыпучих материалов включает в себя контейнер для материала (3) с множеством выпускных отверстий (33), множество распределительных элементов (4), множество вибрационных средств (5, 50) и электронные средства управления для приведения в движение каждого вибрационного элемента (5, 50) независимо друг от друга. Причем каждый из множества распределительных элементов расположен на некотором расстоянии под выпускным отверстием (33), так что материал, высыпающийся из каждого отверстия (3), может скапливаться на указанном элементе. Каждое из множества вибрационных средств (5, 50) соединено с соответствующим распределительным элементом (4) для передачи ему вибрации, так что скопившийся материал скользит по распределительному элементу (4) до тех пор, пока не высыплется через край (41). Технический результат - повышение эффективности распределения материала на обрабатываемую поверхность, повышение качества печати, повышение надежности и упрощение конструкции. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Установка для определения содержания дисперсной фазы в газовом потоке // 2498231

Установка для определения содержания дисперсной фазы в газовом потоке включает пробоотборный зонд, блок сепарации, содержащий сепаратор, снабженный фильтр-патроном и мерником для отсепарированной жидкости из газа. Установка содержит также блок поддержания постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равных давлению, температуре и скорости газового потока, включающий клапан регулировки расхода газа, расходомер и узел подачи ингибитора гидратообразования. Узел подачи ингибитора гидратообразования содержит емкость с ингибитором и клапан подачи ингибитора к клапану регулировки расхода газа. Установка дополнительно содержит блок фильтрации, который установлен параллельно блоку сепарации между пробоотборным зондом и расходомером. Блок фильтрации включает фильтр-патрон для улавливания выделившейся влаги при наборе в системе устройства давления, равного давлению газового потока, затем фильтр-патрон для улавливания капельной влаги и механических примесей из газа и после него фильтр-патрон для коррекции результатов измерений. При этом блок поддержания постоянного расхода газа в качестве расходомера содержит массовый расходомер, установленный перед клапаном регулировки расхода газа. Технический результат - получение при малом времени отбора проб газа высокой точности значения содержания дисперсной фазы в газовом потоке, как при большом, так и при малом ее содержании. 1 ил.

Зубцы эвольвентной шестерни для дозатора текучей среды // 2499982

Изобретение относится к дозирующей технике, используется при создании дозаторов для текучей среды и направлено на улучшение показателей их работы, например на уменьшение износа зубцов шестерен и их шума при работе, что обеспечивается за счет того, что комплект шестерен содержит первую и вторую шестерни, идентичные друг другу и выполненные с возможностью взаимодействия при постоянном расстоянии между центрами, так что первая и вторая шестерни зацепляются при всех угловых положениях, и каждая шестерня из комплекта овальных шестерен содержит втулку, содержащую овальное тело, имеющее большую ось и малую ось, проходящие через центр втулки, и профиль стенки для ножек зубцов, который очерчивает большую и малую ось, а также множество зубцов шестерни, отходящих от профиля стенки для ножек зубцов, причем каждый из зубцов шестерни имеет две контактные поверхности с круговыми эвольвентными изогнутыми профилями, круговые эвольвентные изогнутые профили каждого зубца на первой шестерне генерируются от основной окружности, имеющей радиус Rb1, выведенной из модифицированной эллиптической начальной линии зубца, имеющей радиус R1 начальной линии при угловом положении Θ от центра, причем модифицированная эллиптическая начальная линия зубца описывается формулой полярных координат, раскрытой в формуле изобретения. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.