Анализатор дисперсного состава порошков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕЖИХРЕСПУБЛИН ОЮ (11) МБР 001 Б 15 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,: К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.12.83. Бюл, 9 47 (72) В.К. Никульчиков, Ю.А. Бирюков, А,Т. Росляк и П.Н. Зятиков (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете им. В.В. Куйбышева (53) 539,214,4(088.8.)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 868481, кл. С 1 01 Й 15/02, 1980 (прототип).(54)(57) АНАЛИЗАТОРДИСПЕРСНОГО. ,СОСТАВА ПОРОШКОВ по авт. св. Р 868481, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностианализа путем изменения условийвывода частиц иэ зоны сепарации,вращающаяся профилиронанная тарелка выполнена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, исъемным кольцом, установленным навнутренней поверхности корпуса сепаратора на уровне нижнего краяпрофилированной тарелки, причем штуцер соединен с источникомсжатого воздуха пневматическойлинией, снабженной редукторомеИзобретение относится к техникеанализа дисперсного состава пороиков и может бнть использовано в порошковой .металлургии, химическойи других отраслях промышленности,связанных с переработкой порошкообразных материалов.По основному авт. св, 9 868481известен анализатор, содержащийдозатор порошкообразного материала,сепаратор, воздуходувку, циклоны,командный прибор, регистрирующийприбор, при этом сепаратор выполненв виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дискамидля вывода мелкой фракции материалаи отсоса воздуха, который ограниченсверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющуюворонку, причем направляющая воронка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабженемкостными датчиками концентрациивзвешенных частиц анализируемогои отсепарированного материала, проходное сечение которых меньше проходного сечения трубопровода 1Однако при разделении порошка накрупную и мелкую фракции по определенным граничным размерам было отмечено засорение крупной Фракциичастицами, размеры которых значительно меньше граничного за счетошибочных частиц различных размеров,которые выделяются на поверхности вращающейся профилированной тарелки и выбрасываются в бункер крупной фракции. Эти частицы не могут попасть в .поток и снова участвовать в процессе разделения, что гарантировало бы более четкое разделение,так как они попадают в,поле действия . превалирующей центробежной силы и выбрасываются в бункер крупной Фракции, загрязняя ее. Вследствие этого уменьшается острота сепарации (эффективность разделения порошка по размерам), что приводит к ухудшению чувствительности анализатора к изменению дисперсного состава, особен. но в области размеров частиц, процентное содержание которых в исходном материале незначительно, так как в этом случае количество частиц, загрязняющих продукт, может превысить количество частиц, составляющих основную фракцию, что приводит к ошибкам анализа, особенно на границах кривых распределения порошков по размерам.Целью изобретения является повышение точности анализа путем изме/нения условия вывода частиц из.зоны сепарации.Поставленная цель достигаетсятем, что в анализаторе дисперсногосостава порошков, содержащем дозаторпорошкообразного материала, сепаратор, воздуходувку, циклоны, командный прибор и регистрирующий прибор,при этом сепаратор выполнен в видеполого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и от соса воздуха, который ограниченсверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющуюворонку, причем направляющая ворон ка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабженемкостными датчиками .концентрациивзвешенных частиц анализируемогои отсепарированного материала, проходное .сечение которых меньше проходного сечения трубопровода, вращающаяся профилированная тарелка выполиена перфорированной, а сепараторснабжен штуцером, установленнымв верхней части корпуса, и съемнымкольцом, установленным на внутреннейповерхности корпуса сепаратора на 25 уровне нижнего края профилированной 30 тарелки, причем штуцер соединен систочником сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором,На Фиг. 1 изображен анализатор,общий вид; на Фиг. 2 - блок-схемаизмерительной части; на фиг, 3временная диаграмма работы измерительной части. Анализатор дисперсного составапорошков (Фиг. 1) состоит из корпуса сепаратора 1 с бункером 2 крупной фракции и с электродвигателем 3,дозатора 4 порошкообразного мате Риала с электродвигателем 5, цикло.нов 6, эжектора 7, емкостных датчиков 8 и 9 концентрации взвешенныхчастиц, вторичного прибора 10, регистрирующего прибора 11, командного прибора 12. В корпус сепаратора 1 помещен вращающийся дисковый роторограниченный снизу обтекателем 14,а сверху соосно вращающейся перфорированной профилированной тарелкой15,Обтекатель помещен в направляющуюворонку 16 с аксиальным вводом 17.На валу дискового ротора и вращающейся перфорированной тарелки установлены шестерни 18. В корпус сепаратора для подвода воздуха в полость, 60 образованную корпусом сепаратораи поверхностью профилированнойперфорированной тарелки, выполненоотверстие 19 со штуцером 20. С по.умощью съемного кольца 21 регулирует ся зазор между краем вращающейсяпрофилированной тарелки и корпусом сепаратора. Воздух в корпус сепара-, тора подается с помощью пневматической линии с редуктором 22. Для подачи сжатого воздуха от источника установлен кран 23. 5Вторичный прибор 10 (Фиг.2) состоит из блока 24 формирования сигналов, блока 25 отношения. Регистррирующий прибор 11 состоит из блока 26 индикации. Командный прибор 12 10 состоит из блока 27 управления интеграторами и блока 28 управления электродвигателями. Приборы 10 - 12 имеют общий блок 29 питания.Анализатор дисперсного состава 5 порошков работает следующим образом.Включается. командный прибор 12 и подает сигнал на электродвигатель 3, Посредством шестерен 18 передается вращение на дисковый ротор 13 и перфорированную профилированную тарелку 15. За счет разных диаметров шестерен отношение скоростей вращения .перфорированной профилированной тарелки 15 и дискового ротора 13 равно 1,7. С помощью крана 23 устанавливается необходимый расход воздуха через анализатор и с помощью редуктора 22 устанавливается необходимый расход воздуха через перфорацию профилированной тарелки 15. С помощью съемного кольца 21 осуществляется регулировка зазора между- краем вращающейся профилированной .тарелки и корпусом сепаратора. За счет изменения величины зазора устанавливается определенный расход воздуха через щель для вывода крупной ФракцииИсследуемый порошок с помощью дозатора 4, двигатель 5 которого приводится во вращение по 40 сигналу с командного прибора 12, подается в несущий поток воздуха, проходит через емкостный датчик 8, аксиальннй ввод 17 и поступает в зону сепарации, которая образована внеш ним ободом дисков 13, обтекателем 14, вращающейся профилированной тарелкой 15. За счет центробежной силы и аэродинамического сопротивления частицы разделяются относительно 50 некоторого размера, называемого граничным, на две фракции. Крупные 1частицы из объема зоны разделения выделяются на поверхность вращающейся профилированной перфорированной та релки и под действием центробежной силы выбрасываются в бункер крупной фракции. Часть крупных частиц выделяется непосредственно из объема зоны разделения через щель между вращающейся перфорированной тарелкой и направляющей воронкой. Под действием дополнительных потоков воздуха, подаваемых в объем зоны сепарации через перфорацию профилированной тарелки и щель для вывода крупной фракции, случайно выделившиеся мелкиечастицы возвращаются в объем зоныразделения за счет чего происходиточистка крупной фракции . Частицыпри выводе из зоны сепарации подвергаются дополнительному действию аэродинамической силы, что сводит к минимуму влияние различных стохастических процессов. Мелкая Фракциявыносится из зоны сепарации через щели между дисками, датчик 9 концентрации .взвешенных частиц мелкой фракции и осаждаются в бункерах циклонов 6. За счет очистки крупной фракции от мелкой Фракции значительно(примерно на 20) .повышается эффективность разделения.При,установившемся течении пылегазовой среды массовая концентрацияпорошкообразного материала в несущейсреде на входе в сепаратор определяется из расходов компонентов р6(1, где б, б - массовые расходыдисперсного материала и несущей среды. При работе сепаратора в определеьном режиме разделения в бункерекрупной фракции скапливается частьисходного материала сразмерами,большими граничного.На выйоде из сепаратора массоваярасходная концентрация меньшеР= -(2), где бр; - массовый расход материала на выходе из сепаратора,Составив отношение зависимостей1) и (,2)Ю ЪрС К)5 Ср Срполучим отношение проходящего количества материала с размерами частиц,меньшими граничного размера, к общему количеству материала1 Ц 1- юо 7. =П(дд,Таким образом, если непрерывноследить за концентрацией порошкообразного материала на входе и выходесепаратора и последовательно менятьрежим разделения, то по отношениюконцентрации можно определить количество частиц, меньших анализируемыхразмеров, или кривые проходов. Длязамеров концентрации на входе и навыходе.из сепаратора установленыемкостные датчики 8 и 9 концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала.Измерение расхода порошка черездатчики 8 и 9 основано на изменениивеличины электрической емкости отколичества на изменении величиныэлектрической емкости от количествапорошка, находящегося внутри датчика. Применяемый диэлькометрическийметод исключает влияние.дисперсности частиц на результаты измеренияПри равномерно перемешанной навеске порошка и постоянном расходе воздуха в трубопроводе частицы находятся в полости датчика определенное время, что позволяет измерять интегральное значение количества порошка, прошедшего через датчики за время 151 й, 1,1, 11О О где,И,- функции потока массы 15порошка через датчики;К - поправка на разностьрасходов через датчикза счет дополнительного: ддува воздуха в сепаратор.Интегральные значения. 3 и 3 .количества порошка, прошедшего через датчики 8 и 9 представляютсй в виде постоянных напряжений и срав ниваются в блоке 24. Из вида выражений 3) видно,что погрешность измерения интегрального количества порошка зависит от времени пребывания частиц в полости датчика. Чем. меньше траектория частиц, отличается от линий тока несущей среды, тем меньше частицы совершают хаостичес" ких движений и тем меньше вносится погрешности. Для этих целей проходные сечения емкестных датчиков концентрации взвешенных частиц делают, при необходимости меньшими проходящего сечения трубо провода. Предельным является случай равенства проходных сечений. В этом, 40 анализаторе отношение равно 0,75.Последовательность интегрирования, а также своевременное включе- ние и выключение дозатора осуществляется командным прибором 12, Полныйцикл работы анализатора поясняетсявременной диаграммой (Фиг. 3), Вмомент времени т, = 0 включается двигатель 3 сепаратора и в течение16 с происходит выход на режим. Втечение времени с 16 по 48 с происходит интегрирование сигналов сдатчиков при прохождении через нихнесущей среды баз частиц для определения нулевого уровня сигналовЖВ течение времени с 48 по 90 сосуществляется интегрирование потоков при прохождении через них порошка. В это же время работает дозатор с 80 по 90 с, происходит определение разностей 3 - 3, и 3 - Ззи осуществляется сравнение двух поа- ЭЯстоянных напряжений в- в блокеЛ 1- 3925 отношения. Для повышения точности замеров применяется разностный метод определения сигналов сдатчиков,Результат измерения в процентахфиксируется в блоке индикации в течение времени с 90 по 100 с. На этомкончается процесс разделения и измерения выделенной фракции порошка.Описанный цикл работы анализатораповторяется 6 раэ, после чего прекращается работы всех блоков, ихэлементы автоматически устанавливаются в исходное положение.Установлено, что чувствительностьанализатора к изменению дисперсногосостава существенно улучшилась: после четырехкратного отделения выделившейся крупной фракции порошка выход мелкой Фракции увеличивается на 13,Проведенные испытания подтверждают эффективность и целесообразностьустройства поддува для улучшенияточностных характеристик анализатора.1062570 оЖн Пуск куле 4 ух уроФггй Ра оома дозамора/43ВНИИПИпо д113035,Тираж 873 осударстве лам изобре Москва, Ж 1,Подписноеного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5