RO86692B1 - Debitmetru pentru materiale transportate pneumatic - Google Patents

Description

Invenția se referă la un debitmetru pentru materiale neomogene, transportate pneumatic, și este destinat în special pentru materiale de construcție (ciment+ pietriș), în industria minieră sau alte aplicații similare, cu rolul de a da, la ieșire, un semnal electric care să indice masa materialului care traversează în unitatea de timp secțiunea transversală a conductei.

în scopul măsurării debitului masei, se cunosc diferite tipuri de debitmetre în care debitul masei se determină prin măsurarea forței, presiunii sau momentului produs de particulele în mișcare asupra unor plăci de un element electric sau asupra unui disc cu palete în rotație.

Aceste debitmetre au dezavantajele că nu asigură o precizie suficientă, rezultatele măsurării fiind influențate și de acțiunea fluxului transportor asupra elementelor de măsurare; pe de altă parte, siguranța în exploatare este scăzută.

Dispozitivul conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că, în scopul măsurării debitului de material transportat, este format dintr-un tub vertical de prelevare, montat transversal în conducta orizontală de transport, prin care trece fluxul de material, cu ajutorul unor lagăre, și care are mai multe orificii de colectare la nivelul conductei de transport și un orificiu de evacuare pe aceeași generatoare, orificiile de colectare fiind acoperite în poziția de repaus la o apărătoare dispusă în aval față de tubul de prelevare și etanșă cu acesta, tubul de prelevare fiind acționat periodic de un motor, prin intermediul unui reductor, astfel încât să facă o rotație de 360° pe parcursul căreia se prelevează material prin orificiile de colectare deasupra unui dop care închide tubul de prelevare în partea sa inferioară, iar la ajungerea în poziția de repaus, materialul se scurge din tub pe suprafața înclinată a dopului, prin orificiul de evacuare și printr-un canal înclinat al unui bloc de prelevare fix, în care tubul de prelevare se poate roti.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig.

1...5, care reprezintă:

- fig.1, schema de principiu a dispozitivului de prelevare în poziția de repaus;

- fig.2, secțiune după linia A - A’ a dispozitivului din fig.1;

- fig.3, dispozitivul de prelevare în poziție activă;

- fig.4, liniile de curent ale fluxului de material;

- fig.5, dispozitivul de cântărire.

Așa cum se arată în fig.1, dispozitivul de prelevare constă dintr-un tub de prelevare 1, fixat într-o conductă 2, prin care trece un material transportat 3, în sensul indicat de săgeți. Cu ajutorul unor lagăre 4 și 5 se asigură etanșarea și posibilitatea de rotație a tubului 1 de prelevare care este dotat cu un număr de orificii de colectare a și un orificiu de evacuare b, orificiile de colectare fiind închise în poziția de repaus de o arătătoare 6, care mai are și funcțiile de a evita turbioanele, păstrând caracterul laminar al curentului, și de a sprijini tubul de prelevare 1, mărindu-i rezistența la impactul cu fragmentele de material care circulă prin conductă. La o perioadă de timp TO, tubul de prelevare 1 este rotit cu 360° într-un timp tp, de un motor 7, prin intermediul unui reductor 8, la jumătatea acestui timp de prelevare fiind în poziția activă din fig.2, când orificiile a, de colectare, sunt deschise și materialul intră în tubul de prelevare 1, și, datorită faptului că orificiiu de evacuare b este închis de un bloc de prelevare 9, se depozitează deasupra unui dop 10, fixat în partea inferioară a tubului de prelevare 1. Când tubul va reveni în poziția de repaus din fig.1, materialul prelevat în tub se va scurge pe suprafața înclinată a dopului 10 și, printr-un canal c, practicat în blocul de prelevare 9, va fi evacuat din tubul de prelevare.

în acest mod, considerând că n orificii a de prelevare (în desen în număr de 3 - simetrice) au diametrul d, iar conducta 2 de transport are diametrul (interior) D, factorul de prelevare dat de raportul suprafețelor va fi:

K_d = n (1) iar factorul de prelevare în timp va fi:

K_t = 0,5 ~ f cos a da (?) ¹ To J π

unde a este unghiul făcut de axul orificiilor a de colectoare cu axul conductei de transport.

Astfel factorul total de prelevare este:

K_s = Kdx Kt (3) mai mare. Aceasta face ca particulele mari de material să pătrundă în tubul de prelevare, cu probabilitate mai mare decât particulele mici care sunt antrenate de curentul de aer și ocolesc tubul de prelevare, astfel încât structura materialului prelevat nu mai este aceeași cu a materialului transportat, dar această diferență nu deranjează din două motive:

- masa totală a particulelor mici care ocolesc tubul de prelevare este în general mică în raport cu masa totală a particulelor mari care intră în tub;

- întrucât materialul cu care se lucrează are o structură dată (constantă) se consideră o constantă de structură K_s care se deduce inițial la etalonarea instalației pentru un anumit tip de material (acestea fiind practic standardizate).

în concluzie, debitul 0_t de material transportat, calculat pe intervalul de timp T_o între două prelevări, este:

respectiv:

K_c (3') ceea ce înseamnă că la o cantitate m_T de material transportat prin conductă într-un interval de timp At masa materialului prelevat m_s va fi:

respectiv

Af m = K — m_T ^{s s} To ^T (4) δ_τ (70)

K' tp < D^² (6) respectiv:

δ_Γ (r₀) = κ κ, (6·) unde putem defini K ca o constantă constructivă a instalației și K_s, așa cum s-a arătat, o constantă a materialului transportat.

țp_

To aț

To (4’)

Așa cum se evidențiază în fig.4, curentul 3 de aer portant și materiale ocolește sistemul de prelevare cu o anumită deformare a uniformității liniilor de flux. Considerând că o particulă de material de masă m₀ are viteza V_o la intrarea în zona de prelevare, energia ei cinetică ^mo ^vo c n ’U ’U (5) este cu atât mai mare, cu cât masa ei este în fig.5 este reprezentat dispozitivul de cântărire, care constă într-o cupă

11, fixată lejer pe un ax orizontal 12 și acționată de o manetă 13, solidară cu axul

12. în poziția de repaus “R, dispozitivul este închis și, pentru a-l duce în poziția de lucru “L”, maneta 13 este rotită în poziția de lucru L, cupa urmărind-o sub acțiunea greutății proprii până în poziția sa de lucru L, când rămâne pe un cântar electronic 14. în această poziție de lucru a cupei, tubul de prelevare 1 se rotește, ia proba și ajunge în poziția sa de repaus, fig.1, când proba prelevată este evacuată din tub prin orificiul b și canalul c al blocului de prelevare 9 în cupa 11 și cântărită cu ajutorul cântarului 14.

După cântărire, maneta 13 ridică din nou cupa 11 în poziția sa de repaus R, materialul din aceasta scurgându-se, ca în fig.5, într-un tub de evacuare 15.

Un sistem electronic realizează atât comanda motorului 7 de acționare a tubului de prelevare 1 a unui motor nefigurat în desen, de acționare axului 12 și respectiv a cupei de cântărire 11, în funcție de programul propriu, precum și de semnalele primite de la un traductor de poziție 16, pentru tubul de prelevare, de la un traductor (nefigurat) pentru axul 14, de acționare a cupei de cântărire 11, și de la un traductor 17, pentru poziția de lucru a cupei 11, cât și un semnal electric U„, care reprezintă debitul de material în intervalul T_o în conformitate cu relația 6' și care rezultă din prelucrarea corespunzătoare a semnalului de ieșire al cântarului 14.

Debitul pentru materiale transportate pneumatic, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- asigură o precizie ridicată în măsurarea debitului;

- poate funcționa complet automat și controlat de un microprocesor, asigurându-se atât autoadaptabilitatea la diferite condiții de lucru, cât și autodepanarea pentru eventualele blocări cu material;

- poate fi echipat cu semnalizări pentru anumite debite, inclusiv pentru blocarea conductei;

- se poate adapta la toate sistemele de transport pneumatic de amestecuri pentru cimenturi în industria minieră, construcții, sau alte materiale granulare (cereale, mase plastice etc.)

- este realizat într-o construcție compactă, de gabarit mic, care poate fi adaptabilă și pentru condiții grele de lucru, inclusiv antiexplozivă.

Claims (4)

1. Revendicări

   1. Debitmetru pentru materiale transportate pneumatic, caracterizat prin aceea că, în scopul măririi preciziei de măsurare și al realizării unei construcții robuste, de gabarit redus, este format dintr-un tub (1) vertical de prelevare montat transversal în conducta (2) orizontală de transport prin care trece fluxul de material (3), cu ajutorul unor lagăre (4, 5) și care are mai multe orificii (a) de colectare la nivelul conductei de transport și un orificiu (b) de evacuare pe aceeași generatoare, orificiile de colectare fiind acoperite în poziția de repaus de o apărătoare (b) dispusă în aval față de tubul de prelevare și etanșă cu acesta, tubul (1) de prelevare fiind acționat periodic de un motor (7), prin intermediul unui reductor (8), astfel încât să facă o rotație de 360°, pe parcursul căreia se prelevează material prin orificiile de colectare (a) deasupra unui dop (10) care închide tubul de prelevare în partea sa inferioară, iar la ajungerea în poziția de repaus, materialul se scurge din tub pe suprafața înclinată a dopului prin orificiul de evacuare (6) și printr-un canal (c) înclinat al unui bloc de prelevare (9) fix, în care tubul (1) de prelevare se poate roti.
2. 2. Debitmetru conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materialul prelevat se scurge prin orificiul (b) de evacuare al tubului de prelevare (1) într-o cupă de cântărire (11) așezată în poziție de lucru (1) pe un cântar (14) și rotită în jurul unui ax orizontal (12), pe care este fixată lejer cu ajutorul unei manete (13) solidare cu axul (12), astfel încât, în poziția de repaus (R), cupa deversează, pe de o parte, materialul prelevat și cântărit într-un tub de evacuare (15) iar pe de altă parte, închide canalul blocului de prelevare (9).
3. 3. Debitmetru, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, în scopul automatizării procesului de măsurare, tubul (1) de prelevare este prevăzut cu un disc-traductor (16) care dă informații asupra poziției tubului, iar un disc-traductor, fixat pe un ax (12), în cooperare cu un
4. 5 traductor de confirmare (17), dă informații unui sistem electronic asupra poziției cupei (11) de cântărire.