Способ контроля состояний сыпучих материалов в вибрационных аппаратах Советский патент 1982 года по МПК G01N33/00 

Изобретение относится к переработке сыпучих материалов в -вибрационных аппаратах, а именно к области измерения и контроля состояния сыпучего материала, и может быть использовано при выборе оптимальных режимов,работа вибрационных аппаратов в различных технологических процессах. Известны способы, которые позволяют контролировать состояние сыпучего материала в вибрационных аппаратах, в частности переходы из состоя ния виброожижения к виброкипению,переход их одной области виброкипения (области разрыхления и сепарации) к области бурного перемешивания. Все эти способы основанЕа на количественном выявлении характеристик некоторых (Двойств сыпучего материала. Так, извейтен способ контроля состояния слоя.Минимальной пористости соответ ствует переход слоя из состояния виб роожижения в состояние виброкипения. Пористость определяют измерением высоты слоя в процессе наложения вибра ционных колебаний на слой сыпучего материала, используя метод последЬвательногс) фотографирования и определения полученных на пленке значений под измерительным микроскопомLl.l Недостатком способа является невысокая точность, связанная с трудностью фиксации верхней границы слоя. Известен также способ контроля состояния слоя по измерению его вязкости, например, на ротационном вискозиметре. При этом в лоток-цилиндр вискозиметра засыпают исследуаг-жД сыпучий материал, измеряют параметры и определяют вязкость слоя при этих:параметрах посредством измерения силы сопротивления подвижного сектора, установленного внутри лотка и связанного с динамометром. По полученным значениям вязкости строят виброреалогические кривые,на основании которых определяют состояние слоя. Так, для перехода из состояния виброожижения в состояние виброкипения характерно резкое, на два Порядка, снижение вязкости f2j. К недостаткам способа относится сложность прибора, а также трудность проведения измерений в реальных аппаратах. Наиболее близким из известных к предлагаемому по технической сущности является способ контроля состояния сыпучего материала в вибрационных аппаратах, заключающийся в оп-ределенни аэродинамических параметров, характеризупщих состояние слоя с1-дпучего материал г например, путем контроля перепада давления в слое при продувке всего слоя материала газом. Для осуществления способа в аппарат загружают навеску сыпучего ма-териала, устанавливают необходимые параметры вибрации, продувают слой газом, измеряют перепад давления в слое микроманометром и строят кривую изменения перепада давления. Сравнивая полученную кривую с известной типичной кривой, судят о состоянии слоя. Например, для перехо да слоя из состояния виброожижения в состояние виброкипения характерен максимум перепада давления в Недостатком способа является малы диапазон изменения перепада давления в слое, что является причиной низкой чувствительности и точности получаеMtjx результатов. Кроме того, способ по-зволяет лишь определить переход из состояния виброожижения в состояние виброкипения. Цель изобретения - повышение точности измерений и получение допо.лнительных сведений о различных состояниях сыпучего материала в вибрационном аппарате. Поставленная цель достигается тем что в способе контроля состояний сыпучих материалов в вибрационных аппаратах, основанном на воздействии газового потока на исследуемый материал и измерении аэродинамических па раметров потока, в слой сыпучего материала вводят локальную газовую струю постоянного расхода и измеряют ее геометрические размеры В отличие от известного способа, вводят га не на все сечение, а создают локальную струю, истекающую вдоль прозрачной стенки, причем геометрические па раметры струи, в зависимости от сост яния слоя сыпучего ма териала, имеют большой диапазон изменений, а, следо вательно обуславливают повышенную чувствительность способа. Полученный газовый факел имеет довольно четкий контур, что позволяет увеличить точность измерений. На фиг. 1 изображена принципиальная- схема измерений при контроле сос тояний слоя сыпучего материала в установке с вертикально установленными колебаниями; на фиг. 2 - разрез по Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 - типичная кривая изменения геометрических размеров струи от параметров вибрации. Пример. Камера 1 прямоугольного сечения 200x200 мм совершает вертикальные колебания с помощью механическрго привода. Вдоль прозрачной стенки 2 камерЕЛ 1 установлено полуограниченное сопло 3 плодащью StivWi. В аппарат вводят газовую струю определенных параметров, например, количество подаваемого воздуха от компрессора составляет 3-8 м/ч при давлении воздуха 1,2-1,3 атм. Изменяя параметры вибраций, измеряют геометрические параметры струи. Для измерения можно использовать как метод фотографирования с последующим измерением с пленки на измерительном микроскопе, так и непосредственное измерение с .прозрачной стенки измерительной системой, неподвижно с аппаратом.- На основании полученных данных строят кривую изменения геометрических характеристик от параметров вибрации, сравнивают ее с известными типичными кривыми и по характерным точкам судят о состоянии слоя. Например, типичная кривая, полученная при постоянной амплитуде колебаний А 5 мм для слоя высотой 100 мм стеклянных шариков диаметром 1,7 мм,построена в координатах: х - длина струи, К - коэффициент „ А«; к где- Л - амплитуда колебаний, м; W- круговая частота колебаний, ( - ускорение свободного падения , м/с . На кривой точка В перехода с прямого участка кривой характеризует переход слоя из состояния виброожижения к СОСТОЯНИЮвиброкипенйя,точка В характеризует состояние виброкипения -С хорошим перемешиванием при минимальных параметрах вибрации.Получае1лые для других слоев, например полиэтилена, кривые имеют те же характерные точки. На полученных кривых находят параметры вибрации, соответствующие этим характерныгл точкам -и осуществляют выбор режимов вибрации для проведения технологических процессов, например, режимы хорошего перемешивания при минимальных параметрах вибрации. Применение предлагаемого способа контроля состояний сыпучих матер&алов в вибрационных аппаратах позволяет повысить точность определения , состояний слоя, дает больше информа- ции о различных состояниях слоя и позволяет находить требуемые параметры вибрации для проведения технологических процессов. Формула изобретения Способ контроля состояний сыпучих материалов в вибрационных аппаратах, основанный на воздействии газового потока на исследуег ий материал и измерении аэродинамических параметров потока, отличаю