RU57454U1

RU57454U1 - WEIGHT DOSER FOR THREE COMPONENT MIXTURE

Info

Publication number: RU57454U1
Application number: RU2006106132/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Божья-Воля; Василий Геннадьевич Кустов; Вячеслав Васильевич Семёнов; Николай Николаевич Федченко; Рауф Сибгатович Бикбулатов; Марс Минемухаметович Сафин; Светлана Васильевна Чернышова
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова"
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2006-10-10

Abstract

Предлагаемая полезная модель может быть использована в области точного дозирования исходных сыпучих компонентов, автоматизации процесса дозирования для качественного приготовления трехкомпонентных смесей, в частности, баллиститных составов, используемых в баллиститных твердых топливах (БТТ), артиллерийских порохах и порохах для стрелкового оружия. Важнейшее условие для качественного смешения компонентов, в основном, определяется точностью дозирования компонентов и их физико-механическими свойствами: размером частиц (дисперсностью), состоянием поверхности частиц (шероховатостью), весом, удельным весом, наличием адгезионных сил, влажностью и т.п. Весовой дозатор для трехкомпонентной смеси, состоящий из мерной емкости для сыпучих компонентов и взвешивающего устройства, дополнительно содержит три шнековых питателя, выполненных по длине разной геометрии, имеющих индивидуальные приводы, с соответственно установленными над ними тремя загрузочными бункерами, состоящими из сварного корпуса с крышкой, на которой расположены загрузочный люк и ворошитель, установленный по оси крышки, кроме того, шнековые питатели The proposed utility model can be used in the field of accurate dosing of initial bulk components, automation of the dosing process for the high-quality preparation of three-component mixtures, in particular, ballistic compositions used in ballistic solid fuels (BTT), artillery gunpowders and gunpowder for small arms. The most important condition for high-quality mixing of the components is mainly determined by the accuracy of the dosage of the components and their physicomechanical properties: particle size (dispersion), particle surface condition (roughness), weight, specific gravity, adhesive forces, humidity, etc. The weighing batcher for a three-component mixture, consisting of a measuring container for bulk components and a weighing device, additionally contains three screw feeders made along the length of different geometries, having individual drives, with three loading hoppers, respectively, mounted above them, consisting of a welded case with a lid, on which is located the loading hatch and agitator mounted along the axis of the lid, in addition, screw feeders

в зоне выходного вала снабжены запорными заслонками для отсечки дозируемого продукта и для запирания выгрузного патрубка питателя, а взвешивающее устройство, установленное на мерной емкости, содержит весоизмеритель, на котором расположены элементы для системы контроля с электропневматическим управлением. Предложенный дозатор может использоваться для дозировки материалов с различной насыпной плотностью, сыпучестью, влажностью и т.п. с достаточно высокой точностью. Кроме баллиститных составов, дозатор может быть использован и для приготовления смесей других составов и в других отраслях.in the area of the output shaft are equipped with shutter dampers for cutting off the dosed product and for locking the discharge nozzle of the feeder, and the weighing device mounted on the measuring tank contains a weight meter on which the elements for the control system with electro-pneumatic control are located. The proposed dispenser can be used for dosing materials with different bulk density, flowability, humidity, etc. with high enough accuracy. In addition to ballistic compositions, the dispenser can be used for the preparation of mixtures of other compositions in other industries.

Description

Предлагаемая полезная модель может быть использована в области точного дозирования исходных сыпучих компонентов, автоматизации процесса дозирования для качественного приготовления трехкомпонентных смесей, в частности, баллиститных составов, используемых в баллиститных твердых топливах (БТТ), артиллерийских порохах и порохах для стрелкового оружия.The proposed utility model can be used in the field of accurate dosing of initial bulk components, automation of the dosing process for the high-quality preparation of three-component mixtures, in particular, ballistic compositions used in ballistic solid fuels (BTT), artillery gunpowders and gunpowder for small arms.

Известны простые автоматические дозаторы (весы) дискретного действия (порционные), описанные в книге С.И.Гаузнера, С.С.Кивилиса, А.П.Осокина, А.Н.Павловского «Измерение массы, объема и плотности», издательство стандартов, Москва, 1972 г. рис.180-182, стр.281-283.Known simple automatic dispensers (scales) of discrete action (portioned), described in the book by S. I. Gauzner, S. S. Kivilis, A. P. Osokin, A. N. Pavlovsky “Measurement of mass, volume and density”, publishing house of standards Moscow, 1972, fig. 180-182, pp. 281-283.

Недостатком данных автоматических дозаторов является заниженная точность измерения сыпучих компонентов.The disadvantage of these automatic dispensers is the underestimated measurement accuracy of bulk components.

Известен также дозатор-смеситель сыпучих материалов по авторскому свидетельству SU №1367223 А В 01 Р 15/04 от 18.06.86 г., содержащий емкость с сыпучими компонентами, клапан, перекрывающий Also known is a batcher-mixer of bulk materials according to the copyright certificate SU No. 1367223 A B 01 P 15/04 of 06/18/86, containing a container with bulk components, a valve that shuts off

материалопровод в виде трубы из гибкого материала, бункер. В бункере размещен барабан - накопитель, выполненный в виде стакана с горизонтальной осью вращения, режущий инструмент, соединенный с тарированным приводом, воронка.material pipe in the form of pipes made of flexible material, hopper. A drum is placed in the bunker - a drive made in the form of a glass with a horizontal axis of rotation, a cutting tool connected to a calibrated drive, a funnel.

Барабан на внутренней поверхности, примыкающей к днищу, имеет скос, угол которого на 2-5° меньше угла естественного откоса дозируемого материала.The drum on the inner surface adjacent to the bottom has a bevel, the angle of which is 2-5 ° less than the angle of repose of the dosed material.

Недостатками данной конструкции дозатора-смесителя являются:The disadvantages of this design of the dispenser-mixer are:

1. Дозатор-смеситель можно использовать для дозирования сыпучих материалов с одинаковым углом естественного откоса, так как угол скоса внутренней поверхности барабана-накопителя ограничен (на 2-5° меньше угла естественного откоса дозируемого сыпучего материала) или нужны съемные барабаны с различными углами скоса внутренней поверхности барабана-накопителя, что увеличивает материалоемкость дозатора.1. The dispenser-mixer can be used to dispense bulk materials with the same angle of repose, since the bevel angle of the inner surface of the storage drum is limited (2-5 ° less than the angle of repose of the bulk material to be dosed) or removable drums with different bevel angles are needed the surface of the storage drum, which increases the material consumption of the dispenser.

2. Некачественное (неравномерное) смешивание компонентов из-за неравномерности фракционного (послойного) распределения сыпучих материалов в емкости.2. Poor-quality (uneven) mixing of components due to the uneven fractional (layer-by-layer) distribution of bulk materials in the tank.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является весовой дозатор по патенту RU №2112933 C 1 G 01 G 19/24, В 28 С7/04, принятый авторами за прототип.Closest to the claimed technical solution is a weight batcher according to patent RU No. 2112933 C 1 G 01 G 19/24, B 28 C7 / 04, adopted by the authors for the prototype.

Весовой дозатор - прототип представляет собой вертикальный аппарат (Фиг.1) состоящий из мерных емкостей (1) и (2), взвешивающих элементов Weight dispenser - the prototype is a vertical apparatus (Figure 1) consisting of measuring tanks (1) and (2), weighing elements

(3), устройства измерения уровня наполнения дозируемого материала (4), загрузочных устройств (5).(3), devices for measuring the level of filling of the dosed material (4), loading devices (5).

Дозирование осуществляется автоматически объемно-весовым порционным способом.Dosing is carried out automatically by the volumetric portion weight method.

Недостатками дозатора - прототипа являются:The disadvantages of the dispenser prototype are:

1. Недостаточное качество смеси (по компонентному составу) из-за применения объемного дозирования, менее точного, чем весовое, особенно при дозировании материалов с низкой плотностью.1. The insufficient quality of the mixture (in component composition) due to the use of volumetric dosing, less accurate than weight, especially when dosing materials with low density.

2. Дозатор - прототип имеет устройство измерения уровня наполнения дозируемого материала, требующее тарировки в каждом конкретном случае при смешении компонентов с различной насыпной плотностью, что удлиняет процесс и также снижает качество приготовляемой смеси.2. Dispenser - the prototype has a device for measuring the level of filling of the dosed material, requiring calibration in each case when mixing components with different bulk density, which lengthens the process and also reduces the quality of the prepared mixture.

3. Поверхность соприкосновения насыпного материала в емкости 2 с измерителем уровня наполнения 4 должна быть ровной без «горок» и «впадин», что также влияет на качество дозирования.3. The contact surface of the bulk material in the tank 2 with the level meter 4 should be smooth without “slides” and “troughs”, which also affects the quality of dosing.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание автоматического весового дозатора с повышенной точностью дозирования трех компонентов с различной плотностью.The objective of the proposed utility model is to create an automatic weight dispenser with increased accuracy for dispensing three components with different densities.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

Весовой дозатор для трехкомпонентной смеси, состоящий из мерной емкости для сыпучих компонентов и взвешивающего устройства, дополнительно содержит три шнековых питателя, выполненных таким образом, что винтовая нарезка каждого шнека на начальном участке по ходу The weighing batcher for a three-component mixture, consisting of a measuring container for bulk components and a weighing device, additionally contains three screw feeders, made in such a way that screw cutting of each screw in the initial section along the way

транспортирования дозируемого материала выполнена с постоянной высотой и постоянным объемом межвиткового пространства, а далее по направлению движения материала увеличивается с увеличением объема межвиткового пространства, имеющих индивидуальные приводы, с соответственно установленными над ними тремя загрузочными бункерами, состоящими из сварного корпуса с крышкой, на которой расположены загрузочный люк и ворошитель, установленный по оси крышки, кроме того, шнековые питатели в зоне выходного вала снабжены запорными заслонками для отсечки дозируемого продукта и для запирания выгрузного патрубка питателя, а взвешивающее устройство, установленное на мерной емкости, содержит весоизмеритель, на котором расположены элементы для системы контроля с электропневматическим управлением.transportation of the dosed material is made with a constant height and a constant volume of inter-turn space, and then in the direction of movement of the material increases with an increase in the volume of inter-turn space, having individual drives, with three loading bunkers respectively installed above them, consisting of a welded case with a lid on which the loading the hatch and agitator mounted along the axis of the lid, in addition, screw feeders in the area of the output shaft are equipped with shutter dampers for cut-offs of the dosed product and for locking the discharge nozzle of the feeder, and the weighing device mounted on the measuring tank contains a weight meter on which there are elements for a control system with electro-pneumatic control.

Качественное смешение компонентов, в основном, определяется точностью дозирования компонентов и их физико-механическими свойствами: размером частиц (дисперсностью), состоянием поверхности частиц (шероховатостью), весом, удельным весом, наличием адгезионных сил, влажностью и т.п.High-quality mixing of the components is mainly determined by the accuracy of the dosage of the components and their physicomechanical properties: particle size (dispersion), particle surface condition (roughness), weight, specific gravity, adhesive forces, humidity, etc.

Весовой дозатор для трехкомпонентной смеси (далее дозатор) представлен на Фиг.2 (вид сбоку) и Фиг.3 (вид сверху).The weight batcher for the three-component mixture (hereinafter the batcher) is shown in FIG. 2 (side view) and FIG. 3 (top view).

Вся механическая часть дозатора скомпонована в единую конструкцию и смонтирована на раме, а для соединения исполнительных узлов устройств электроуправления на раме предусмотрен коллектор.The entire mechanical part of the dispenser is arranged in a single design and mounted on the frame, and a collector is provided on the frame to connect the actuating units of the electrical control devices.

Дозатор состоит из мерной емкости 1 для сыпучих материалов, взвешивающего элемента 2 (на Фиг.3 позиции 1 и 2 не показаны), трех шнековых питателей 5, выполненных по длине разной геометрии с установленными над ними тремя загрузочными бункерами 3 с ворошителями 4 соответственно. Концы шнекового питателя снабжены индивидуальными приводами 6 и на зоне выходного вала тремя заслонками 7 для отсечки дозирующего продукта и для запирания выгрузного патрубка.The dispenser consists of a measuring tank 1 for bulk materials, a weighing element 2 (positions 1 and 2 are not shown in FIG. 3), three screw feeders 5, made along the length of different geometries with three loading hoppers 3 mounted above them with agitators 4, respectively. The ends of the screw feeder are equipped with individual drives 6 and in the area of the output shaft with three shutters 7 for cutting off the dosing product and for locking the discharge pipe.

Шнековый питатель 5 по длине выполнен разной геометрии (высота нарезки, форма). На начальном участке по ходу транспортирования дозируемого материала винтовая нарезка имеет постоянную высоту, соответственно, и постоянный объем межвиткового пространства. Далее сердечник шнека имеет прямую коническую форму, высота нарезки по направлению движения материала увеличивается, соответственно, увеличивается, и объем межвиткового пространства. Благодаря этому, по мере движения к выходу, дозируемый материал между витками по длине конуса будет занимать динамический угол откоса, тем самым в зоне разгрузки исключается возможность обрушения продукта, что увеличивает равномерность подачи материала в мерную емкость, следовательно, и точность дозирования.The screw feeder 5 along the length is made of different geometry (cutting height, shape). In the initial section during the transportation of the dosed material, the screw thread has a constant height, respectively, and a constant volume of inter-turn space. Further, the core of the screw has a straight conical shape, the cutting height in the direction of movement of the material increases, respectively, increases, and the volume of inter-turn space. Due to this, as you move to the exit, the dosed material between the turns along the length of the cone will occupy a dynamic slope angle, thereby eliminating the possibility of product collapse in the discharge zone, which increases the uniformity of the material supply to the measured capacity, and therefore, the metering accuracy.

В зоне выхода вала шнекового питателя установлена запорная заслонка 7, служащая для отсечки струи дозируемого материала и запирания выгрузочного патрубка питателей, что так же повышает точность дозирования.In the area of the shaft exit of the screw feeder, a shutter 7 is installed, which serves to cut off the jet of the dosed material and to lock the discharge nozzle of the feeders, which also increases the accuracy of dosing.

Каждый шнековый питатель снабжен индивидуальным приводом - мотор-редуктором 6 с частотным преобразователем для дистанционного регулирования и контроля частоты вращения шнекового питателя.Each screw feeder is equipped with an individual drive - a geared motor 6 with a frequency converter for remote regulation and control of the rotational speed of the screw feeder.

На каждом шнековом питателе 5 установлен загрузочный бункер 3, который имеет разные рабочие объемы и состоит из сварного корпуса, с установленной на нем крышкой с загрузочным люком, и по оси крышки установлен ворошитель для лучшей подачи продукта.On each screw feeder 5, a loading hopper 3 is installed, which has different working volumes and consists of a welded body, with a lid with a loading hatch installed on it, and a agitator is installed along the axis of the lid for better supply of the product.

Необходимая точность дозирования компонентов достигается основным, по функциональному назначению узлом дозатора, которым является взвешивающее устройство 2.The required accuracy of the dosage of the components is achieved by the main, according to the functional purpose, metering unit, which is the weighing device 2.

Взвешивающее устройство 2 представляет собой конструкцию, состоящую из весоизмерителя 8, на котором установлены элементы для системы контроля, регулирования и управления работой дозатора 9 (электропневматическим управлением) и контролируется дистанционно.The weighing device 2 is a structure consisting of a weight meter 8, on which elements are installed for the control system, regulation and control of the operation of the dispenser 9 (electro-pneumatic control) and is remotely controlled.

Взвешивающий элемент 2 установлен на мерной емкости 1 при помощи хвостовика ковша, являющего частью весоизмерителя 2.The weighing element 2 is installed on the measuring tank 1 using the shank of the bucket, which is part of the load meter 2.

Способ дозирования заключается в следующем:The dosage method is as follows:

Дозируемый материал (компонент) баллиститного состава поступает в загрузочный бункер 3, откуда при помощи ворошителя поступает в патрубок шнекового питателя 5, имеющего заданные параметры, соответствующие весу навески, количеству навесок, числу оборотов, введенные в электропневматическое управление дозатора. Далее дозируемый материал через весоизмеритель 2 подается в мерную емкость 1, откуда поступает в The dosed material (component) of the ballistic composition enters the loading hopper 3, from where, using a tedder, it enters the nozzle of the screw feeder 5, which has the specified parameters corresponding to the weight of the sample, the number of add-ons, and the number of revolutions introduced into the electro-pneumatic control of the dispenser. Next, the dosed material through a weight meter 2 is fed into a measuring tank 1, from where it enters

смеситель для смешения компонентов. При выгрузке необходимого количества одного компонента баллиститного состава в работу включается следующий шнековый питатель по вышеописанной схеме. Таким образом, в смеситель можно подать до трех компонентов за один цикл работы дозатора.mixer for mixing components. When unloading the required amount of one component of the ballistic composition, the next screw feeder is included in the work according to the above scheme. Thus, up to three components can be fed into the mixer in a single dispenser operation cycle.

Предложенный дозатор может использоваться для дозировки материалов с различной насыпной плотностью, сыпучестью, влажностью и т.п.с достаточно высокой точностью. Кроме баллиститных составов, дозатор может быть использован и для приготовления смесей других составов и в других отраслях.The proposed dispenser can be used to dispense materials with different bulk density, flowability, humidity, etc. with sufficiently high accuracy. In addition to ballistic compositions, the dispenser can be used for the preparation of mixtures of other compositions in other industries.

Claims

A weighing batcher for a three-component mixture, consisting of a measuring container for bulk solids and a weighing device, characterized in that the batcher additionally contains three screw feeders, made in such a way that the screw cutting of each screw in the initial section along the conveyance of the dosed material is made with a constant height and a constant volume of inter-turn space, and then in the direction of movement of the material increases with increasing volume of inter-turn space, having individual actuators, with three loading hoppers respectively mounted above them, consisting of a welded case with a lid, on which a loading hatch and agitator are installed, mounted along the axis of the lid, in addition, screw feeders in the area of the output shaft are equipped with shutter dampers for cutting off the dosed product and for locking unloading nozzle of the feeder, and the weighing device mounted on the measuring tank contains a weight meter, on which there are elements for a control system with electro-pneumatic control m.