Дозирование
 Скачать 5.11 Mb.
|
|
3.14. Технические характеристики питателя ПТ-25 Показатели Значения Производительность, т/ч 0,2…2 Крупность продуктов, мм до 25 Установленная мощность, кВт 2 Габаритные размеры, мм: длина 420 ширина 700 высота 400 Масса, кг 70 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Roberts, A.W. Mechanical transport in bulk solids processing and handling / A.W. Roberts // International symposium Reliable flow of particulate solids III (RELPOWFLO III). – Porsgrunn, Norway, August, 1999. – P. 567 – 616. 2. Volumetric Belt Feeders [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vibrascrewinc.com/pvol- volumetric_belt_feeders.shtml, свободный. Рис. 3.27. Питатель тарельчатый ПТ-25 3. Volumetric Belt Feeders [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vibrascrewinc.com/pvol- volumetric_belt_feeders.shtml, свободный 4. Филимонов, Д.В. Расчет производительности шнековых и спиральных питателей / Д.В. Филимонов, С.В. Першина // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун- та, 2004. – Вып. 15. – С. 64 – 68. 5. Schlesinger, D. Screw machines analysis of work and design calculations / D. Schlesinger & A. Papkov, Dafna Eng. Ltd. // International symposium Reliable flow of particulate solids III (RELPOWFLO III). – Porsgrunn, Norway, August, 1999. – P. 849 – 855. 6. Source for Feeding. Single screw Feeders [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.process- controls.com/separator /ktron_soder_volumet-ric_feeders.html, свободный. 7. Low Rate Screw Feeders [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vibrascrewinc.com/pvol- lowrate_screw_feeders.shtml, свободный. 8. Питатель ВП-200 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mnt.kirov.ru/kv.html, свободный. 9. Питатель реверсивный шнековый ПРШ – 0,25 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit-a.ru/customers/oborudovanie /pitateli/prsh.html, свободный. 10. Питатель секторный ПС-1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tlnh.ru/index-112.htm, свободный. 11. Yu, Y. Theoretical and Experimental Study on the Volumetric Efficiency of Screw Feeders / Y. Yu, P.C. Arnold // Powder handling and processing, 1996. – Vol. 8. – N. 3. – P. 207 – 214. 12. Metcalf, J.R. The Mechanics of the Screw Feeders / J.R. Metcalf // Proc. Instn. Mech. Ingrs. 1966. – Vol. 180. – N. 6. – P. 131 – 146. 13. Вибрационный лотковый питатель laborette 24 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://neosib.ru/catalogue/fritsch/additional-devices/laborette24.html, свободный. 14. Питатель вибрационный ПВ 0,15 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://consit.ru/03obor_pitatel_v_015.shtml, свободный. 15. Питатель вибрационный бункерный [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit.ru/pub_24_2.html, свободный. 16. Питатели вибрационные с активатором ПВА [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit-a.ru/customers/oborudovanie /pitateli/pva.html, свободный. 17. Питатель качающийся ПК-0,2 [Электронный ресурс]. – Режим дос-тупа: http://www.consit- a.ru/customers/oborudovanie/pitateli/pk_02. html, свободный 18. Питатель качающийся ПК-0,4 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit- a.ru/customers/oborudovanie/pitateli/pk_04. html, свободный. 19. Репкин, Ю.А. Трубчатые устройства для подачи и дозирования сыпучих материалов / Ю.А. Репкин // Разработка, исследование оборудования для получения гранулированных материалов : сб. науч. тр.– М. : МИХМ, 1985. – С. 52 – 57. 20. А. с. 964462 СССР, МКИ 5 G 01 F 11/24. Трубчатый микропитатель для сыпучих и порошкообразных материалов / Ю.А. Репкин, А.И. Целиковская, В.А. Самсонов (СССР). – № 2952796 ; заявл. 09.07.80 ; опубл. 07.10.82, Бюл. № 37. – С. 122. 21. А. с. 741933 СССР, МКИ 5 B 01 J 3/02. Питатель для сыпучих материалов / Ю.А. Репкин, В.Д. Довженко, И.З. Скрыпник, В.Ф. Удальцов (СССР). – № 1843719 ; заявл. 09.11.72 ; опубл. 25.06.80, Бюл. № 23. – С. 175. 22. А. с. 838365 СССР, МКИ 5 G 01 F 11/24. Трубчатый микропитатель для сыпучих и порошкообразных материалов / Ю.А. Репкин, В.А. Самсонов, А.И. Целиковская (СССР). – № 2718212 ; заявл. 29.01.79 ; опубл. 15.06.81, Бюл. № 22. – С. 139. 23. А. с. 1060540 СССР, МКИ 5 B 65 B 3/06. Устройство для дозирования легкоплавких материалов / Ю.А. Репкин, Г.В. Вишняков, А.И. Швайцер, Р.К. Бауман (СССР). – № 3390594 ; заявл. 26.01.82 ; опубл. 15.12.83, Бюл. № 46. – С. 151. 24. А. с. 1009787 СССР, МКИ 5 B 29 B 5/06. Устройство для непрерывного дозирования и перемешивания сыпучего полимерного материала / Ю.А. Репкин, М.И. Конов, А.И. Сильченков (СССР). – № 3406972 ; заявл. 15.03.82 ; опубл. 07.04.83, Бюл. № 13. – С. 135. 25. Вишняков, Г.В. К расчету расходных характеристик трубчатого питателя / Г.В. Вишняков, Ю.А. Репкин // Разработка, исследование и расчет машин и аппаратов химических производств : сб. науч. тр. – М. : МИХМ, 1984. – С. 85 – 94. 26. А. с. 690314 СССР, МКИ 5 G 01 G 11/00, G 05 D 7/03. Распределитель порошкообразного материала для весовых дозаторов непрерывного действия / Ю.А. Репкин (СССР). – № 2514110 ; заявл. 27.07.77 ; опубл. 05.10.79, Бюл. № 57. – С. 165. 27. Квасова, А.Г. Движение фронта сыпучего материала во вращающемся трубчатом питателе / А.Г. Квасова, Ю.И. Гусев // Разработка, исследование оборудования для получения гранулированных материалов : сб. тр. – М. : МИХМ, 1985. – С. 58 – 62. 28. Рассказов, Н.И. Движение сыпучего материала во вращающейся трубе распределителя порций / Н.И. Рассказов, Ю.А. Репкин, В.Ф. Удальцов // Сб. науч. трудов. – М. : МИХМ, 1978. – Вып. 9. – С.145. 29. Вишняков, Г.В. К расчету расходных характеристик трубчатого питателя / Г.В. Вишняков, Ю.А. Репкин // Разработка, исследование и расчет машин и аппаратов химических производств : сб. науч. тр. – М. : МИХМ, 1984. – С. 85. 30. Деревякин, Н.А. Современное оборудование для подачи сыпучих материалов / Н.А. Деревякин, Е.Н. Капитонов // Обзорная информация. – М. : ЦНИИТИхимнефтемаш, 1988. 31. Powder Handling Solutions [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.kemutec.com/, свободный. 32. А. с. 1174759 СССР, МКИ 4 G 01 F 13/00. Устройство для непрерывного дозирования / В.Ф. Першин, Н.А. Деревякин, В.П. Таров, А.Г. Ткачев. – № 3728120/24-10 ; заявл. 11.01.84 ; опубл. 23.08.85, Бюл. № 31. – 2 с. 33. Тарельчатые питатели [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.apmech.ru/ob-tarpit. htm, свободный. 34. Питатель тарельчатый [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://alexnovic.rusmarket.ru/, свободный. 35. Тарельчатые питатели [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// keramp.ru/, свободный. 36. Питатель тарельчатый [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://akmetech.ru/39/, свободный. Г л а в а 4 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Основными элементами измерительной системы являются: механическая система, передающая усилие от материала на чувствительный элемент; датчик силы или перемещения. 4.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Механическая система, передающая усилие от материала, подлежащего взвешиванию, на чувствительный элемент датчика зависит от способа дозирования и конструкции дозатора. Наиболее простой вариант передачи усилия от материала, подлежащего взвешиванию, на весоизмерительный датчик, показан на рис. 2.7. Данному способу присущи следующие недостатки. Во-первых, на весоизмерительную платформу установлен ленточный транспортер, а поскольку вес транспортера, как правило, намного больше веса материала, находящегося на ленте, возникают существенные погрешности при определении производительности и точности дозирования. Во-вторых, вес материала, а следовательно, и производительность можно определить только с дискретностью времени ∆t = L/v, где L – длина ленты транспортера, на которой находится материал; v – скорость движения ленты. За меньшие промежутки времени производительность и точность дозирования рассчитать нельзя, поскольку неизвестно распределение материала на ленте. Известны также конструкции, в которых только один край транспортера установлен на весоизмерительную платформу (см. рис. 2.8, б, в). В этом случае при расчете производительности и точности дозирования делают допущение о равномерном распределении материала на ленте [1]. Аналогичное допущение делают при расчете дозатора, схема которого показана на рис. 4.1. Измерение веса материала осуществляется на участке транспортерной ленты между опорными роликами 1, 2 через весовой ролик 3, который передает усилие на весовой датчик 4. Сигнал с датчика 4 передается на котроллер 5. Одновременно на контроллер поступает информация о скорости движения ленты с датчика 6. Контроллер рассчитывает производительность дозатора, сравнивает с заданными значениями и, при необходимости, подает управляющий сигнал на привод шнекового питателя 7. Рис. 4.1. Схема ленточного дозатора В общем виде производительность весового дозатора W Т можно определить следующим образом: ∫ ∆ + = T T T Т Vdt t Q W ) ( . (4.1) Одним из ключевых элементов весового моста является ролик (или ролики), который воспринимает нагрузку со стороны ленты. На рисунке 4.2 показана схема действия сил на весовой ролик. Весовой датчик 4 регистрирует только вертикальную составляющую F вер силы F. Однако численное значение F, а следовательно, и F вер зависит не только от веса материала, находящегося на ленте, но и от горизонтальной силы F гор . Предположим, что слева от ролика материала больше, чем справа, и лента провиснет, как это показано пунктирной линией на рис. 4.2. Очевидно, что в данном случае существенно возрастет сила F гор , поэтому одной из основных задач при проектировании ленточных весовых дозаторов является создание конструкции весового моста с минимальными горизонтальными и динамическими силовыми воздействиями на весовой ролик (или ролики) и максимальным вертикальным воздействием от веса материала, находящегося на ленте. На рисунке 4.3 представлены схемы трех основных конструкций весоизмерительных мостов, которые используются в настоящее время: а – простой одношарнирный мост; б – двухшарнирный мост; в – "плавающий" мост. Рис. 4.2. Схема действия сил на весовой ролик Наиболее простая схема передачи усилия от материала на датчик веса, представленная на рис. 4.1, впрочем, как и другие схемы (см. рис. 4.3), используемые в настоящее время на практике, не позволяет определить функциональную зависимость q(t). Учитывая это, в настоящее время считают, что в момент измерения сыпучий материал равномерно распределен на участке между роликами 1, 2. Вес материала определяется на участке между опорными роликами 1 и 2. Усилие через ролик 3 (рис. 4.3, а) или ролики 3 (рис. 4.3, б, в) передается на датчик веса 4. Рис. 4.3. Схемы основных конструкций весоизмерительных мостов Рис. 4.4. Расчетная схема к определению реакции С у Рассмотрим более детально распределение сил на данном участке. На рисунке 4.4, а показана расчетная схема. На ленту действует вертикальная распределенная сила q (x) от веса материала, которая вызывает вертикальные реакции в опорах A y , B y , C y . В горизонтальном направлении действуют внешние силы N 1 от действия приводного (ведущего) ролика ленточного транспортера и N 2 – от ведомого ролика транспортера. Вертикальная сила F вер , которая фиксируется весовым датчиком 6, численно равна реакции C y Для определения C y были проведены следующие экспериментальные исследования. На ленту транспортера между роликами 1, 2 в разные точки (т.е. при разных значениях х) устанавливали эталонную гирю и измеряли величину реакции C y . На рисунке 4.4, б сплошной линией показана идеальная зависимость Р C y / от х, а точками – результаты эксперимента. Следует отметить, что C y < P, поэтому Р C y / < 1. Результаты предварительных исследований, которые мы провели с лентами из разных материалов и при различных значениях Р и L, позволили сделать следующие выводы: 1. Зависимость Р C y / от х не является линейной. 2. При 2 L x = Р C y / < 1. 3. Конкретные значения Р C y / при различных значениях х зависят от абсолютных значений P, L, а также от материала ленты и ее натяжения. Совершенно очевидно, что численное значение Р C y / зависит от распределения материала слева и справа от опорных роликов 1, 2 и динамических воздействий на весовой ролик со стороны движущейся ленты. Тот факт, что при 2 L x = Р C y / < 1 можно объяснить, используя схему, показанную на рис. 4.4, в. При воздействии материала на ленту и весовой ролик происходит вертикальное перемещение весового ролика. В результате этого перемещения возникает вертикальная составляющая N вер от усилий натяжения ролика. Угол ( ) L ∆ = α 2 arctg и α = sin 2 вер N N N N N = = 2 1 . Именно на величину N вер показания весоизмерительного датчика будут меньше, чем Р, т.е. вер N P С y − = . (4.2) Численное значение перемещений ∆ зависит от абсолютных значений Р и L, а также от упругих реологических свойств материала, из которого сделана лента дозатора. Для проведения дальнейшего анализа разделим АВ на четыре участка длиною 4 L и будем считать, что для каждого участка известен коэффициент пересчета усилия Р, приложенного в середине участка, в реакцию С y . Для а) б) в) L/x x C y /P 1 0,25 0,75 0,5 N 2 N 1 N вер α L L/2 B y A y C y q (x) x N 2 N 1 анализа причины возникновения ошибки в вычислении веса материала, находящегося на ленте, численное значение переводных коэффициентов K не имеет принципиального значения, главное, что эти значения симметричны относительно точки С, как это показано на рис. 4.5, а. Определим реакцию С y , если материал распределен на ленте равномерно и интенсивность распределенной нагрузки q 0 . В данном случае 0 2q C y = . Поскольку суммарный вес материала на ленте равен 4q 0 , коэффициент пересчета показаний прибора в вес материала равен 2. Другими словами, для того чтобы рассчитать вес материала, находящегося на ленте, необходимо показания прибора умножить на 2. Рассмотрим случай, когда производительность дозатора скачкообразно изменяется от q 0 до N q 0 . Через промежуток времени ∆t, равный v 4 L , c момента измерения производительности ситуация будет такой, как показана на рис. 4.5. В этом случае 0 0 75 , 1 25 , 0 q N q C y + = . (4.3) Рис. 4.5. Варианты распределения различных порций материала на ленте Расчетный вес материала 0 0 5 , 3 5 , 0 q N q Q + = . (4.4) За данный промежуток времени из дозатора выйдет материал с весом 4 0 L q ⋅ . Это есть действительная производительность – Q д . Расчетная производительность Q р будет равна 0 0 р 875 , 0 125 , 0 4 q N q Q Q + = = . (4.5) Ситуация, которая будет через следующий промежуток времени ∆t,показана на рис. 4.5, в. В этом случае 0 0 q N q C y + = ; 0 0 2 2 q N q Q + = ; 0 д q Q = ; 0 0 р 5 , 0 5 , 0 q N q Q + = По истечению следующего промежутка ∆t (рис. 4.5, в) 0 0 25 , 0 75 , 1 q N q C y + = ; 0 0 5 , 0 5 , 3 q N q Q + = ; 0 д q Q = ; 0 0 р 125 , 0 875 , 0 q N q Q + = За время v L T = ∆ действительный суммарный вес материала равен ∑ = 0 д 4q Q , (4.6) K С 0,25 0,25 0,75 0,75 а) q 0 q 0 q 0 q 0 N б) q 0 q 0 q 0 N q 0 N в) q 0 q 0 N q 0 N q 0 N г) а расчетный ∑ + = N q q Q 0 0 р 5 , 1 5 , 2 . (4.7) Ошибка измерения будет равна: ( ) ( ) ( ) 100 1 375 , 0 % 100 4 5 , 1 5 , 2 4 0 0 0 0 ⋅ − = ⋅ − − = ε N q N q q q . (4.8) Фактически N – это относительная производительность объемного питателя, т.е. з п q q N = , где q п – производительность объемного питателя, кгс –1 ; q з – заданная весовая производительность дозатора, кгс –1 . Таким образом, за счет взвешивания материала, находящегося на ленте, можно зафиксировать и в дальнейшем попытаться исправить отклонения производительности в 2,66 раза меньшие, чем отклонение производительности объемного питателя, который подает материал на ленту дозатора. Из технической литературы и информационных материалов ведущих мировых фирм, выпускающих объемные питатели, известно, что в отдельных случаях их точность может достигать ± 1 %. Точность лучших образцов весовых ленточных дозаторов составляет 0,25…0,5 % [2 – 5]. Сравнение приведенных выше характеристик объемных питателей и весовых ленточных дозаторов подтверждает правильность теоретической оценки возможной точности дозатора при использовании простого одношарнирного весового моста. Проблема заключается в том, что при одном и том же суммарном весе материала на ленте весовой датчик может регистрировать разные значения усилий и, как следствие, контроллер дает не правильный сигнал корректировки. Данная ситуация показана на рис. 4.6, а и б. |