ПЕРЕРАБОТКА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В. МАШИНАХ БАРАБАННОГО ТИПА

БАРАБАППЫЕ ППТАТЕЛП П ДОЗАТОРЫ

8Л. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕПИЯ

Во многих технологических процессах требуется непрерывная подача сыпучих материалов в за­данных количествах: либо в виде отдельных порций (доз), следующих одна за другой, либо в виде не­прерывного потока [1].

До настоящего времени не существует четкой классификации дозирующих устройств. Практиче­ский интерес представляет следующая классификация [2]: в соответствии со структурой технологиче­ского процесса, по принципу работы, по конструктивным признакам. В соответствии со структурой технологического процесса дозаторы делятся на две основные группы: дискретного (периодического) действия и непрерывного действия. По принципу работы дозирующие устройства разделяют на устрой­ства объемного типа и весового типа. Барабанные дозаторы и питатели работают на принципе объемно­го дозирования, поэтому рассмотрим более подробно этот принцип.

При объемном дозировании масса пропускаемого материала определяется по его объему. В основе объемного дозирования лежит следующая зависимость [2]:

G=Vp,

где G— масса материала, кг; V - объем, занимаемый материалом, м ; р - насыпная плотность материа­ла, кг/м3.

Преимущество объемного метода перед весовым заключается в простоте конструкции и эксплуата­ции дозирующих устройств. Применение дозаторов с объемным принципом действия сдерживается значительной погрешностью при наличии колебаний физико-механических характеристик дозируемого материала, в первую очередь насыпной плотности и текучести, которые зависят от большого числа па­раметров, таких как гранулометрический состав, форма частиц, влажность и т. д.

Основной путь получения максимальной точности - это обеспечение постоянных условий при за­полнении мерной емкости или при прохождении материала через узел, формирующий поток, выходя­щий из дозатора.

Большое значение при выборе дозаторов имеет правильное определение требуемой точности дози­рования отдельных компонентов. При рассмотрении данного вопроса воспользуемся результатами ра­боты [3].

На практике используют два способа обеспечения точности состава смеси.

1. Для каждого компонента смеси задают предельные отклонения от номинального количества данного компонента - в процентах или количественных единицах. Так, при приготовлении протекторной резиновой смеси на 100 кг каучука требуется 1,8 ± 0,01 кг серы, 3,5 ± 0,03 кг цинковых белил, 65 ± 0,5 кг технического углерода и т. д. В этом случае точность дозатора для каждого компонента однозначно оп­ределяется требуемой точностью дозирования этого компонента.

2. Предельные отклонения от номинального содержания компонентов в смеси задают в процентах от общего количества смеси. Например, требуемая точность дозатора в случае приготовления металло­графитовых смесей электроугольных производств определяется однозначно заданной точностью дози­рования компонента, а зависит и от абсолютного содержания этого компонента в смеси.

Введем следующие обозначения: Аж В — доли компонентов в смеси; G - номинальное количество смеси; А А и А В - предельные отклонения количества компонентов А и В (в долях) от их номинального содержания; A G - предельное отклонение количества смеси (в долях) от его номинального значения. Тогда количество компонента А в смеси составит GA (1 + А А), а компонента В - GB (1 +Ai?).

Суммарное количество смеси:

G{ + AG) = GA (1 + АА) + GB{ + А В),

откуда AG= А + ААА + В+ BAB 1 или, учитывая, что по условию А + В = 1,

AG= AAA + BAB. (8.1)

Рассчитанное по формуле (8.1) значение AG будет справедливо, если на отклонение суммарного количества смеси от номинального нет дополнительных ограничений, вызванных необходимостью не­прерывного технологического процесса производства.

При заданной точности дозирования смеси A G предельные отклонения количества компонентов будут равны:

A G = ААА+ ВАВ+...+ NAN;

AG-BAB-...-NAN

А

AG- AAA-BAB-...-(N-l)A(N-V)
N

Приведем пример практического использования предложенных уравнений.

Одна из смесей, применяемых для изготовления электроугольных изделий, имеет следующий со­став: на 100 кг смеси - 90 ± 2 кг меди и 10 ± 2 кг графита.

Из уравнения (8.1) получим:

AG= 0,9— + ОД— = 0,04.

90 10

Предположим, что для меди выбран дозатор, обеспечивающий предельное отклонение А А = 0,02. Тогда из уравнения (8.3) следует, что для графита АВ= 0,2. В рассмотренном случае отклонение коли­чества смеси от номинального определяется лишь предельными отклонениями для компонентов, а суммарное количество смеси не лимитируется. Если же принять, что такое ограничение существует и что предельное значение AG не должно превышать, например, 0,02, то при том же А А = 0,02 получим АВ= 0,02.

Медь - хорошо сыпучий материал, поддающийся дозированию серийными весовыми дозаторами, обеспечивающими отклонения 1... 1,5 %. Графит - плохо сыпучий материал, для которого трудно до­биться точности дозирования. Поскольку для меди возможна точность дозирования А А = 0,01, рассчи­таем А В для этого случая и получим АВ = 0,31.

Используя предлагаемый метод расчета, особенно при приготовлении многокомпонентной смеси, можно свести к минимуму число весовых дозаторов, что существенно снизит капитальные и эксплуа­тационные затраты.

Барабанные дозаторы и питатели можно разделить на две основные группы: трубчатые устройства для подачи и дозирования сыпучих материалов, барабанные дозаторы с лопастной насадкой. Рассмот­рим более подробно каждую из указанных групп.