RU2554327C1 - Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation - Google Patents
Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554327C1 RU2554327C1 RU2014115766/28A RU2014115766A RU2554327C1 RU 2554327 C1 RU2554327 C1 RU 2554327C1 RU 2014115766/28 A RU2014115766/28 A RU 2014115766/28A RU 2014115766 A RU2014115766 A RU 2014115766A RU 2554327 C1 RU2554327 C1 RU 2554327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- flow rate
- mixing chamber
- bulk material
- pressure shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Air Transport Of Granular Materials (AREA)
Abstract
Description
Задача непрерывной управляемой подачи сыпучих материалов в технологические аппараты в качестве управляющего воздействия на параметры технологических процессов актуальна для целого ряда производств химической, металлургической, пищевой, строительной и других отраслей промышленности. Наиболее часто для ее решения применяют способ механического перемещения материала с помощью рабочих органов питающих и дозирующих устройств (ленты, лопастные колеса, шнеки, вибрирующие лотки и др.) [1, 2], надежность и метрологические характеристики которых в условиях контакта с сыпучими средами не соответствуют предъявляемым требованиям. Управление расходом сыпучих материалов по текущему значению веса становится неэффективным в условиях переменной влажности, вызывающей значительную погрешность. Существенным недостатком механических питателей и дозаторов для сыпучих материалов, реализующих данный способ, является их высокая стоимость, определяемая в большинстве случаев сложностью конструкции, габаритами и металлоемкостью. Один из аналогов заявляемого способа управления расходом сыпучего материала реализует регулятор расхода по патенту RU 2137173 [3]. Значение расхода сыпучего материалов задают путем ввода уставки, соответствующей силе давления потока сыпучего материала на силоизмерительное устройство в виде лотка, связанное с поворотным шибером, обеспечивающим периодическую подачу материала на лоток в заданном количестве. При заданной уставке шибер колеблется относительно положения, соответствующего заданному расходу сыпучего материала, и средний расход сыпучего материала, выносимого потоком воздуха, равен заданному значению. Надежность устройства снижена в силу наличия в нем подвижного элемента, контактирующего с потоком сыпучего материала. Кроме того, устройство в принципе не обеспечивает непрерывность расхода.The task of continuous controlled supply of bulk materials to technological devices as a control action on the parameters of technological processes is relevant for a number of industries in the chemical, metallurgical, food, construction and other industries. Most often, to solve it, they use the method of mechanical movement of material using the working bodies of the feeding and metering devices (belts, impellers, screws, vibrating trays, etc.) [1, 2], the reliability and metrological characteristics of which in contact with bulk media are not comply with the requirements. Controlling the flow of bulk materials by the current weight value becomes ineffective in conditions of variable humidity, causing a significant error. A significant drawback of mechanical feeders and dispensers for bulk materials that implement this method is their high cost, which is determined in most cases by the complexity of the design, dimensions and metal consumption. One of the analogues of the proposed method of controlling the flow of bulk material implements the flow controller according to patent RU 2137173 [3]. The value of the flow rate of bulk materials is set by entering the setpoint corresponding to the pressure force of the flow of bulk material on the force measuring device in the form of a tray associated with a rotary gate providing periodic supply of material to the tray in a predetermined quantity. At a given setting, the gate fluctuates relative to the position corresponding to a given flow rate of bulk material, and the average flow rate of bulk material carried by the air stream is equal to the set value. The reliability of the device is reduced due to the presence in it of a movable element in contact with the flow of bulk material. In addition, the device, in principle, does not provide continuous flow.
Эффективной альтернативой механическим системам могут стать пневматические питатели и дозаторы для управления расходом и количеством сыпучих материалов. Однако в большинство пневматических систем [4, 5] сыпучий материал подается теми же механическими средствами, которые и в этом случае должны обеспечивать заданное значение расхода материала. Известны способ и устройство объемного пневматического дозирования сыпучих материалов, лишенные перечисленных недостатков [6], однако в этом случае выдача материала осуществляется дозами постоянного объема, и для управления непрерывным потоком материала изобретение непосредственно применяться не может.Pneumatic feeders and dispensers to control the flow and quantity of bulk materials can be an effective alternative to mechanical systems. However, in most pneumatic systems [4, 5], bulk material is fed by the same mechanical means, which in this case should also provide a given value for the material flow. A known method and device for volumetric pneumatic dosing of bulk materials, devoid of the above disadvantages [6], however, in this case, the material is dispensed in doses of constant volume, and the invention cannot be directly applied to control the continuous flow of material.
Наиболее близким к заявляемому является способ управления расходом, реализуемый при помощи дозатора сыпучих материалов по авт.свид. СССР №530184 [7]. Изобретение обеспечивает равномерность и непрерывность подачи заданного количества материала в потоке воздуха. К недостаткам устройства следует также отнести наличие в нем кинематических пар, работающих в потоке сыпучего материала. Механические подвижные элементы (пробковый кран, основной регулирующий клапан и обратный грузовой клапан) подвержены абразивному износу. Попадание мелкой фракции твердой фазы в зазоры между взаимно перемещающимися деталями может привести к нарушению нормального режима работы устройства вплоть до аварии. Кроме того, датчик давления расположен в верхней части смесительной камеры, что в принципе ограничивает возможный диапазон регулирования расхода размерами камеры, поскольку давление в этой зоне не равно по величине давлению, создающему перемещающую частицы материала силу, из-за потерь давления в слое материала, находящегося в камере. В дополнение к сказанному, следует отметить, что количество материала в смесительной камере изменяется в процессе работы, что приводит к снижению точности реализации управления.Closest to the claimed is a method of controlling flow, implemented using a dispenser of bulk materials for autosvid. USSR No. 530184 [7]. The invention provides uniformity and continuity of the supply of a given amount of material in the air stream. The disadvantages of the device should also include the presence in it of kinematic pairs operating in a flow of bulk material. Mechanical moving parts (plug valve, main control valve and check valve) are subject to abrasion. The ingress of a small fraction of the solid phase into the gaps between mutually moving parts can lead to a violation of the normal operation of the device until the accident. In addition, the pressure sensor is located in the upper part of the mixing chamber, which, in principle, limits the possible range of flow control to the size of the chamber, since the pressure in this zone is not equal in magnitude to the pressure that creates the force moving the particles of the material due to pressure losses in the layer of material located in the camera. In addition to the above, it should be noted that the amount of material in the mixing chamber changes during operation, which leads to a decrease in the accuracy of control implementation.
Цель заявляемого способа управления расходом состоит в повышении надежности и точности, а также в увеличении диапазона непрерывного управления расходом сыпучего материала.The purpose of the proposed method of flow control is to increase reliability and accuracy, as well as to increase the range of continuous control of the flow of bulk material.
Заявляемый способ управления поясняется схемой автоматического питателя, представленной на рисунке 1.The inventive control method is illustrated by the circuit of the automatic feeder shown in Figure 1.
Материал из загрузочного бункера 1 по напорной шахте 2 под действием силы тяжести поступает в смесительную камеру 3, где смешивается с газом, например, с воздухом, поступающим по трубопроводу 4 от воздуходувного агрегата 5. Под напором воздуха двухфазная смесь «газ - сыпучий материал» по транспортному трубопроводу 6 подается в расширительную камеру 7, где за счет резкого падения давления происходит разделение воздуха и твердой фазы. Запыленный воздух удаляется в аспирационную систему, а сыпучий материал по выпускному трубопроводу 8 поступает в технологический объект. Давление PC на входе в транспортный трубопровод контролируется датчиком текущего значения давления, выходной сигнал которого поступает на компаратор, где сравнивается с величиной задания
Реализация заявляемого способа управления возможна только при наличии:The implementation of the proposed control method is possible only if:
1) зависимости величины давления PC от заданной величины расхода
2) зависимости, определяющей высоту напорной шахты, при которой обеспечивается непрерывная загрузка смесительной камеры в процессе выдачи материала.2) dependencies that determine the height of the pressure shaft, which ensures continuous loading of the mixing chamber in the process of issuing the material.
Следует отметить, что специфика данного способа управления не позволяет применить к нему известные из теории пневматического транспорта математические модели. Зависимость
Аппроксимирующее уравнение для расходной характеристики имеет видThe approximating equation for the flow rate characteristic has the form
где А и В - эмпирические коэффициенты, значения которых определяются параметрами твердой фазы, воздуха и конструктивными параметрами питателя.where A and B are empirical coefficients whose values are determined by the parameters of the solid phase, air and the design parameters of the feeder.
Высота напорной шахты HНШ определяется по формулеThe height of the pressure shaft H NS is determined by the formula
где PК - давление в смесительной камере на выходе из напорной шахты;where P K is the pressure in the mixing chamber at the outlet of the pressure shaft;
ε - порозность столба сыпучего материала в напорной шахте;ε is the porosity of the column of bulk material in the pressure shaft;
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
ρM - плотность частиц материала.ρ M is the density of particles of the material.
Применение данного выражения основано на том, что материал в напорной шахте насыщен воздухом и его порозность отлична от порозности свободно насыпанного материала. Выполнение условия (2) обеспечивает возможность непрерывной загрузки смесительной камеры без прекращения выдачи материала.The use of this expression is based on the fact that the material in the pressure shaft is saturated with air and its porosity is different from the porosity of a freely poured material. The fulfillment of condition (2) allows continuous loading of the mixing chamber without stopping the delivery of material.
Основные преимущества предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом состоят в следующем:The main advantages of the invention in comparison with the prototype are as follows:
- обеспечивается непрерывное управление расходом сыпучего материала в широком диапазоне, а также повышенная точность преобразования управляющего сигнала в изменение расхода за счет выбора оптимальной точки отбора давления;- provides continuous control of the flow of bulk material in a wide range, as well as increased accuracy of converting the control signal into a change in flow rate by selecting the optimal pressure selection point;
- отсутствуют кинематические пары, работающие в контакте с сыпучим материалом, в силу чего повышена надежность функционирования питателя;- there are no kinematic pairs working in contact with bulk material, which increases the reliability of the feeder;
- обеспечивается непрерывная загрузка питателя материалом в процессе работы.- provides continuous loading of the feeder material in the process.
Источники информацииInformation sources
1. Видинеев, Ю.Д. Автоматическое непрерывное дозирование сыпучих материалов. / Ю.Д. Видинеев. - М.: Энергия. - 1974. - 120 с.1. Vidineev, Yu.D. Automatic continuous dosing of bulk materials. / Yu.D. Vidineev. - M .: Energy. - 1974. - 120 p.
2. Першина С.В. Весовое дозирование зернистых материалов / С.В. Першина, А.В. Каталымов, В.Г. Однолько, В.Ф. Першин. - М.: Машиностроение, 2009. - 260 с.2. Pershina S.V. Weight dosing of granular materials / S.V. Pershina, A.V. Katalymov, V.G. Alone, V.F. Pershin. - M.: Mechanical Engineering, 2009 .-- 260 p.
3. Регулятор расхода сыпучих материалов. Патент RU 2137173.3. The regulator of the flow of bulk materials. Patent RU 2137173.
4. Каталымов А.В. Дозирование сыпучих и вязких материалов / А.В. Каталымов, В.А. Любартович. - Л.: Химия, 1990. - 240 с.4. Katalymov A.V. Dosing of bulk and viscous materials / A.V. Katalymov, V.A. Lyubartovich. - L .: Chemistry, 1990 .-- 240 p.
5. М.П. Калинушкин. Пневмотранспортное оборудование: Справочник / Под общ. ред. М.П. Калинушкина. - Л.: Машиностроение, 1986.5. M.P. Kalinushkin. Pneumotransport equipment: Reference book / Under total. ed. M.P. Kalinushkina. - L .: Engineering, 1986.
6. Способ объемного дозирования сыпучих материалов и устройство для его осуществления. Патент RU 2503932 C26. The method of volumetric dosing of bulk materials and a device for its implementation. Patent RU 2503932 C2
7. Дозатор сыпучих материалов. АС СССР 580184.7. Dispenser of bulk materials. AU USSR 580184.
Claims (3)
где - заданное значение объемного расхода сыпучего материала, а коэффициенты А и В определяются параметрами выпускного трубопровода, сыпучего материала, а также соотношением этих параметров.1. The method of continuous control of the volumetric flow rate Q M of bulk material, which consists in the fact that the material freely flowing through the pressure shaft from the feed hopper into the mixing chamber is mixed in it with the gas supplied through the aeration pipe and is discharged through the exhaust pipe and installed on an expansion chamber under the action of gas pressure, characterized in that the gas pressure P C is measured at the inlet to the exhaust pipe, and the pressure is adjusted in accordance with a predetermined flow rate Applicability:
Where - the set value of the volumetric flow rate of bulk material, and the coefficients A and B are determined by the parameters of the exhaust pipe, bulk material, as well as the ratio of these parameters.
где PК - давление в смесительной камере на выходе из напорной шахты;
ε - порозность столба сыпучего материала в напорной шахте;
ρМ - плотность частиц материала. 3. The feeder according to claim 2, characterized in that the height of the pressure shaft is determined by the formula
where P K is the pressure in the mixing chamber at the outlet of the pressure shaft;
ε is the porosity of the column of bulk material in the pressure shaft;
ρ M is the density of particles of the material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115766/28A RU2554327C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115766/28A RU2554327C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554327C1 true RU2554327C1 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=53498442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014115766/28A RU2554327C1 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554327C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704634C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method for periodic measurement of continuous flow of loose materials and device for its implementation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU530184A1 (en) * | 1975-01-10 | 1976-09-30 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности | Bulk material dispenser |
RU2133013C1 (en) * | 1992-12-29 | 1999-07-10 | Норск Хюдро А.С. | Pneumatic metering device for powdery materials |
RU2503932C2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method for volume dosing of loose materials and device for its realisation |
-
2014
- 2014-04-18 RU RU2014115766/28A patent/RU2554327C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU530184A1 (en) * | 1975-01-10 | 1976-09-30 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Цементной Промышленности | Bulk material dispenser |
RU2133013C1 (en) * | 1992-12-29 | 1999-07-10 | Норск Хюдро А.С. | Pneumatic metering device for powdery materials |
RU2503932C2 (en) * | 2011-12-19 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method for volume dosing of loose materials and device for its realisation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.А. Пешехонов, Р.В. Зайцев "ИМПУЛЬСНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПОДАЧЕЙ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В НЕПРЕРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ", Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) N 12(38)/2011.; СПб., 112 с., с.75-79. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704634C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method for periodic measurement of continuous flow of loose materials and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160221220A1 (en) | Volumetric mixer with monitoring system and control system | |
JPS62502422A (en) | Device for automatic measurement of fluid material passing amount using continuous balance | |
EP1411330B1 (en) | High precision metering and/or additioning device, particularly for granular materials | |
CN110694544B (en) | Controller of direct-falling type material batching device based on variable speed learning | |
CN103787052A (en) | Even material supplying device and even material supplying method thereof | |
JP2017047976A (en) | Method of controlling belt conveyer system | |
RU2554327C1 (en) | Method for automatic control of continuous flow rate of loose material and device for its implementation | |
US3058622A (en) | Device for continuously measuring, mixing and de-aerating materials fed to process plant | |
CN105035660A (en) | Automatic quantitative discharging vibratory feeding method and system | |
CN203682515U (en) | Even feeding device | |
RU2503932C2 (en) | Method for volume dosing of loose materials and device for its realisation | |
JP3969695B2 (en) | Continuous weight measuring method and continuous weight measuring apparatus | |
RU2517764C1 (en) | Method for measurement of multiphase flow rate and device to this end | |
RU2133013C1 (en) | Pneumatic metering device for powdery materials | |
RU2786341C1 (en) | Method for continuous weight two-stage dosing of bulk materials | |
RU2373500C1 (en) | Automatic system of continuous proportioning of bulk materials | |
RU2366904C2 (en) | Method for continuous batching of loose materials | |
JPH03166111A (en) | Delivery device with constant rate of flow | |
EP3585579B1 (en) | Apparatus and method for producing fluid concrete | |
Siev et al. | Solids flowmeters and feeders | |
JP2007322143A (en) | Weighing feeding device for powder granular material | |
Vislov et al. | A batch feeder for inhomogeneous bulk materials | |
RU2620905C1 (en) | Method of automatic dosing of bulk materials and device for its implementation | |
KR101032511B1 (en) | Powder Flux Controlling Apparatus and Method Using Detecting Microwave and Static Electricity | |
JP6184677B2 (en) | Powder quantitative supply method and powder quantitative supply device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200419 |