Анализатор дисперсного состава порошков
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<1868481
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 21. 01. 80 (21) 2892369/18-25 с присоединением заявки М
Ф (я)м. кл.
G 01 N 15/02
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 300981. Бюллетень N9 36
Дата опубликования описания 30. 09. 81 (53) УДК 539.215.й (088. 8) —В.К ° НВУУВВsssas A.Т. РРРВВ» Ю ° В ° ВВРР as !.
П.Н. Зятиков и Н.П. Пшебыславский
1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) АНАЛИЗАТОР ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ
Изобретение относится к технике анализа дисперсного состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической, станкоинструментальной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов, Известны приборы с разделением частиц на .фракции в воздушном потоке под действием сил тяжести (1 ).
Ошибки анализа данным устройством возникают из-за большой размытости граничных размеров выделенных фракций вследствие низкой остроты сепарации, причем ошибка возрастает но мере отклонения формы частиц от шарообразной. Причиной плохого качества разделения является низкий уровень сил тяжести и сил аэродинамического сопротивления частиц.
Известно также устройство для контроля дисперсного состава порошков, содержашее вибродозатор, весы для взвешивания анализируемой дозы порошка, вибролоток, два последовательно соединенных сепаратора, выполненных в виде пустотелых цилиндров, по .периметру которых расположены под углом к боковой поверхности щелевидные сопла, снабженные в цент-, ральной части каналами для отсоса воздуха, а в боковой части патрубками для вывода отсепарированных частиц, и весы для взвешивания отсепарированных частиц порошка (21.
С помощью этОго устройства разделение и анализ порошка проводится лишь по двум граничным размерам,что не позволяет построить функцию распределения частиц исследуемого порошка по размерам. Возможность зависания и накопления материала в пылесборниках и внутренней полости сепаратора приводит к ошибкам во взвешивании и определении процентного состава выделенной грубой фракции материала. Низкая эффективность разделения порошка на фракции затрудняет определение граничного размера частиц, что приводит к систематическим погрешностям анализа.
Цель изобретения — проведение автоматического непрерывного анализа во всем диапазоне размеров частиц исследуемого материала.
Указанная цель достигается тем, что в анализаторе дисперсного состава порошков сепаратор выполнен в виде полого вращающегося диско868481
40 ного ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и отсоса воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая воронка и край вращающейся профилированной тарелки образуют цель для вывода круп ной фракции материала, и на входе в сепаратор и на выходе мелкой фракции иэ сепаратора он снабжен емкостными датчиками концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепариронанного материала, проходное сечение которых меньше проходного сечения трубопровода. 15
На фиг. 1 изображен анализатор дисперсного состава порошка, общий вид; на фиг. 2 — блок-схема измерительной части; на фиг. 3 — временная диаграмма работы анализатора. 20
Анализатор дисперсного состава порошков состоит из корпуса 1.сепаратора с бункером 2 крупной фракции и электродвигателем 3, дозатора 4 порошкообразного материала с электродвигателем 5, циклонов 6, эжектора 7, емкостных датчиков 8 и 9 концентрации взвешенных частиц, вторичного прибора 10, регистрирующего прибора
11, командного прибора 12. В корпусе сепаратора помещен вращающийся дисковый ротор 13, ограниченный снизу обтекателем 14, а сверху — соосно вращающейся профилированной тарелкой 15. Обтекатель помещен и направляющую воронку 16 с аксиальным ннодом 17. На валу дискового ротора установлены шестерни 18. Кроме того, устройство содержит кран 19 подачи сжатого воздуха.
Вторичный прибор 10 состоит из блока 20 формирования сигналов и блока 21 отношения, регистрирующий прибор — из блока 22 индикации, а командный прибор — иэ блока 23 управления интеграторами и-блока 24 управления электродвигателями.
Анализатор дисперсного состава порошков работает следующим образом.
Включается командный прибор 12 и подает сигнал на электродвигатель
3. Посредством шестерен 18 передается вращение на дисковый ротор 13 и профилирован ую тарелку 15. За счет разных диаметров шестерен отношение скоростей вращения профилированной тарелки и дискового ротора равно 1,7.
С помощью крана 19 устанавливается необходимый расход воздуха через анализатор.
Исследуемый порошок с помощью дозатора 4, двигатель 5 которого при- ц водится во вращение по сигналу с командного прибора 12, подается в несущий поток воздуха, приходит через емкостный датчик 8, аксиальный ввод
17, и поступает в зону сепарации, у которая образована внешним ободом дисков 13, обтекателем 14 и вращающейся профилиронанной тарелкой 15.
3а счет сил центробежного и аэродинамического сопротивления крупные частицы выделяются и скапливаются н бункере 2, а мелкие выносятся из эоны сепарации через щели между дисками, проходят через. датчик 9 концентрации взвешенных частиц мелкой фракции и осаждаются н бункерах циклонов 6..
При установившемся режиме течения пылегазовой среды массовая концентрация порошкообраэного материала и несущей среде на нходе в классификатор определяется иэ расходов компонентов 1р
1 где Ip и !у — массовые расходы дисперсного материала и несущей среды.
Если сепаратор работает н определенном режиме и в бункере крупной фракции скапливается часть материала с размерами частиц, большими граничного, то на выходе из сепаратора массовая расходная концентрация меньше: ,0„ = (2) где Ipq — массовый расход материала на выходе из сепаратора.
Сопоставив отношение зависимостей получим отношение проходящего в единицу времени количестна материала с размерами частиц, меньшими граничного размера, к общему количеству исходного материала, т.е. — Для замеров концентрации на входе и выходе из классификатора установлены емкостные датчики 8 и 9 концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала. Измерение расхода порошка через датчики 8 и 9 основано на изменении величины электрической емкости от количества порошка, находящегося внутри датчика, Применяемый диалькометрический метод исключает влияние дисперсности частиц на результаты измерения. При равномерно перемешанной нанеске порошка и постоянном расходе воздуха в трубопроводе все частицы находятся в полости дат чика одинаковое время t, что поэво868481 ляет измерять интегральное значение количества порошка в датчике за время 1 1 1„= Jrn„(t}dt, = в,(ж (5) rze m (t) — функции патока массы порошка через датчики. Интегральные значения ) и (количества порошка, прошедшего через датчики 8 и 9, представляются в виде постоянных напряжений и сравниваются в блоке 21. Из выражений (5) видно, что погрешность измерения интегрального количества порошка зависит в первую очередь от времени пребывания частиц в полости датчика. Чем меньше траектория частчц отличается от линий тока несущей среды, тем меньше частицы, совершают хаостических движений и тем меньше вносится погрешность. 20 С этой целью проходное сечение емкостных датчиков концентрации взвешенных частиц делают меньшим проходного сечения трубопровода. Предельным является равенство проходных сечений. В предлагаемом анализаторе это отношение равно 0,75. Последовательность интегрирования, а также своевременное включение и выключение дозатора осуществляется командным прибором 12. Полный цикл измерения содержания мелкой фракции порошка в исходном количестве поясняется временной диаграммой (фиг.3). В момент времени с = 0 включается двигатель 3 сепаратора и в течение Хб с происходит выход на режим. В течение времени с 16 до 48 с происходит интегрирование потоков в датчиках 8 и 9. Дозатор выключается на 8 с раньше интегратора. С 56 до 64 с Il0 осуществляется сравнение двух постоянных напряжений } (} в блоке 21 отношения. Результат измерения в процентах фиксируется в блоке 22 индикации в течение времени с 72 по 96 с. 45 На этом кончается процесс разделения и измерения первой выделенной фракции порошка. Описанный процесс работы анализатора дисперсного состава повторяется до получения функции распределения частиц по анализируемым размерам во всем диапазоне размеров исследуемого порошка, после чего прекращается работа всех блоков, их элементы устанавливаю ся в исходное положение. Испытания анализатора подтверждают его высокую эффективность,особенно при анализе мелкодисперсных (О100 мкм) порошков. Большая предста-. вительность анализируемой навески и скорость анализа позволяют использовать прибор в качестве экспрессанализатора как в лабораторных условиях, так и в технологических линиях, что перспективно с точки зрения развития автоматизированных систем управления технологическими процес- . сами (АСУТП). Формула изобретения Анализатор дисперсного состава порошков,содержащий дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воз.духодувку, циклоны, командный блок, регистрирующий прибор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью проведения непрерывного анализа во всем диапазоне размеров частиц исследуемого материала и автоматизации анализа, сепаратор выполнен в виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и отсоса воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая воронка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, и снабжен на входе и выходе емкостными датчиками концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала, проходное сечение которых меньше проходного сечения трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 191222, . G 01 N 15/02, 1964. 2. Авторское Свидетельство СССР у303565,кл G 01 N 15/02,1968(прототип). 868481 12 абота 49SEA П 9F Редактор Т. Мермелштайн Тираж .910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8308/57 Филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная,4 Рюьистрацир РВЗ ЛЬтатО3 иЗгЮретгр! ! (! Составитель В. Алексеев Техред A,Áàáèíåû Корректор A. Ференц
