ПЕРЕРАБОТКА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В. МАШИНАХ БАРАБАННОГО ТИПА

БАРАБАННЫЕ ДОЗАТОРЫ С ЛОНАСТНОЙ НАСАДКОЙ

8.3.1. ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Вращающиеся барабаны с лопастной насадкой широко применяются для подачи отдельных мелких деталей [15]. Использование этого типа дозаторов для порционной и непрерывной подачи порошкообраз­ных материалов началось сравнительно недавно. Барабанный дозатор [16] с лопастной насадкой (рис. 8.3) состоит из барабана-накопителя 7, на внутренней поверхности которого установлены попасти 2. Внутри барабана размещена приемная часть лотка 3, установленная с возможностью изменения своего положения. С целью организации как порционного, так и непрерывного дозирования приемная часть
лотка снабжена подвижной крышкой 4. Вращение барабана-накопителя осуществляется приводом. До­затор работает следующим образом. Материал, подлежащий дозированию, засыпается в барабан - накопитель 7, при вращении барабана захватывается лопастями Д поднимается вверх и одновременно ссыпается с лопастей.

При определенных положениях лопасти, характеризуемых углами (Зі и (Ь; (см. рис. 8.3), материал начинает и затем прекращает попадать в приемную часть лотка. Таким образом, за один оборот бараба­на с каждой лопасти в лоток попадает определенный объем материала. Численное значение этого объе­ма зависит от физико-механических характеристик материала, размеров лопасти и приемной части лот­ка, угловой скорости барабана. Если в приемную часть лотка одновременно падает материал с двух и более лопастей, то дозатор обеспечивает непрерывную подачу сыпучего материала, если с одной, то - порционную.

Определим производительность дозатора. Скорость vm 7-й частицы относительно лопасти в момент ее отрыва можно рассчитать по формуле

vm = РгдтСіпап - fq cosaj]0’5, (8.5)

где г,. - расстояние от ссыпающегося края лопасти до 7-й частицы в момент начала ее движения относи­тельно лопасти.

% = [ + (®Дт)2 - 2 VORn cos(^ + а„ - р)]0’5. (8.6)

Угол и, наклона вектора скорости и,, к горизонту будет равен:

Траекторию падения частицы в системе координат Ж) У (см. рис. 8.3) можно описать следующими параметрическими уравнениями:

х= - Rn cosP + %xcos г/у; (8.8)

2

У= J^sinp - vcsin г/,(8.9)

где т - время, прошедшее с момента отрыва частицы от лопасти.

Угол Рь при котором частицы начинают падать в приемную часть лотка, можно рассчитать, решив совместно уравнения (8.8) и (8.9) ири х= S, у= Н (см. рис. 8.3), а угол Р2, ири котором прекращается попадание, - при х= S2, у= Н2. При расчете Pi д должно равняться максимально возможному значению (рассматриваются частицы, лежащие у обечайки барабана), а ири расчете Р2 У = 0 (т. е. частицы, лежа­щие на ссыпающемся краю попасти). Определив для ряда значений д - величины углов Pi и р2 с учетом длины приемной части лотка Д нетрудно найти объем <7, попадающий в поток с одной лопасти.

Общая производительность дозатора <2 равна:

Q=qNa/2n, (8.10)

где N - количество лопастей.

При проведении практических расчетов длину открытой поверхности материала, находящегося на лопасти, разбивают на ^участков (к= 5... 10) и определяют Pi и Р2 для каждого участка,

На рис. 8.4 дана укрупненная блок-схема расчета барабанного дозатора при заданной производи­тельности Q3.

ходимости проводят корректировку варьируемых параметров. Обычно с целью повышения точности уменьшают объема q, который попадает в приемный лоток с одной лопасти, но увеличивают количест­во этих объемов за счет увеличения числа лопастей.

На рис. 8.5 показаны зависимости объема материала, высыпающегося из лотка, от времени: а - в лоток одновременно подается материал с одной лопасти; б - с двух; в - с трех лопастей. Прямыми по­казаны средний или заданный расход. Как видно из графиков, величина максимального отклонения мгновенной производительности от заданного значения уменьшается при увеличении числа лопастей, с которых одновременно сынучий материал попадает в приемную часть лотка. Форму одиночного сигна­ла можно изменять нутем изменения формы и размера лопасти, а также за счет варьирования парамет­ров лотка (5i, Si, Н, Ні, см. рис. 8.3).

При проектировании барабанных дозаторов общего назначения задаются основные параметры до­затора: диаметр барабана; угловая скорость вращения (до 0,3 от критической); размеры приемной час­ти, лотка (5), Si, Н, Н2, L); количество, форма и размеры лопастей. Количество лопастей желательно брать максимально большим, а их размеры - меньшим. Однако этот выбор ограничивается необходимо­стью обеспечения стабильного ссыпания материала с лопастей и попадания его в приемную часть лот­ка.

Рис. 8.5. Зависимость объема материала от времени

Углы (Зі и (Зг определяются при допущении, что материал начинает попадать в приемную часть лотка с момента прохождения ссыпающего края лопасти над ближним по направлению вращения бара­бана краем лотка и прекращает - после прохождения над дальним его краем. Объем материала q, попа­дающий в лоток с одной лопасти, при сделанных допущениях равен:

<7 = ~ (Г1 + Г2 ) (Р2 — Pl)-^ (8-11)

О

где г, Г2 - длина открытой поверхности сыпучего материала, находящегося на лопасти в положениях, характеризуемых соответственно углами (Зі и (З2.

Производительность дозатора определяется по формуле (8.10). После проведения предварительно­го расчета оптимальные значения варьируемых параметров могут быть найдены с использованием за­висимостей (8.5) - (8.10).