Устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа

(51)5 0 01 Й 1/2 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСК ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛА НА АБАН НОГО ТИПА 1 ь(оЮ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Тамбовский институт химического машиностроения(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, В 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 ДЛЯДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕГОЛОПАСТИ МАШИНЫ БАР 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 его горизонтального диамет(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.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 лопас 1 и, причем их ширина Я в этом направлении определяется следующим соотношением; Я = Яз/К, где Яз - размер прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К - целое положительное число (1, 2, 3). Кроме того, подвижный кронштейн может бытьсоединен шарнирносссыпающим краем лопасти.Экспериментально установлено, что отдельная частица сыпучего материала, соударяясь 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 краем лопасти, причем перегородки пробоотборника располагаются перпендикулярно ссыпающему краю лопасти. Шарнирноесоединение пробоотборника 3 и лопасти 25 осуществляется с помощью стержня 4, установленного на ссыпающем краю лопасти ивтулки 5, жестко соединенной с кромкойпробоотборника, В центре диска, вдоль егопродольной оси, установлен стержень 6, на10 котором с помощью втулки 7 установленкронштейн 8. На кронштейне 8 с помощьювинтов 9 укреплена загрузочная емкость 10.Загрузочная емкость 10 представляет собойтрубу прямоугольного сечения, изогнутую15 по дуге окружности. В случае выполненияустройства по п,1 формулы изобретения загрузочная емкость устанавливается на кронштейне 8 таким образом, что центрокружности ее изгиба совпадает с осью вра 20 щения диска, а плоские грани трубы перпендикулярны той же оси. В случаеизготовления устройства по п.2 формулыизобретс ния загрузочная емкость устанавливается на кронштейне 8 таким образом,25 что центр окружности ее изгиба совпадает сосью стержня 4, закрепленного на ссыпающем краю лопасти, а плоские грани трубыперпендикулярны той же оси, В этом случаекронштейн устанавливается на стержне 430 при снятом пробоотборнике 5. Расстояниемежду соседними перегородками секционированного пробоотборника, т,е, ширинасекции пробоотборника определяется следующим соотношением: Яп = Яз/К, где Яз -35 размер прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К - целое положительное число (1, 2, 3),Расстояние от диска до загрузочной емкости равно расстоянию от загрузочной ем 40 кости до боковой стенки лопастирасположенной параллельно диску). Свободные кромки загрузочной емкости изготовлены таким образом, что обеспечиваетсяплотный контакт с днищем лопасти, Пробо 45 отборник изготовлен таким образом, что егоцентр тяжести расположен на одной вертикали с втулкой 5. Вследствие этого при вращении диска 1 пробоотборник совершаетплоскопараллельное движение,50 Устройство работает следующим образом,Загрузочная емкость 10 опускается досоприкосновения с днищем лопасти 2, находящейся в исходном положении (фиг.1). Ис 55 ходным положением следует считатьположение, при котором верхние кромки лопасти 2 расположены в горизонтальнойплоскости. В загрузочную емко . засыпается контрольный сыпу ий материм. Подконтрольным сыпучим материалам понима10 20 25 30 35 40 45 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.). На 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 пробоотборника 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, чтов данном случае ширина ячейки пробоотборника Яп должна быть равной ширине контрольной засыпки Яз, а секция пробоотборника, в которую попадает этот слой, имеет перегородки, расположенные вплоскостях, 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 частицконтрольной 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 секцийпробоотборника, равная ширине контрольной засыпки, является максимально возможной, так как в случае увеличенияширины секции больше Яз, где Яз - ширина контрольной засыпки, количественная оценка эффекта "растечения" представляется невозможной. Точность определения смещения частиц контрольной засыпкивдоль оси вращения диска увеличивается разбиением секции с максимально возможной шириной на более мелкие равной ширьны. В этом случае ширина секции будет выражаться соотношением Яп = Яз/К, где Яз - ширина контрольной засыпки материала на лопасти, соответствующая размеру прямоугольной трубы вдоль оси вращения диска; К - 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 одинаковыерасстояния до оси вращения диска. В 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 вращениемзагрузочной емкости вокруг ссыпающего края (п,2 формулы изобретения). Данная засыпка характерна тем, что частицы, расположенные по высоте засыпки, имеют одинаковые расстояния до ссыпающего края, следовательно одну и ту же длину пробега по лопасти, Это необходимо для количественной оценки влияния длины пути, пройден ного частицей на ее осевое смещение.Проверка работоспособности предлагаемого устройства осуществлялась на лабораторной установке с диаметром диска 0,5 м, 10Формула изобретения1. Устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа, содержащее диск с приводом вращения, лопасть в виде короба, 15 (становленную на диск 8, секционированный пробоотборник, шарнирно соединенныи с ссыпающим краем лопасти, О т л и ч 3- Ю Щ 8 8 С Я Тем, ЧТО, С 38 ЛЬВ ВОЗМОЖНОСТИ исследования движения сыпуч 8 ГО материа ла вдоль оси вращения диска, оно снабжено загрузочной емкостью, выполненной в виде изогнутой трубы прямоугольного сечения, снабженной кронштейномустановленным с возможностью поворота вокруг оси диска, а секции пробоотборника расположены вдоль ссыпаащего края лопасти, причем их ширина 3 в атом направлении определяется следующим соотношением:Яп = Зз/,где Зз - размер прямоугольной трубы вдоль Оси вращ 8 ния дискаК - целое положительное число 1, 2,2, Устройство по п.1, отл и ч а ю ще ес я тем, что, с целью Оасширения диапазона исследований., подвижныЙ кронштейн соединен шарнирно с ссыпающим коаем лопаСти,1742668 Ф.л.0 В, Гирня Н, Лазаренк е Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2278 ВНИИПИ Составитель Ю. СеливановТехред М.Морге нтал Корректо Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК, Т ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5