Способ измерения скорости струи сыпучего материала

1 11Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости струи сыпучего материала, в частности для сыпучих сред, истекающих плотной струей, в том числе и частично содержащих элементы пыли.Известен способ определения скорости движения разреженной струи сыпучего материала с помощью фотографирования или киносъемки 1).Однако применение фото- и киносъемки требует больших затрат времени и средств на выполнение испытания и обработку его результатов.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения скорости струи сыпучего материала, включающий подачу материала на вращающиеся лопасти и определение количества материала, проскочившего через лопасти, по которому с учетом скорости вращения лопастей судят о скорости струи.Скорость струи материала определяют данным способом для момента прекращения или начала просыпания материала в межлопастные пространства ротора. При этом плавно изменяют частоту вращения ротора. С помощью данного способа можно опре" делить скорость плотной струи материала с примесью пыли без больших затрат времени и средств 2 1. 55947 1 лЕ иср- р ср где 25 р фопПр+ФП средняя массовая доляотраженного лопастями ротора материалаот массы поданного35 на ротор материала;Ф - масса отброшенногоматериала;1 п - масса материала,проскочившего через40лопасти.Погрешность измерения уменьшается за счет того, что в результатеснижения частоты вращения роторапоявилась возможность объективно45 определять массовую долю материала,отброшенного лопастями ротора всторону. Вследствие этого учитывается вероятность распределениячастиц по скорости. При этом опре 56 деляется средняя за время измеренияскорость струи сыпучего материала.На фиг.1 схематично изображеноустройство для осуществления предлагаемого способа, фронтальный раз 55 рез; на фиг.2 - то же, вид сверху.Для измерения скорости струисыпучего материала подают материална вращающийся от механизма привода Однако известным способом практически невозможно уловить без больших погрешностей момент прекращения или начала просыпания материала в межлопастные пространства ротора, так как при увеличении частоты вращения ротора масса материала, проскочившего сквозь межлопастные пространства, уменьшается постепенно, Это объясняется тем, что в межлопастные пространства проскакивают частицы, обладающие максимальными скоростями. Частота вращения ротора, при которой прекращается просыпание частиц материала под лопасти, соответствует тому моменту, когда отбрасываются в сторону частицы, имеющие максимальную скорость, Следовательно, в этом случае определяется максимальная скорость частиц. Для определения же средней скорости струи сыпучего материала необходимо знать вероятность распределения скорос 2тей частиц, а знание только максимальной скорости недостаточно итолько по ее значению невозможноопределить среднюю скорость струис приемлемой точностью.сЦель изобретения - повышениеточности измерения средней скорости струи сыпучего материала.Указанная цель достигается тем, Ю что согласно способу, заключающемуся в том, что струю сыпучего материала подают на вращающиеся лопасти и определяют количество материала., проскочившего через лопас ти, по которому с учетом скорости,вращения лопастей судят о скоростиструи, дополнительно измеряют количество материала, отброшенного лопастями, а искомую скорость струи 2 О определяют из выражения средняя скоростьструи сыпучего материала;высота лопастей;число лопастей;частота вращения ротора;Скорость Чявляется средней скоростью струи сыпучего :материала, так как она определяется в среднеи для многих циклов за время измерения. Для ее определения,как это видно из уравнения, необходимо знать высоту лопастей Ьд и их число Ь, частоту вращения И ротора и среднюю массовую долю отброшенного лопастями материала РДлятого, чтобы погрешности измерения были миккмалькьаки, значения Рш ке должны превышать 0,8, но и не должны быть киже 0,2. Как уже было показано выше, при больших значениях Р, погрешности измерения увеличиваются из-за того, что среди просыпавшегося лод лопасти материала искусственно увеличивается 50 з 1155 ротор с жесткими лопастями желобочного лрофиля. Отброшенный лопастями пад действием центробежных сил материал собирают и определяют его массовую долю Р от всего количества5 материала, поданного на ротор. Если полученное значение Р,не входит в рекомендуемый интервал от 0,2 до 0,8, то изменением или частоты вращения ротора, или числа лопастей 10на нем или их высоты, или двумя-тремя изменениями сразу, доводятзначение Рг до рекомендуемого.Например если полученное при эксперименте значение Р, больше рекомендуемого, то скорость струиматериала яике предельно допустимой границы возможности ее определения по принятым параметрам и режимам работы рстора. И для тогоФ Ючтобы стало воэможньи измерить скорость этой струи, необходимо илиснизить частоту вращения ротора,илисократить числа лопастей на кем илиЭуменьшить высоту лопастей илиЭ Р 5произвести два-три таких измененийсразу, И наоборот, если экспериментальное зкачение Рн, меньшерекомендуемого то производят теУже действия, но в противоположномнаправлении. Как только значениеР, вошло в рекомендуемый интервал,производят вычисление скорости струи1значение которой прямо пропорционально частоте вращения ротора,числу лопастей на нем, их высотеи обратно пропорционально экспери,ментально определенному значению Я 4доля частиц, имеющих максимальнуюскорость. Погрешность измеренияпри этом приближается к таким жезначениям, как и у прототипа. Прималых значениях р, одна и та жеабсолютная погрешность в определенни массовой доли, вызванная еСтест.венными причинами при рассеве,сбросе материала и его взвешивании, приводит к все более резкомуувеличению погрешности измерений.Предлагаемый способ позволяетоп 1 еделить скорости струй одноименных фракций или отдельных компонентов материала. Для этого нужно выделить эти фракции из общей совокупности и определить для каждой из ихзначения коэффициента Р ,Способ также позволяет определять скорость струи материала и внестационарных условиях, напримерпри движении машины, при воздействии тряски. Наконец, его гораздопроще осуществить, так как он кетребует плавного изменения частотывращения ротора. - Снижение частотывращения ротора по сравнению соспособом-прототипом обусловливаетменьшее механическое воздействиена струю материала так. как число,1пересечении струи лопастями и ударное воздействие на нее лопастейуменьпщлось. В результате создаютсяусловия для полного исключения случаев разрушения или повреждения материала лопастями, уменьшается погрешность измерения. Устройство для осуществления способа включает ротор 1 с прикрелленньик к нему жесткими лопастями 2 желобчатого профиля высотой ППри этом верхние и нижние кромки 3 каждой из лопастей 2 расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости вращения ротора 1. Ротор 1 соединен с механизмом 4 привода, который при необходимости распщрекия диапазона измерения скорости струи способен ступенчато изменять частоту вращения ротора 1. С этой же целью лопасти 2 на роторе 1 могут быть выполнены съемными в виде набора, состоящего нз двух или нескольких комплектов лопастей 2. Каждый комплект включает лопасти 2 одинакоковой высоты, но. не обязательно равное число лопастей 2. Сменные комплекты лопастей 2 могут битьвыполнены и совместно с роторами 1.Для сбора материала, отброшенноголопастями 2 ротора 1, вокруг последнего установлен улавливатель 5.Улавливатель 5 выполнен в виде охватывающего ротора 1 полого кольцасо стенкой с внешней стороны. Длясбора материала, просыпавшегося вмежлопастные пространства, под, ротором 1 установлен поддон б с емкостью 7, На фиг.1 изображен такженасадок 8, из которого истекаетструя сыпучего материала.Устройство работает следующимобразом,Струю сыпучего материала подаютиз насадка 8 на приведенный во вращение от механизма 4 привода ротор1 в зону воздействия желобочныхлопастей 2. Лопасти 2 захватываютсыпучий материал в границах по вы-соте Н 1 между верхними и нижнимикромками 3 и отбрасывают его вулавливатель 5. Часть сыпучего материала, незахваченная лопастями2, просыпается вниз под лопасти 2в поддон б и далее в емкость 7.Если, например, просыпания материалане происходит, то снижают частотувращения м ротора 1, уменьшают нанем число лопастей 2 и йх высоту И,до значений, необходимых для обеспечения устойчивого просыпанияматериала в межлопастные пространства, Затем собирают материал раздельно из улавливателя 5 и поддона6 с емкостью 7. По результатамвзвешивания навесок материала,, собранных из улавливателя 5 и5 емкости 7, определяют массовуюдолю Р, отраженного лопастями 2ротора 1 материала от всей егомассы, поданный на ротор 1 заВвремя измерения скорости струи. По10 массовой доле Р частоте вращения И ротора 1, высоте И в лопастей 2 и их числу Ь с помощью указанной формулы определяют среднююскорость Мср струи сыпучего мате 15 риала,Масса высыпанного на ротор материала зависит от массового расхода струи и продолжительности измерения.20Лопасти 2 могут быть выполненыиз металла, резины или пластических масс, но они должны сохранять жесткость при работе. Механизм 4 25 привода должен обеспечивать постоянство частоты вращения ротора 1 на одном или нескольких скоростных режимах,Применение предлагаемого способа ЗО позволяет определять скорость плотной струи сыпучего материала с примесью пыли без больших затрат времени и средств, при этом погрешность измерений составляет менее 1,5 Е.1155947 оставитель В. Н ехред Т.Дубинча арова Корректор С. Иекма Ковач едакт Заказ 3133/40 ное ССР илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 897 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 035, Москва, Ж, РауПодл комитета открыти кая наб.