Способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов Советский патент 1992 года по МПК B01F3/18 

сл

с

Сущность изобретения: осуществляют загрузку основного и ключевого компонента соответственно с радиусами частиц R0 и RK, причем RQ RK,B плоскую модель барабанного смесителя, вращение барабана, останов. После останова барабана в него засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц, определяемым следующим соотношением RH 2,414 Нк, RH Ro, далее барабан поворачивается таким образом, чтобы его ось вращения была вертикальна, а получение проб осуществляется методом квартования всей смеси, 4 ил.

Изобретение относится к области переработки сыпучих материалов и может быть использовано при исследовании процесса смешивания сыпучих материалов в поперечном сечении вращающегося барабана в химической,электротехнической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известен способ исследования смешивания сыпучих материалов (см, В.В.Кафаров, И.Н.Дорохов, С.Ю.Арутюнов. Системный анализ процессов в химической технологии. - М.: Наука, 1985, с.225). Приготовленная в течении определенного времени смесь выливается на противень, где на свободную поверхность массы наносилась сетка, соответствующая планируемому количеству отбираемых проб. Из каждой ячейки сетки отбирались пробы весом 2-3 г, которые анализировались на содержание ключевого компонента.

Недостаток способа - нарушение взаимного расположения частиц основного и ключевого компонента в пробе в результате высыпания смеси на противень и теряется возможность определения положения пробы в смесителе.

Наиболее близким к описываемому является способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов (Я.Савахата. Циркуляция частиц с горизонтальном цилиндрическом смесителе // Дзайре. - 1967. -Т.16, №164, с. 364-369).

Способ исследования процесса смешивания включает загрузку основного и ключевого компонента в плоскую модель барабанного смесителя, вращение барабана, останов, получение проб смеси, определение концентрации ключевого компонента в каждой пробе и расчет коэффициента неоднородности смеси.

ч|

СЛ

сл чэ о сл

Недостатком способа является то, что не вся смесь подвергается анализу, что приводит к необходимости повторного проведения экспериментов. Реализация способа предполагает отбор проб через отверстия торцевой стенки барабана с помощью отборных трубок в рабочем положении барабана при его останове. Отверстия в торцевой стенке барабана при его останове случайным образомориентируются по отношению к исследуемой смеси. Это приводит к тому, что отбор проб после каждого останова производится из разных мест поперечного сечения смеси в барабане. Отверстия в торцевой стенке барабана располагаются на определенном расстоянии друг от друга, что не позволяет провести анализ смеси в барабане в областях смеси, расположенных между отверстиями, что приводит к снижению объема информации, получаемой в одном опыте, кроме того, во время отбора пробы возможно частичное высыпание смеси из отверстия в торцевой стенке барабана при снятии заглушек и введении отборных трубок, что снижает достоверность анализа.

Цель изобретения - увеличение объема информации, полученной при обработке результатов одного опыта.

Поставленная цель достигается тем, что после останова барабана в него засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц RH, определяемым следующим соотношением RH 2,414.RK, a RH не равно RO, где RO - радиус частиц основного компонента, RK - радиус частиц ключевого компонента. Далее барабан поворачивается таким образом,чтобы его ось вращения была вертикальна, а получение проб осуществляется методом квартования всей смеси.

Отбор пробы из любой области поперечного сечения смеси в барабане можно осуществить только после снятия торцевой стенки барабана, что невозможно осуществить без поворота барабана до вертикального положения его оси вращения. При таком повороте барабана часть смеси, лежащей на свободной поверхности слоя осыпается, образуя поверхность, составляющую с горизонтом угол естественного откоса (см. фиг.2). На фигуре 2 изображен барабан 1, в положении, когда его ось вертикальна с снятой торцевой стенкой и осыпавшимся слоем смеси 3. В результате осыпания нарушается взаимное расположение частиц смешиваемых компонентов, что снижает достоверность исследования смеси а данной области. В связи с этим необходимо исключить эту часть смеси, как объекта исследования, что ведет к уменьшению объема информации, получаемой в одном опыте.

NДля исключения осыпания части смеси используется досыпка нейтрального сыпучего материала на поверхность слоя смеси сразу после останова барабана. Слой нейтрального материала фиксирует исследуемую смесь при повороте барабана до вертикального расположения его оси вращения.

Нафиг.1 изображен барабан, реализую0 щий описываемый способ; на фиг.2 - барабан с осыпавшимся слоем материала; на фиг.З - барабан со слоем смеси, зафиксированным слоем нейтрального компонента; на фиг.4 - возможное взаимное расположение

5 частиц материала.

Устройство содержит барабан, 1 со съемной торцевой стенкой с центральным загрузочным отверстием 2, Порядок реализации способа следующий. В барабан опре0 деленным образом загружаются смешиваемые компоненты, после чего барабан приводится во вращение. После смешиваниякомпонентовбарабаностанавливается, через центральное отвер5 стие съемной торцевой стенки на свободную поверхность смеси подается нейтральный сыпучий материал (равномерно по всей свободной поверхности смеси). Затем барабан поворачивается до верти0 кального расположения оси его вращения, снимается торцевая стенка и методом квартования всю загрузку смеси делят на пробы. В каждой пробе осуществляется определение концентрации ключевого компонента и

5 затем по известной методике рассчитывают коэффициент неоднородности смеси (см. Способ исследования процесса смешения сыпучего материала во вращающемся барабанном смесителе, а,с. N 1297894 В 01 F

0 3/18, 1985г.).

Размер частиц нейтрального материала определяется следующими соображениями. Чтобы исключить возможность проникновения частиц ключевого компонента в

5 слой нейтрального материала (см. фиг.4), их радиус должен быть больше, чем радиус R частицы б RK R Из прямоугольного треугольника ABC

0 сторона АВ AC/cos 45°, где АВ - R + RH; AC RH. С учетом этих соотношений получаем, что R + RH RH/COS 45°, отсюда R

D

-- RH (V2T- 1)RH тогда радиус ключе- Co s45

5 вого компонента RK(v5- 1)Рнили ,414 RK. RH выбирается не равным Ro для того, чтобы после эксперимента облегчить отделение частиц нейтрального компонента от смеси (например с применением сит).

Количество нейтрального ма зриэло выбирается из следующих соображений. На фиг.З изображена смесь с нейтральным материалом в положении барабана, когда ось его вращения вертикальна: а- угол естественного откоса нейтрального материала; I - длина барабана.

Видно, что площадь сечения засыпки

j2

нейтрального материала равна S .

Объем нейтрального материала равен V0 SL, где L- длина поверхности смеси после остановки барабана в его поперечном сечении. На фиг.З изображено минимально необходимое количество нейтрального сыпучего материала. В реальных условиях необходимо использовать большее количество нейтрального материала, т.е. V V0.

Способ может быть использован при исследовании процесса смешивания многокомпонентных смесей с использованием тех же самых этапов и закономерностей.

Фмя

Форму ял изобретения Способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов, включающий загрузку основного и ключевого компонентов

в плоскую модель барабанного смесителя с горизонтальной осью вращения при условии, что радиус основного компонента больше радиуса ключевого компонента, вращение барабана, останов, получение

проб смеси, определение концентрации ключевого компонента в каждой пробе и расчет коэффициента неоднородности, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема информации, полученной при

обработке результатов одного опыта, после останова барабана в последний засыпают нейтральный сыпучий материал с радиусом частиц, отличающимся от радиуса частиц основного компонента и определяемым следующим соотношением: RH 2,414 RK, где RK - радиус частиц нейтрального сыпучего материала, RK - радиус частиц ключевого компонента, после чего барабан поворачивают до вертикального расположения оси вращения, а получение проб осуществляют методом квартования всей смеси.

Фиг. 2

Фиг. 3