Установка для исследования аэродинамики пневмотранспортировки материалов Советский патент 1980 года по МПК B65G53/00 

1

Изобретение относится к технике исследования аэродинамики пневмотранспортировки материалов, например семян, летучек, волокон, а также для изучения их взаимодействия со стенка-5 ми и коленами воздухопроводов при их транспортировке. Установка также может быть использована для учебных целей как наглядное пособие при прохождении курса аэродинамики техноло- Ю гических процессов и оборудования текстильной (или другой) промышленности.

Известна установка для исследования аэродинамики пневмотранспортиров-15 ки материалов, содаржащая соединенную с регулируемым источником, подачи сжатого газа пневмотранспортную трубу, имеющую прямолинейный участок, и измерительные приборы р. .20

Внутри трубы установлена выпрямляющая поток воздухй сетка и основание вертикальной, выходящей наружу трубы витания, выполненной из стекла.

Скорость воздушного потока регули-25 руется оборотами вентилятора установленного у входного отверстия пневмотранспортной трубы. Скорость потока воздуха в этой установке измеряется и контролируется микроманометрами;.30

исследуемый образец заранее укладывается на сетке, расположенной у оснований витательной трубы.

В известной установке для закладки очередного образца необходимо перекрывать доступ воздуха в витательную трубу, что нарушает установившийся режим потока и увеличивает время эксперимента, это затрудняет набор статистического материала. Установка позволяет исследование динамики движения объекта только в вертикальном направлении. Установка не позволяет определять зависимости скоростей транспортировки объекта в зависимости от скорости транспортирующего воздуха. На установке невозможно исследование взаимодействия транспортируемого объекта со стенками трубопроводов на прямолинейном и в коленных участках; невозможно исследование траекторий полета объекта при различных угловых расположениях трубопровода и в коленных участках и т.д.

Целью изобретения является расширение диапазона и повышение оперативности исследований.

Это достигается тем, что пневмотранспортная труба снабжена механизмом поворота и фиксации ее в заданном

положении и установленным снаружи нее и сообщённым с ее внутренней полостью загрузочным устройством, при этом упомянутая труба имеет коленный участок, в котором установлен с возмОжнЬстью фиксации в заданном положении поворотный щит, ось вращения которо-i го расположена на линии, проходящей через точк пересечения продольных осей прямолинейного и коленного учасзтков перпендикулярно к упомянуть осям. Загрузочное устройство выпол нено в виде форсунки, в которой имеТйтся каналы для подачи транспортиру ющего газа и материала. Кроме того, пневмотранспортная труба имеет участки, выполненные из прозрачного материала. Установка снабжена установленными с одной стороны пневмотранспортной трубы осветителями направленного потока света, установленными напротив осветителей с другой стороны трубы фотоэлектрическими преобразователями и соединенным с последними регистрирующим прибором.

На приведенном чертеже изображена установка для исследования аэродинамики пневмотранспортировки материалов , общий вид.

: Установка содержит пневмотранспор;тную трубу, имеющую пряйЬлинейный участок 1 и коленный участок 2, выполненные из прозрачного материала, например из стекла, причем диаметр участка 2 больше диаметра участка 1, соединенных под углом 90. В коленном участке 2 пневмотранспортной трубы установлен поворотный щит 3, ось вра дения которого расположена на линии, проходящей через точку пересечения продольных осей участков 1 и 2 перпендикулярно к упомянутым осям, причем коленный участок выпол ieH так,что при перпендикулярном положении щита 3 по отнощению к потоку воздуха на участке 1 сечение участка 2 перекрывается с таким расчетом, что оставшаяся открытой часть будет равной сечению участка 1. Цит 3 может быть фиксирован под углами по отношению линии атаки потока с исследуемым объектом в пределе от 30 до 90. На торце прямолинейного участка 1, противоположном коленному участку 2, установлено загрузочное уст-: ройство, выполненное в виде форсунки, состоящей из основания 4 с отверстием для подачи транспортирующей среды (воздуха) и кронштейном с указателем угла расположения оси установки , подсоединенным к поворотнофиксирующему-устройству 5, и детали б сотверстием для загрузки исследуемых объектов. На прямолинейном учас ке 1 пневмотранспортной трубы имеют4 ся осветительные.лампы 7 со щеЛевыми экранами и датчики (фотоэлектрические преобразователи) 8, расположенные на расстоянии 1 между собой.Датчики 8 соединены с регистрирующим прибором 9. Для фиксации характера траектории полета объекта по участку 1 и взаимодействия его со щитом 3 используются кино-фотоаппараты (на чертеже не показаны), которые управляются как вручную, так и автоматически сигналами датчиков 8. Пневмотранспортная труба может быть фиксирована как в вертикальном и горизонтальном положениях, так и под любым промежуточным углом к горизонтали поворотно-фиксирующим устройством 5. Емкость 10 служит для сбора исследуемого объекта. Скорость потока транспортирующего газа измеряется манометром на баллоне сжатого газа, трубко Вентури и трубкой Пито (на чертеже не показаны).

Установка работает следующим .

Через отверстие в основании 4 форсунки подается транспортирующий газ, например воздух, и в зависимости от поставленной задачи или заранее устанавливают определенную скорость течения газа или постепенно увеличивают объем подаваемого газа, причем положение оси установки (продольной оси участка 1) устанавливают заранее или в процессе эксперимента, затем через отверстие в детали 6 загружают исследуемый материал.

Например, для случая определения взаимодействия транспортируемых семян хлопчатника со щитом 3 при горизонтальном потоке воздуха на участке 1 и вертикальном на участке 2 пневмотранспортную трубу поворачивают и устанавливают по шкале поворотнофиксирующего устройства 5 так, что участок 1 занимает горизонтальное положение, и фиксируют в этом положении. Через отверстие в основании 4 ( стрелка А) подают транспортирующий газ, и устанавливают определенную скорость потока. Через отверстие детали б форсунки запускают несколько пробных семян,и по показанию прибра 9 и, изменяя скорость потока, устанавливают необходимую скорость семян на участке 1 трубы, т.е. устанавливают режим эксперимента. Устанавливают также необходимый угол плоскости щита по отношению к потоку. Подготовив таким образом установку, запускают в отверстие детали б (на чертеже указанной стрелкой Б) подготовленную партию семян одно за другим. В процессе пролета семян по участку 1, ударов о щит 3, траектори полета семян и их взаимодействия со щитом фиксируются как визуально, так и фото-киносъемкой. Пропущенная партия собирается в емкости 10, вкоторой исследовав ее, определяют количество поврежденнЕлх в результате ударов о щит семян при данном режиме эксперимента. Изменив угол наклона

щита 3, пропускают вторую, третью и т.д. партии при данной сгсорости транспортировки семян. Изменив скорость транспортировки семян, цикл эксперимента повторяют опять при {лазличнЕлх углах наклона щита.

Другой пример для случая определения скоростей витания.

Через отверстие в основании 4 форсунки при заранее выбранном наклоне оси установки подают транспортирующий газ. Через отверстие детали 6 форсунки запускают исследуемый объек Объект захватывается потоком транспортирующего газа в участок 1 пневмотранспортной трубы, в это время, регулируя объем транспортирующего газа добиваются уменьшения скорости подъема объекта вплоть до остановки его в объеме участка 1, т.е. его витания и по приборам определяют скорость Транспортирующего газа - скорость витания, далее, увеличивая подачу газа определяют скорость трогания и т.д.

Использование предложенной установки дает возможность с достаточной точностью определить динамику движения пневмотранспортируемого объекта в воздухопроводах, его взаимодействие со стенками воздухопроводов как в прямолинейных так и в коленных частях. Л точные данные об аэродинамических явлениях в процессе пневмотранспортировки различных объектов позволят рассчитать наиболее оптимальные для транспортировки данных объектов конструкции пневмотранспортеров, обеспечивающих максимальную экономичность и производительность с минимальными потерями на брак, что значительно повысит эффективность применения в производстве пневмотранспорта.

Формула изобретения

1. Установка для исследования аэродинамики пневмотранспортировки материалов, содержащая сйединенную с регулируемым источником подачи сжатого газа пневмотранспортную трубу, имеющую прямолинейный участок, и измерительные приборы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения оперативности исследований, пневмотранспортная труба снабжена механизмом поворота и фиксации ее в заданном положении и установленным снаружи нее и сообщенным с ее внутренней полостью загрузочным устройством, при этом упомянутая труба имеет коленный учасoток, в котором установлен с возможностью фиксации в Зс1данном положений поворотный щит, ось вращения которого расположена на линии, проходящей через точку пересечения продольных

5 осей прямолинейного и коленного учасITKOB перпендикулярно к упомянутым 1осям.

2.Установка по п.1, отличающаяся тем, что загрузочное

0 устройство выполнено в виде форсунки, в которюй имеются каналы для подачи транспортирующего газа и материала .

3.Установка по пп.1,2,о т л и чающаяся тем, что пневмо5транспортная труба имеет участки, выполненные из прозрачного материала.

4.Установка по пп.1,2,3, о т личающаяся тем, что она снабжена установленными с одной сто0роны пневмотранспортной трубы осветителями направленного потока света, установленными напротив осветителей

с другой стороны трубы фотоэлектрическими преобразователями, и соеди5ненным с последними регистрирующим прибором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Известия высших учебйых заведе0ний. Технология текстильной промышленности. Статья № 4 (53). В.А.ЕрмоЛаев. Экспериментальное определение скоростей витания твердых отходов текстильного и швейного производств.

5 Изд. Ивановского текстильного института им М.В.Фрунзе. № 5, 1966 (прототип) .