Безбункерное загрузочное устройство для сыпучих материалов

 

(72) Авторы изобретения

5. А. Топерман, Ф. В, Шевцов, Ю. В. Милннскнй и Н. А. Самородов (7I) Заявитель (54) БЕЗБУНКЕРНОЕ ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к загрузочным устройствам и. может найти применение в производствах, связанных с переработкой сыпучих материалов, например, . в горной, химической промышленности, промышленности строительных материа5 лов и др.

Известно загрузочное устройство для сыпучих материалов, содержащее бункер с вибропитателем, датчик нагрузки с наклонным потокочувствительным элементом, блок управления (1).

Недостатками описанного устройства являются: снижение точности дозировки сыпучего материала вследствие смещения точки падения материала на наклонный потокочувствительный элемент в результате отсутствия формирователей потока; существенное изменение физических свойств транспортируемого материала (разрушение гранул, выделение межкристальной жидкости, слипания, подвисание, разрушение кристаллической структуры) 2 в результате использования бункера и вибропитателя; устройство не позволяет производить загрузку. сыпучего материала непосредственно с транспортирующего устройства, минуя расходные бункера и питатели, Известно также безбункерное загрузочное устройство для сыпучих материалов, содержащее наклонную и вертикальную направляющие, датчик ударной нагрузки с установленным наклонно по токочувствительным элементом Я7.

K недостаткам относится невысокая точность дозирования сыпучего материала, вызванная изменением изменяемой энергии потока материала, подаваемого с некоторым постоянным расходом на произвольном расстоянии от оси загрузочной воронки в каждый момент времени. Подаваемый таким образом материал после прохождения по наклонным пластинам имеет в точке падения на наклонной потокочувствительный элемент при одинаковом расходе различную вер745811

Н

2 раб(Р (Н=

2 na(< СО 0(20

30 тикальную скорость, которая зависит от направления подаваемого потока относительно оси воронки.

Это и вызывает изменение измеряемой энергии, что приводит к погрешности измерения данного устройства.

Целью изобретения является повышение точности безбункерного дозирования сыпучего материала.

С этой целью наклонная направляю- щ щая выполнена с горизонтальным участком., который образует с наклонной направляющей тупой угол и плавно сопря- . жен с ней, цри этом горизонтальный участок наклонной направляющей расположен 15 от плоскости наклонного потокочувствительного элемента на высоте Н, определяемой по формуле: где f — длина рабочего участка наклонного потокочувствительного элемента, м;

f — коэффициент внешнего трения сыпучего материала; с — угол наклона потокочувствительного элемента к горизонту, град.

На фиг. 1 — схема безбункерного за- грузочного устройства для сьптучих материалов; на фиг. 2 — зависимости

М= ((Н) крутящего момента относительно шарнирной опоры от Высоты падения сыпучего материала при фиксированных значениях конструктивных и физических параметров (угол наклона потокочувствительного элемента а(, длина рабочего уЧасгка потокочувствигельного элемента 4

Р, коэффициент внешнего трения материала f ), при различных значениях расхода сыпучего материала С

Безбункерное загрузочное устройство для пода Гй -сыпучего" материала содержит наклонную направляющую 1, нижний конец которой плавносопряжен с горизонтальным участком 2, вертикальную направляющую З устанОВленный наклОннО пОтОкочуВстВительный элемент 4, жестко зак- 50 репленный на горизонтальном рычаге 5, установленном на шарнирной опоре 6, шток 7., упирающийся в датчик веса 8, регулятор 9, исполнительный механизм 10, связанный тягой со срезаюшим ножом 11, транспортер 12. Горизонтальный участок

2 образует тупой угол с наклонной нап- равляющей 1 и плавно сопряжен с ней.

При этом горизонтальный участок 2 рас4 положен от плоскости наклонного потокочувствительного элемента 4 на высоте Н, определяемой по формуле: где — длина рабочего участка наклон- ного потокочувствительного элемента, м;

f — коэффициент внешнего трения сыпучего материала; — угол наклона потокочувствительного элемента к горизонту г эад

Повышение точности дозирования сыпучего материала достигается вследствие того, что независимо от способа подачи сыпучего материала в заявляемое загрузочное устройство, скорость материала перед ударом в вертикальную направляющую имеет только горизонтальную составляющую. Вследствие этого материал полностью теряет скорость при ударе в вертикальную направляющую и происходит его свободное падение (начальная скорость равна нулю).

Падение сыпучего материала происходит всегда с постоянной высоты, определяемой положением горизонтального участка относительно наклонного потокочувствительного элемента и рассчитываемой по приведенной выше формуле.

При этом имеется некоторое оптимальное значение высоты Н„ . Это вытекает из того, что зависимость момента относительно шарнирной опоры возникающего при ударе потока материала о поверхность наклонного потокочувствитель ного элемента от высоты падения имеег экстремальный характер (см. зависимости М= f (Н) на фиг. 2).

Как видно из фиг. 2 и формулы, веЛичина Н не зависит от расхода сыпучего материала и определяется, исходя из конструктивных параметров устройства и физических свойств измеряемого потока сыпучего материала.

Кроме того, целесообразность работы загрузочного устройства с высотой Н=Н „ вытекает из того, что при возможных случайных изменениях высоты в oKpGGT ностях тОчки Нущ ПО сраВнению с дру гимн ее значениями на кривой зависимости М= f (Н) (фиг. 2), приращение величины момента M минимально. Таким образом, наличие горизонтального участка, плавно сопряженного с нижним концом наклонной направляющей, и ус7458

Безбункерное загрузочное устройство для сыпучих материалов, содержащее наклонную и вертикальную направляющие, датчик ударной нагрузки с установленным наклонно потокочувствительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности безбункерного дозирования сыпучего материала, наклонная направляющая выполнена с горизонтальным участком, который образует с наклонной направляющей тупой угол и плавно сопряжен с ней, при этом горизонтальный участок наклонной направляющей расположен от плоскости наклонного потокочувствительного элемента на высоте Н, определяемой по формуле:

2 где — длина рабочего участка наклонного потокочувствительного элемента, м;

f — - коэффициент внешнего трения сыпучего материала; (— угол наклона потокочувствительного элемента к горизонту, град.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 2872074, кл. 222-55, опублик. 1959.

2. Патент США N 3640136, кл. 73-228, опублик. 1972 (прототип). тановка горизонтального участка на высоте Н ц, определяемой по формуле от потокочувствительного элемента обеспечивает повышение точности безбункерного дозирования сыпучего материала. 5

Устройство работает следующим образом.

Поступающий в загрузочное устройство сыпучий материал скользит по наклонной направляющей 1, далее — по го- iO ризонтальному участку 2, ударяется о вертикальную направляющую .3 и полностью теряет свою скорость. Далее происходит свободное падение материала с постоянной высоты на наклонный потоко- 15 чувствительный элемент 4, после чего материал поступает в перерабатывающий аппарат.

Вследствие удара потока сыпучего материала о наклонный потокочувствитель- 2О ный элемент 4, на последнем возникает момент относительно шарнирной опоры 6, который через рычаг 5, закрепленный на шарнирной опоре 6, и шток 7 передается на датчик веса 8, преобразо- 25 вывающий измеряемый момент в выходной сигнал Р „ пропорциональный массовому расходу. Выходной сигнал Pg датчика веса 8 сравнивается в регуляторе

9 с сигналом задания Рзур, пропор- 30 циональным требуемому массовому расходу. Далее, регулятор 9 вырабатывает регулирующее воздействие Р а, передаваемое на исполнительный механизм

10, который перемещает срезающий нож з

11 на транспортере 12. Изменение поло,жения ножа 11 приводит к изменению количества сыпучего материала, срезаемого с траспортера 12 и поступающего в загрузочное. устройство Этот процесс 40 продолжается до наступления равенства между сигналом ="-адания Рз„ и текущего значения Р. массового расхода.

Основным технико-экономическим преимуществом предлагаемого загрузочного 45 устройства является повышение точности безбункерного дозирования сыпучего материала, достигаемое в результате установки горизонтальной пластины, плавно сопряженной с нижним концом наклонной пластины, на высоте Н,„, определяемой по формуле.

11 6

В ходе проведенных испытаний по определению метрологических характеристик было установлено, что устройство, выполненное аналогично прототипу имеет относительную погрешность + 3 4, а заявляемое устройство «+ 1,5%.

Кроме того, безбункерная загрузка сыпучего материала исключает изменение его физических свойств.

Ожидаемый экономический эффект изобретения на СтПО "Сода" составит140 тыс.руб./год (в расчете на 55 безбункерных загрузочных устройств, применяемых для загрузки бикарбоната натрия в содовые печи).

Фор мула изобретения