SU1749773A1 - Устройство дл контрол свойств сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Использование: порошкова  металлурги , ферритовое и керамическое производства . Сущность изобретени : устройство содержит воронку с калиброванным выходным отверстием, мерную емкость с затвором , датчик уровн  заполнени  мерной емкости, выключатель, регистратор заданной массы, генератор счетных импульсов, две ключевые схемы, три счетчика импульсов , индикаторы, датчик заполнени  дна мерной емкости, первый и второй блоки делени . Входы второго блока делени  подключены к выходам второго и третьего счетчиков импульсов. Вход третьего счетчика импульсов через вторую ключевую схему подключен к выходу., генератора счетных импульсов. Управл ющий вход второй ключевой схемы соединен с датчиком заполнени  дна мерной емкости. Мерна  емкость имеет форму усеченного конуса. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. fc fe

Description

Изобретение относитс  к контролю технологических свойств порошковых материалов и может быть применено в ходе непрерывного технологического процесса дл  автоматического контрол  сыпучести, насыпной плотности и угла естественного откоса порошковых материалов, например в порошковой металлургии, в ферритовом и керамическом производствах.

Известно устройство дл  контрол  свойств сыпучих материалов, объедин ющее приспособлени  дл  определени  сыпучести , насыпной плотности и угла естественного откоса, содержащее воронку с калиброванным выходным отверстием, мерную емкость, весы, секундомер, опорный диск и транспортир.

Однако это устройство не позвол ет осуществить одновременный автоматический контроль сыпучести, насыпной плотности и угла естественного откоса порошковых материалов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  контрол  сыпучести и насыпной плотности порошковых материалов, содержащее воронку с калиброванным выходным отверстием , мерную емкость с затвором, снабженным приводом, датчик уровн  заполнени  мерной емкости, соединенный с приводом затвора, выключатель, регистратор заданного веса, генератор счетных импульсов , ключевую схему, два счетчика импульсов, блок делени  и индикаторы.

Однако известное устройство не позвол ет одновременно с определением сыпучести и насыпной плотности проводить

Јь

ю

х|

VJ

W

измерение угла естественного откоса порошковых материалов,

Целью изобретени   вл етс  повышение оперативности контрол  за счет одновременного определени  угла естественного откоса порошковых материалов.

Цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  свойств сыпучих материалов, содержащее воронку с калиброванным выходным отверстием, мерную емкость с затвором , снабженным приводом, датчик уровн  заполнени  мерной емкости, соединенный с приводом затвора, выключатель, регистратор заданного веса, генератор счетных импульсов, первую ключевую схему , первый и второй счетчики импульсов, первый блок делени  и индикаторы, снабжено датчиком заполнени  дна мерной емкости , второй ключевой схемой, третьим счетчиком импульсов и вторым блоком делени , входы которого подключены к выходам второго и третьего счетчиков импульсов, при этом вход третьего счетчика импульсов через вторую ключевую схему подключен к выходу генератора счетных импульсов, а управл ющий вход ключевой схемы соединен с датчиком заполнени  дна мерной емкости , причем мерна  емкость имеет форму усеченного конуса.

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого устройства,

Устройство содержит воронку 1 с калиброванным выходным отверстием, мерную емкость 2 с установленным на ней датчиком 3 уровн  заполнени , соединенным с приводом 4 затвора 5, закрывающего выход мерной емкости 2. Генератор б счетных импульсов через выключатель 7, управл емый приводом 4, подключен к входу счетчика 8 импульсов и входам ключевых схем 9 и 16, управл ющие входы которых соединены соответственно с регистратором 10 заданного веса и датчиком 15 заполнени  дна мерной емкости, а выходы подключены соответст- венно к выходам счетчиков 11 и 17 импульсов . Выход счетчика 11 импульсов соединен с индикатором 12 и одним из входов блока 13 делени , другой вход которого соединен с выходом счетчика 8 импульсов, а выход подключен к индикатору 14. Выход счетчика 17 импульсов соединен с одним из входом блока 18 делени , другой вход которого соединен с выходом счетчика 8 импульсов, а выход подключен к индикатору 19.

Устройство работает следующим образом .

Исследуемый порошок из технологической цепи поступает в воронку 1 с калиброванным выходным отверстием и истекает в мерную емкость 2, при этом затвор 5 закрыт , выключатель 7 замкнут, а ключевые схемы 9 и 16 открыты. Счетные импульсы, вырабатываемые генератором 6, поступают на счетчики 8, 11 и 17 импульсов. Регистратор 10 заданного веса закрывает ключевую схему 9 при истечении в мерную емкость 2 заданной массы порошка mi. При этом число импульсов, зарегистрированных счетчиком 11, пропорционально времени

истечени  tH пробы порошка массой mi из воронки 1 с калиброванный выходным отверстием и, следовательно, на индикатор 12 поступает сигнал, пропорциональный сыпучести порошка. Датчик 15 заполнени  дна

мерной емкости закрывает ключевую схему 16 в момент насыпани  на дне 5 мерной емкости 2 горки порошка в виде конуса с площадью основани , равной площади дна мерной емкости. При этом число импульсов,

зарегистрированных счетчиком 17, пропорционально времени насыпани  tr горки порошка с площадью основани , равной площади дна мерной емкости. В момент достижени  заданного уровн  заполнени  порошком мерной емкости 2 сигнал с датчика 3 уровн  заполнени  включает привод 4, заслонка 5 открываетс  и порошок возвращаетс  в технологическую цепь. Одновременно привод 4 размыкает ключ 7 и счетные

импульсы не поступают на счетчик 8. Число импульсов, зарегистрированных счетчиком 8, пропорционально времени заполнени  т.3 порошком мерной емкости 2, На входы блока 13делени  поступают сигналы,

пропорциональные времени заполнени  ts и времени истечени  in, отношение которых при посто нной массе mi пробы порошка и известном объеме V мерной емкости 2 пропорционально насыпной плотности порошка . При известной сыпучести, характеризующей скорость истечени  пробы порошка массой mi, и времени заполнени  ta, массу порошка, заполнившего мерную емкость 2, можно найти из соотношени 

ПГ)1 . ta.

1И

(1)

Отсюда, зна  объем V мерной емкости 2, насыпную плотность порошка рассчитывают по формуле

«-.и

Так как масса пробы гти и объем V мерной емкости 2 величины посто нные, то с выхода блока 13 делени  на регистрирую- щий прибор 14 подаетс  сигнал, пропорциональный насыпной плотности порошка.

На входы блока 18 делени  поступают сигналы, пропорциональные времени насыпани  tr горки порошка и времени заполнени  ta, отношение которых при известных значени х объема V мерной емкости 2 и радиуса R дна мерной емкости пропорционально тангенсу угла естественного откоса контролируемого порошка, Массу горки порошка с площадью основани , равной площади дна мерной емкости, можно найти,, подставл   в выражение (1) врем  насыпа- ни  tr горки порошка:

mi

tn

- tr.

(3)

При известных значени х насыпной плотности d и массе горки mr можно найти объем горки Vr порошка из соотношени 

УГ-З.

(1)

Подставл   в соотношение (4) выражени  (2) и (3), получают

mrtr/mrta ..

/ 1 - V

tn

V tn

Л

t3

(5)

В то же врем , объем горки Vr порошка можно найти из формулы

Vr 3 R2-rir,

(б)

где R - радиус основани  горки порошка, равный радиусу дна мерной емкости;

hr - высота горки.

Из выражений (5) и (6) наход т соотношение дл  определени  hr

. 3V.tr

hr ...(7)

rtR2 гз

Угол естественного откоса определ ют из выражени 

tgp -|f.(8)

Подставл   в выражение (8) значение hr из (7), получают соотношение дл  определени  тангенса угла естественного откоса

(9)

Так как объем мерной емкости 2 и радиус R дна мерной емкости величины посто нные , то с выхода блока 18 делени  на регистрирующий прибор 19 подаетс  сигнал , пропорциональный тангенсу угла естественного откоса порошка

Дл  повторени  цикла измерений заслонка 5 закрываетс , при этом ключ 7 замыкаетс , а счетчики 8, 11 и 17 импульсов устанавливаютс  в нулевое положение,

С целью осуществлени  одновременного с насыпной плотностью определени  угла естественного откоса необходимо совмещать услови  проведени  контрольных операций этих параметров. Дл  повышени  достоверности контрол  угла естественного откоса необходимо получить

горку порошка достаточно большого объема Vr, поэтому следует увеличить радиус R дна мерной емкости. Дл  снижени  погрешности заполнени  порошком заданного объема V epllOй емкости следует уменьшать размер горловины мерной емкости. Дл  выполнени  этих требований предлагаетс  изготавливать мерную емкость в форме усеченного конуса, причем угол при основании усеченного конуса должен превышать максимальный угол естественного откоса контролируемых сыпучих материалов Это условие при заданном объеме V мерной емкости ограничивает максимальное значение радиуса RMSKC дна мерной емкости, которое можно определить из выражени 

5

0

5

0

5

0

5

Rf,

V 3V

0

,Ttg

Ь I мин

где Гмин - минимальный радиус горловины мерной емкости, который ограничен техническими услови ми размещени  датчика уровн  заполнени  и может быть определен

из выражени 

о Гмии (dcl-dq),

где dc ширина струи истекающего из воронки порошка;

- размер датчика уровн  заполнени .

Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить оперативность контрол  сыпучести, насыпной плотности и угла естественного откоса, поскольку полное врем  контрол  всех трех параметров определ етс  временем заполнени  порошком мерной емкости.

Пример. Провод т определение сыпучести , насыпной плотности и угла естественного откоса порошка самарий - кобальтового магнита. Контроль осуществл ют при г, .диаметре отверсти  воронки 2,5 мм, мм Врем  насыпаиич горки порошка с Врем  истечени  пробы порошка массой mi-50 г, характеризующее сыпучесть порошка, ти 30 с. Врем  заполнени  порошком мерной емкости т. с. Отсюда насыпна  плотность порошка равна

5г/см3,

V Ти

а тангенс угла естественного откоса равен

3V Л „о

iy т- и.о.

л:Р31;з

Полное врем  контрол  всех трех параметров 75 с. При раздельном определении угла естественного откоса общее врем  контроле 95 с, т, е. применение предлагаемого устройства позвол ет сократить врем  контрол  на 20%.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  контрол  свойств сыпучих материалов, содержащее воронку с калиброванным выходным отверстием, мерную емкость с затвором, снабженным приводом, датчик уровн  заполнени  мерной емкости, соединенный с приводом затвора , выключатель, регистратор заданного веса, генератор счетных импульсов, первую ключевую схему, первый и второй счетчики импульсов, первый блок делени  и индикаторы , отличающеес  тем, что, с целью повышени  оперативности контрол  за счет одновременного определени  угла естественного откоса порошковых материалов,

   0

   оно снабжено датчиком заполнени  дна мерной емкости, второй ключевой схемой, третьим счетчиком импульсов и вторым блоком делени , входы которого подключены к выходам второго и третьего счетчиков импульсов , при этом вход третьего счетчика импульсов через вторую ключевую схему подключен к выходу генератора счетных импульсов , а управл ющий вход ключевой схемы соединен с датчиком заполнени  дна мерной емкости,
2. 2. Устройство поп, 1,отличающеес  тем, что мерна  емкость имеет форму 15 усеченного конуса,