2.8. Весовые дозаторы сыпучих материалов.

Весовые дозаторы сыпучих материалов обеспечивают более высокую точность дозирования по сравнению с объемными, но имеют более высокую стоимость. Весовые дозаторы могут быть непрерывного или периодического действия, а конструктивно - ленточного, шнекового или роторного типа. Производительность этих дозаторов контролируют взвешиванием всего материала, находящегося в питающем бункере, или проверкой скорости уменьшения массы. Дозаторы роторного типа применяют при очень низких скоростях дозирования, а также при работе с трудно дозируемыми материалами.

Наибольшее распространение получили весовые дозаторы непрерывного действия с ленточными питателями (табл. 3) производительностью от 0,5 до 200000 кг/ч. Эти дозаторы обеспечивают дозирование порошкообразных и сыпучих материалов размером частиц до 5 мм. Точность дозирования 0,5; l; 1,5; 2; 2,5; 4 % от производительности. Управление дозаторами может быть дистанционное автоматическое или ручное.

Таблица 3.

Тип	Объемная масса дозируемо-го материала, кг/м3	Размер частиц, мм	Ширина ленты транспор-тера , мм	Производитель-ность кг/час	По-греш-ность, % ( )	Масса дозато-ра, кг
ДН - 36	280 - 1100	Мелко измельченные	125	0,5 - 25	0,5	76
ДН - 12	2000 -2300	Порошок	-	7,5 -12,5		180
ДН - 11			-	30 - 50		180
ДН - 10			-	45 -75		180
ДН - 26	200 - 5000	Сыпучие материалы	125	2 -125		-
ДН - 27			200	15 -800		-
ДН - 28			400	63 - 2500		-
ДВ-8-40	-	До 5	400	8 – 40	4	877
ДВ-40-400	-			40 – 400	2	940
ДВ-400-4000	-			40 - 4000		1790
ДН – 22 У	200 - 2000		200	100 - 1600		125
ДН - 4		-	400	2500 - 6000		295
ЛДВ-20		Легко сыпучие	500	1500 – 20 000	1	375
ЛДВ-50			650	300 – 500 000		1115

В весовых дозаторах непрерыв-ного действия (рис. 10) дози­руемый материал из бункера 1 питателем 2 подается на датчик массы потока 3, выполненный в виде ленточного пи-тателя и консольно закрепленный на опоре 5, а затем выгружается че­рез разгрузочную воронку 4. Произво-дительность дозатора контролируют по массе дозируемого материала, находящегося на ленте транспортера датчика 3, с помощью весового механиз­ма, состоящего из рычажной системы 6, тяги 9, шкалы 7 и ди­станционного датчика 8. При откло-нении производительности доза-тора, а, следовательно, и массы материала на транспортере от заданной, сигнал подается на управ-ляющее устройство с помощью которого можно регулировать про

Рис.2.10. Схема весового дозатора непрерыв-ного действия.

изводительность из­менением толщины слоя материала на транспортере, скорости движения ленты или скорости загрузки.

Рис. 2.11. Схемы датчиков массы потока.

В качестве датчиков массы потока сыпучих материалов можно применять ленточные (рис. 2.11, а-д) шнековые (рис. 2.11, е) или роторные (рис. 2.11, ж) устройства. Массу до­зируемого материала измеряют различными методами. При безопорной схеме (рис. 2.11, а) вся сила тяжести G от материала передается на весовой механизм. При использовании одной, не­подвижной опоры возможно применение консольной (рис. 2.11, б, е, ж) и маятниковой (рис. 2.11, в) подвесок; при этом на весовой механизм передается только часть веса материала. Кроме того, можно использовать схемы с неподвижными опорами, из­мерения массы в которых осуществляются непосредственно с помощью роликов-массо-измерителей (рис. 2.11, г); изме-рением усилия натяжения ленты (рис. 2.11, д); замером мощности при­вода при наклонном положении транспортера.

Автоматические весы дискретного действия (порционные) предназначены для взвешивания сыпучих материалов и жид­костей.

По ГОСТ 13712-68 ряды наибольших пределов взвешивания охватывают интервал от 1 г до нескольких тонн. Наиболее распространены весовые механизмы с массой порции до 100 кг. Конструктивно они выполняются в трех вариантах: с опроки­дывающимся весовым бункером, с вращающимся бункером и с бункером с открывающимся дном; последний вариант наиболее распространен. .

Взвешиваемый материал подается питателем в весовой бун­кер, откуда после взвешивания высыпается в нижний приемный бункер, из которого подается к рабочим местам в соответствии с технологической схемой.

Разработаны системы для одновременного дозирования до пяти компонентов.

Ниже приводятся схемы различных конструкций дозаторов для сыпучих материалов и описание их работы.

Рис.2. 12. Дозатор с приспособлением для удаления металлических включений. Сыпучий материал 2 из бункера 1 поступает на стол 3 и транспортируется цепью 4 в направлении стрелки А. У края стола расположен электромагнит 9, который при прохождении через его магнитное поле металлических включений влияет на работу электронного устройства, управляющего электромагнитом 8. Электромагнит 8 на короткий промежуток времени открывает заслонку 6 стола 5, и металлические детали с небольшим количеством материала попадают в ящик 7.

Рис.13. Питатель с автоматической регулировкой производительности. Питатель смонтирован на раме 1, которая исполняет роль весового коромысла, качающегося относительно шарнира 7. Материал, расположенный на ленте 6, уравновешивается контргрузом 2. Рычаг заслонки 5 шарнирно соединен с не­подвижно установленным бункером 4 и кинематически связан с рамой питателя посредством шатуна 3. В случае, когда на ленту подается материал в коли­честве, большем необходимого, рама 1 поворачивается по часовой стрелке, при этом заслонка 5 уменьшает выходное отверстие бункера и наоборот. Положение контргруза 2 на раме определяет производительность питателя.

Рис.2.14. Электромагнитный вибрационный питатель для сыпучего материала.

Электромагнитный вибра-ционный питатель для сыпучего материала (рис.14.). В отверс-тиях тяжелой металлической плиты б установлены пакеты пластинчатых пружин 2, соеди-ненных с лотком 1 посредством щек 5. Якорь 3 электромагнита прикреплен к лотку, а катушка 4 электромагнита - к плите 6. Когда электро­магнит находится под током, якорь 3 с лотком 1 перемещается под некоторым углом вправо, сжимая пружины 2, при этом транспортируемый материал за этим движением не следует. В момент обесточи-вания электромагнита лоток 1 под действием пружин 2 воз-вращается в исходное поло-жение, транспортируя материал в направлении стрелки Б.

Рис.2.15. Пневмовибропитатель для плохо сыпучих порошковых материалов.

Пневмовибропитатель для плохо сыпучих порошковых материалов (рис. 2.15). Бункер 1 с лотком 2 закреплены на раме 6 посредством двух плоских рессор 4. Пневматический вибратор 5 возбуждает вибрационное движение бункера. К вибр­атору сжатый воздух подводится через штуцер 8. Опорами для рамы б служат амортизаторы 7. Производительность питателя регулируется размером выходного отверстия 3, частотой и амплитудой вибрации бункера.

Рис.16. Лотковый пневматический вибропитатель для сыпучих материалов

Лотковый пневматический вибропитатель для сыпучих материалов (рис.2.16). смонтирован на литой раме 2, которая установлена на четырех амортизаторах 1. Плита 5 с вибратором 4 при­креплена к раме 2 двумя рес­сорами 3. Материал транспорти­руется по лотку 7, вдоль кото­рого может перемещаться и фиксироваться приемный ло­ток 6.

Рис. 17. Схема дозатора для прессования сыпучих материалов.

Схема дозатора для прессования сыпучих материалов (рис.2. 17.) Повора­чивающийся относительно оси бункера 1 рукав 5 устанавливается при подаче материала на отверстие матрицы 3, а затем отводится в сторону (2 - пуансон, 4 - выталкиватель, положение которого определяет дозу).

Рис. 2.18. Дозатор для сыпучих материалов.

Дозатор для сыпучих материалов (рис. 2.18). Дозирующая коробка, полу­чающая возвратно-поступательное движение от пневматического привода 1, состоит из двух частей 4 и 2. Перемещением части 2 относительно 4 посредством вращения зуб­чатого колеса 5, зацепляющегося с рейкой, регулируется объем дозы, принимаемой из бункера 3.

Рис. 2.19. Бункерный дозатор.

Бункерный дозатор (рис. 2.19). Затворы двух бункеров 1 и 2, расположенных один над другим, приводятся в действие пневма­тическими цилиндрами 4 и 3, работа которых сблокирована так, что при одном открытом затворе второй закрыт.

Рис.2. 20. Вращающийся погрузочно­-распределительный барабан.

Вращающийся погрузочно­-распределительный барабан (рис. 2. 20.). Сыпучий материал подается из бункера в барабан 2 через лоток 1 и дозами засыпается в ковш 3 цепного конвейера.

Рис.2.21. Весовой дозатор с автомати­ческим управлением.

Весовой дозатор с автомати­ческим управлением с помощью фотоэле­мента (рис.2.21). . Пустая тара 3 посредством вращаю­щегося стола подается на чашу весов 7 и наполняется сыпучим материалом из бун­кера 1 посредством вибрационного питателя 2. При достижении баланса весов флажок-экран 6 перекрывает световой поток, действующий на фотоэлемент 5, срабатывает фотореле 4, и прекращается подача продукта.

Ленточный весовой дозатор (рис. 2.22). Производительность дозатора может одновременно регулироваться скоростью ленты транспортера и подачей питателя в пределах от 9,0 до 900 кг/ч. Привод дозатора (на рисунке не показан) имеет вариатор скорости и счетчик, который показывает количество погонных метров ленты 1 при любой ее скорости. Питатель - вибрационный с эксцентриком 3, приводимый во вращение от общего привода.

Рис. 2.22. Ленточный весовой дозатор.

Производительность питателя регулируется изменением амплитуды перемещения лотка 2 посредством резинового клина 5, связанного с коромыслом 4 весов. Так, например, при малой массе материала на ленте коромысло с клином опускается, амплитуда лотка возрастает, и производительность дозатора увели­чивается.

Рис.2.23. Схема ленточного весового дозатора со шнековым питателем.

Ленточный весовой дозатор со шнековым питателем (рис.2.23).. Производительность дозатора до 10 т/ч может регули-роваться одновременно измене-нием скорости ленты и подачей шнекового питателя. Платформа 4 весов соединена с коромыслом 5, посредством которого замы-каются верхние или нижние контакты 6; при этом с помощью двигателя 10 управления уста-новкой скорости 9 и регулятором скорости 8 изменяется число оборотов двигателя 7 привода шнековой подачи материала.

Весовой дозатор с упруго-магнитным датчиком (рис.2. 24). Материал из бункера 1 подается на лен-точный весовой транспортер 3 электро-магнитным вибрационным питателем 2 с вибродвигателем 6. Одна опора транс-портера (со стороны разгрузки) закреп-лена неподвижно и шарнирно соединена с рамой, вторая - установлена на упруго-магнитном датчике 4, посредством кото-рого через регулятор 5 осуществляется управление вибродвигателем и соответ-ственно производительностью питания.

Рис.2. 24. Схема весового дозатора с упруго-магнитным датчиком.

Более полное описание весовых дозаторов приведено в работе [4].

3. Д0ЗАТОРЫ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ Дозаторы жидкостей и газов выполняют те же функции, что и дозаторы сыпучих материалов. В эти функции входит отме­ривание заданного объема или массы, поддержание объемного или массового расхода (наиболее распространенная функция), а также поддержание заданного соотношения при одновремен­ном дозировании нескольких компонентов. Одни и те же уст­ройства обеспечивают как объемное, так и весовое дозирование. Контролируемой величиной для поддержания заданного рас­хода обычно является либо величина расхода, либо другие ве­личины, определяющие расход или зависящие от него.

Дозаторы жидкостей можно разделить на дозаторы прямого и косвенного (непрямого) действия, а также насосы-дозаторы; дозаторы всех указанных типов можно выполнять по замкнутой или незамкнутой схемам.

В дозаторах прямого действия необходимый расход поддер­живается с помощью различных конструкций поплавков, либо обеспечивающих постоянный напор, либо регулирующих пло­щадь проходного сечения с изменением величины напора. До­заторы этого типа просты в устройстве, но могут обеспечить лишь малые величины напора дозируемой жидкости.

Дозаторы косвенного действия состоят из датчика расхода жидкости, усилительных и корректирующих звеньев, датчиков требуемой величины расхода, блока сравнения, исполнитель­ных и рабочих органов. Регулирование расхода достигается изменением площади проходного сечения, скорости потока или комбинированием этих методов. При регулировании расхода изменением площади сечения сигнал с датчика расхода после преобразователя в, блоке сравнения сравнивается с заданным. Блок сравнения выдает сигнал на изменение положения регу­лирующего органа.

Дозаторы регулирования производительности изменением скорости потока за счет изменения производительности питаю­щего насоса отличаются большой автономностью. В таких до­заторах снимается влияние колебаний расхода на работу па­раллельно соединенных дозаторов.

В комбинированных дозаторах изменение площади проходного сечения используют для грубой настройки на требуемый диапазон, а изменение скорости подачи - для тонкой на­стройки.

При необходимости поддержания постоянных и больших значений расхода, изменяющегося в незначительных пределах, используют контроль расхода жидкости в общем потоке с ре­гулированием изменением площади сечения байпасной линии, расход которой составляет 10-20% общего расхода.

Существуют также схемы контроля косвенных параметров с учетом температуры или уровня дозируемых жидкостей.

Насосы-дозаторы могут быть как вращательного, так и возвратно-поступательного движения и имеют большое число конструктивных вариантов, широкий диапазон производительности и предельных давлений; их применяют для жидкостей, эмульсий и суспензий с широким интервалом вязкостей. Точность, дозирования составляет для шиберных насосов 3-4 %, шесте­ренчатых и червячных - 2-3%, плунжерных - 0,2-1,0 %, мем­бранных и сильфонных - 0,5-1,0 %.

Основным рабочим органом насосов-дозаторов являются насосные головки. Они определяют ряд важнейших показате­лей работы насосов, таких как диапазон давлений и агрессив­ность дозируемых жидкостей, производительность и точность дозирования, надежность в работе. Поршневые головки с уп­лотнением поршневыми кольцами или манжетами используют до давлений 5 МПа при диаметре до 200 мм. При более высоких давлениях применяют плунжерные головки, широко используемые при подаче малых количеств жидкостей. Мембран­ные и сильфонные головки позволяют дозировать агрессивные жидкости, поскольку исключается их контакт с подвижными частями дозатора.

Рис.3.1. Автоматический регулятор уровня жидкости.

Автоматический регулятор уровня жидкости (рис. 3.1). В резер-вуаре 1 регу­лирование уровня жидкости осуществляется поплавком 2, который прикреплен к рычагу механизма клапана 3. С увеличением уровня жидкости в резервуаре 1 поплавок 2 поднимается и через систему рычагов перемещает клапан 3 вниз, перекрывая входное отверстие.

Дозатор для жидкой смазки (рис. 26.). Центральное отверстие поршня 2, установ­ленного неподвижно в штуцере 1, перекры­вается клапаном 6 и сообщается с резер­вуаром масленки радиальным отверстием 4. Рабочая полость цилиндра 8 перекрывается клапаном 7. Цилиндр 8 насоса получает возвратно-поступательное движение от вра­щающегося (посредством электродвигателя 10) кулачка 9 и сжатой пружины 12. Направ­ляющая планка 5 и винт 3 препят-ствуют вращению цилиндра и ограничи-вают его перемещение по вертикали вверх. Смазка из полости цилиндра 8 подается в трубку 11 и затем на сма-зываемую поверхность подшипника. Объем дозы подаваемого масла регули­руется вращением винта 3.

Рис. 26. Дозатор для жидкой смазки

Рис. 27. Разливочное устройство с мерным сосудом и золотниковым затвором.

Разливочное устройство с мерным сосудом и золотниковым затвором (рис. 27) Мерный сосуд 1, установленный в резервуаре 2 с разливаемой жидкостью, периодически перемещается по вертикали кулачковым механизмом на величину Н. В крайнем положении сосуда 1 происходит его наполнение, при этом отверстие 4 зонтика 6 перекрывается направ-ляющей втулкой 8. В крайнем верхнем положении сосуда 1 отверстие 4 совпадает с отверстием во втулке 3, и жидкость по трубке 5 вытекает в тару.

Автоматические дозаторы газов выполняют те же функции, что и дозаторы для жидкостей; однако при их использовании следует учитывать также высокую сжимаемость газов, зависимость их плотности от давления и температуры, а также возможность значительных утечек газа через уплотнения ввиду их малой вязкости. В связи с этим возникают такие специфические вопросы дозирования газов, как дозирование из ограниченных и неограниченных объемов в ограниченный или неограниченный объемы, стабилизация давления перед дозированием, определение необходимой площади проходного сечения от давления газа и его температуры [5,6].

ЛИТЕРАТУРА

1. Ким В.С., Скачков В. В. Оборудование подготовительного производства заводов пластмасс. М.: Машиностроение, 1977. 184 с. с ил.

2. Спиваковский А.О., Гончаревич И. Ф. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства. М.: Машиностроение, 1972. 327 с.

3. Виденеев Ю. Д. Автоматическое непрерывное дозирование сыпучих материалов. М.: Энергия. 1973. 118 с.

4. Орлов С. П. и др. Весы и дозаторы. Справочное изд. 2-е. М. Машиностроение 1971. 88 с.

5. Виденеев Ю. Д. Автоматическое непрерывное дозирование газов. М.: Энергия..1971. 88 с.

6. Виденеев Ю. Д. Автоматическое непрерывное дозирование жидкостей. М.: Энергия. 1967. 92 с.

7. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я. М. Механизмы. Справочник. Изд.4-е, перераб. и доп. Под ред. С. Н. Кожевникова М.: «Машиностроение», 1976. 784 с. с ил.

40