Способ оценки способности к истечению сыпучего материала в бункерах Советский патент 1992 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к горному делу и строительству и предназначено для определения геометрических параметров бункеров.

Известен способ выбора размера выпускного отверстия бункера по пролету свода, образовавшегося в сыпучем материале, с использованием формулы М.М. Протодья- конова через коэффициент крепости, определяемый по результатам испытания материала на одноосное сжатие.

К недостаткам этого технического решения относятся невозможность выбора угла наклона стенок бункера и оценки влияния трения сыпучего материала о поверхность бункера..

Наиболее близким к изобретению является способ оценки способности к истечению сыпучего материала в бункерах.

включающий предварительное уплотнение серии образцов сыпучего материала в течение заданного времени, определение достигнутой плотности при выбранных значениях главного уплотняющего давления, испытание образцов на сдвиг, определение угла внутреннего трения и сцепления, по которым рассчитывают значение ординаты VQ и абсциссы vi (функции истечения vc f(vi) по формулам. После чего по полученным значениям функции истечения и плотности определяют параметры бункеров с помощью формул и номограмм.

Недостаток известного технического решения заключается в значительной трудоемкости экспериментальных работ и вычислительных операций, снижающей его оперативность.

2

N ел о

N3

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение оперативности оценки расчета параметров бункеров.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют предельную высоту столбика уплотненного материала с обнаженными поверхностями Нэо. Таким образом, определяется только одна величина Hgo. a не две: сцепление и угол внутреннего трения, что сокращает объем экспериментальных работ в два раза. Продолжительность отдельного испытания также сокращается, так как определение Ндо существенно проще и менее продолжительно, чем испытание на сдвиг, потому, что.во-первых, не требуется перекладывать образец из уплотнителя-в сдвиговой прибор, прикладывать удерживающую нагрузку и равномерно наращивать срезающее усилие. Расчетная часть также существенно упрощается из-за того, что не требуется определять значения сцепления и внутреннего трения, а непосредственно определять ординату функции истечения по формуле:

vc - Нэо УО ,(1)

где у0 - объемный вес уплотненного материала, кН/м .

На фиг. 1 - устройство для реализации способа, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении.t

Устройство включает цилиндрический корпус уплотнителя 1 для размещения сыпучего материала 2, силонагружатель со штампом 3, противонаправленный выдавливающий поршень 4 со стопором 5 и измерительную рейку 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Отбирают пробу материала 2 и загружают в корпус уплотнителя 1. Затем прикладывают к образцу через штамп 3 уплотняющую нагрузку Р при установленном стопоре 5, определяют объемный вес у0 уплотненного при нагрузке Р гр унта. Далее снимают стопор 5 и выдвигают уплотненный материал 2 поршнем 4, фиксируют в процессе выдвижения предельную высоту столбика Нэо материала по измерительной рейке 6, после чего по формуле (1) определяют ординату функции истечения, абсцисса которой принимается равной выбранному уплотняющему давлению.

Параметры бункеров рассчитываются по известной методике.

Пример. Определение параметров бункера для выпуска фосфоритового концентрата.

Продолжительность пребывания концентрата в бункере до 8 ч.

Используют четыре уплотнителя с площадью обойм 65,6 см2. После установки стопоров в гнезда поршней производят засыпку проб весом 3 кг. Устанавливают уплотнительные штампы, к которым прикладывают усилия, равные 140; 100; 80 и 60 Н. Эти усилия соответствуют значениям уплотняющего давления: 21,3; 15,2; 12,2 и9,1 кПа. Уплотнение проб производится в течение

8ч.

После уплотнения расстояние между поршнем и штампом h составило в каждом уплотнителе соответственно 0,228; 0,234; 0,24 и 0,246 м. Оценивая объемный вес материала по формуле у0 m 10/h-S, получим значения: 20; 19,5; 19,0 и 18,5 кН/м3, где m - масса пробы. Освобождаем подвижные поршни от стопоров и выдвигаем поршни с фиксацией критических (предельных) значений Нэо, которые составили соответственно: 0,17; 0,14; 0,13 и 0,12 м. По формуле (1) определяют vc и оценивают значения функции истечения, которые вместе с предыдущими результатами сводят в таблицу.

Функцию истечения vc f(vi) апроксимируют зависимостью vc 0.073vi1/2.

(2)

При угле внешнего трения концентрата о полиэтилен (материал футеровки бункера)

0 равном 5° и при угле заложения стенок бункера -5° вычисляют по известной методике значения коэффициента истечения К, которое равно 3.

Оценивают значение напряжения сво5 бедного истечения Рс

Рс.0,0732К 1,58кПа. При коэффициенте А 2,1 вычисляют ширину выпускного отверстия В:

В А-РС/ Уо 2,1 х 1,58/20 0,17м.

0 Формула изобретения

Ьпособ оценки способности к истечению сыпучего материала в бункерах, включающий предварительное уплотнение серии образцов сыпучего материала в тече5 ние заданного времени, определение достигнутой плотности образцов при выбранных значениях главного уплотняющего давления и определение в зависимости от него функции истечения сыпучего

0 материала, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения оперативности оценки при расчете параметров бункеров, для каждого уплотненного образца определяют предель5 ную высоту столбика с обнаженными поверхностями, а значение функции истечения определяют по формуле vc Нэо-у, где vc - ордината функция истечения, кПа, vc f(vi); vi - главное уплотняющее давление,

кПа; Hgo - предельная высота столбика материала с обнаженными поверхностями, см;

у-объемный вес образца материала при VL кН/м3.

Использование: в горном деле и строительстве, для определения геометрических параметров бункеров по условию надежного истечения сыпучего материала - без об- разования зависаний и сводов при различной слеживаемости этого материала. Сущность изобретения: предельное напряжение сыпучего материала на поверхности свода, являющееся абсциссой функции истечения (vc) определяют поданным измерения предельной высоты вертикального столбика с обнаженными поверхностями (Ндо) и плотности материала (у0 .), при заданном главном уплотняющем давлении (vi), являющемся ординатой функции истечения, подставляя полученные значения в формулу vc Нэо Уо . 2 ил., 1 табл, СП

П-р Г 1 Ч

Фиг. 2