RU187909U1

RU187909U1 - INSTALLATION FOR DETERMINATION OF STRENGTH ON WASHING OF GRANULATED MATERIALS

Info

Publication number: RU187909U1
Application number: RU2018131785U
Authority: RU
Inventors: Павел Витальевич Чирков; Рафаэль Ривхатович Шарифуллин
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Полезная модель относится к области испытательной техники и предназначена для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме. Установка содержит плиту, электродвигатель и вращающиеся с его помощью стальные барабаны с истирающими элементами в каждом барабане. Скорость вращения барабанов задают и поддерживают с помощью частотного преобразователя, соединенного с электродвигателем. Вращающий момент при запуске электродвигателя передается на ведущий вал с помощью резинового ролика, расположенного на валу электродвигателя и шкива, закрепленного на ведущем валу. Барабаны располагают способом простой укладки на ведущий и ведомый валы. Технический результат: разработка компактной, простой в использовании установки для определения стойкости к истиранию гранулированных материалов по остатку на сите по ГОСТ 16188-70. 1 ил.

The utility model relates to the field of testing equipment and is intended to determine the resistance of granular materials to abrasive loads in intensive mode. The installation contains a plate, an electric motor and steel drums rotating with its help with abrasive elements in each drum. The rotational speed of the drums is set and maintained using a frequency converter connected to an electric motor. The torque when starting the electric motor is transmitted to the drive shaft using a rubber roller located on the shaft of the electric motor and a pulley mounted on the drive shaft. The drums have a simple stacking method on the drive and driven shafts. EFFECT: development of a compact, easy-to-use installation for determining the abrasion resistance of granular materials by the residue on a sieve according to GOST 16188-70. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области испытательной техники и предназначена для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме. В процессах, протекающих с подвижным слоем катализаторов, к гранулированным катализаторам предъявляются жесткие требования по стойкости к истирающим нагрузкам, поэтому задача создания устройств для определения стойкости к истиранию является очень актуальной.The utility model relates to the field of testing equipment and is intended to determine the resistance of granular materials to abrasive loads in intensive mode. In processes occurring with a moving catalyst bed, granular catalysts are subject to stringent requirements for resistance to abrasion, so the task of creating devices for determining abrasion resistance is very important.

Конкретнее, полезная модель относится к устройствам для определения прочности на истирание гранулированных и дробленых материалов, в частности, катализаторов или сорбентов, с размером частиц 0,5-6,0 мм по диаметру и до 10 мм по длине.More specifically, the utility model relates to devices for determining the abrasion resistance of granular and crushed materials, in particular catalysts or sorbents, with a particle size of 0.5-6.0 mm in diameter and up to 10 mm in length.

Известны способ и аппарат для оценки прочности на истирание шарикового катализатора крекинга с использованием эрлифта (авторское свидетельство СССР №521501, МКИ G01N 3/56, 1976 г. ). Способ состоит в том, что навеска катализатора подвергается истиранию при многократной циркуляции в токе воздуха по замкнутом кольцевому пространству с отдувкой образующейся пыли. Оценка прочности производится по разности между массой катализатора до и после испытания. Способ осуществляется в аппарате, который содержит замкнутый воздухопровод, выполненный в виде тора с расширителем и воздухопроводящей трубкой, помещенной внутри расширителя и укрепленной на торе касательно к наружной его стенке. Расширитель сверху накрыт сетчатой крышкой.A known method and apparatus for assessing the abrasion resistance of a ball cracking catalyst using airlift (USSR copyright certificate No. 521501, MKI G01N 3/56, 1976). The method consists in the fact that the sample of the catalyst undergoes abrasion during repeated circulation in the air flow through a closed annular space with a blow-off of the resulting dust. Strength assessment is made by the difference between the mass of the catalyst before and after the test. The method is carried out in an apparatus that contains a closed air duct, made in the form of a torus with an expander and an air tube placed inside the expander and mounted on the torus with respect to its outer wall. The expander is covered with a mesh cover.

Недостатком способа и устройства является то, что невозможно различать по показателю прочности катализаторы крекинга, обладающие существенно различной устойчивостью при промышленной эксплуатации.The disadvantage of this method and device is that it is impossible to distinguish cracking catalysts with significantly different stability in industrial operation in terms of strength.

Известны способ и устройство (авторское свидетельство СССР №230486, МКИ G01N 3/56, 1968 г. ) для определения прочности пористых дисперсных материалов. Способ заключается в том, что навеска образца помещается в полость между внешним и внутренним цилиндрами и при вращении истирается о внешнюю стенку внутреннего цилиндра. Характеристикой прочности является износ пробы до 30%. Устройство состоит из двух горизонтальных концентрически расположенных цилиндров. Внешний цилиндр имеет перфорированную поверхность, внутренняя сторона которой снабжена лопатками, и выполняет роль подающего механизма. Внешняя поверхность внутреннего цилиндра покрыта насечками. Оба цилиндра заключены в герметичный съемный кожух, в который вмонтирован пылесборник. Испытуемый материал загружают в полость между внешним и внутренним цилиндрами. При вращении внешнего цилиндра частицы захватываются лопатками и непрерывно подаются на внешнюю поверхность вращающегося внутреннего цилиндра. Устройство позволяет менять интенсивность истирания за счет регулирования числа оборотов внутреннего цилиндра.A known method and device (USSR author's certificate No. 230486, MKI G01N 3/56, 1968) for determining the strength of porous dispersed materials. The method consists in the fact that the sample is placed in the cavity between the outer and inner cylinders and, when rotated, is rubbed against the outer wall of the inner cylinder. Strength characteristic is sample wear up to 30%. The device consists of two horizontal concentrically arranged cylinders. The outer cylinder has a perforated surface, the inner side of which is provided with blades, and acts as a feeding mechanism. The outer surface of the inner cylinder is covered with notches. Both cylinders are enclosed in a sealed removable casing in which a dust collector is mounted. The test material is loaded into the cavity between the outer and inner cylinders. When the outer cylinder rotates, particles are captured by the blades and continuously fed to the outer surface of the rotating inner cylinder. The device allows you to change the attrition rate by adjusting the number of revolutions of the inner cylinder.

Недостатками способа являются малая энергия воздействия на пробу, не позволяющую испытывать весьма прочные образцы, а также большая длительность единичного испытания (от 3 до 8 часов).The disadvantages of the method are the low energy impact on the sample, which does not allow testing very strong samples, as well as the long duration of a single test (from 3 to 8 hours).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство, предназначенное для определения прочности сорбентов при истирании по ГОСТ 16188-70 «Сорбенты. Метод определения прочности при истирании» (Текст документа сверен по: официальное издание Сорбенты. Методы испытаний: Сб. ГОСТов. ГОСТ 16187-70. - М.: Издательство стандартов, 1985), действующий. Настоящий стандарт распространяется на гранулированные и дробленые сорбенты размером частиц 0,5-6,0 мм по диаметру и до 10 мм по длине и устанавливает метод определения их механической прочности при истирании. По ГОСТ 16188-70 используют устройство, которое состоит из электрического двигателя, муфты, червячного редуктора, регулировочного винта, планшайбы, барабанов, крышки, истирающих стержней, плиты, поджимного механизма «задняя бабка», уровня.Closest to the proposed technical solution is a device designed to determine the strength of the sorbents during abrasion according to GOST 16188-70 “Sorbents. Method for determining the abrasion resistance ”(Text of the document was verified by: official publication Sorbents. Test methods: Sat. GOST. GOST 16187-70. - M .: Publishing house of standards, 1985), current. This standard applies to granular and crushed sorbents with a particle size of 0.5-6.0 mm in diameter and up to 10 mm in length and establishes a method for determining their mechanical abrasion resistance. According to GOST 16188-70, a device is used that consists of an electric motor, a coupling, a worm gear, an adjusting screw, a face plate, drums, a cover, abrasive rods, a plate, a “tailstock” pressing mechanism, level.

Барабаны состоят из трех навинчивающихся друг на друга секций, имеющих размерность: внутренний, диаметр и длина - 80±0,05 мм, в каждой секции барабана вложен металлический стержень, изготовленный в виде цилиндра, который имеет массу - 1200±2 г, и размерность: длина - 78±0,05 мм, диаметр - 50±0,05 мм. Подготовленные к испытанию, загруженные и собранные, барабаны устанавливают на планшайбу и поджимают с помощью задней бабки. Скорость вращения барабанов составляет 75 об/мин. Испытания проводят в течение 3 минут, после останова содержимое барабана выгружают и просеивают. Прочность сорбента определяют отношением массы отсеянного нераспыленного сорбента, полученного после истирания, к первоначальной массе сорбента.The drums consist of three sections screwed onto each other, having a dimension: inner, diameter and length - 80 ± 0.05 mm, a metal rod made in the form of a cylinder that has a mass of 1200 ± 2 g and a dimension is embedded in each section of the drum : length - 78 ± 0.05 mm, diameter - 50 ± 0.05 mm. Prepared for the test, loaded and assembled, the drums are mounted on the faceplate and tightened using the tailstock. The rotation speed of the drums is 75 rpm. The tests are carried out for 3 minutes, after stopping, the contents of the drum are unloaded and sieved. The strength of the sorbent is determined by the ratio of the mass of the sifted unsprayed sorbent obtained after abrasion to the initial mass of the sorbent.

Недостатками данного устройства являются необходимость закрепления барабанов между планшайбой и задней бабкой, повышенная металлоемкость самого устройства, а также то, что при запуске электрического двигателя потребляемый ток (пусковой ток) выше номинального в 5-10 раз, что увеличивает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, т.е. на муфту, соединенную с червячным редуктором, уменьшая срок эксплуатации устройства, а также нестабильность скорости вращения барабанов при перепадах напряжения в электрической сети, и склонность червячного редуктора к заеданию витков резьбы червяка и зубьев колеса, вследствие чего замедляется скорость вращения барабанов и данные испытания могут быть искажены.The disadvantages of this device are the need to secure the drums between the faceplate and the tailstock, the increased metal consumption of the device itself, and the fact that when starting the electric motor, the consumed current (starting current) is 5-10 times higher than the rated current, which increases the load on the engine and associated gears, i.e. to the clutch connected to the worm gear, reducing the life of the device, as well as the instability of the rotational speed of the drums due to voltage drops in the electric network, and the tendency of the worm gear to seize the threads of the worm and the teeth of the wheel, as a result of which the speed of rotation of the drums slows down and test data can be distorted.

Таким образом, известное и наиболее близкое устройство не обеспечивает получение величины прочности гранулированных материалов в условиях, приближенных к рабочим.Thus, the known and closest device does not provide the strength value of granular materials under conditions close to the workers.

Технической задачей полезной модели является разработка компактной, с увеличенным сроком эксплуатации и простой в использовании установки для определения стойкости к истиранию гранулированных материалов по остатку на сите по ГОСТ 16188-70.The technical task of the utility model is to develop a compact, with an extended service life and easy to use installation for determining the abrasion resistance of granular materials according to the residue on the sieve according to GOST 16188-70.

Техническая задача достигается новой, менее металлоемкой и более простой конструкцией установки, которая включает наличие частотного преобразователя, обеспечивающего точное поддержание скорости вращения барабанов и плавный без механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, а также расположением барабанов на ведущем и ведомом валах, а для передачи вращающего момента от электродвигателя предусмотрен резиновый ролик, расположенный на валу электродвигателя и шкив, закрепленный на ведущем валу. Отсутствие червячного редуктора и прижимного механизма приводит к значительному снижению металлоемкости установки в целом, при этом на ней, возможно, получать данные в соответствии с ГОСТ 16188-70.The technical problem is achieved by a new, less metal-intensive and simpler design of the installation, which includes the presence of a frequency converter that provides accurate maintenance of the rotational speed of the drums and smooth acceleration without mechanical shock, which reduces the load on the engine and associated gears, as well as the location of the drums on the drive and driven shafts, and for transmitting torque from the electric motor, a rubber roller is provided, located on the motor shaft and a pulley mounted on driving shaft. The absence of a worm gear and a clamping mechanism leads to a significant reduction in the metal consumption of the installation as a whole, while it is possible to receive data on it in accordance with GOST 16188-70.

Отличительными признаками установки для определения прочности на истирание гранулированных материалов по полезной модели являются: скорость вращения барабанов задают и поддерживают с помощью частотного преобразователя, соединенного с электродвигателем, при этом вращающий момент при запуске электродвигателя передается на ведущий вал с помощью резинового ролика, расположенного на валу электродвигателя и шкива, закрепленного на ведущем валу, а барабаны располагают способом простой укладки на ведущий и ведомый валы.Distinctive features of the installation for determining the abrasion resistance of granular materials according to the utility model are: the rotational speed of the drums is set and maintained using a frequency converter connected to an electric motor, and when the electric motor is started, the torque is transmitted to the drive shaft using a rubber roller located on the electric motor shaft and a pulley mounted on the drive shaft, and the drums have a simple stacking method on the drive and driven shafts.

Установка по полезной модели, предназначенная для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме, в частности катализаторов дегидратации и крекинга, поясняется с помощью рисунка, где изображен общий вид установки, которая состоит из: частотного преобразователя - 1; электрического двигателя - 2; закрепленного на валу электрического двигателя резинового ролика - 3; ведущего - 4, ведомого - 5 валов; закрепленного на ведущем валу - 4, шкива - 6; опорных подставок, для ведущего и ведомого валов - 7; 3-х навинчивающихся друг на друга барабанов - 8; 3-х истирающих стержней - 9; крышки - 10; плиты - 11; регулировочных винтов - 12; уровня - 13.The installation according to the utility model, designed to determine the resistance of granular materials to abrasive loads in an intensive mode, in particular dehydration and cracking catalysts, is explained using the figure, which shows a general view of the installation, which consists of: a frequency converter - 1; electric motor - 2; a rubber roller fixed to the shaft of an electric motor - 3; lead - 4, driven - 5 shafts; fixed on the drive shaft - 4, pulley - 6; supporting stands, for drive and driven shafts - 7; 3 drums screwed onto each other - 8; 3 abrasive rods - 9; lids - 10; plates - 11; adjusting screws - 12; level - 13.

На рисунке на разрезе А-А представлен вид заявляемого устройства сзади, на разрезе Б-Б представлен вид заявляемого устройства спереди, а на разрезе В-В вид той части устройства, которая включает истирающий барабан.In the figure, section AA shows a rear view of the inventive device, section BB shows a front view of the inventive device, and section BB shows a view of that part of the device that includes an abrasive drum.

Барабан имеет внутреннюю размерность: диаметр и длина - 80±0,05 мм, с вложенными внутри каждого барабана по металлическому стержню, изготовленному в виде цилиндра, который имеет массу - 1200±2 г, и размерность: длина - 78±0,05 мм, диаметр - 50±0,05 мм.The drum has an internal dimension: diameter and length - 80 ± 0.05 mm, with a metal rod embedded in each drum made in the form of a cylinder, which has a mass of 1200 ± 2 g, and dimension: length - 78 ± 0.05 mm , diameter - 50 ± 0.05 mm.

Проба катализатора для испытания стойкости гранул к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме должна иметь влажность не превышаюшую 3%. В противном случае пробу высушивают при температуре 105-110°С. Высушенный катализатор пересыпают в стеклянную посуду теплым, плотно закрывают и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе с хлористым кальцием. Высушенную пробу катализатора просеивают на вибросите по ГОСТ 16187-70:A catalyst sample for testing the resistance of the granules to abrasive loads in intensive mode should have a moisture content not exceeding 3%. Otherwise, the sample is dried at a temperature of 105-110 ° C. The dried catalyst is poured into a glass dish warm, tightly closed and cooled to room temperature in a desiccator with calcium chloride. The dried catalyst sample is sieved on a vibrating screen according to GOST 16187-70:

- катализатор с преобладающим диаметром частиц 1,5-2,0 мм и выше на сите N 10 по ГОСТ 214-83 - 1 мин;- a catalyst with a predominant particle diameter of 1.5-2.0 mm and above on a sieve N 10 according to GOST 214-83 - 1 min;

- катализатор с преобладающим диаметром частиц 1,0-1,5 мм - на сите 05 по ГОСТ 3584-73 - 1 мин;- a catalyst with a predominant particle diameter of 1.0-1.5 mm - on a sieve 05 according to GOST 3584-73 - 1 min;

- катализатор с преобладающим диаметром частиц 0,5-1,0 мм - на сите 05 по ГОСТ 3584-73 - 3 мин.- a catalyst with a predominant particle diameter of 0.5-1.0 mm - on a sieve 05 according to GOST 3584-73 - 3 minutes

Насыпную плотность катализатора определяют по ГОСТ 16190-70 - отбирают две навески с точностью до 0,1 г. Масса навески должна быть равна 1/20 части массы сорбента в 1 дм³ (насыпной плотности).The bulk density of the catalyst is determined according to GOST 16190-70 - two samples are selected with an accuracy of 0.1 g. The weight of the sample should be equal to 1/20 of the sorbent mass in 1 dm ³ (bulk density).

Предлагаемая установка работает следующим образом: плиту установки с помощью трех регулировочных винтов и уровня устанавливают горизонтально на жестком основании и на листе резины толщиной не менее 16 мм, первичный запуск проводят с настройки необходимой скорости вращения барабанов, собранных без истирающих стержней, для этого их укладывают на валы, ведущий и ведомый, запускают электродвигатель и с помощью регулирования частоты тока на частотном преобразователе подбирают необходимую скорость вращения барабанов, например 75 об/мин. После настройки скорости вращения барабанов, их разбирают. В первый барабан, поставленный на стол вертикально, вкладывают стальной стержень и насыпают навеску катализатора. На первый барабан навинчивают плотно до упора второй барабан, в который также вкладывают стержень и насыпают вторую навеску катализатора. На второй барабан навинчивают до упора крышку. Для большей производительности установки допускается установка третьего барабана, куда также вкладывают стержень и насыпают навеску катализатора. Собранные барабаны укладывают на валы, ведущий и ведомый. Одновременно включают электродвигатель и пускают секундомер. Через три минуты электродвигатель выключают, комплект барабанов аккуратно снимают с установки, отвинчивают крышку, вынимают стержень. Содержимое каждого барабана высыпают на отдельную тару. Оставшуюся на стержне и внутренних поверхностях барабана пыль тщательно очищают щеткой с коротким ворсом в тару. Содержимое тары переносят на сито, на котором производилось просеивание до опыта, и просеивают. Выгрузка из каждого барабана должна быть полной и без потерь. Просеянный катализатор взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г. Прочность катализатора в процентах вычисляют согласно ГОСТ 16190-70 по формуле:The proposed installation works as follows: the installation plate with the help of three adjusting screws and level is installed horizontally on a rigid base and on a rubber sheet with a thickness of at least 16 mm, the initial launch is carried out by setting the required rotation speed of the drums assembled without abrasive rods, for this they are laid on the shafts, the leading and the driven, start the electric motor and, by adjusting the frequency of the current at the frequency converter, select the necessary rotation speed of the drums, for example 75 rpm. After setting the speed of rotation of the drums, they are disassembled. In the first drum, placed vertically on the table, a steel rod is inserted and a portion of the catalyst is poured. The second drum is screwed tightly against the stop to the first drum, into which the rod is also inserted and the second suspension of the catalyst is poured. The cover is screwed onto the second drum until it stops. For greater installation performance, the installation of a third drum is allowed, where the rod is also inserted and a catalyst sample is poured. The assembled drums are stacked on the shafts, master and follower. At the same time turn on the electric motor and start the stopwatch. After three minutes, the electric motor is turned off, the set of drums is carefully removed from the installation, the cover is unscrewed, the rod is removed. The contents of each drum are poured onto a separate container. The dust remaining on the rod and the inner surfaces of the drum is thoroughly cleaned with a short-haired brush in the container. The contents of the container are transferred to a sieve, which was sieved prior to the experiment, and sieved. Unloading from each drum should be complete and lossless. The sifted catalyst is weighed on a technical scale with an accuracy of 0.1 g. The strength of the catalyst in percent is calculated according to GOST 16190-70 according to the formula:

где М - масса навески сорбента до испытания, взятая с сита после просеивания, г; m - масса навески сорбента после испытания, оставшаяся на сите после просеивания, г. where M is the mass of the sample sorbent before the test, taken from a sieve after sieving, g; m is the mass of the sorbent sample after the test, remaining on the sieve after sieving,

Прочность катализатора определяют как среднее арифметическое двух определений, полученных в течение одного испытания, причем расхождение между ними не должно превышать 3%.The strength of the catalyst is determined as the arithmetic average of two determinations obtained during one test, and the difference between them should not exceed 3%.

Claims

Installation for determining the abrasion resistance of granular materials, including a plate, an electric motor and steel drums rotating with it, with abrasive elements in each drum, characterized in that the rotational speed of the drums is set and maintained using a frequency converter connected to the electric motor, while when starting the electric motor is transmitted to the drive shaft using a rubber roller located on the shaft of the motor and a pulley mounted on the drive shaft, and the drums have a simple stacking method on the drive and driven shafts.