ДОЗИРОВОЧНО-СМЕСИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ МАЛЫХ КОМПОНЕНТОВ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ

Техническое решение относится к области дозирования малых компонентов стекольной шихты (красители и обесцвечиватели стекломассы) и может использоваться в стекольной, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Малые компоненты стекольной шихты, т.е. компоненты, содержащиеся в шихте в незначительном количестве (доли процента), например селен, оксид кобальта и другие обесцвечиватели стекломассы, чаще всего дозируются и подаются в смеситель в составе предварительных смесей-премиксов.
Вероятность равномерного распределения этих материалов в шихте при непосредственной их загрузке в смеситель емкостью 1500-4500 л меньше по сравнению с многоступенчатым перемешиванием, поэтому селен и оксид кобальта предварительно смешивают с кварцевым песком, содой, полевым шпатом или другими наполнителями.
Известен дозировочно-смесительный комплекс малых компонентов стекольной шихты (1), содержащий расходные бункера селена и оксида кобальта с винтовыми спиральными питателями, бункер кварцевого песка с вибропитателем, поворотную весоприемную чашу и смеситель премикса. Селен, оксид кобальта и кварцевый песок, являющийся наполнителем премикса, поочередно взвешиваются в поворотной чаше и подаются в смеситель емкостью 6 литров, где перемешиваются.
Недостатком этого дозировочно-смесительного комплекса является небольшой объем приготавливаемого премикса за один цикл дозирования и смешивания, а также налипание селена и оксида кобальта на стенки весоприемной чаши, имеющей форму полусферы, что снижает точность дозирования малых компонентов шихты.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является модернизированный дозировочно-смесительный комплекс для приготовления премиксов (2), состоящий из расходного бункера наполнителя (кварцевый песок), дозатора кварцевого песка, вибрационного питателя кварцевого песка, расходных бункеров селена и оксида кобальта с винтовыми питателями, тензометрического весового дозатора селена и оксида кобальта с поворотной чашей, дискового затвора и смесителя премикса. Наличие в данном комплексе дополнительного дозатора песка и смесителя премикса емкостью 75…100 литров позволяет повысить производительность, а предварительное насыпание небольшой порции песка на дно поворотной чаши с помощью вибрационного питателя частично предотвращает налипание селена и оксида кобальта, имеющих высокие адгезионные свойства, на стенки чаши.
Недостатком этого технического решения является то, что наполнитель (кварцевый песок) дозируется в рассматриваемой схеме дважды: основная часть (около 100 кг) подается в смеситель дозатором наполнителя; а меньшая часть (200…300 г) - поворотной чашей, являющейся трехкомпонентным тензометрическим весовым дозатором кварцевого песка, селена и оксида кобальта.
Другим недостатком является то, что при насыпании песка на дно поворотной чаши, имеющей форму полусферы, формируется конусообразная горка песка, с которой при последующем дозировании часть селена и оксида кобальта скатывается на края чаши и частично прилипает к ее стенкам. Это также снижает точность дозирования и качество получаемой предварительной смеси.
Решаемая задача - повышение точности дозирования за счет однократного взвешивания песка в каждом цикле приготовления премикса и исключения налипания селена и оксида кобальта на дно и стенки поворотной чаши тензометрического весового дозатора малых компонентов.
Этот технический результат достигается тем, что дозировочно-смесительный комплекс для дозирования малых компонентов стекольной шихты, состоящий из расходного бункера кварцевого песка с весовым дозатором, расходных бункеров селена и оксида кобальта с винтовыми питателями, дозатора селена и оксида кобальта с весовой поворотной чашей, дискового затвора загрузки и смесителя премикса, отличается тем, что весовой дозатор кварцевого песка дополнительно содержит второй разгрузочный патрубок, предназначенный для подачи кварцевого песка в весовую поворотную чашу, выполненную в виде цилиндрической емкости с плоским дном, причем выходное отверстие второго разгрузочного патрубка снабжено отсечной заслонкой с пневмоприводом и коаксиально установленной конусообразной вставкой, формирующей щелевой кольцевой зазор, наружный и внутренний диаметры которого ограничиваются диаметрами выходного отверстия второго разгрузочного патрубка и основания конусообразной вставки и составляют соответственно 0,75-0,85 и 0,60-0,70 от величины внутреннего диаметра весовой поворотной чаши.
Отличием данного технического решения от известного уровня техники является наличие у дозатора кварцевого песка второго разгрузочного патрубка, выходное отверстие которого снабжено отсечной заслонкой с пневмоприводом.
Использование второго разгрузочного патрубка у дозатора кварцевого песка позволяет в одном цикле дозирования взвешивать наполнитель премикса. Причем основная доза наполнителя выгружается в смеситель премикса через основное разгрузочное отверстие дозатора, а небольшая порция песка, которая остается во втором разгрузочном патрубке, высыпается на дно весовой поворотной чаши, обеспечивая прослойку хорошосыпучего материала между стенками поворотной чаши и дозируемыми селеном и оксидом кобальта.
Другим отличием является плоское дно весовой поворотной чаши и форма выходного отверстия второго разгрузочного патрубка, имеющая вид щелевого кольцевого зазора, наружный и внутренний диаметры которого ограничиваются диаметром выходного отверстия второго разгрузочного патрубка и диаметром коаксиально установленной конусообразной вставки. Причем наружный и внутренний диаметры щелевого кольцевого зазора составляют соответственно 0,75-0,85 и 0,60-0,70 от величины внутреннего диаметра весовой поворотной чаши.
Плоское дно весовой поворотной чаши в отличие от дна весовой чаши, имеющей форму полусферы, позволяет концентрировать дозируемые селен и оксид кобальта в центре чаши и исключают скатывание материала с предварительно загруженной прослойки песка, имеющий форму конусообразной горки. Кроме того кольцеобразная форма выходного отверстия второго разгрузочного патрубка позволяет подавать порцию песка в поворотную чашу таким образом, что в ней образуется конусообразная воронка из песка с углублением в центре поворотной чаши. В эту воронку, сформированную из песка, в дальнейшем подаются селен и оксид кобальта, что исключает их возможную концентрацию у краев чаши и налипание на дно и стенки, повышая тем самым точность дозирования.
На Фиг.1 - показана схема дозировочно-смесительного комплекса малых компонентов стекольной шихты;
На Фиг.2 - заполненный дозатор кварцевого песка;
На Фиг.3 - дозатор кварцевого песка в конце выгрузки основной порции наполнителя в смеситель премикса;
На Фиг.4 - поперечный разрез А-А выходного отверстия второго разгрузочного патрубка дозатора кварцевого песка;
На Фиг.5 - начальная стадия загрузки кварцевого песка в весовую поворотную чашу;
На Фиг.6 - промежуточная стадия загрузки кварцевого песка в весовую поворотную чашу;
На Фиг.7 - окончание загрузки кварцевого песка в весовую поворотную чашу;
На Фиг.8 - загрузка оксида кобальта в весовую поворотную чашу;
На Фиг.9 - загрузка селена в весовую поворотную чашу;
На Фиг.10 - разгрузка весовой поворотной чаши.
Дозировочно-смесительный комплекс для дозирования малых компонентов стекольной шихты содержит: расходный бункер 1 кварцевого песка; весовой дозатор 2 кварцевого песка; второй (дополнительный) разгрузочный патрубок 3 дозатора 2 кварцевого песка, содержащий отсечную заслонку 4 с пневмоприводом 5 и коаксиально установленную конусообразную вставку 6, формирующую щелевой кольцевой зазор 7 в выходном отверстии разгрузочного патрубка 3; расходный бункер8 селена с винтовым питателем 9; расходный бункер 10 оксида кобальта с винтовым питателем 11; дозатор 12 селена и оксида кобальта с весовой поворотной чашей 13; дисковый затвор 14 загрузки; смеситель 15 премикса; бункер 16 премикса.
Перед загрузкой селена 17 и оксида кобальта 18 в весовой поворотной чаше 13 формируется конусообразная воронка 19 из кварцевого песка 20.
Дозировочно-смесительный комплекс работает следующим образом. В исходном состоянии (Фиг.1) дозируемые материалы в дозатор 2 кварцевого песка и весовую поворотную чашу 13 дозатора 12 селена и оксида кобальта не подаются. В начале каждого цикла приготовления премикса по команде системы управления (на чертеже не показана) в дозатор 2 из расходного бункера 1 загружается необходимая порция песка (Фиг.2), состоящая из двух частей - основной, которая является наполнителем премикса, и дополнительной, которая используется для подачи в весовую поворотную чашу. После выгрузки основной порции кварцевого песка из дозатора 2 в смеситель 15 премикса кварцевый песок остается только во втором разгрузочном патрубке 3 (Фиг.3). При этом отсечная заслонка 4 с пневмоприводом5 закрыта и кварцевый песок через щелевой кольцевой зазор 7, находящийся между внутренней поверхностью разгрузочного патрубка 3 и коаксиально установленной конусообразной вставки 6 (Фиг.4), не высыпается в весовую поворотную чашу 13.
4
4
4
Далее по сигналу системы управления срабатывает пневмопривод 5 и отсечная заслонка 4 открывается. Песок из разгрузочного патрубка 3 начинает ссыпаться в поворотную чашу 13 (Фиг.5). Поскольку песок выгружается через щелевой кольцевой зазор 7, то в поворотной чаше он начинает распределяться по кругу вдоль боковых стенок таким образом, что начинает формироваться воронка из песка (Фиг.6). Так как боковые стенки цилиндрической весовой чаши 13 препятствуют рассыпанию песка только со стороны стенок, вдоль них начинает по кругу образовываться возвышение (наружный диаметр круга соответствует размерам щелевого кольцевого зазора и составляет 0,75-0,85 от диаметра чаши). К центру чаши песок рассыпается в соответствии с углом естественного откоса (для сухого песка он составляет 30 градусов к горизонтальной поверхности), формируя конусообразное углубление в виде кратера. Для того, чтобы центр весовой чаши был перекрыт песком высота воронки должна быть не менее, чем (0,75-0,85)D×tg30°, где D- внутренний диаметр поворотной чаши. Это обеспечивается опытным подбором объема песка в разгрузочном патрубке и шириной щелевого кольцевого зазора. При внутреннем диаметре кольцевого зазора равном (0,60-0,70) D покрытие песком центра весовой поворотной чаши составляет 0,07-0,1 от высоты стенок чаши. Этого достаточно, чтобы исключить непосредственный контакт селена и оксида кобальта с дном чаши и предотвратить возможное их налипание.
После того, как в весовой поворотной чаше 13 сформирована воронка 19 из кварцевого песка 20 (Фиг.7) включается винтовой питатель 10 оксида кобальта, который из расходного бункера 10 начинает подаваться в центр весовой поворотной чаши, покрытой кварцевым песком (Фиг.8). По окончании дозирования оксида кобальта включается винтовой питатель 9 и селен из расходного бункера 8 также загружается в центр воронки из песка (Фиг.9).
Далее по команде системы управления открывается дисковый затвор 14 загрузки и весовая поворотная чаша 13 делает один оборот на 360°, во время которого селен и оксид кобальта вместе с кварцевым песком легко соскальзывает (Фиг.10) и по разгрузочной течке попадает в смеситель 15 премикса, в котором находится предварительно отдозированная основная порция песка, являющегося наполнителем премикса. Смеситель 15 включается и начинает перемешивать загруженные материалы. Одновременно закрывается дисковый затвор 14 загрузки, предотвращая пыление материалов во время их перемешивания. После заданного времени перемешивания премикс из смесителя 15 выгружается в бункер 16 премикса, из которого он уже отдельным дозатором (на чертеже не показан) дозируется и вместе с остальными компонентами подается в основной смеситель стекольной шихты.
Таким образом, наличие второго разгрузочного патрубка в дозаторе кварцевого песка позволяет формировать остаточную порцию песка, подаваемую в весовую поворотную чашу, без дополнительного цикла дозирования, что увеличивает точность дозирования. А выгрузка песка из второго разгрузочного патрубка через щелевой кольцевой зазор способствует образованию в весовой поворотной чаше конусообразной воронки из кварцевого песка с углублением в центре, в которую подаются селен и оксид кобальта. Это предотвращает непосредственный контакт материалов, имеющих высокие адгезионные свойства, со стенками и дном поворотной чаши и улучшает процесс выгрузки их из чаши, что в конечном итоге также повышает качество приготавливаемого премикса.
Источники информации, на которые следует обратить внимание при экспертизе:
1. Ефременков В.В., Субботин К.Ю. Совершенствование дозирования малых компонентов стекольной шихты // Стекло и керамика - 2001 - №11 - с.3-4.
2. Ефременков В.В., Субботин К.Ю. Особенности дозирования и смешивания малых компонентов стекольной шихты // Стекло и керамика - 2008 - №9 - с. 3-4.