ДОЗАТОР-ПИТАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к области дозирования и переноса мелкодисперсных порошков с регулируемым массовым расходом, в частности для подачи оксидов высокообогащенного урана в пламенный реактор фторирования.

Особенностью мелкодисперсных порошкообразных материалов является неравномерная насыпная плотность, полидесперсность, электризация, повышенные адгезионные свойства, высокая абразивная активность. Их гидрофобность, слеживаемость, плохая текучесть, склонность к комкованию и сводообразованию не обеспечивают требуемого постоянства интегрального и дифференциального массового расхода материала при его малых значениях (Q=1-10 кг/ч).

Известны способы и устройства для непрерывной подачи порошков с заданным массовым расходом с помощью пневмотранспорта [1, 2] или с помощью шнека [3, 4] . Недостатком шнековых устройств является интенсивная эрозия шнека и стенок питателя и неравномерная массовая подача порошка. Такие же недостатки в той или иной степени присущи и пневмотранспортным питателям, поскольку подача порошка в зону образования пылевзвеси осуществляется механическими устройствами, детали которых работают в среде высокообразных мелкодисперсных порошков, что приводит к налипанию и закатыванию порошка и в конечном счете к выходу из строя этих устройств. Управляющие устройства рассчитаны в основном на работу с гомогенными порошками и не позволяют отслеживать индивидуальные особенности каждой бункерной загрузки порошка.

В качестве наиболее близкого аналога принят дозатор сыпучих материалов [1], которому присущи недостатки, описанные выше.

Техническим результатом изобретения является исключение механических устройств перемещения порошков, создание пылевзвеси более экономичным способом.

Технический результат в предлагаемом дозаторе-питателе, состоящем из загрузочного бункера, вакуумного загрузочного устройства с фильтром, запорно-дозирующей заслонки, штуцеров для подачи газа-носителя, транспортной трубки, приемной камеры, упругой мембраны, электродинамической головки, расположенной под мембранной и связанной с центром мембраны посредством штока, достигается тем, что используются механические и акустические колебания, создаваемые упругой мембраной, являющейся съемным дном приемной камеры бункера. Механические колебания мембраны создают пылевзвесь в приемной камере бункера, а акустические волны, порождаемые колебаниями мембраны, проникая в загрузочный бункер, сообщают частицами порошка возвратно-поступательное движение, что увеличивает степень текучести порошка до гравитационного самоистечения.

Массовый расход порошка в зависимости от его насыпной плотности дистанционно регулируется изменением щелевого зазора между высыпным конусом бункера и запорной заслонкой. Выполнение запорной заслонки в виде конуса, обратного высыпному конусу бункера, позволяет осуществлять закрытие бункера в любое время с минимальным механическим усилием, требующимся на вдавливание конуса-заслонки в порошковую массу.

На чертеже изображен предлагаемый дозатор-питатель, выполненный в ядернобезопасном исполнении и состоящий из загрузочного бункера 1, 2, вакуумного загрузочного устройства 2 с фильтром, запорно-дозирующей заслонки 3, закрепленной на валу реверсивного двигателя типа РД-09, приемной камеры 4, в которой создается пылевзвесь, штуцеров 5 для подачи газа-носителя, транспортной трубки 6, служащей для подачи пылевзвеси в реактор, упругой мембраны 7, служащей дном приемной камеры бункера, штока, 8, жестко связывающего центр мембраны с колеблющимся элементом электродинамической головки, электродинамической головки 9.

Дозатор-питатель работает следующим образом.

Через вакуумно-загрузочное устройство 2 в загрузочный бункер 1 поступает мелкодисперсный порошок оксида урана. Под действием своего веса порошок оседает в нижнюю часть загрузочного бункера. Дальнейшее его поступление в приемную камеру 4 осуществляется через запорно-дозирующую заслонку 3, которая выполнена в виде конуса, обратного конусу бункера 1, и закреплена на валу реверсивного двигателя типа РД-09. Выполненная в виде конуса запорно-дозирующая заслонка обеспечивает более плотное закрытие зазора между загрузочным бункером 1 и приемной камерой 4 при небольшом механическом усилии, а при открытии заслонки 3 - беспрепятствнное истечение порошка в приемную камеру 4. Поступивший в приемную камеру 4 порошок смешивается с газом-носителем, в качестве которого можно применять любой инертный газ, например N, образуется пылевзвесь, перемешивание производится механическими колебаниями мембраны 7, которые сообщаются ей через шток 8 электродинамической головкой 9. На электродинамическую головку подается переменный ток от звукового генератора типа ГЗ-39, частота и амплитуда которого определяется необходимостью количества транспортируемого порошка из приемной камеры 4.

Дополнительно в приемной камере колеблющаяся мембрана 7 создает акустические колебания, которые, проникая в нижней конусной части загрузочного бункера 1, сообщают частицами порошка, находящимися в загрузочном бункере, возвратно-поступательное движение, увеличивая степень текучести порошка до гравитационного самоистечения через щель запорно-дозирующей заслонки 3.

По транспортной трубке 6 порошок оксида урана в виде текучей взвешенной пылевзвеси поступает в реактор.

Работа электродинамической головки осуществляется в диапазоне частот от 40-200 Гц. Мощность, подаваемая на электродинамическую головку, составляет 10 Вт.

Газ-носитель - азот;
Потребление газа-носителя 200 л/ч.;
Массовый расход порошка 1-10 кг/ч.

Источники информации.

1. SU, авторское свидетельство, 530184, 1976 г.

2. SU, авторское свидетельство, 618640, 1978 г.

3. SU, авторское свидетельство, 781168, 1980 г.

4. SU, авторское свидетельство, 500183, 1976 г.

Дозатор-питатель используется для дозирования и переноса мелкодисперсных порошков с регулируемым массовым расходом, в частности для подачи оксидов высокообогащенного урана в пламенный реактор фторирования, и состоит из загрузочного бункера с дистанционно управляемой запорно-дозирующей заслонкой, приемной камеры, в которой образуется пылевзвесь, дном которой служит мембрана, являющаяся источником акустических колебаний и электродинамической головки, управляющей амплитудой и частотой колебаний мембраны. Дно приемной камеры выполнено в виде съемной упругой мембраны, получающей механические колебания через шток от электродинамической головки, и создание колебающейся мембраной акустических колебаний, проникновение которых в загрузочный бункер вызывает в последнем "ожижение" порошка. 1 ил.

Дозатор-питатель, содержащий загрузочный бункер для мелкодисперсных порошков, загрузочное устройство, запорно-дозирующую заслонку, штуцера для подачи газоносителя, транспортную трубку и приемную камеру с дном для образования транспортируемой пылевзвеси, отличающийся тем, что дно приемной камеры выполнено в виде съемной упругой мембраны, жестко соединенной посредством штока с расположенной под мембраной электродинамической головкой, а загрузочное устройство выполнено вакуумным и снабжено фильтром.