ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР ДЛЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

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.
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.
Недостатком данных автоматических дозаторов является заниженная точность измерения сыпучих компонентов.
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
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.
Барабан на внутренней поверхности, примыкающей к днищу, имеет скос, угол которого на 2-5° меньше угла естественного откоса дозируемого материала.
Недостатками данной конструкции дозатора-смесителя являются:
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.
2. Некачественное (неравномерное) смешивание компонентов из-за неравномерности фракционного (послойного) распределения сыпучих материалов в емкости.
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.
Весовой дозатор - прототип представляет собой вертикальный аппарат (Фиг.1) состоящий из мерных емкостей (1) и (2), взвешивающих элементов
(3), устройства измерения уровня наполнения дозируемого материала (4), загрузочных устройств (5).
Дозирование осуществляется автоматически объемно-весовым порционным способом.
Недостатками дозатора - прототипа являются:
1. Недостаточное качество смеси (по компонентному составу) из-за применения объемного дозирования, менее точного, чем весовое, особенно при дозировании материалов с низкой плотностью.
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.
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.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание автоматического весового дозатора с повышенной точностью дозирования трех компонентов с различной плотностью.
Поставленная задача решается следующим образом.
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
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.
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.
Весовой дозатор для трехкомпонентной смеси (далее дозатор) представлен на Фиг.2 (вид сбоку) и Фиг.3 (вид сверху).
Вся механическая часть дозатора скомпонована в единую конструкцию и смонтирована на раме, а для соединения исполнительных узлов устройств электроуправления на раме предусмотрен коллектор.
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.
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.
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.
Каждый шнековый питатель снабжен индивидуальным приводом - мотор-редуктором 6 с частотным преобразователем для дистанционного регулирования и контроля частоты вращения шнекового питателя.
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.
Необходимая точность дозирования компонентов достигается основным, по функциональному назначению узлом дозатора, которым является взвешивающее устройство 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.
Взвешивающий элемент 2 установлен на мерной емкости 1 при помощи хвостовика ковша, являющего частью весоизмерителя 2.
Способ дозирования заключается в следующем:
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
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.
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.