Устройство для измерения скорости частиц в зоне их слета с концов лопаток центробежного диска Советский патент 1987 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости частиц сыпучего материала, в частности для сыпучих сред, истекающих плотной струей, в том числе и частично содержащих элементы пыли.

Цель изобретения - снижение погрешностей.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, аксонометрия; на фиг.2 принципиальная схема устройства; на фиг.З - схема процесса улавливания частиц в зоне их слета с концов лопаток центробежного диска.

Устройство Для измерения скорости частиц в зоне слета сыпучего материала с концов лопаток 1 центробежного диска 2 включает ловушку 3 и поворотное устройство 4, Передняя обращенная к диску 2, часть ловушки 3 выполнена в виде ящика, к стенкам 5 которого прикреплены ребра 6, Дно у ящика отсутствует, а между каждой парой ребер 6 образовано по узкой прямолинейной щели 7 одинаковой ширины. Щели 7 в совокупности образуют прямолинейный канал 8. Передняя часть ловушки 3 предназначена для отражения тех частиц материала, которые слетают с концов лопаток 1 в точке С в направлении, не совпадающем с каналом 8. Задняя часть ловушки 3 - приемник 9 пролетевших сквозь канал 8 частиц. Задняя стенка 10 приемника 9 ограничивает полет частиц и выполняет одновременно функцию амортизатора, смягчающего удары частиц. Под приемником 9 размещен сборник 1 в йиде установленных впритык один к другой коробочек. Под центробежным диском 2 с лопатками 1 и механизмом

12привода расположено поворотное устройство 4 таким образом, что ось

13его основания 14 совпадает с осью вращения центробежного диска 2. С осью 13 шарнирно соединен стержень 15 с фиксатором 16. Со стержнем 15 подвижно соединен ползун 17, на,котором закреплен механизм 18 поворота ловушки 3 с валом 19 и приводом 20. Положение ползуна 17 на стержне 15 зафиксировано так, что ось вала 19 проходит через исследуемую точку С в зоне слета с концов лопаток

1 сыпучего материала. К корпусу механизма 18 поворота ловушки 3 шарнирно присоединена рамка 21 с не

подвижной опорой 22. На рамку 21 поставлены коробочки сборника 11. К валу 19 механизма поворота ловушки 3 шарнирно присоединена балка 23 с

подвижной относительно рамки 21 опорой 24. Ловушка 3 прикреплена к поворотному устройству 4 через телескопические стойки 25, закрепленные на балке 23. Для фиксации угла поворота ловушки 3 относительно точки С на опоре 24 установлен указатель 26, а на рамке 21 - шкала 27.

Для исключения случайного попадания сыпучего материала в сборник

11, а также на шкалу 27, указатель 26 и под подвижную опору 24 задняя часть ловушки 3 ограждена от работающего центробежного диска 2 фартуком (не показан).

Место подачи сыпучего материала на центробежный диск 2 на фиг.З обозначено площадкой D, а зона слета частиц - дугой АСВ.

Абсолютная скорость V слета частиц с концов лопаток 1 в исследуемой точке С на фиг.З показана разложенной на составляющие - перенос- ,ную скорость Vg , равную ленейной скорости конца лопатки 1, и относи- тельную скорость Vj вдоль лопатки в момент слета частиц. Скорость Ve направлена по касательной к окруж- ности, очерчиваемой концами лопаток 1 при вращении диска 2, в исследуемой

точке С зоны слета частиц сыпучего мате риала, а скорость Vz - вдоль лопатки 1 в момент нахождения.ее конца в исследуемой точке С. Угол между скоростями V и V-Z обозначен через у .

Значение угла слета может изменяться в пределах от нуля до величины угла между скоростями Vg и Vz. Указателем 26 на шкале 27 фиксируется угол слета у как отклонение осевой

линии канала 8 от направления скорости V ..

Угол установки лопаток 1 к радиусу диска 2 на фиг.З обозначен черезо . Значение угла oi положительно при установке лопаток 1 по направлению вращения диска 2 и отрицательно при установке лопаток 1 в сторону, противоположную направлению его вращения.

В предлагаемом исполнении ловушки 3 передние и задние ее ребра 6 установлены вертикально, а нижние части остальных ребер 6 отклонены

129

назад для лучшего отделения отраженных от них частиц. Как показала практика использования ловушки 3, ширина канала 8 может быть принята от 5 до 15 мм в зависимости от максималь- ных размеров частиц сыпучего материала и должна быть примерно равной трем их диаметрам. Расстояние между передними и задними щелями 7 должно составлять 900-1500 мм с тем расчетом, чтобы все частицы были способны долетать до приемника 9. Расстояние от передней щели 7 до исследуемой точки С в зоне слета частиц составляет 30-150 мм, причем с увеличением плотности струи нужно принимать бо ль- шие из этих значений. Регулировку расстояния ловушки 3 до края диска 2 можно осуществить за счет продольного сдвига ловушки 3 по стойкам 25 или по балке 23. Роль механизма 18 поворота ловушки 3 может выполнять червячный или иной редуктор, или просто шарнир с валом 19. Привод 20 механизма 18 поворота ловушки 3 может быть ручным или от механической тяги, например электродвигателя, гидродвигателя и т.д.

Устройство работает следующим образом.

,Проворачивая диск 2 вручную, устанавливают конец лопатки 1 в исследуемую точку С. Затем фиксатором 16 растормаживают стержень 15 и повора- чивают его вокруг оси 13 относительно основания 14 до совмещения оси стерлшя 15 с проекцией исследуемой точки С. Ползун 17 смещают вдоль сте жня 15 до совмещения центра вала 19 механизма 18 поворота ловушки 3 с проекцией исследуемой точки С. Изменением длины опоры 22 устанавлив ают рамку 21 в горизонтальное положение. Изменяя длину телескопических стоек 25, устанавливают ловушку 3 по высоте относительно диска 2 таким образом, чтобы оснбвная масса сыпучего материала, свободно пролетавшая чере канал 8, была уловлена приемником 9. Включают в работу привод 20 механизма 18 поворота ловушки 3 до тех пор, пока осевая линия канала 8 условно не совместится с касательной к окружности, очерчиваемой концами лопа- ток 1 при вращении диска 2, в исследуемой точке С. Правильность этого начального положения ловушки 3 легко проконтролировать, если установить

5 О 5 0

0

5 0 5 0 5

774

вершину прямого угла в точке С и один катет направить к центру диска 2. Тогда другой катет должен совпадать с осевой линией канала 8. Затем указатель 26 нужно совместить с нулевой отметкой на шкале 27. Устройство приведено в готовность к замеру. Диск 2 с лопатками 1 приводится во вращение от механизма 12 привода. На площадку D диска 2 подается заранее отдозированная порция сыпучего материала, где она перехватывается лопатками 1 и рассеивается ими в зоне сдета АСВ. Частицы, слетевшие в исследуемой точке С и имеющие направление полета вдоль канала 8, ударяются о заднюю 10 приемника 9 и ссыпаются в сборник 11. Остальные частицы сыпучего материала отразятся от ребер 6 и покинут ловушку 3 в передней ее части, не имеющей дна. После рассева порции материала диск 2 останавливают, определяют массу сыпучего материала, собранного в одной из коробочек сборника 11. Включением в работу привода 20 механизма 18 поворота ловушки 3 изменяют угол ее установки на один шаг (например, на 3 или 5 ) , рассеивают такую же порцию сыпучего материала и т.д. Измерения продолжают до тех пор, пока в сборник 11 перестанет собираться сыпучий материал. Затем производится по общественной методике математическая обработка результатов измерений с целью определения среднего значения угла слета, его максимального и минимального значений и др.

Значение абсолкЬтной V и относительной V| скоростей частиц в момент их слета можно вычислить по формулам

V .- cos(y +d. )

n Зл-ЁЬЗ COS (у

де V - абсолютная скорость слета

частиц, м/с;

Vy - скорость частиц вдоль лопа- ток 1 в момент их слета,м/с; n - частота вращения центробежного диска 2, с ; D, - диаметр центробежного диска, м; - угол установки лопаток к

радиусу диска, град; - угол слета.

51290

Определив значение скоростей V и V| для исследованной точки, аналогичные измерения можно выполнить и в других точках зоны слета частиц сыпучего материала.5 Формула изобретения

Устройство для измерения скорости частиц в зоне их слета с концов ло776

паток центробежного диска, содержащее ловушку с каналом улавливания частиц с одинаковым направлением слета, расположенную в плоскости диска, отличающ ееся тем, что, с целью снижения погрешностей, ловушка выполнена поворотной вокруг оси, проходящей через исследуемую точку в зоне слета частиц.

.

12

Zi

11

/7777/77

--.,0

ШЛ.

Г/3

Т

щ

//////// /А(7//////////

77 5 Фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения скорости частиц. Заранее отдозированную порцию сыпучего материала рассеивают-лопатками 1 диска 2 в зоне слета. Частицы, имеющие направление полета вдоль канала ловушки 3, стенкой 10 приемника 9 направляются в одну из коробочек сборника 11. Отразившиеся от ребер 6 частицы покинут ловушку 3 с противоположной стороны. Угол установки ловушки 3 изменяют с помощью привода 20 механизма 18 ее поворота вокруг оси, проходящей через исследуемую точку в зоне слета частиц.Измерение массы сыпучего материала, собранного в каждой коробочке, производят до окончания поступления его в сборник П. 3 ил. (Л К СО а

Редактор А.Ревин

Составитель Ю.Власов Техред В.Кадар

Заказ 7894/40 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор И.Эрдейи