Анализатор дисперсного состава порошков

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 868481 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. 0 01 й 15/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300981, Бюллетень Йо 36 Дата опубликования описания 30, 09. 81(54) АНАЛИЗАТОР ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ Изобретение относится к технике анализа дисперсного состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической, станко- инструментальной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов,Известны приборы с разделением частиц на фракции в воздушном потоке под действием сил тяжести 1 3.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 диско 86848120 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 б 5 ного ротора со щелями между дискамидЛя вывода мелкой фракции материалаи отсоса воздуха, который ограниченсверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая воронкаи край вращающейся профилированнойтарелки образуют цель для вывода крупной фракции материала, и на входе всепаратор 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.На фиг. 1 изображен анализатордисперсного состава порошка, общийвид; на фиг, 2 - блок-схема измерительной части; на фиг, 3 - временнаядиаграмма работы анализатора.Анализатор дисперсного состава порошков состоит из корпуса 1.сепаратора с бункером 2 крупной фракции иэлектродвигателем 3, дозатора 4 порошкообразного материала с электродвигателем 5, циклонов 6, эжектора 7,емкостных датчиков 8 и 9 концентрации взвешенных частиц, вторичногоприбора 10, регистрирующего прибора11, командного прибора 12. В корпусесепаратора помещен вращающийся дисковый ротор 13, ограниченный снизуобтекателем 14, а сверху - соосновращающейся профилированной тарелкой 15. Обтекатель помещен и направляющую воронку 16 с аксиальным вводом 17. На валу дискового ротора установлены шестерни 18, Кроме того,устройство содержит кран 19 подачисжатого воздуха,Вторичный прибор 10 состоит изблока 20 формирования сигналов иблока 21 отношения, регистрирующийприбор - из блока 22 индикации, акомандный прибор - иэ блока 23 управления интеграторами и блока 24 управления электродвигателями.Анализатор дисперсного составапорошков работает следующим образом.Включается командный прибор 12и подает сигнал на электродвигатель3. Посредством шестерен 18 передаетсявращение на дисковый ротор 13 и профилировандую тарелку 15. За счетразных диаметров шестерен отношениескоростей вращения профилированнойтарелки 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 приводится во вращение по сигналу с командного прибора 12, подается в несущий поток воздуха, приходит череземкостный датчик 8, аксиальный ввод17, и поступает в зону сепарации,котоРая образована внешним ободомдисков 13, Обтекателем 14 и вращающейся профилиронанной тарелкой 15.За счет сил центробежного и аэродинамического сопротивления крупнь 1 ечастицы выделяются и скапливаются нбункере 2, а мелкие выносятся из эонысепарации через щели между дисками,проходят через. датчик 9 концентрациивзвешенных частиц мелкой фракции 10.и осаждаются н бункерах циклонов 6.При установившемся режиме теченияпылегазовой среды массовая концентрация порошкообраэного материала инесущей среде на нходе в классификатор определяется иэ расходов компонентов р,(: 1 ( ) где р и 1 - массовые Расходыдисперсного 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:Л =(2)гдер 1 - массовый расход материала на выходе из сепаратора.Сопоставив отношение зависимостей (1) и ( 2),( ррЯ . р 1,3)Лрр,получим отношение проходящего в единицу времени количестна материала с размерами частиц, меньшими граничного размера, к общему количеству исходного материала, т.е.- ос% =2 (д). фТаким образом, если непрерывно следить за концентрацией порошкообразного материала на входе в сепаратор и на выходе из него и последовательно менять режимы разделения, то по отношению концентрации можно определить количества частиц, меньших анализируемых размеров, или кривые проходов.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 частицынаходятся в полости дат чика одинаковое время с, что поэволяет измерять интегральное значение количества порошка в датчике за время с;1= 3 е(одс, 3,= Гйж (5)5где о (с) - функции потока мас 12сы 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 ворошка 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. 20С этой целью проходное сечение емкостных датчиков концентрации взвешенных частиц делают меньшим проходного сечения трубопровода, Предельным является равенство проходных 25 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= О включается двигатель 3 сепаратора и в течение 16 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 0 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 устанавливаются в исходное положение,Испытания анализатора подтверждают его высокую эффективность,особенно при анализе мелкодисперсных (О мкм) порошков. Большая представительность анализируемой навески и скорость анализа позволяют использовать прибор в качестве экспресс- анализатора как в лабораторных условиях, так и в технологических линиях, что перспективно с точки зрения развития автоматизированных систем управления технологическими процес- . сами (АСУТП).Формула изобретенияАнализатор дисперсного состава порошков,содержащий дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воз.духодувку, циклоны, командный блок,регистрирующий прибор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюпроведения непрерывного анализа вовсем диапазоне размеров частиц исследуемого материала и автоматизации анализа, сепаратор выполнен ввиде полого вращающегося дисковогоротора со щелями между дисками длявывода мелкой Фракции материала иотсоса 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 191222, кл. О 01 й 15/02, 1964.2. Авторское Свидетельство СССР 9303565,кл С 01 Б 15/02,1968(прототип).868481 Пск Рот 49 ЫИ 7 Составитель В. АлексеевТехред А,Бабинеп Корректор А, Ферен Мермелштай еда аз 8308/5 Тираж .910 ВНИИПИ Государственного ко по делам иэобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск