Контроль и управление объемным дозированием в процессе вибрационного формирования однородности сыпучего материала

УДК 631:636

КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ОБЪЕМНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ В ПРОЦЕССЕ ВИБРАЦИОННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ОДНОРОДНОСТИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

В.А. Пушко, И.Г. Бойко

В статье представлена современная конструкция объемного дозатора, которая позволяет интенсифицировать процесс смешивания в автоматически заданном режиме управления, синхронизируемым с общим расходом сыпучих материалов при дозировании, влияющем на качество конечной смеси. Ключевые слова: объемное дозирование, вибрационный смеситель, сыпучий материал.

В настоящее время выпускаемые отечественными предприятиями дозаторы оснащаются пневматическими задвижками (шиберами) или шнековыми питателями, при этом для дистанционного управления в системах учета сырья и готовой продукции используются весовые контроллеры. Их объединяют в локальную сеть, что обеспечивает задание параметров работы, а именно пуск, перевод в паузу и остановку данных контроллеров с формированием отчетов о почасовой, сменной, суточной, месячной выработке [1, 2].

Следует отметить, что недостаточно используется вибрация в современных дозирующих устройствах в процессе проектирования, где исполнительный механизм в виде подвижного побудителя конусного типа может приводить к мгновенному разрыхлению и обрушению сводов сыпучего материала при направленных вибрационных воздействиях, а также к беспрепятственному продвижению общего монолита исходных компонентов. Это особенно важно для высоких бункеров, характерных для базового комбикормового, пищевого производства, где на ход технологического процесса изготовления комбикормов оказывает влияние ряд факторов: уровень автоматизации; технический уровень и исправность оборудования; глубина технологической подготовки производства; обоснованность применяемых алгоритмов для выполнения конкретных заданий; построение технологических систем и т.д. [3, 4].

При этом вибрационное дозирование требует надежной системы управления вибрацией, влияющей на частоту колебаний конусного побудителя, которая должна постоянно поддерживаться в определенных режимах. Так как не

всегда возможно при относительно больших вибрационных воздействиях, независящих от высоты загрузки (столба) сыпучих материалов в бункере предварительного накопления, синхронизировать процесс вибрационного смешивания с общим расходом исходного материала при дозировании [5].

Для повышения эффективности формирования однородности смеси в технологической линии дозирование-смешивание в Оренбургском ГАУ была разработана модульная система, которая комплектуется объемным дозирующим устройством с подвижным конусным побудителем и конструкцией смесителя вибрационного типа периодического действия (рисунок 1).

Рис. 1. Вибрационный смеситель периодического действия с дозатором объемного типа:

1 - бункер предварительного накопления, 2 - впускные горловины, 3 - съемная крышка, 4 - впускная секция, 5 - кольцевое уплотнение, 6 - цилиндрическая емкость, 7 - выгрузные горловины, 8 - опорная рама, 9 - поддерживающие ролики, 10 - балки, 11 - полая стойка, 12 - вставка, 13 - площадка крепления, 14 - горизонтальные гидроцилиндры, 15 - разъемные захваты, 16 - съемные делители, 17 - гофрированные кожухи горизонтальных гидроцилин-

Journal of VNHMZH №1(13)-2014

119

дров (не показаны), 18 - штоки, 19 - вилки горизонтальных гидроцилиндров (не показаны), 20 - проушины вертикальных гидроцилиндров, 21 - вертикальные гидроцилиндры, 22 - шарнирные соединения, 23 - разъемные захваты, 24 - гофрированные кожухи вертикальных гидроцилиндров (не показаны), 25 - штоки вертикальных гидроцилиндров, 26 - вибровозбудители, 27 - сферические соединения, 28 - перфорированные лопатки, 29 - донные створки, 30 - гофрированный кожух, 31 - шток силового гидроцилиндра, 32 - силовой гидроцилиндр, 33 - распорные косынки, 34 - верхние балки, 35 - нижние балки и т.д.

В предлагаемой модульной системе предельная точность дозирования исключительно определяется:

- наличием тензодатчиков;

- наличием весоизмерительных контроллеров;

- мобильностью конструкции исполнительного механизма (побудителя конусного типа).

Это, главным образом, влияет на дозирование мелкодисперсных смесей, содержащих соль, фосфаты и т.д. [6, 7].

Работает модульная система, содержащая вибрационный смеситель периодического действия и дозатор объемного типа (патент 2318585 С 2 кл. В 01 Б 11/00, 2008), следующим образом:

- в бункер предварительного накопления (дозатора объемного типа) через параллельные отдельные впускные горловины съемной крышки подаются исходные компоненты;

- одновременно производится обработка сигнала веса микропроцессорным весоизмерительным контроллером (не показан) для дискретных входов при контакте частиц сыпучего материала с исполнительным механизмом (побудителем конусного типа);

- при этом ввод команд на разрешение цикла дозирование-смешивание осуществляется по таймеру (не показан) с передачей данных по каналу цифровой связи в ПК для запуска привода вращения емкости смесителя по тахометру (не показан) и активизации работы от общей гидравлической системы (побудителя конусного типа и группы смесительных элементов).

Под действием вибрационного эффекта внедрения компоненты сыпучего материала, находящиеся в бункере предварительного накопления, частично отделяются в зависимости от изменения диапазона углов атаки и скольжения от общего монолита и постепенно беспрепятственно продвигаются вниз через изменяемый кольцевой зазор во впускную секцию дозирующего устройства. На оси симметрии бункера предварительного накопления производится равномерное касательное захватывание частиц исходного материала верхними кромками разделительных скребков, радиально закрепленных по всему профилю лопастного диска разбрасывателя с учетом схода сыпучего материала по наружной поверхности образующих конусного побудителя, вместе сведенных в верхнем шарнирном соединении и наклоненных к вершине-ограничителю и т.д.

Таким образом, представленная модульная система имеет высокую производительность единицы объема смесительного аппарата, причем сокращение продолжительности дозирования в несколько раз по сравнению с длительно-

стью смешивания происходит за счет автоматизированного управления диапазоном изменения углов атаки и скольжения наклона образующих, сводраз-рушающего органа - конусного побудителя, технологические параметры которого позволяют производить периодическую досыпку сыпучего материала с заданной погрешностью не более 0,1% .

Литература:

1. Весовое дозирование зернистых материалов / С.В. Першина [и др.]. М.: Машиностроение, 2009. 260 с.

2. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978. С. 119-125.

3.Черняев Н.П. Оценка стабильности технологического процесса // Комбикорма. 2012. №3. С. 51-53.

4. Пушко В.А. Особенности и перспективы применения тепловизионной диагностики смесительного оборудования вибрационного типа // Вестник ВНИИМЖ. 2012. № 3(7). С. 146-149.

5. Пирожков Д.Н. Методика расчета вибрационного дозатора на основе гидродинамической модели сыпучего материала // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. №11. С. 73-75.

6. Пат. 2318585 РФ. Вибрационный смеситель периодического действия с дозатором объемного типа / С.А. Соловьев, В.А. Пушко. Заявлено 15.03.06; Опубл. 10.03.2008.

7. Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации: каталог продукции компании ОВЕН. М., 2012. С. 121-148.

Пушко Владислав Анатольевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Бойко Ирина Геннадьевна, преподаватель

Оренбургский Государственный Аграрный Университет

Тел. 89033902808

E-mail: publcentr@mail.ru

The article presents a modern design of volumetric batcher, which allows to intensify the process of mixing in automatically given mode control, with a total consumption of bulk material's dosing, affecting the quality of the final mixture. Keywords: volumetric proportioning; vibration type mixer; bulk material's.

Journal of VNIIMZH №1(13)-2014

121