Анализатор дисперсного состава порошков Советский патент 1983 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к технике анализа дисперсного состава порошков и может быть использовано в порсшковой .металлургии, химической и других отраслях промнпиленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

По основному авт. св. № 868481 известен анализатор, содержащий дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воздуходувку, циклоны, командный прибор, регистрирующий прибор, при этом сепаратор выполнен в виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и отсоса воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая воронка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабжен емкостными датчиками концентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала, проходное сечение которых меньше проходного сечения трубопровода ij.

Однако при разделении порошка на крупную и мелкую фракции по определенным граничным размерам было отмечено засорение крупной фракции частицами, размеры которых значительно меньше граничного за счет ошибочных частиц различных размеров которые выделяются на поверхности вращающейся профилированной тарелки и выбрасываются в бункер крупной фракции. Эти частицы не могут по-пасть в .поток и снова участвовать в процессе разделения, что гарантировало бы более чёткое разделение так как они попадают в .поле действи 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, особенно 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 точйости анализа путем изменения условия вывода частиц из-зоны сепарации. ,, Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе дисперсного состава порошков, содержащем дозатор порошкообразного материала, сепаратор, воздуходувку, циклоны, команд- ный прибор и регистрируюидий прибор, при этом сепаратор выполнен в виде полого вращающегося дискового ротора со щелями между дисками для вывода мелкой фракции материала и от0 coca воздуха, который ограничен сверху соосно вращающейся профилированной тарелкой, а снизу обтекателем, помещенным в направляющую воронку, причем направляющая ворон5 ка и край вращающейся профилированной тарелки образуют щель для вывода крупной фракции материала, а сепаратор на входе и выходе снабжен емкостными датчиками .концентрации

0 взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала, проходное .сечение которых меньше проходного сечения трубопровода, вращающаяся профилированная тарелка выпол5 нена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, и съемным кольцом, установленным на внутренней поверхности корпуса сепаратора на

0 уровне нижнего края профилированной тарелки, причем штуцер соединен с источником сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором.

г На фи.г. 1 изображен анализатор, общий вид; на фиг. 2 - блок-схема измерительной частиj на фиг. 3 временная диаграмма работы измерительной части.

0 Анализатор дисперсного состава порошков (фиг. l) состоит из корпуса сепаратора 1 с бункером 2 крупной фракции и с электродвигателем 3, дозатора 4 порошкообразного матес риала с электродвигателем 5, цикло нов б, эжектора 7, емкостных датчиков 8 и 9 концентрации взвешенных частиц, вторичного прибора 10, регистрирующего прибора 11, командного прибора 12. В корпус сепаратора 1 помещен вращающийся дисковый ротор 13, ограниченный снизу обтекателем 14, а сверху соосно вращающейся перфорированной профилированной тарелкой 15.Обтекатель помещен в направляющую

5 воронку16 с аксиальным вводом 17. На валу дискового ротора и вращающейся перфорированной тарелки установлены шестерни 18. В корпус сепаратора для подвода воздуха в полость,

0 образованную jcopnycoM сепаратора и поверхностью профилированной перфорированной тарелки, выполнено . отверстие 19 со штуцером 20. С по- мощью съемного кольца 21 регулирует5 ся зазор между краем вращающейся профилированной тарелки и корпусом сепаратора. Воздух в корпус сепаратора подается с помощью пневматической линии с редуктором 22. Для п дачи сжатого воздуха от источника у тановлен кран 23. Вторичный прибор 10 (Лиг.2 состоит из блока 24 формирования сигналов, блока 25 отношения. Регистррирующий прибор 11 состоит из блока 26 индикации. Командный прибор 12 состоит из блока 27 управления интеграторами и блока 28 управления электродвигателями. Приборы 10 - 12 имеют общий блок 29 питания. Анализатор дисперсного состава порошков работает следующим образом Включается.командный прибор 12 и подает.сигнал на электродвигатель 3 Посредством шестерен 18 передается вращение на дисковый ротор 13 и пер форированную 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 -помощь редуктора 22 устанавливается необхо димый расход воздуха- через перфорацию профилированной тарелки 15. С помощью съемного кольца 21 осуществляется регулировка зазора междукраем вращающейся профилиЪованной «тарелки и корпусом сепаратора. За счет изменения величины зазора устанавливается определенный расход воздуха через щель для вывода крупной фракции. Исследуемый порошок с помощью дозатора 4, двигатель 5 которого приводится во вращение по сигналу с командного прибора 12, по дается в несущий поток воздуха, про ходит через емкостный датчик 8, аксиальный ввод 17 и поступает в зону сепарации, которая образована внешним ободом дисков 13, обтекателем 14, вращающейся профилированной тарелкой 15. За счет центробежной сил и аэродинамического сопротивления частицы разделяются относительно некоторого размера, называемого гпа ничным, на две фракции. Крупные частицы из объема зоны разделения выделяются на поверхность вращающей профилированной перфорированной тарелки и под действием центробежной силы выбрасываются в бункер крупно фракции. Часть крупных частиц выдел ется непосредственно из объема зоны разделения через щель между вращающейся перфорированной тарелкой и направляющей воронкой. Под действие дополнительных потоков воздуха, подаваемых в объем зоны сепарации через перфорацию профилированной тарелки и щель для вывода крупной фракции, случайно выделившиеся мелкие частицы возвращаются в объем зоны разделения за счет чего происходит очистка крупной фракции. Частицы при выводе из зоны сепарации подвергаются дополнительному действию аэродинамической силы, что сводит к минимуму влияние различных стохастических процессов. Мелкая фракция выносится 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 концентрация порошкообразного материала в несущей среде на входе в сепаратор определяется из расходов компонентов.,, (, IU-Q:), (1 , где GP,G - массовые расходы дисперсного материала и несущей среды. При работе сепаратора в определенном режиме разделения в бункере крупной фракции скапливается часть исходного материала с..размерами, большими граничного. На-вы:4оде из сепаратора массовая расходная концентрация меньше ... . I ,(2 , где Чр,- - массовый расход материала на выходе из сепаратора. Составив отношение зависимостей С1) и С2) . U; С,р; G{ G,p; (U G Qp Qp получим отношение проходящего количества материала с размерами частиц, меньшими граничного размера, к общему количеству материала у-«0%-0(50. Таким образом, если непреривно следить за концентрацией порошкообразного материала на входе и выходе сепаратора и последовательно менять режим разделения, то по отношению концентрации можно определить количество частиц, меньших анализируемых размеров, или кривые проходов. Для замеров концентрации на входе и на выходе. из сепаратора установлены емкостные датчики 8 и 9 ко.нцентрации взвешенных частиц анализируемого и отсепарированного материала. Измерение расхода порошка ереэ датчики 8 и 9 основано на изменении величины электрической емкости от количества на изменении величины электрической емкости от количества порошка, находящегося внутри датчика. Применяемый диэ.пькометрический метод исключает влияние дисперсности частиц на результаты измерения. При равномерно перемешанной навеске порошка и постоянном расходе воз духа в трубопроводе частицы находят ся в полости датчика определенное время, что позволяет измерять интегральное значение количества порошка, прошедшего через датчики за время t . .t ч f )dt, :j, , где , (t) - функции потока массы порошка через датчики К - поправка на разность расходов через датчик за счёт дополнительно л:ядува воздуха в сепаратор. Интегральные значения: Ид и 3 .количества порсяака, прошедшего через датчики}- 8 и 9, .представляются в виде постоянных напряжений и сравниваются в блоке 24. Из вида выражений (з) видно,что погрешность измерения интегрального количества порошка зависит от времени пребыва ния частиц в полости датчика. Чем меньше траектория частиц отличаетс от линий тока несущей среды, тем меньше частицы совершают хаостичес ких движений и тем меньше вносится погрешности. Для этих целей проходные сечения емкостных датчиков ;концентрации взвешенных частиц делают, при необходимости,г меньшими проходящего сечения трубо провода. Предельным является случа равенства проходных сечений. В это анализаторе отношение равно 0,7S. Последовательность интегрирования, а также своевременное включение и выключение дозатора осуществ ется командным прибором 12. Полный цикл работы анализатора поясняется временной диаграммой (фиг. з) . В момент времени -t О включается двигатель 3 сепаратора и в течение 16 с происходит выход на режим. В течение временр с 16 по 48 с происходит интегрирование сигналов с датчиков при прохождении через них несущей среды баз частиц для определения нулевого уровня сигналов i,tr fo О / W2 В течение времени с 48 по 90 с осуществляется интегрирование потоков при прохождении через них порсядка. В это же время работает дозатор с 80 по 90 с, происходит определение разностей 3, - 3° и и осу1цествляется сравнение двух постоянных напряжений jrfal-В блоке 25 отношения. Для повьтаеиия точности замерхзв применяется разностный метод определения сигналов с датчиков. Результат измерения в процентах фиксируется в блоке индикации в течение времени с 90 по 100 с. На этом кончается процесс разделения и измерения выделенной фракции порошка. . описанный цикл работы анализатора повторяется 6 раз, после чего прекращается работы .всех блоков, их элементы автоматически устанавливаются в исходное положение. Установлено, что чувствительность анализатора к изменению дисперсного состава существенно улучшилась: после четырехкратного отделения выделившейся крупной фракции порошка выход мелкой фракции увеличивается на 13%. Проведенные испытания подтверждают эффективность и целесообразность устройства поддува для улучшения точностных характеристик анализатора .

Воздух

Сжатый воздук

te./

АНАЛИЗАТОР,ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ ПО авт. св. № 868481, отличающийся т тем, что, с целью повышения точности анализа путем изменения условий вывода частиц из зоны сепарации, вращающаяся профилированная тарелка выполнена перфорированной, а сепаратор снабжен штуцером, установленным в верхней части корпуса, и съемным кольцом, установленным на внутренней поверхности корпуса сепаратора на уровне нижнего края профилированной тарелки причем штуцер соединен с источником ;Сжатого воздуха пневматической линией, снабженной редуктором.

HHmezpupoSaHue нулевых

измерений

Пуск

/

л

16 98 8090100 фиг 3