Автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя Российский патент 2024 года по МПК F26B20/00 F26B25/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для сушки твердых материалов или предметов в состоянии покоя в стационарных камерах.

Уровень техники

Известна циркуляционная сушилка для изучения кинетики сушки (патент RU № 2078291, публ. 27.04.1997, МПК F26B9/06), содержащая циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения, к которому подсоединен вентилятор, на всасывающем участке которого установлен всасывающий патрубок с задвижкой между вентилятором и регулирующей задвижкой, на нагнетательном участке воздуховода после вентилятора установлен выхлопной патрубок с задвижкой, сушильная камера, электрокалорифер, термометры и психрометры до и после электрокалорифера и сушильной камеры, расходомеры в циркулирующем воздуховоде, во всасывающем и выхлопном патрубках, контактный термометр после электрокалорифера, сблокированный с включателем нагревательных секций, подвесная корзина для помещения высушиваемого материала в сушильной камере, весы, соединенные подвесной тягой с подвесной корзиной, сушильная камера снабжена двумя поперечными герметичными перегородками с проходимыми окнами прямоугольного сечения на входе и на выходе из сушильной камеры по обе стороны подвесной корзины, в которой также выполнены соответственно проходные окна прямоугольного сечения, точно напротив окон в перегородках при уравновешенном положении чашек весов, подвесная корзина имеет открытую часть прямоугольного сечения с передней стороны сушилки напротив открывающейся створки сушильной камеры, через которую в подвесную корзину компактно устанавливаются специальные кассеты различных конструкций в зависимости от состояния и формы высушиваемого материала: листового, зернистого, кускового; кассеты свободны для пронизывания сушильным агентом со стороны окон в перегородках сушильной камеры; штанги подвесной корзины оборудованы шарикоподшипниковыми упорами для предупреждения трения между системами подвесной корзины и сушильной камеры, сушилка снабжена системами блокировки, предупреждающими включение электрокалорифера при неработающем вентиляторе.

Недостатком настоящего технического решения является низкая точность измерения массы высушиваемого материала вследствие влияния аэродинамического давления потока сушильного агента на подвесную корзину и сушильную камеру.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является автоматическая термовесовая установка для исследования кинетики сушки железорудных окатышей в потоке газа-теплоносителя (патент RU № 2797195, публ. 31.05.2023, МПК F26B 20/00, F26B 21/12, F26B 25/22), содержащая генератор сушильного агента, термометр, контур теплоносителя со всасывающим патрубком, на котором установлена регулирующая задвижка всасывающего патрубка, сушильную камеру, расходомеры, вентилятор высокого давления, весы с площадкой для разновесов, снабжена верхней и нижней измерительными ячейками, жёстко соединенными между собой керамической штангой и выполненными идентично в виде разборных цилиндров с перфорированными основаниями, качающимся коромыслом, при этом генератор сушильного агента выполнен в виде горелочного устройства с регулятором его режимов работы, термометр выполнен в виде электронного термометра с термопарой, установленной внутри горелочного устройства, контур теплоносителя выполнен в виде газового тракта, содержащего начальный участок, верхний участок, нижний участок, расходомеры выполнены в виде двух расходомерных шайб, выходы верхнего и нижнего участков газового тракта объединены всасывающим патрубком, за которым последовательно установлены регулирующая задвижка всасывающего патрубка и вентилятор высокого давления, верхняя и нижняя измерительные ячейки расположены внутри сушильной камеры и выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в ее объеме, керамическая штанга подвижно соединена с одним плечом качающегося коромысла, второе плечо которого подвижно соединено с весами, выполненными в виде автоматических электронных весов.

Недостатками настоящего технического решения являются низкая точность определения динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя в случае относительно больших измерительных интервалов, а также избыточность количества измерений для достижения приемлемой точности определения динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя в случае малых измерительных интервалов.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности контроля массы железорудных окатышей в процессе сушки в потоке газа-теплоносителя.

Технический результат заключается в реализации автоматического контроля динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки.

Это достигается тем, что известная автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя, содержащая горелочное устройство с регулятором его режимов работы, при этом внутри горелочного устройства установлена термопара электронного термометра, выход горелочного устройства соединен с начальным участком газового тракта, выход которого соединен с входом сушильной камеры, являющейся частью газового тракта, и соединенной с одной стороны с верхним участком газового тракта и с противоположной стороны – с нижним участком газового тракта, выходы верхнего и нижнего участков газового тракта объединены всасывающим патрубком, за которым последовательно установлены регулирующая задвижка всасывающего патрубка и вентилятор высокого давления, внутри сушильной камеры расположены верхняя и нижняя измерительные ячейки, жёстко соединенные между собой керамической штангой и выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в объеме сушильной камеры, керамическая штанга подвижно соединена с одним плечом качающегося коромысла, второе плечо которого подвижно соединено с автоматическими электронными весами с площадкой для разновесов, снабжена контроллером, панелью ввода данных и запоминающим устройством, при этом первый вход контроллера подключен к информационному выходу автоматических электронных весов, а его второй вход соединен с панелью ввода данных, выход контроллера соединен со входом запоминающего устройства, причем контроллер выполнен с возможностью фиксации значений временных интервалов и показаний автоматических электронных весов, а также формирования управляющего сигнала на начало и прекращение записи запоминающим устройством текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей, панель ввода данных выполнена с возможностью задания минимальной величины (дискреты) изменения массы железорудных окатышей и максимального значения временного интервала контроля изменения (уменьшения) массы железорудных окатышей, запоминающее устройство выполнено с возможностью записи текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема предлагаемой автоматической термовесовой установки для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя.

Осуществление изобретения

Автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя содержит горелочное устройство 1, соединенное с регулятором режимов работы 2. Внутри горелочного устройства 1 установлена термопара 3 электронного термометра 4. Выход горелочного устройства 1 соединен с начальным участком 5.1 газового тракта, выход которого соединен с входом сушильной камеры 5.2, являющейся частью газового тракта, и соединенной с одной стороны с верхним участком 5.3 газового тракта и с противоположной стороны – с нижним участком 5.4 газового тракта. На верхнем выходе из сушильной камеры 5.2, являющимся началом верхнего участка 5.3 газового тракта, последовательно установлены расходомерная шайба 6.1 и регулирующая задвижка 7.1 верхнего участка 5.3 газового тракта. На нижнем выходе из сушильной камеры 5.2, являющимся началом нижнего участка 5.4 газового тракта, последовательно установлены расходомерная шайба 6.2 и регулирующая задвижка 7.2 нижнего участка 5.4 газового тракта. Выходы верхнего участка 5.3 и нижнего участка 5.4 газового тракта объединены всасывающим патрубком 5.5, за которым последовательно установлены регулирующая задвижка 8 всасывающего патрубка 5.5 и вентилятор высокого давления 9.

Внутри сушильной камеры 5.2 расположены верхняя измерительная ячейка 10.1 и нижняя измерительная ячейка 10.2, жёстко соединенные между собой керамической штангой 11 и выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в объеме сушильной камеры 5.2.

Верхняя 10.1 и нижняя 10.2 измерительные ячейки выполнены идентично с одинаковыми массогабаритными характеристиками и представляют собой разборные цилиндры с перфорированными основаниями. Керамическая штанга 11 подвижно соединена с правым (условно) плечом качающегося коромысла 12, левое (условно) плечо которого подвижно соединено с автоматическими электронными весами 13, содержащими площадку для разновесов 14.

Информационный выход автоматических электронных весов 13 соединен с первым входом контроллера 15, второй вход которого подключен к выходу панели ввода данных 16. Выход контроллера 15 соединен с входом запоминающего устройства 17.

Контроллер 15 выполнен с возможностью фиксации (записи) значений временных интервалов и показаний автоматических электронных весов 13, а также формирования управляющего сигнала на начало и прекращение записи запоминающим устройством 17 текущих значений показаний автоматических электронных весов 13 и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей.

Панель ввода данных 16 выполнена с возможностью задания минимальной величины (дискреты) изменения массы железорудных окатышей и максимального значения временного интервала контроля изменения (уменьшения) массы железорудных окатышей.

Запоминающее устройство 17 выполнено с возможностью записи текущих значений показаний автоматических электронных весов 13 и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей.

Автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя работает следующим образом.

После предварительно выполненных операций по балансировке давления газовых потоков в верхнем участке 5.3 и нижнем участке 5.4. газового тракта (с помощью, соответственно, регулирующей задвижки 7.1 верхнего участка 5.3 газового тракта и регулирующей задвижки 7.2 нижнего участка 5.4 газового тракта и контроля по перепадам давления, соответственно, на расходомерной шайбе 6.1 верхнего участка 5.3 газового тракта и расходомерной шайбе 6.2 нижнего участка 5.4 газового тракта) и установке температуры газового потока на выходе горелочного устройства 1 (с помощью регулятора режимов работы 2 и контроля с помощью электронного термометра 4 с термопарой 3), верхнюю измерительную ячейку 10.1 и нижнюю измерительную ячейку 10.2 заполняют исследуемым материалом и осуществляют балансировку автоматических электронных весов 13 (выставление показания «0», путем помещения на площадку для разновесов 14 требуемого количества разновесов). С помощью панели ввода данных 16 задают контролируемую минимальную величину (дискрету) изменения массы Δm и максимальное значение временного интервала Δt_max, за которое контролируется изменения (уменьшение) массы на величину Δm.

Включают вентилятор высокого давления 9 и, в случае необходимости, осуществляют коррекцию давления газовых потоков в верхнем участке 5.3 и нижнем участке 5.4. газового тракта  (с помощью, соответственно, регулирующей задвижки 7.1 верхнего участка 5.3 газового тракта и регулирующей задвижки 7.2 нижнего участка 5.4 газового тракта и контроля по перепадам давления, соответственно, на расходомерной шайбе 6.1 верхнего участка 5.3 газового тракта и расходомерной шайбе 6.2 нижнего участка 5.4 газового тракта), после чего включают горелочное устройство 1 и осуществляют фиксацию (запись) в запоминающее устройство 17 текущих значений m_i = m_i–1 – Δm показаний автоматических электронных весов 13 и значений временных интервалов Δt_i, соответствующих времени, за которое масса m_i–1 уменьшилась на величину Δm.

При выполнении условия Δt_i ≥ Δt_max контроллер 15 формирует управляющий сигнал, прекращающий фиксацию (запись) в запоминающее устройство 17 текущих значений m_i = m_i–1 – Δm показаний автоматических электронных весов 13 и значений временных интервалов Δt_i.

Таким образом, использование автоматической термовесовой установки для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя позволяет оптимизировать процесс контроля изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки, что в свою очередь позволяет повысить точность контроля массы железорудных окатышей в процессе сушки в потоке газа-теплоносителя.

Использование изобретения позволяет повысить точность контроля массы железорудных окатышей в процессе сушки в потоке газа-теплоносителя за счет реализации автоматического контроля динамики изменения их массы.

Изобретение относится к устройствам для сушки твердых материалов или предметов в состоянии покоя в стационарных камерах. Автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя содержит горелочное устройство, выходом соединенное с начальным участком газового тракта, соединенного с входом сушильной камеры. Причем установка снабжена контроллером, панелью ввода данных и запоминающим устройством. Первый вход контроллера подключен к информационному выходу автоматических электронных весов, второй вход соединен с панелью ввода данных, выход контроллера соединен с входом запоминающего устройства. Контроллер выполнен с возможностью фиксации значений временных интервалов и показаний автоматических электронных весов, формирования управляющего сигнала на начало и прекращение записи запоминающим устройством текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей, панель ввода данных выполнена с возможностью задания минимальной величины изменения массы железорудных окатышей и максимального значения временного интервала контроля изменения массы железорудных окатышей, запоминающее устройство выполнено с возможностью записи текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей. Изобретение направлено на повышение точности контроля массы железорудных окатышей в процессе сушки. 1 ил.

Автоматическая термовесовая установка для исследования динамики изменения массы железорудных окатышей в процессе их сушки в потоке газа-теплоносителя, содержащая горелочное устройство с регулятором его режимов работы, при этом внутри горелочного устройства установлена термопара электронного термометра, выход горелочного устройства соединен с начальным участком газового тракта, выход которого соединен с входом сушильной камеры, являющейся частью газового тракта и соединенной с одной стороны с верхним участком газового тракта и с противоположной стороны – с нижним участком газового тракта, выходы верхнего и нижнего участков газового тракта объединены всасывающим патрубком, за которым последовательно установлены регулирующая задвижка всасывающего патрубка и вентилятор высокого давления, внутри сушильной камеры расположены верхняя и нижняя измерительные ячейки, жёстко соединенные между собой керамической штангой и выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в объеме сушильной камеры, керамическая штанга подвижно соединена с одним плечом качающегося коромысла, второе плечо которого подвижно соединено с автоматическими электронными весами с площадкой для разновесов, отличающаяся тем, что она снабжена контроллером, панелью ввода данных и запоминающим устройством, при этом первый вход контроллера подключен к информационному выходу автоматических электронных весов, а его второй вход соединен с панелью ввода данных, выход контроллера соединен с входом запоминающего устройства, причем контроллер выполнен с возможностью фиксации значений временных интервалов и показаний автоматических электронных весов, а также формирования управляющего сигнала на начало и прекращение записи запоминающим устройством текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей, панель ввода данных выполнена с возможностью задания минимальной величины изменения массы железорудных окатышей и максимального значения временного интервала контроля изменения массы железорудных окатышей, запоминающее устройство выполнено с возможностью записи текущих значений показаний автоматических электронных весов и значений временных интервалов уменьшения массы железорудных окатышей.