ДОЗИРОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Основным направлением развития дозировочного оборудования является обеспечение повышения точности и надежности процесса дозирования путем внедрения инновационных технологий и новшеств свойств материала в выпускных устройствах. Главная задача этой статьи – анализ основных направлений развития и совершенствования методов массового дозирования.

Основные задачи, которым должны соответствовать конструкции дозаторов (питателей) сыпучих материалов: это включения питателя под нагрузкой, своевременная блокировка в случае аварий; улучшение производительности, изменения свойств материала и условий эксплуатации; надежность; четкость, наименьшее число движущихся деталей; побудитель должен способствовать гравитационному выпуску; наименьший износ рабочего органа; маленькая стоимость, простота обслуживания и низкое потребление мощности; стабильность дозирования при высоком расходе; малая инерционность; плавность регулирования производительности.

При изучении оборудование в данной статье будем обращать внимание на элементы конструкции, обеспечивающие соответствующие метрологические характеристики и эксплуатационную надежность процесса дозирования.

Устройства без движущегося рабочего органа.

Более простым и наименее энергозатратным из известных конструкций являются гравитационные питатели. Из них типичным является гравитационный питатель, который предназначен для загрузки сыпучих материалов в герметичные емкости (рис.1).

Рисунок 1. Устройство для загрузки сыпучих материалов

Рисунок 2. Питатель сыпучих материалов.

Это устройство включает в себя герметичный бункер 1, который соединен с сильфоном 2 через кольцевое уплотнение 3 и с загружаемой емкостью 4. Для создания герметичности соединения загружаемой емкости с бункером имеется подключение кольцевого уплотнения к вакуум-насосу через патрубок 5. Прекращения цикла дозирования осуществляется затвором 6.

Устройство для разгрузки мелких сыпучих материалов с низкой газопроницаемостью слоя (рис.2) влияет на стабилизацию расхода в огромных пределах за счет устранения зоны разрежения, происходящий в материале около выпускного отверстия. В бункере 1 с выпускным патрубком 2 расположена стабилизирующая трубка 3, которая может вертикально перемещаться от привода 4. Сыпучий материал 5 поступает в бункер через загрузочное отверстие 6.

Преимущества питателя заключается в том, что это обеспечивает плавное регулирование расхода без изменения диаметра выпускного патрубка путем перемещения стабилизирующей трубки вдоль оси вертикальной.

При максимальном производстве различных химических материалов широкое распространение получили устройства, уменьшение материала в которых происходит под действием аэрирующего агента, который вводится в слой движущейся под действием силы тяжести сыпучей среды. Эти механизмы отличаются наименьшим числом работающих элементов и бесшумностью работы.

Рисунок 3. Аэрационные питатели.

Главными элементами конструкции являются аэроднища, пневматические сопла, пневмоподушки, перфорированные трубы (рис.3). Когда нет каких-либо ограничений при проведении технологических работ, в качестве аэрирующего агента используют сжатый воздух.

На рис.4 показано устройство для разгрузки сыпучего материала, куда входит бункер 1, в горловине которого расположены тканевые чехлы 2. Когда открываем затвор 3 и подаем газ в трубопровод 4 сыпучий материал из бункера через выпускное отверстие поступает на транспортер 5. Зависание прекращается за счет увеличения материала коэффициента внутреннего трения и минимизации величины распорных усилий.

Похожим по поставленной задаче и способу ее решения является механизм для увеличения текучести гранулированных и порошкообразных материалов, показанного на рис.5. Для ускорения скорости истечения сыпучего материала, находящегося в емкости 1, под перфорированную плиту 2 с тканью 3 по трубопроводу 4 подают аэрирующий агент, который приводит к уменьшению коэффициента внутреннего трения между частицами.

Рисунок 4. Устройство для разгрузки хорошо сыпучего материала.

Рисунок 5. Устройство для повышения текучести гранулированных и порошкообразных материалов.

Питатели с применением аэрации систематически используются в системах пневматического транспортирования сыпучих материалов. Эти механизмы являются частью пневмотранспортных камерных насосов, которые применяются для введения порошкообразных материалов в трубопроводы. Эти насосы применяют при транспортировке цемента, угольной шихты, формовочных материалов. Аэрационный питатель, который находится в нижней части камерного насоса, создает интенсивное насыщение газом сыпучего материала, направляемого в трубопровода, либо аэроднища. На рис.6 показано устройство для пневмотранспорта, который обеспечивает аэрирование   материала во всем объеме за счет нахождения патрубков подвода газа 3 на различной высоте. Сыпучий материал доставляется в емкость 1 по трубопроводу 4. Уязвимое место устройства – определенный срок службы аэрирующего днища 2, а также сложность его изготовления и обслуживания.

Анализ конструкций дозировочных устройств с пневмопобуждением показывает, что при выпуске обновленных дозаторов не нужно размещать газораспределительные устройства в слое материала, потому что они снижают скорость истечения материала и сами являются источниками сводообразования. Проведение тех. обслуживания и ремонтных работ этих механизмов связано с необходимостью опустошения бункера, что не всегда возможно. Установка газораспределительных устройств в аппарате должно быть сделано таким образом, чтобы поменьше засорять их твердыми частицами. Местоположение побудителей потока надо производить с возможностью более полного аэрирования объема материала.

Рисунок 6. Устройство для пневматического транспортирования сыпучих материалов

Рисунок 7. Дозирование устройств с пневмопобуждением

Свойство сыпучей среды находить постоянные своды применено в пневматическом дозаторе сыпучего материала, изображенном на рис.7. В отличие от других технических решений аэрация, обеспечивающая стабильное истечение, используется в выпускной насадке с отсутствием в движущемся слое приспособлений для применения аэрирующего агента. Выпускные отверстия в разгрузочной камере 1 сделаны до придельных размеров, а расстояние от воздухоподводящих патрубков до днища насадки находится в пределах 3/7 d0, это сопровождается быстрым разрыхлением материала во всем объеме дозировочной насадки. Для поправки попадания материала в аэрационные панели 2 угол наклона разгрузочной камеры 1 меньше или равен углу естественного откоса дозируемого материала. Это решение дает нулевое давление слоя твердых частиц, находящихся в разгрузочной камере, на аэрационные панели 2. Доведение выпускных отверстий до максимальных размеров обеспечивает само-запирание потока сыпучего материала в разгрузочной камере в связи с образованием устойчивых сводов над выпускными отверстиями при отсутствии подвода газа.

Вывод:

Дозирование сыпучих материалов является важной частью производства, которое влияет на качество конечного продукта. Сыпучие материалы тяжело поддаются к дозировке вручную, для этого на производствах используются различные типы дозаторов. Изученные в данной статье дозаторы обеспечивают повешение производительности процесса производство заданной продукции.

Механизация и автоматизация дозирования оборудования для сыпучих материалов повышают производительность труда, улучшают качество полученной продукции, способствуют экономии сырья, создают благоприятные условия для автоматизации технологических процессов.

Список литературы:

1. Рогинский Г. А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978. 174 с.
2. РТМ 26-01-129-74 (80). Машины для переработки сыпучих материалов. Метод выбора оптимального типа питателей, смесителей и измельчителей. М.: НИИХИММАШ, 1980. 208 с.
3. Квапилл Р. Движение сыпучих материалов в бункерах. М.: Госгортехиздат, 1961. 80 с.