Устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа

 

Предложена конструкция устройства для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа . Целью изобретения является возможность более полного исследования движения сыпучего материала вдоль оси вращения диска. Устройство содержит диск с приводом вращения, лопасть, установленную на диске, секционированный пробоотборник , шарнирно соединенный с ссыпающим краем лопасти. В отличие от известной предлагаемая конструкция дополнительно снабжена загрузочной емкостью , выполненной в виде изогнутой трубы прямоугольного сечения, соединенной с кронштейном, установленным с возможностью поворота вокруг оси диска, а секции пробоотборника расположены вдоль ссыпающего края лопасти. С целью расширения диапазона исследований возможно шарнирное соединение кронштейна с ссыпающим краем лопасти. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю

1 ь 0

i (21) 4823470/26

{22) 26.03.90 (46) 23.06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) B.Ô.Ïåðøèí, В,Л.Негров и Ю.Т.Селиванов (53) 543.053(088.8) (56) Любимов Э,В., Резников И,Л. и др. Определение рациональных геометрических размеров подъемно-лопастной насадки в барабанных вращающихся печах. — Химическое и нефтяное машиностроение, 1972, №

8, с.8 — 10.

Першин В.Ф, Исследование. разработка и методика расчета режимных и геометрических параметров машин барабанного типа. — Дис. на соиск, учен. степени к-та техн. наук, 1979, с.95 — 96.

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА НА

ЛОПАСТИ МАШИНЫ БАРАБАННОГО ТИПА

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов и может быть использовано при исследовании движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа в химической, электротехнической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для исследования распределения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана, содержащее барабан и секционированный пробоотборник, установленный внутри барабана вдоль era горизонтального диаметра.

„„ Ц„„1742668 А1 (57) Предложена конструкция устройства для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа. Целью изобретения является возможность более полного исследования движения сыпучего материала вдоль оси вращения диска. Устройство содержит диск с приводом вращения, лопасть, установленную на диске, секционированный пробоотборник, шарнирно соединенный с ссыпающим краем лопасти. В отличие от известной предлагаемая конструкция дополнительно снабжена загрузочной емкостью, выполненной в виде изогнутой трубы прямоугольного сечения, соединенной с кронштейном, установленным с возможностью поворота вокруг оси диска, а секции пробоотборника расположены вдоль ссыпающего края лопасти. С целью расширения диапазона исследований возможно шарнирное соединение кронштейна с ссыпающим краем лопасти. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Однако это устройство позволяет определять распределение сыпучего материала только в поперечном сечении барабана.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее диск с приводом вращения, лопасть, установленную на диске, секционированный пробоотборник, шарнирно соединенный с ссыпающим краем лопасти.

Недостаток данного устройства заключается в том, что с его помощью нельзя исследовать движение сыпучего материала на лопасти вдоль продольной оси барабана.

1742668

Цель изобретения — исследование движения сыпучего материала вдоль продольной оси барабана.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа, содержащее диск с приводом вращения, лопасть в виде короба, установленную на диске, секционированный пробоотборник, шарнирно соединенный с ссыпающим краем лопасти, дополнительно снабжено загрузочной емкостью, выполненной в виде изогнутой трубы прямоугольного сечения, соединенной с кронштейном, установленным с возможностью поворота вокруг оси диска, и секциями пробоотборника, расположенными вдоль ссыпающего края лопас1и, причем их ширина Sn в этом направлении определяется следующим соотношением: Sn = Яз/К, где Яз — размер прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К вЂ” целое положительное число (1, 2, 3...). Кроме того, подвижный кронштейн может бытьсоединен шарнирносссыпающим краем лопасти.

Экспериментально установлено, что отдельная частица сыпучего материала, сауда ряясь при движении по лопасти с другими частицами, смещается также и в направлении, соответствующем направлению оси вращения диска. Очевидно, что величина этого смещения зависит от длины пути частицы по поверхности ссыпания материала на лопасти, физико-механических свойств сыпучего материала. Теоретическое определение осевого смещения частицы затруднено, а экспериментальное определение может быть проведено следующим образом. В слой сыпучего материала на лопасти в определенном месте вдоль оси вращения диска вносится меченая частица того же материала. Затем материал на лопасти ссыпается в секционированный пробоотборник, секции которого располагаются вдоль ссыпающего края лопасти. По окончании ссыпания определяется местонахождение меченой частицы в пробоотборнике и, соответственно, ее осевое смещение.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг,2 — схема разделения пробоотборника ссыпающегося материала; на фиг.3 — схема засыпки контрольного материала вращением загрузочной емкости вокруг оси вращения диска; на фиг.4 — то же, при вращении загрузочной емкости вокруг ссыпающего края лопасти.

Устройство содержит диск с приводом

1, лопасть в виде короба 2, установленную на диске, секционированный пробоотборник 3, шарнирно соединенный с ссыпающим

10 трубу прямоугольного сечения, изогнутую

15 по дуге окружности. В случае выполнения

25

55 краем лопасти, причем перегородки пробоотборника располагаются перпендикулярно ссыпающему краю лопасти. Шарнирное соединение пробоотборника 3 и лопасти 2 осуществляется с помощью стержня 4, установленного на ссыпающем краю лопасти и втулки 5, жестко соединенной с кромкой пробоотборника. В центре диска, вдоль его продольной оси, установлен стержень 6, на котором с помощью втулки 7 установлен кронштейн 8. На кронштейне 8 с помощью винтов 9 укреплена загрузочная емкость 10.

Загрузочная емкость 10 представляет собой устройства по п.1 формулы изобретения загрузочная емкость устанавливается на кронштейне 8 таким образом, что центр окружности ее изгиба совпадает с осью вращения диска, а плоские грани трубы перпендикулярны той же оси. В случае изготовления устройства по п.2 формулы изобретения загрузочная емкость устанавливается на кронштейне 8 таким образом, что центр окружности ее изгиба совпадает с осью стержня 4, закрепленного на ссыпающем краю лопасти, а плоские грани трубы перпендикулярны той же оси. В этом случае кронштейн устанавливается на стержне 4 при снятом пробоотборнике 5. Расстояние между соседними перегородками секционированного пробоотборника, т,е. ширина секции пробоотборника определяется следующим соотношением: Sn = Яз/К, где Яз— размер прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К вЂ” целое положительное число (1, 2, 3...), Расстояние от диска до загрузочной емкости равно расстоянию от загрузочной емкости до боковой стенки лопасти (расположенной параллельно диску). Свободные кромки загрузочной емкости изготовлены таким образом, что обеспечивается плотный контакт с днищем лопасти, Пробоотборник изготовлен таким образом, что его центр тяжести расположен на одной вертикали с втулкой 5. Вследствие этого при вращении диска 1 пробоотборник совершает плоскопараллельное движение, Устройство работает следующим образом.

Загрузочная емкость 10 опускается до соприкосновения с днищем лопасти 2, находящейся в исходном положении (фиг.1). Исходным положением следует считать положение, при котором верхние кромки лопасти 2 расположены в горизонтальной плоскости. В загрузочную емко . засыпается контрольный сыпучий материм. Под контрольным сыпучим материалам понима1742668

20

30

50

55 ется материал, состоящий из меченых частиц, но обладающих механическими свойствами, что и исследуемый (например, окрашенные частицы того же материала, меченные радиактивным методом и т.д.). Ha лопасть равномерно засыпается исследуемый материал, затем загрузочная емкость осторожно извлекается из слоя засыпанного на лопасть материала путем ее поворота вокруг оси вращения. После этого кронштейн 8 с загрузочной емкостью 10 может быть снят. После проведенной операции на лопасти 2 имеется комбинированная засыпка материала. Плоские грани загрузочной емкости располагаются в одних вертикальных плоскостях с двумя перегородками пробоотборника. Включается привод диска 1. В результате поворота лопасти вместе с диском сыпучий материал ссыпается в пробоотборник, По окончании ссыпания проводится количественный анализ частиц контрольного материала в каждой секции пробоотборника.

Наличие осевого перемещения частиц сыпучего материала при ссыпании с лопасти приводит к тому, что траектории движения частиц на лопасти не перпендикулярны оси вращения диска. Из-за взаимных соударений между частицами, во время движения частицы контрольной засыпки перемещаются в области, ограниченной линиями 1 — 5 и 4-6 (фиг.2). Если бы эффект осевого перемещения частиц отсутствовал, то частицы контрольной засыпки перемещались бы по поверхности сыпучего материала в области, ограниченной линиями 2 — 5 и 3 — 6. Вследствие этого эффекта материал контрольной засыпки "растекается" по поверхности ссыпания материала на лопасти (фиг.2). Количествен ная оцен ка этого эффекта производится рассечением потока ссыпающихся частиц на слои, перпендикулярные оси вращения диска, с помощью секционированного пробоотбооника и последующим определением количества частиц контрольного материала в каждом из слоев, Ширина каждого слоя равна ширине ячейки пробоотборника, На фиг.2 ширина указанных слоев равна ширине контрольной засыпки.

Слой материала, ограниченный плоскостями, перпендикулярными оси вращения диска, к которым принадлежат точки 2 и 3, включает в себя частицы контрольной засыпки, которые при движении по поверхности ссыпания материала на лопасти не вышли из области, ограниченной линиями

2 — 5 и 3 — 6. Если бы эффект "растечения" полностью отсутствовал, то все частицы контрольной засыпки попали бы в этот слой.

Количественная оценка эффекта "растечения" определяется количеством частиц контрольной засыпки, вышедших за пределы этого слоя. Из вышесказанного следует, что в данном случае ширина ячейки пробоотборника Sn должна быть равной ширине контрольной засыпки $з, а секция пробоотборника, в которую попадает этот слой, имеет перегородки, расположенные в плоскостях, перпендикулярных оси вращения диска, к которым принадлежат точки 2 и 3, Материал контрольной засыпки, характеризующий "растечение", попадает в соседние секции пробоотборника. При количественной оценке эффекта "растечения" необходимо допущение, что контрольный материал, вышедший из области, ограниченной линиями 2-5 и 3-6, равномерно распределен по ширине секции пробоотборника. Величина смещения частиц контрольной засыпки вдоль оси диска на ссыпающем краю лопасти, т.е. при попадании частиц в секции пробоотборника, может быть значительно меньше ширины секции пробоотборника. Этот случай изображен на фиг.2, Погрешность оценки эффекта растечения в этом случае велика. Ширина секций пробоотборника, равная ширине контрольной засыпки, является максимально возможной, так как в случае увеличения ширины секции больше $3, где $3 — ширина контрольной засыпки, количественная оценка эффекта "растечения" представляется невозможной. Точность определения смещения частиц KQHTpollbHQA засыпки вдоль оси вращения диска увеличивается разбиением секции с максимально возможной шириной на более мелкие равной шир .ны. В этом случае ширина секции будет выражаться соотношением $ = $з/К, где $з — ширина контрольной засыпки материала на лопасти, соответствующая размеру прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К вЂ” целое положительное число (1, 2, 3„,).

На фиг.3 изображена контрольная засыпка, образованная вращением загрузочной емкости относительно оси вращения диска. Частицы данной засыпки, расположенные по ее высоте, имеют одинаковые расстояния до оси вращения диска. B связи с этим динамические условия при вращении диска у частиц по высоте засыпки одинаковы. Поэтому при аналитическом описании движения частиц по лопасти можно пользоваться одинаковыми условиями равновесия в момент. начала движения частиц.

На фиг,4 изображена контрольная засыпка материала, образованная вращением загрузочной емкости вокруг ссыпающего края (п.2 формулы изобретения). Данная засыпка характерна тем, что частицы, распо1742668 ложенные по высоте засыпки, имеют одинаковые расстояния до ссыпающего края, следовательно одну и ту же длину пробега по лопасти, Это необходимо для количественной сценки влияния длины пути, пройден- 5 ного частицей на ее осевое смещение.

Проверка работоспособности предлагаемого устройства осуществлялась на лабораторной установке с диаметром диска 0,5

f4. 10

Формула изобретения

1. Устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа, содержащее диск с приводам вращения, лопасть в виде короба, 15 установленную на диске, секционированный пробостбарник, шарнирно соединенный с ссыпающим краем лопасти, а т л и ч аю щ е е с я ".ем., -,то, с целью возможности исследования движения сыпучего материа- 20 ла вдоль оси вращения диска, оно снабжено загрузочной емкостью, выполненной в виде изогнутой трубы прямоугольного сечения, снабженной кронштейном„установленным с возможностью поворота вокруг оси диска, а секции пробоотборника расположены вдоль ссыпающего края лопасти, причем их ширина S в зтом направлении определяется следующим соотношением:

Sl =Зз/К, где Зз — размер прямоугольной трубы вдаль оси вращения диска;

К вЂ” целое положительное число (1, 2, 2, Устройство по п.1, о т л N "ч à K) щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона исследований., подвижный кронштейн соединен шарнирно с ccb"ëàþùëM краем лапаC ; Ifj

1742668

1742668

Составитель Ю. Селиванов

Редактор Н, Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор В, Гирняк

Заказ 2278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК .,Т СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, i01