Стенд для определения свойств сыпучих материалов (варианты)

Полезная модель относится к измерительно-испытательной технике, может быть использована для определения свойств сыпучих материалов под воздействием различных внешних условий в сельскохозяйственной, химической и в других отраслях.
Известно устройство для определения угла естественного откоса порошковых материалов, содержащее воронку, основания, стойку (патент RU 2528564, B22F 1/00, G01B 5/24).
Недостатком данной установки является невозможность определения углов естественного откоса в движении и под воздействием внешних факторов.
Известен прибор Меринга-Баранова для определения динамического угла естественного откоса, содержащий пространственный угол, цилиндрический канал, воронку, бункер, угломер, штатив (Коузов, П.А. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей / П.А. Коузов, Л.Я. Скрябина - Л.: Химия, 1983. -143 с: ил., С.79-80).
Недостатком данного прибора является ограниченность функциональных возможностей, невозможность рассмотрения влияния внешних факторов.
Известно устройство для исследования аэродинамического сопротивления слоя в зависимости от его состояния, содержащее кожух прямоугольной формы, вентилятор, подключенный к кожуху посредством воздуховода, датчик для измерения расхода воздуха и датчик статического напряжения (патент RU 65629, F26B 9/06).
Недостатком данного устройства является невозможности рассмотрения процесса исследования при нахождении слоя под углом к горизонтали и в движении.
Известно устройство для определения сопротивления волокнистых материалов воздушному потоку, содержащее вентилятор, измерительные приборы, а также сосуд для закладки пробы выполненный перфорированным со всех сторон и заключенный в кожух, закрывающий его боковые стороны (А.с. СССР 202562, В28В 1/52, G01N 3/02).
Недостатком данного устройства является ограниченность функциональных возможностей при проведении исследований
Известно устройство для исследования аэродинамического сопротивления растительных материалов, содержащее кожух прямоугольной формы, установленную в нем подвижную кассету для пробы исследуемого материала, вентилятор, подключенный к кожуху посредством воздуховода, датчик для измерения расхода воздуха и датчик статического давления (патент SU 1190163, F26B 9/06, F26B 21/04).
Недостатком данного устройства является ограниченность функциональных возможностей при проведении исследований, позволяющей определять аэродинамическое сопротивление слоя материала без учета его свойств: плотности, порозности, а также изменение этих свойств под воздействием потока воздуха.
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату, к заявленному стенду, является устройство для исследования аэродинамического сопротивления слоя в зависимости от его состояния, содержащее кожух прямоугольной формы, вентилятор, подключенный к кожуху посредством воздуховода, датчик для измерения расхода воздуха и датчик статического напряжения (патент RU 65629, F26B 9/06).
Задача полезной модели заключается в обеспечении проведения исследований влияния способа подвода сыпучего материала в испытательную камеру в зависимости от его физико-механических свойств, поведения сыпучего материала в испытательной камере в свободном состоянии его слоя, а также аэродинамического сопротивления слоя сыпучего материала.
Существует два варианта решения указанных задач полезной моделью.
Согласно первому варианту стенд (фиг. 1), состоящий из каркаса с корпусом 1 содержит накопительный бункер 2 с выпускным отверстием в нижней части 3 закрываемого задвижкой 4 и направляющую пластину 5 длиной Н. Дно загрузочного бункера 6 располагается под углом наклона α к горизонтальной плоскости, равного максимальному углу естественного откоса сыпучего материала. В корпусе 1 имеется технологическое отверстие 7, для вывода воздуха прошедшего через испытательную камеру 8, оснащенное анемометром 9 и газоанализатором 10. Испытательная камера 8 образована одной сменной перфорированной пластиной 11, с подключенным датчиком-угломером 12, имеющей возможность независимого изменения угла наклона к горизонтальной плоскости, замены на пластину из другого материала или с другой перфорацией. Над перфорированной пластиной 11 устанавливаются датчики напора воздуха 13 и камеры скоростной съемки 14 для определения степени неоднородности, фракционного состава и засоренности инородными частицами сыпучего материала. Также испытательная камера 8 оснащена регулируемым выгрузным отверстием 15 прикрываемым регулируемой шиберной заслонкой 16. Под перфорированной пластиной 11 герметично установлена продувочная камера 17 направляющая воздушный поток под перфорированную пластину 11. Вентилятор 18 установлен в соединении с продувочной камерой 17 в нижней части, через герметично соединенный диффузор 19 оснащенный датчиком напора воздуха 13. На корпусе 1 стенда устанавливается пульт управления 20.
Стенд для определения свойств сыпучих материалов, по первому варианту, работает следующим образом. После заполнения накопительного бункера 2 сыпучим материалом, включают вентилятор 18. Воздух подается под перфорированную пластину 11 через продувочную камеру 17, после прохода через испытательную камеру 8, воздух выходит в атмосферу через технологическое отверстие 7 в корпусе 1, в это время анемометр 9, датчики напора воздуха 13 и газоанализатор 10, снимают показатели выпускаемого воздуха и передают результаты на пульт управления 20. При достижении воздухом необходимых параметров в испытательной камере 8, открывают задвижку 4 выпускного отверстия 3 накопительного бункера 2. Сыпучий материал по направляющей пластине 5 попадает в испытательную камеру 8, закрытой регулируемой шиберной заслонкой 16. Под перфорированную пластину 11 через продувочную камеру 17 продолжает подаваться воздух вентилятором 18, после прохода через испытательную камеру 8 и слой сыпучего материала, воздух выходит в атмосферу через технологическое отверстие 7 в корпусе 1, данные продолжаются выводиться на пульт управления 20, камеры скоростной съемки 14 начинают работать. После того как сыпучий материал заполнит объем испытательной камеры 8, проводится исследование в течение 2-5 минут, затем открывают шиберную заслонку 16, при перемещении сыпучего материала через выгрузное отверстие 15 продолжается снятие показаний, до тех пор пока полностью не опорожнятся накопительный бункер 2 и испытательная камера 8. После этого происходит смена исследуемого материала, который вновь засыпают в накопительный бункер, при этом перфорированная пластина меняется на пластину с другой перфорацией, изменяют угол установки к горизонтали или же изменяют параметры работы вентилятора, очищают линзы камер скоростной съемки.
По второму варианту стенд (фиг. 2) состоящий из каркаса с корпусом 1 содержит накопительный бункер 2 с выпускным отверстием в нижней части 3 закрываемым задвижкой 4. Дно загрузочного бункера 6 располагается под углом наклона α к горизонтальной плоскости, равного максимальному углу естественного откоса сыпучего материала, а также закрепляется регулируемая пластина 21, длиной L, изменяющая движение потока сыпучего материала. В корпусе 1 имеется технологическое отверстие 7, для вывода воздуха прошедшего через испытательную камеру 8, оснащенное анемометром 9 и газоанализатором 10. Испытательная камера 8 образована одной сменной перфорированной пластиной 11, с подключенным датчиком-угломером 12, имеющей возможность независимого изменения угла наклона к горизонтальной плоскости, замены на пластину из другого материала или с другой перфорацией. Над перфорированной пластиной 11 устанавливаются датчики напора воздуха 13 и камеры скоростной съемки 14 для определения степени неоднородности, фракционного состава и засоренности инородными частицами сыпучего материала. Также испытательная камера 8 оснащена регулируемым выгрузным отверстием 15 прикрываемым регулируемой шиберной заслонкой 16. Под перфорированной пластиной 11 герметично установлена продувочная камера 17 направляющая воздушный поток под перфорированную пластину 11. Вентилятор 18 установлен в соединении с продувочной камерой 17 в нижней части, через герметично соединенный диффузор 19 оснащенный датчиком напора воздуха 13. На корпусе 1 стенда устанавливается пульт управления 20.
Стенд для определения свойств сыпучих материалов, по второму варианту, работает следующим образом. В начальный период перед заполнением накопительного бункера 2 сыпучим материалом, настраивают длину L регулируемой пластиной 21 для изменения движения потока сыпучего материала и заполняют загрузочный бункер сыпучим материалом, включают вентилятор 18. Воздух подается под перфорированную пластину 11 через продувочную камеру 17, после прохода через испытательную камеру 8, воздух выходит в атмосферу через технологическое отверстие 7 в корпусе 1, в это время анемометр 9, датчики напора воздуха 13 и газоанализатор 10, снимают показатели выпускаемого воздуха и передают результаты на пульт управления 20. При достижении воздухом необходимых параметров в испытательной камере 8, открывают задвижку 4 выпускного отверстия 3 накопительного бункера 2. Сыпучий материал по регулируемой пластине 21 попадает в испытательную камеру 8, закрытой регулируемой шиберной заслонкой 16. Под перфорированную пластину 11 через продувочную камеру 17 продолжает подаваться воздух вентилятором 18, после прохода через испытательную камеру 8 и слой сыпучего материала, воздух выходит в атмосферу через технологическое отверстие 7 в корпусе 1, данные продолжаются выводиться на пульт управления, камеры скоростной съемки 14 начинают работать. После того как сыпучий материал заполнит объем испытательной камеры, проводится исследование в течение 2-5 минут, затем открывают шиберную заслонку 16, при перемещении сыпучего материала через выгрузное отверстие 15 продолжается снятие показаний, до тех пор пока полностью не опорожнятся накопительный бункер 2 и испытательная камера 8. После этого происходит настройка регулируемой пластины, смена исследуемого материала, который вновь засыпается в накопительный бункер, при этом перфорированная пластина меняется на пластину с другой перфорацией, изменяют угол установки к горизонтали или же изменяют параметры работы вентилятора, очищают линзы камер скоростной съемки.
Перечисленные признаки вариантов полезной модели обеспечивают решение задачи полезной модели, устраняются все недостатки, указанные по отношению к прототипу.