УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕОДНОРОДНОСТИ СМЕСИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области лабораторных исследований процессов смешения различных сыпучих материалов в химической промышленности, в промышленном производстве строительных материалов и в других отраслях промышленности.
Известно устройство для определения коэффициента неоднородности смеси содержащее оборудование для фотографирования фронтальной поверхности смеси находящейся в смесителе в плоском сечении рабочего объема и компьютерной обработки полученной фотографии с целью определения и расчета «плоскостного» коэффициента неоднородности смеси. [Л.В. Королев, М.Ю. Таршис. Метод оценки качества смешения сыпучих материалов по распределению частиц в плоском сечении рабочего объема, Известия вузов. Химия и химическая технология, 2002, том 45, вып 1, с 98-100]. К недостатку данного устройства следует отнести невозможность его применения для определения коэффициента
неоднородности сыпучих материалов содержащих фракции менее 100 мкм, склонных вследствие электризации к налипанию на поверхность через которую осуществляется фотосъемка, что меняет истинную картину распределения частиц в материале.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для определения коэффициента неоднородности смеси, содержащее трубу с коническим наконечником в которую вставлена вторая труба, разделенная внутренними перегородками на ряд камер, имеющих окна по размерам совпадающие с окнами в наружной трубе. При повороте внутренней трубы отверстия либо совпадают, либо перекрываются. После фиксации глубины введения пробоотборника в смесь камеры открываются, и в них самотеком засыпается смесь, затем камеры закрываются и пробоотборник вынимается. [Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю.И. Макаров. - М.: Машиностроение, 1973. - 216 с].
Недостатком данного устройства является невозможность отбора проб из разных точек сечения без нарушения структуры соседних слоев материала, что искажает истинную картину процесса смешения сыпучих материалов, особенно смесей, сильно различающихся по фракционному составу.
Техническим результатом на достижение, которого направлена данная полезная модель, является увеличение точности определения коэффициента неоднородности смеси за счет исключения возможности нарушения структуры соседних слоев материала в смесителе при отборе проб, что позволяет получить неискаженные количественные данные о качестве смешения сыпучих сред, как в каждой точке отбора пробы, так и в среднем по каждому сечению и по смесителю в целом.
Технический результат достигается тем, что боковая поверхность смесителя снабжена сдвоенными пазами со шторками, а смеситель снабжен съемными тонкостенными пластинами и съемным пробоотборным диском, снабженным пробоотборниками, содержащими капсулы в которые помещены подвижные поршни. Продольный размер (длина) каждой капсулы составляет 1,2-1,3 величины суммы толщины корпуса пробоотборного диска, толщины тонкостенной пластины и расстояния между сдвоенными пазами.
На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 поперечный разрез смесителя по пазу, на фиг. 3 схема съемного пробоотборного диска, а на фиг. 4 схема пробоотборника.
Устройство включает смеситель барабанного типа 1 с питателями 2, 3, съемные тонкостенные пластины 4, 5, съемный пробоотборный диск 6 (фиг. 3) и пробоотборники 7 (фиг. 4). Боковая поверхность корпуса смесителя 1 снабжена сдвоенными пазами 8, 9, в которые вставляют съемные тонкостенные пластины 4, 5 и откидными шторками 10, соединенными с корпусом смесителя 1 шарниром 11 (фиг. 2). На фиг. 2 показаны два положения шторки: а) шторка 10 закрывает пазы 8, 9; б) шторка 10 откинута и в пазы 8, 9 вставлены съемные тонкостенные пластины 4, 5. Съемный пробоотборный диск 6 (фиг. 3) содержит корпус 12 с отверстиями 13 в которые вставляют пробоотборники 7, Пробоотборник 7 (фиг. 4) содержит капсулу 14, в которую помещен подвижный поршень 15. Продольный размер (длина) каждой капсулы составляет 1,2-1,3 величины суммы: толщины корпуса пробоотборного диска, толщины тонкостенной пластины и расстояния между сдвоенными пазами.
Устройство работает следующим образом:
Перед началом процесса смешения пазы 8, 9 закрывают шторкой 10. Включают приводы смесителя 1 и питателей 2, 3 и начинают процесс смешения материалов. После установления стабильного соотношения масс материала на входе и выходе из смесителя 1 прекращают подачу материала из питателей 2, 3 и прекращают вращение смесителя 1 в положении, когда пазы 8, 9 находятся в верхней полусфере смесителя. Освобождают ближайшие к выходу из смесителя пазы 8, 9 от шторки 10 и вводят в них тонкостенные пластины 4, 5 до их соприкосновения с противоположной стенкой смесителя. Удаляют из смесителя 1 весь материал, расположенный на участке от выхода до ближайшей к выходу тонкостенной пластины 4, пробоотборный диск 6 подводят к тонкостенной пластине 4 до соприкосновения с ней его фронтальной плоскости и затем последовательно вдвигают до соприкосновения с пластиной 4 капсулы 7 и подвижные поршни 15, после чего тонкостенную пластину 4 вынимают. В сыпучий материал, расположенный между фронтальной плоскостью пробоотборного диска 4 и оставшейся второй тонкостенной пластиной 5, вводят последовательно каждую капсулу 7 до ее упора в пластину 5, одновременно соответственно выдвигая поршень 15 из капсулы 7. За счет вдавливания капсулы 7 она заполняется пробой материала. Собранный в каждой капсуле 13 материал рассеивают на ситах и вычисляют коэффициенты неоднородности смеси, как в каждой точке отбора пробы, так и в среднем по каждому сечению и смесителю в целом. После окончания отбора проб из всех точек данного сечения пробоотборный диск 6 вынимают и операции повторяют на следующем сечении.
Снабжение смесителя сдвоенными пазами со шторками и съемными тонкостенными дисками позволяет выделять и сохранять в неизменном состоянии равные объемы исследуемой смеси в заданных сечениях смесителя, что позволяет анализировать качество смешения в заданных областях смесителя, как по его поперечному сечению, так и по мере продвижения материала вдоль горизонтальной оси.
Снабжение смесителя съемным пробоотборным диском, снабженным пробоотборниками, содержащими капсулы в которые помещены подвижные поршни, позволяет отбирать пробы из разных точек поперечного сечения без взаимного нарушения структуры материала в соседних точках обора.
Длина каждой капсулы, которая на 1,2-1,3 больше суммы толщины корпуса пробоотборного диска, ширины тонкостенной пластины и расстояния между пластинами позволяет гарантированно доводить пробоотборник до соприкосновения со второй пластиной и отбирать в пробоотборник весь материал по ширине выделенного сечения.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет увеличить точность определения коэффициента неоднородности смеси за счет исключения возможности нарушения структуры соседних слоев материала в смесителе при отборе проб, что позволяет получить неискаженные количественные данные о качестве смешения сыпучих сред, как в каждой точке отбора пробы, так и в среднем по каждому сечению и по смесителю в целом.