РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДОЗУЮЧОГО ПРИСТРОЮ122.1.
Структурно-схемний аналіз та синтез дозуючого пристрою
Як зазначалось вище (п.1.2) у технологічному процесі виготовлення ОМД дозуючі
пристрої забезпечують нормований вміст компонентів із відхиленням у заданих
межах. На сучасному етапі розвитку техніки лише за допомогою вагових та
об'ємних дозуючих пристроїв можна виконати вимоги згадуваного технологічного
процесу за прийнятних техніко-економічних показників.
Аналіз конструкцій вагових дозаторів безперервної дії дозволяє виявити робочі
механізми, які виконують типові функції, не залежно від їх конструктивних
відмінностей. Тому, дозуючий пристрій, що працює за ваговим принципом, можна
схематично зобразити у вигляді структурної схеми (рис.2.1).
Реалізація цієї структурної схеми у конкретних механізмах здійснюється двома
шляхами:
встановлюється живильник, як правило з тяговим робочим органом, а роль
ваговимірювального пристрою виконує один або декілька його підтримуючих ролики
(рис. 2.2, а);
встановлюється живильник будь-якого типу (в залежності від властивостей
матеріалу, що дозується) і окремий ваговимірювальний пристрій (рис.2.2, а).
Аналізуючи конструкції наявних об'ємних дозаторів безперервної дії, можна
зробити висновок, що це також живильники різноманітних конструкцій, але
додатково обладнані пристроями для регулювання кількості дозованого матеріалу.
Такі живильники окремим вузлом є і у складі вагових дозуючих пристроїв. Тому,
якщо побудувати структурну схему об'ємного
дозуючого пристрою за аналогією до вагового, то матимемо наступний результат
(рис.2.3).
На основі отриманої структурної схеми можна синтезувати конструкції дозуючих
пристроїв у двох напрямках:
пристрій для вимірювання об'єму розміщується в одному блоці із живильником
(рис.2.4, а);
дозуючий пристрій з окремим пристроєм для вимірювання об'єму (рис.2.4, б).
Визначене Відінєєвим Ю.Д. [18, 19] основне завдання безперервного дозування
здатний виконати ваговий дозуючий пристроїв. Аналітично функціональні
можливості такого дозатора можна виразити у наступній формі:
233
де - фактична маса матеріалу, що видається дозуючим пристроєм у момент часу t;
- задана маса матеріалу в дозі;
- допустиме відхилення фактичної маси матеріалу в дозі від заданої.
Технологічний процес виготовлення ОМД передбачає використання сапропелю,
вологість якого коливається у межах 45…65%. У той же час вологість сапропелю у
складі висушених гранул становить 22…27% при загальній вологості гранул 10…12%
[21, 80]. За таких умов, при оцінці кількості дозованого матеріалу доцільно
користуватись таким показником, як маса абсолютно сухої речовини в дозі mср(t).
Між даним показником та фактичною масою речовини в дозі існує наступна
залежність:
445
де - відносна вологість матеріалу.
Тому умова, виконання якої повинен забезпечити ваговий дозатор, у
технологічному процесі матиме вигляд:
, 657
де mcр – задана маса абсолютно сухої речовини в дозі;
- допустиме відхилення фактичної маси абсолютно сухої речовини в дозі від
заданої.
Аналіз отриманої умови дозволяє стверджувати, що ваговий дозуючий пристрій не
може забезпечити її виконання, оскільки умова (2.3) вимагає коригування заданої
маси матеріалу у дозі. Таке коригування необхідно здійснювати залежно від зміни
випадкової функції вологості дозованого матеріалу .
Якщо розглянути умову 2.1, то стосовно об'ємного дозуючого пристрою вона набере
вигляду:
869
де - фактичний об'єм дози матеріалу у момент часу t;
- заданий об'єм дози матеріалу;
- допустиме відхилення фактичного об'єму дози матеріалу від заданого.
Практика і дослідження показують, що до складу ОМД входять компоненти
(сапропель, калімагнезій, фосфорити), які здатні змінювати свою об'ємну масу г
в залежності від умов та дії на них робочих органів. Основною причиною такого
явища є змінне навантаження, що сприймає матеріал. Але, так як невід’ємною
частиною будь-якого дозуючого пристрою є бункер, у якому постійно змінюється
кількість матеріалу, то і інтенсивність навантажень, які діють на матеріал у
зоні формування розкладеного шару, змінна. Це спричиняє зміну об’ємної маси
матеріалу в залежності від його кількості в бункері . У такому випадку об'ємний
дозуючий пристрій забезпечить якісне виконання технологічної операції за
виконання наступної умови:
10711
де - максимальна об'ємна маси, якої може досягти матеріал при виході з бункера
.
З умови (2.5) видно, що об'ємний дозуючий пристрій може забезпечити її
виконання тільки у випадку наявності пристрою для доведення об’ємної маси
матеріалу до значення .
З викладеного випливає, що для забезпечення необхідної точності дозування у
технологічному процесі виготовлення ОМД вагові та об'ємні дозуючі пристрої
вимагають обладнання їх спеціальними пристроями. У першому випадку це має бути
пристрій для коректування маси дозованого матеріалу в залежності від його
вологості. У другому – пристрій для забезпечення постійної об'ємної маси
матеріалу.
Оскільки, на даний час, не існують пристрої для миттєвого визначення вологості
матеріалу із точністю вищою ±1%, то розвиток дозуючих пристроїв у першому
напрямі ускладнений. Значно простіше забезпечити постійну об'ємну масу
матеріалу шляхом ущіль