Способ выдачи и дозирования сыпучего мелкодисперсного ферромагнитного материала и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е ()938024

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOhAV СВИДитпьствю

Союз Советсиии

Социапнстичвсиии

Респубими (6I) Дополнительное к авт.свид-ву (22) Заявлено 25. 12.79 (21) 2860575/18-10 (5l)M. Кл.

G 01 F 11/00

В 28 С 7/06

В 01 Г 15/02

В 01 Г 15/04

В 65 G 56/30 (53) УДК 66.028; .621 .86.067 (088. 8) с присоединением заявки ЛЙ (Ьвударстееииьм камитет

CCCP ее двим изебретеиий и открмтий (23) Приоритет

Онубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.82 (72) Автор изобретения

Ю. И. Тамбовцев

1

СраенеТруаоного Краонего Знамени иное о у тенно- и меооообмуеиа им. A. В. Лыкова (71) Заявитель — г (54 ) СПОСОБ ВЫДАЧИ И ДОТИРОВАНИЯ СЫПУЧЕГО

МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к дозированию сыпучих мелкодисперсных ферромагнитных материалов и может быть применено в металлургической, химической и пищевой промышленностях, а также в сушильном

5 деле.

Известен способ работы дозирующего устройства с помощью электромагнитного затвора для регулирования расхода сыпучего ферромагнитного материала, согаасно которому регулирование расхода достигают за счет создания высокоградиентного магнитного поля, генерируемого соленоидом, охватывающим патрубой, в котором движется ферромагнитный материл f1).

Недостатком способа является невозможность создания магнитного поля высокой силы по всему живому сечению,, патрубка, сравнимой с.силой поля поли- 2о градиентных магнитных сепараторов для сепарации слабомагнитных руд, что делает этот способ совершенно неэффективным для регулирования расхода мелкодисперс- ного ферромагнитного материала с субмикронными частицами и:- -за резкого уменьшения их магнитной проницаемости по сравнению с частицами размерами, свыше 0,1-0,2 мм. Кроме того, способ совершенно невозможно применять для дозирования немагнитных сыпучих материалов.

Известен также способ, заключающий-. ся в пропускании сыпучего материала через слой ферромагнитных тел, например шаров, выполненных из магнитотвердого материала, на который налагают переменное магнитное поле (2).

Недостаток, этого способа заключается в ограничении напряженности магнитного поля, которая не должна превышать величину коэрцитивной силы материала шаров, в образовании полости вдоль центральной оси соленоида, за счет перераспределения ферромагнитных шаров по зонам с боль-. шим магнитным потоком, причем, вследствие сцепления шаров между собой за счет остаточного магнетизма после пре

3 93802 рывания переменного магнитного поля, .

Ф эта lIQllocTb сохраняется. Все это позволяет дозировать материал лишь в достаточно слабом мавнитном поле, что ограничивает высоту слоя дозируемого материала над слоем шаров, а если эту высоту не поддерживать постоянной, то количество материала, просыпаемого через слой шаров в единицу времени, изменяется со временем, что исключает точное щ дозирование материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выдачи и дозирования сыпучего материала путем изменения его вязкости и регулирования проходного сечения истечения при вибрационном воздействии ферромагнитных -тел, помещенных в прерывистое магнитное поле.

Устройство для. осуществления этого способа содержит корпус, бункер с выходным патрубком, установленный в верхней части корпуса, рабочую камеру с ферромагнитными телами, размещенную в нижней части корпуса, сетку, предо храняющуюю err выпадения из камеры фер, ромагнитных тел, соленоид, расположенный снаружи рабочей камеры, и блок питания электрическим током, подключенный к соленоидной катушке 13). (I

Недостаток известного способа состоит в том, что тела сцепливаются друг с другом, ориентируясь вдоль магнитных силовых линий, и налипают на стенки

35 соленоида, в результате чего в центре корпуса образуется полость, не перекрытая слоем шаров. При выключении магнитного поля плотный слой дозируемого дисперсного материала, проходящий через . 40 эту полость, препятствует возвращению шаров в исходное положение, что резко снижает точность дозирования материала.

Течение материала через эту полость неравномерное, прерывистое, а по мере

45 уменьшения высоты слоя может и вообще прекратиться.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, для порционной

50 подачи материала создают импульсное магнитное поле с частотой 0,5-4 Гц и длител ностью 0,01-0,02 с, а для непрерывной подачи материала создают импульсное магнитное поле с частотой 4-10 Гц.

В устройство, реализующее способ, введены соленоид выходного патрубка, возвратно-пост нательная тарелка со

4 ф штоком, двухкольцевой подшипник скольжения штока, регулируемый ограничитель движения штока, рыхлители, уровнемер, сердечник, кольцевой буртик, спицы, соленоид промышленного тока и два магнитопровода, первый из которых охватывает соленоид выходного патрубка бункера и подшипник скольжения, а второйсоленоиды рабочей камеры и промышленного тока, при этом возврати<>-поступательная тарелка со штоком размещена соосно с выходным патрубков бункера, уровнемер и рыхлители связаны со штоком, сердечник установлен в:центре со» леноида рабочей камеры и при помощи спиц скреплен с кольцевым буртиком, связанным с внутренней поверхностью рабочей камеры, соленоид промышленного тока установлен под сеткой соосно с рабочей камерой, а блок питания электрическим током. имеет мост постоянного тока, диагональ которого снабжена реле, а в одно из плеч включена обмотка уровнемера, тиристор, через который в электрическую сеть включен соленоид рабочей камеры, второй тиристор, через который параллельно соленоиду рабочей камеры через реле моста постоянного тока подключен соленоид патрубка, второе реле и параллельно подключенную к нему емкость, которые подключены к первому тиристору, третье реле и параллельно подключенную к нему емкость, которые через второе реле подключены к первому тиристору.

При этом выходной патрубок бункера, наружное кольцо, подшипника скольжения, сердечник и кольцевой буртик выполнены из ферромагнитного материала, а корпус, внутреннее кольцо подшипника скольжения и спицы выполнены из немагнитного материала.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — электрическая схема устройства; на фиг. 3 — зависимость скорости просеивания материала через. ферромагнитные тела от частоты импульсного магнитного поля; на фиг.. 4 — скорость просеивания материала в зависимости от количества материала над слоем ферромагнитных тел; на фиг. 5 — зависимость отношения скорости просеивания."сыпучего материала, измеренной при дополнительном наложении переменного магнитного поля, к скорости, измеренной в отсутствии этого поля.

Устройство содержит немагнитный корпус l с сеткой 2, перекрывающей нижнюю часть корпуса 1, слой ферромагнитных тел 3, над которыми снаружи корпуса 1

5 9380 расположен соленоид 4, создающий магнитный поток, возрастающий над слоем ферромагнитных тел 3. Под сеткой 2, снаружи корпуса 1, установлен соленоид

5, питаемый током промышленной частоты s

50 Гц. Снаружи соленоиды 4 и 5 охвачены магнитопроводом 6. Дозируемый сыпучий материал 7 загружается в бункер 8, откуда через ферромагнитный патрубок 9 с соленоидом 10 попадает на размещенную под этим патрубком 9 ферромагнитную тарелку 11 со штоком 12, совершающим возвратно-поступательное движение в двух кольцевом подшипнике скольжения, состоящим из внутреннего немагнитного кольца 15

13 и наружного ферромагнитного кольца

l4. Ферромагнитное кольцо 14 и соленоид 10 охвачены магнитопроводом 15. На штоке 12 установлен ограничитель 16 движения штока, выполненный в виде гай-20 ки с контргайкой, и регулируемый уровнемер 17, выполненный в виде гайки с контргайкой и снабженный обмоткой 18 термбметра сопротивления. В конце штока 12 установлен рыхлитель 19, выпол- 25 ненный из проволочек. В корпусе 1 в центре соленоида 4 жестко прикреплен ферромагнитный кольцевой буртик 20, в центре которого на немагнитных спицах

2l установлен ферромагнитный сердеч- зо ник 22;

Блок питания электрическим током (фиг. 2) содержит мост 23 постоянного тока, имеющий резисторы 24-26 и обмотку 18 уровнемера 17. B диагональ моста 23 постоянного тока включено реле 27 (Л ). Соленоид 4 рабочей камеры включен в электрическую сеть через тиристор 28 с емкостью 29, а соленоид 10 патрубка 9 подключен щ через тиристор 30 параллельно соленоиду 4. Для достижения необходимой частоты включения-выключения тиристора 28, при его работе в импульсном режиме, введено реле 31 (Л ) с емкостью 32, включенной параллельно реле 31. Время включения тиристора 28 при работе в импульсном режиме может быть также периодическим, для чего введен блок с реле 33 (Л ) и емкостью 34, включенной параллельно реле 33.

Устройство работает следующим образом.

Сыпучий мелкодисперсный ферритовый материал 7 из бункера 8 через ферромагнитный патрубок 9 поступает в корпус 1, образуя слой, расположенный над слоем ферромагнитных тел 3. При включении тиристора 28 (фиг. 2) по об-.

24 6 мотке соленоида 4 проходит импульсный ток частотой не более 10 Гц, длитель-. ностью импульсов не превышающих 0,02с.

Ферромагнитные тела 3 начинают вибрировать с частотой импульсов, при этом они не сцепливаются друг с другом. В отсутствие дозируемого материала 7 в магнитном поле указанных параметров имеет место интенсивное хаотическое движение ферромагнитных тел 3. При расположении же над слоем тел 3 дозируемого материала 7, верхняя чаеть слоя тел 3 "всплывает" в слое этого материала 7 в область, лежащую выше половины высоты соленоида 4, где на тела 3 действует сила, направленная вниз. В центре же соленоида 4 эта сила равна нулю. В итоге силы, действующие на верхнюю и нижнюю части слоя тел 3, уравновешиваются и вибрация их и дозируемого материала практически прекращается.

Возникает своеобразная пробка, тормозящая проход дозируемого материала 7 через слой тел 3.

"Всплытию" тел 3 и образованию пробки препятствуют буртик 20 и сердечник

22, в результате чего вплоть до частоты

12 Гц не образуется полость в центре соленоида. Дисперсный материал 7 при этом находится в хаотическом движении, сила приложенная к телам 3, постоянно направлена вверх. В этом случае резко улучшается текучесть материала 7 через слой ферромагнитных тел 3.

Для точного дозирования необходимо строго соблюдать частоту импульсного поля и постоянство уровня материала 7 над слоем тел 3, для чего дозирующее. устройство снабжено вибропитателем, который работает следующим образом.

При уменьшении высоты слоя материала 7 обмотка 18 уровнемера 17 начинает нагреваться. Мост 23 постоянного тока при этом разбалансируется, и по диагонали его идет ток, включающий реле 27, нормально разомкнутые контакты которого включают цепь управления ти» ристора 30 и в соленоид 10 поступает ток, приводящий в вибрационное движение шток 12 с тарелкой ll. Материал

7 поступает в корпус 1 пока не будет засыпан уровнемер 17, вибрирующий со штоком 12, так как обмотка 18 уровнемера 17 сразу остывает, сопротивление ее падает,.ток в диагонали моста 23 уменьшается и реле 27 выключается.

Уровнемер 17 можно устанавливать на любой, высоте на штоке 12.

7 938024 8, пылевидного ферро- вывается полость в центре слоя тел 3 а 7 проволочки рых- и происходит резкое уменьшение амплиI из немагнитной ста- туды их колебаний. Течение материала батывает только тог- через полость становится неустойчивым управления разря- 5 и отрывистым. которая заряжается При частоте импульсов магнитного покнутые контакты ре- ля 2,3,4,5,7 и 10 Гц, при их длительии нормально замк- ности, равной 0,01 с, и напряженности е ЗЗ. Емкость 29 магнитного поля 220 кА/м (фиг. 4), расчетом, чтобы 10 параметры выдачи дозируемого материала цепь управления такие же, как и в случае, описанном на ало 0,02 с. Изменяя первом графике (фиг. 3). ют регулирования Графики (фиг. 3-5) также показывают, реле 31 и, следо- что при дополнительном наложении перемпульснОГО тока 15 менногo магнитного ПОля значительно оленоид 4. улучшается текучесть ферромагнитного реле 31 импульсный дисперсного материала, причем дозироерывается и дозиро- ванный материал подается в распыленном нала 7 через слой тел виде. Комки его полностью распадаются, может быть автомати-2р что важно для примейения такого дозапри срабатывании ре- тора в генераторе пыли или для равнозаряде емкости 34 мерного напыления материала на поверхгается включение костях тва чеРез 40 с на Предлагаемый способ и устройство нижении уровня мате- 25 для его осуществления обеспечивают точмвра 17 и включении ность и стабильность дозирования, улучал но Разомкнутый шают текучесть дисперсного материала, лючается цепь управ- в том числе, и плохо сыпучего, например, по соленоиду 10 мокрого или намагниченного. При работе к, генерируемый ти- щ в диапазоне частот 3-4 Гц предлагаемый отке соленоида 10 способ и устройство для его осуществлеьсное магнитное поле ния позволяют получать материал в виде вует с ферромагнитной мелких порций, следующих одна за другой я ее в вибрационное с частотой импульсов магнитного поля, нно с обрабатываемым а в диапазоне частот от 4 до 10 Гц обес35 рый начинает стекать печивается непрерывная подача материала.

Для разрыхления магнитного материал литрля 19 выполнень ли. Тиристор 28 сра да, когда в его цепь жается емкость 29, через нормально зам ле 31 при размыкан нутых контактов рел подбирается с таким время ее разрядки в тиристора не превыш емкость 32, достига частот срабатывания вательно, частоты и проходящего через с

При выключении ток в соленоиде 4 пр ванная подача матер

3 прекращается. Она чески возобновлена ле 33, например при в 10000 мкФ дости дозирующего устройс время 10 с. При по риала 7 ниже уровне реле 27, через норм контакт которого вк ления тиристора 30 идет импульсный то р.истором 28. В Обм возбуждается импул которое взаимодейст тарелкой 11, привод движение одновреме материалом 7, кото с тарелки 11 в корпус 1. Подача материала 7 происходит до тех пор, пока уровнемер 17 не погрузится в материал 7 и обмотка 18 уровнемера 17 не остынет до

40 заданной температуры баланса моста 23 постоянного тока.

На фиг. 3 кривая 1 получена при отсутствии переменного магнитного поля, кривая 2 — при напряжении магнитного

45 поля, равном 10 кА/м. Область 1 — порционная подача материала 7, области П и И! — непрерывная подача материала.

Штриховыми линиями ограничена область, в которой лежат различные значения скоростей просеивания, полученные после

50 включения магнитного поля неизменных параметров — это область: нестаб ильной подачи материала. Первой зоне соответствует диапазон частот импульсов магнит .ного поля длительностью 0,01-0,02 с и частотой 0,5-4 Гц, второй зоне 4-7 Гц, третьей 7-10 Гц и заштрихованной зоне

10-50 Гц. В заштрихованной зоне образоФор мула изобретения

1. Способ выдачи и дозирования сыпучего мелкодисперсного ферромагнитного материала путем изменения его вязкости и регулирования проходного сечения истечения при вибрационном воздействии ферромагнитных тел, помещенных в прерывистое магнитное поле, о т л и. ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, для порционной подачи материала создают импульсное магнитное поле с частотой 0,5-4 Гц и длительностью 0,010,02 с, а для непрерывной подачи материала создают импульсное магнитное поле с частотой 4-10 Гц.

2. Устройство для выдачи и дозирования сыпучего . мелкодисперсного ферромагнитного материала, содержащее корпус, бункер с выходным патрубком, установленный в верхней части корпуса,,рабочук

9 938024 10 камеру с ферромагнитными телами, раз- чена обмотка уровнемера, тиристор, через мещенную в нижней части корпуса, сетку который в электрическую сеть включен предохраняющую от выпадании из камеры соленоид рабочей камеры, второй тирис ферромагнитных тел, соленоид, располо- тор, через «оторый параллельно соленоиду женный снаружи рабочей камеры, и блок рабочей камеры через реле моста постопитания электрическим током, подключен- янного тока подхлючен соленоид патрубный к соленоидной катушке, о т л и ч а - ка, второе реле и параллельно подключеню щ е е с я тем, что в него введены ную к йему емкость, которые подключены к соленоид выходного патрубка, возвратно- к первому тиристору, третье реле,и tlaпоступательная тарелка со штоком, двух- щ раллельно подключенную к нему емкость, кольцевой подшипник скольжения штока, которые через второе реле подключены регулируемый ограничитель движения што- к первому тиристору. ка, рыхлители, уровнемер, сердечник, коль- 3. Устройство по п. 2, о т л и ч а юцевой буртик, спицы, соленоид и два маг- щ е е с я тем, что выходной патрубок нитопровода, первый из которых охваты- д бункера, наружное кольцо подшипника вает соленоид выходного патрубка бункера скольжения, сердечник и кольцевой буртик и .подшипник скольжения, а второй - соле-. выполнены из ферромагнитного материала, ноиды рабочей камеры и промышленного я корйус, внутреннее кольцо псдшипнитока, при этом возвратно-поступательная ка скольжения и спицы выполнены из тарелка со штоком размещена соосно с 2О немагнитного материала. выходным патрубком бункера, уровнемер и рыхлители связаны со штоком, сердечник Источники информаций установлен в центре соленоида рабочей принятые во внимание при экспертизе камеры и при помощи спиц скреплен с коль- . 1. Авторское свидетельство СССР цевым буртиком, связанным с внутренней gg М: 562700, кл. F 16 К 31/08, 1975. поверхностью рабочей камеры, соленоид 2. Авторское свидетельство СССР щзомышленного тока установлен под сет- М 651835, кл. В 01 Р 13/08, кой. соосно с рабочей камерой, а блок пи- В 28 С 7/06, 1976. тания электрическим током имеет мост 3. Авторское свидетельство СССР постоянного тока, диагональ которого 3O % 651834, кл. В 01 F 13/08, снабжена реле, а в одно из плеч вклю- В 28 (, 7/06, 1976 (прототип).

938024

ЗО Н, «д/и

ZO фиг.5

Заказ 1 1 !2/60 Тираж 673 Подписное

13НИИПИ Государственное комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Составитель А. Черепов

Редактор A. Шишкина Техред N. Tåïeð Корректор О. Билак