Дозирование материала. Объемная и весовая дозировка. Точность дозирования. Весовые дозаторы, типы, характеристики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова

Кафедра химической технологии неметаллических материалов

и физической химии

Реферат

По дисциплине:

Оборудование и основы проектирования

На тему:

Дозирование материала. Объемная и весовая дозировка. Точность дозирования. Весовые дозаторы, типы, характеристики

Выполнил: студент группыМХО-04

Корнев Николай Н.

Проверил ст. преподаватель:

Очеретнюк Федор Федорович

Магнитогорск 2007



Содержание:

1. Методы дозирования

2. Дозаторы с ручным управлением

2.1 Объемные дозаторы

2.2 Весовые дозаторы

2.2.1 Дозаторы с циферблатными указательными приборами

2.2.2 Дозаторы специального типа

2.2.3 Транспортные дозаторы

3. Полуавтоматические дозаторы

4. Автоматические дозаторы

4.1 Дозаторы для переменных порций

4.2 Электротензометрические дозаторы

4.3 Дозаторы для непрерывного дозирования

4.3.1 Объемные дозаторы непрерывного действия

4.3.1.1. Ленточные дозаторы

4.3.1.2 Барабанные дозаторы

4.3.1.3 Шнековые дозаторы

4.3.1.4 Тарельчатые дозаторы

4.3.2 Весовые дозаторы непрерывного действия

4.4 Дозаторы с регулировкой количества материала на ленте

4.5 Дозаторы с регулировкой скорости подачи материала

5. Многокомпонентные дозирующие установки

6. Дозирование материалов в тару

6.1. Дозаторы для развески готовой продукции

7. Объемные дозаторы для фасовки материалов

Библиографический список



1. Методы дозирования

Сыпучие и жидкие материалы дозируются объемным или весовым методом. В отдельных случаях применяется смешанный метод - объемно-весовой. При этом обычно более ценные материалы дозируются по весу, более дешевые - по объему.

Объемный метод. Дозировочное оборудование объемного принципа действия просто как по устройству, так и по эксплуатации. Однако сравнительно низкая точность дозирования на этом оборудовании ограничивает его применение. Невысокая точность дозирования отдельных материалов влечет за собой, как правило, значительные отклонения в составе шихты и приводит к снижению качества готовых изделий и перерасходу исходных материалов.

Вследствие этого объемный метод применяется реже, особенно для значительных количеств перерабатываемых материалов. Исключение составляют жидкости и порошкообразные материалы постоянного гранулометрического состава.

При объемном дозировании жидкостей могут быть достигнуты определенная идентичность и точность. Легкоподвижность, способность заполнять емкости любой формы, постоянство объемного веса, практическая несжимаемость жидкостей позволяют использовать объемные мерники в широких пределах.

Поэтому в ряде технологических процессов при дозировании сыпучих материалов весовым методом необходимые по рецептуре добавки жидкостей производятся по объему.

Удовлетворительные результаты получаются объемным методом при дозировании также порошкообразных веществ постоянного гранулометрического состава, несклонных к комкованию и слеживанию.

Отмеривание установленных доз материала по объемному методу дозирования в простейших случаях производится емкостями или мерниками. Объемные мерники перед применением должны быть протарированы и снабжены четкими и удобными для наблюдения шкалами, показывающими объемы материалов. Градуирование шкал должно соответствовать точности дозирования.

Соотношение между весом и объемом материала определяется уравнением:

где Р - вес материала в кг или т

- объем в л или м³;

- объемный вес материала.

Результаты дозирования зависят от способа наполнения мерника. При плавной и спокойной загрузке объемного мерника вес дозы получается минимальным. При уплотнении материала в мернике приложением дополнительной нагрузки или вибрацией количество материала, помещающегося в мернике, увеличивается и соответственно увеличивается вес отмериваемой дозы. Коэффициент уплотнения для различных материалов колеблется в пределах 1,1 - 1,5. Сухие легкосыпучие материалы уплотняются меньше, чем плохосыпучие с большим коэффициентом внутреннего трения. На рисунке 1 показано изменение объемного веса нефелинового концентрата после свободной насыпки его и после уплотнения в зависимости от влажности.

Для получения более точных результатов объемного дозирования необходимо соблюдать однообразие в работе, так как различная интенсивность наполнения тары, изменение высоты, с которой поступает материал, изменение степени утряски его в таре - все это может привести к значительным колебаниям веса отмеренной дозы.

На рисунке 2 показана схема механического объемного дозатора. Устройство его заключается в следующем: полый цилиндр 1 может вращаться на оси 2. В боковой стенке цилиндра вырезано отверстие 3. Через это отверстие дозируемый материал поступает самотеком из впускной воронки 4 в цилиндр 1.

При повороте цилиндра вокруг оси на 180° материал из цилиндра высыпается в приемный бункер 5, откуда через выпускное отверстие 6 поступает по назначению.

Объем материала, захватываемый за один оборот дозатором, равен

где D - внутренний диаметр барабана в м;

l - внутренняя длина барабана в м;

k - коэффициент заполнения.

Коэффициент заполнения барабана зависит от сыпучести материала, размеров впускной воронки, щели барабана и т. п. Как правило, этот коэффициент устанавливается для каждого рода материала и конструкции дозатора практически. Обеспечение заданной точности веса порций материала требует тщательной постановки процесса работы. Следует периодически проверять полученные дозы на контрольных весах и при изменении веса дозы принимать соответствующие меры.

Весовой метод. Дозированием материалов по весу получаются более точные результаты, чем дозированием по объему. Дозирование материалов весовым методом может в принципе производиться на обычных весах: платформенных, настольных, лабораторных - технических - в зависимости от веса заданных доз и других условий процесса дозирования.

При использовании товарных платформенных весов с коромысловым указательным прибором для дозирования сыпучих материалов на платформе весов устанавливается бункер требуемой емкости. Дозируемый материал поступает из надвесового бункера, выпускное отверстие которого может перекрываться заслонкой. С бункером отверстие соединяется гибкой манжетой. Отвешенная порция высыпается через открывающийся выпускной рукав бункера. Таким образом, операции по подноске материала и пересыпанию его в тару отпадают. Для выхода воздуха из бункера имеется специальная труба.

Подобное устройство допускает весьма точное отвешивание заданной дозы. Так, например, на дозаторе, устроенном из товарных весов с предельной нагрузкой 500 кг, доза материала 200 кг легко может быть отвешена с точностью до 200 г или с погрешностью 0,1 %.

Таким образом, по точности показаний эти весы удовлетворяют требованиям дозирования большинства технологических процессов.

Однако использование в качестве дозаторов обычных весов, как правило, мало производительно. Отвешивание заданной дозы на таких весах требует значительного времени. Одновременное наблюдение за наступлением равновесия весов и поступлением материала неудобно, вследствие чего порция нередко отвешивается неточно.

Более рационально для весового дозирования в установившемся технологическом процессе применять специальные весы, приспособленные к условиям данного процесса. В настоящее время специальные дозаторы ручного действия, полуавтоматические и автоматические широко применяются в самых различных производствах.



2. Дозаторы с ручным управлением

2.1 Объемные дозаторы

Объемный дозатор с регулируемой емкостью с ручным управлением для дозирования сыпучих материалов показан на рисунке 3. Он состоит из телескопического мерного сосуда, объем которого может изменяться путем перемещения нижней части дозатора по отношению к верхней. Дозатор обслуживается двумя затворами: верхним секторного типа, устанавливаемым на бункере с материалом, и нижним для выпуска материала из мерного сосуда.

Дозаторы подобного типа применяются для дозирования, например, крупных заполнителей (щебень, гравий) при составлении бетонных смесей.

Изменение объема дозатора при соответствующем изменении размеров приведено в таблице 1.

В коксохимической промышленности применяется объемный метод регулирования загрузки вагонов с помощью воронок специальной конструкции. Для этого в цилиндрической части загрузочной воронки предусматривается устройство, позволяющее регулировать высоту засыпки угля в вагон, а, следовательно, и вес угля в вагоне.



Таблица 1

Объем дозатора в м3	Размеры
	а	б	в	г	д	е	ж	з
0,40	532	638	580	585	615	250	587	300
0,75	720	826	768	585	615	250	775	400
1,50	1050	1156	1100	585	615	250	1105	500

Устройство показано на рисунке 4. Оно состоит из трех цилиндров - верхнего 1 диаметром 1100 мм, закрепленного неподвижно на воронке вагона с помощью уголков и двух нижних цилиндров 2, которые можно переставлять на любую высоту. Эти цилиндры закрепляются шпильками в предусмотренных для этого отверстиях. Устройство позволяет производить перестановку нижнего цилиндра внутри среднего и того, и другого внутри неподвижного верхнего цилиндра. Крайнее верхнее положение, соответствующее максимальной загрузке, будет достигнуто тогда, когда все цилиндры будут совмещены.

В другом варианте подобного устройства загрузочная воронка имеет коническую форму. Ее охватывает с внешней стороны цилиндр, переставляемый по высоте и закрепляемый в требующемся положении болтами, которые одновременно являются направляющими цилиндра. При этом в крайнем верхнем положении цилиндра уровень засыпки вагона будет максимальным; в крайнем нижнем - минимальным.

При правильной регулировке объема цилиндрами загрузка печей получается достаточно идентичной. При таком методе работы для контроля взвешивают каждый пятый или десятый вагон для проверки объемного веса шихты, который может изменяться в зависимости от содержания влаги, крупности помола и т. п.

2.2 Весовые дозаторы

К весовым дозаторам ручного управления относятся различные конструкции приспособлений к обычным товарным весам, разработанные в соответствии с требованиями технологического процесса. Так, на весах может быть установлен специальный бункер с выпускным отверстием для отвешенной дозы. Весы устанавливаются под емкостью с запасом дозируемого материала. Дозирование на подобных установках часто проводится с погрешностями, значительно более высокими, чем это обусловливают технические возможности установки.

Своевременное перекрытие затвора для получения точного веса порции требует определенного навыка. Поэтому нередко порция получается неточной: с недовесом или перевесом. Производство, например, по отсыпке излишка материала, и затем новой проверке веса оставшейся порции, требует дополнительного времени и поэтому не всегда выполняется.

На рисунке 5 показаны дозировочные многошкальные весы, которые применяются для составления шихты из нескольких навесок разных материалов.

Конструкция весов позволяет установить на шкалах вес каждой дозы и затем производить отвешивание. Весы рассчитаны на предельную нагрузку 700 кг. На платформе весов установлен на стойках бункер 1 с наклонным дном. Выходное отверстие его закрывается заслонкой, управляемой рукояткой 2, которая удерживается защелкой.

Коромысло весов шкального типа имеет пять шкал с весовыми значениями, соответствующими заданной рецептуре: одна до 300 кг с ценой наименьшего деления 2 кг; одна до 200 кг с ценой наименьшего деления 1 кг; две до 100 кг каждая с ценой наименьшего деления 1 кг и одна шкала ко 2 кг с ценой наименьшего деления 100 г. На линейках всех шкал имеются передвижные хомутики с прижимными винтами.

На коротком плече коромысла находится регулятор тары обычного типа в виде двух грузов, перемещающихся по резьбе. Весы снабжены арретиром, указателем равновесия и отвесом, помещенным на колонке весов. Для дозирования передвижные хомутики устанавливаются и закрепляются на делениях шкал, соответствующих требуемому весу составных частей шихты. После этого весы уравновешиваются так, чтобы передвижные гири находились на нулевых делениях. Далее одна передвижная гиря перемещается до упора в хомутик и в бункер засыпается соответствующий составной элемент шихты.

После достижения равновесия вторая гиря перемещается до упора в хомутик и отвешивается следующий элемент шихты. Подобным же образом один за другим отвешиваются все материалы, входящие в состав шихты. После этого дно бункера открывается, и шихта высыпается в приемник. В дальнейшем весь цикл повторяется снова.

В ряде производств для дозирования используются бункерные весы элеваторного типа. Конструкция их в основном сходна с обычными товарными весами. Отличаются они грузоподъемностью (5 - 20 т), бункером, установленным на платформе весов, и особым расположением подплатформенных рычагов, которые позволяют выпускать взвешенный материал вниз через механизм весов. В дне бункера имеется специальный затвор. Открывание и закрывание затвора осуществляется с помощью рычага. Подобные весы используются при дозировании больших количеств материалов.

На рисунке 6 показаны дозировочные весы бункерного типа, но с механизированной накладкой гирь. Эти весы приспособлены для дозирования пяти различных компонентов при составлении шихты в стекольном производстве. Конусообразный бункер 1 своей выпускной горловиной 2 проходит через платформу весов 3. На колонке 4, установленной на раме весов, расположено в алюминиевом кожухе 5 коромысло весов. На наружной стороне кожуха имеются рукоятка 6 и таблички с наименованием дозируемого материала. Каждая табличка предназначена для взвешивания только определенного материала в заданном количестве.

Для взвешивания очередного компонента рукоятку поворачивают до упора в нужную табличку, в бункер подается материал и по указателю наблюдают за наступлением равновесия. Затем переходят к взвешиванию следующего компонента, пользуясь табличкой с его наименованием, и т. д. Взвешенные материалы высыпаются через нижнюю горловину бункера, затвор которой открывается поворотом штурвала 7.

Общая предельная нагрузка весов равна 1 т. Вес дозы первого компонента составляет 300 кг, второго - 100 кг, третьего - 50 кг, четвертого - 30 кг и пятого - 5 кг.

Преимущество весов отписанного типа заключается в том, что при дозировании компонентов исключается ошибочная установка гирь, ошибочные отсчеты показаний весов и т. д. Однако применение их ограничивается определенной, заранее установленной, рецептурой.

2.2.1 Дозаторы с циферблатными указательными приборами

За последнее время коромысловые указательные приборы на дозировочных весах вытесняются циферблатными. На таких весах вес дозы прочитывается непосредственно на циферблате, причем отпадает передвижка и установка гирь на коромысле и наблюдение за его равновесием. Циферблатные весы состоят из трех основных узлов: грузоприемного и промежуточного механизмов и циферблатного указательного прибора.

Грузоприемный механизм предназначается для воспринятия веса груза, помещенного в бункер или на платформу весов. Далее это усилие через промежуточный механизм передается на циферблатный указатель, по шкале которого непосредственно читается вес груза.

Циферблатный дозатор показан на рисунке 7. Бункер весов конической формы подвешен к рычажному весовому механизму, установленному на жесткой раме. Выпускное отверстие бункера закрывается секторной заслонкой. При выпуске взвешенного материала заслонка открывается рычагом.

Для предохранения от пыли весовой механизм закрывается металлическим кожухом, а в местах подвижных сочленений - мягкой материей. Вес дозы прочитывается по циферблату.

Для более быстрого отсчета и наглядности показаний на шкале циферблата против деления, указывающего вес заданной дозы, могут устанавливаться указатели-фиксаторы.

В некоторых случаях при дозировании применяют устройство из двух шкал на циферблате весов: внешняя шкала неподвижная обычного типа и внутренняя с такими же делениями, но подвижная (рисунок 8).

Взвешивание при наличии двух шкал производится следующим образом: первый компонент отвешивается как обычно. При этом нули и все другие однозначные деления обеих шкал совпадают (рисунок 8,а). После отвешивания первого компонента последний не выгружается, а остается в бункере. Вторая шкала поворачивается до тех пор, пока нуль ее не совпадет со значением отвешенной дозы первого компонента (рисунок 8,б). После этого взвешивание второго компонента производится по второй шкале в пределах заданной дозы без прибавления веса ее к весу первого компонента (рисунок 8, в). Затем при наличии в бункере уже двух отвешенных компонентов внутренняя шкала переставляется до совпадения ее нуля с показанием стрелки весов, т.е. с суммой веса обоих компонентов на первой шкале, после чего производится отвешивание третьего компонента и т.д. После всех взвешиваний шихта сразу выгружается из бункера в приемник, тележку и т.п.

Циферблатные бункерные весы, применяемые для больших предельных нагрузок, монтируются обычно на фундаменте или специальных опорах. В ряде случаев, особенно при дозировании материалов небольшими дозами, вместо бункерных весов применяют циферблатные подвесные весы.

В последнее время в некоторых технологических процессах, где не требуется большая точность дозирования, применяются дозаторы с циферблатными указателями пружинного типа. Преимуществом таких дозаторов является компактность указательного прибора, сравнительная простота его устройства и надежность в эксплуатации. Особенно широко такие дозаторы применяются на строительных площадках для приготовления бетонных смесей.

2.2.2. Дозаторы специального типа

Во многих технологических процессах целесообразно применять специально сконструированные дозаторы. Такие дозаторы имеют ряд приспособлений для лучшего прохождения материала, обеспечивают заданную точность и производительность дозирования. Дозаторы встраиваются непосредственно в технологический процесс производства и значительно облегчают работу.

В качестве примера такого дозатора на рисунке 9 показан ручной дозатор для цемента. К раме 6 этого дозатора подвешен рычажный весовой механизм, который включает два грузоприемных рычага, соединенных между собой посредством серег и тяг.

Грузоприемные рычаги передают нагрузку на передаточный подкоромысловый рычаг, который, в свою очередь, передает ее на коромысло. Передаточный рычаг и коромысло расположены в весовом шкафу 7. Для предохранения от проникновения пыли во время работы весовой шкаф закрывается двумя съемными крышками.

На весовом шкафу крепится секторный циферблатный указатель, соединенный с коромыслом посредством серьги. Указатель после окончания взвешивания показывает величину перевеса или недовеса порции.

Чтобы быстрее погасить колебания рычажной системы и стрелки, циферблатного указателя, коромысло соединяют шарнирно с масляным успокоителем, расположенным также в весовом шкафу.

В верхней части весового бункера 1 крепится эластичный рукав, соединяющий бункер с впускным затвором.

Для дозирования на коромысле с помощью передвижных шкальных гирь устанавливается заданный к дозированию вес порции. Затем поворотом ручек арретиров вправо до отказа открывают коромысло и гиревую линейку. Далее с помощью рычага 4 открывают верхний питательный затвор 2, через который в бункер поступает цемент. По мере приближения порции к заданному весу, что наблюдается по движению стрелки указателя, действуя рычагом 4, прикрывают затвор, уменьшая поступление цемента, а при подходе стрелки указателя к нулю совсем прекращают поступление цемента, полностью закрывая затвор. Если после закрытия затвора в бункере оказалось цемента больше положенного веса, то необходимо открыть заслонку 8 и через отверстие изъять лишний цемент.

Для выпуска отвешенной дозы цемента в бетономешалку открывают нижний затвор 3 поворотом рычага 5 вниз.

Затвор состоит из литого корпуса, в который вставляется цилиндрический клапан с противоположно вырезанными окнами. Применение затвора подобного типа для разгрузки весового бункера позволяет легко регулировать скорость разгрузки.

Между швеллерами рамы устанавливается верхний шибер, служащий для перекрывания затвора при ремонтах.

При составлении бетонных смесей в бетономешалку одновременно с цементом подаются так называемые заполнители: песок, гравий, щебень.

Для этих материалов также изготовляются специальные дозаторы. Такой дозатор состоит из рамы 4 (рисунок 10), на которой укреплено впускное устройство 11. На рычажной системе 2 подвешен с помощью серег 3 весовой бункер 1. Показывающим прибором дозатора служит циферблатный указатель 7 с круговой шкалой.

Указатель устанавливается на колонке 6, имеющей выступ 14, в котором помещается тарный рычаг указателя. Рама дозатора подвешивается на месте установки с помощью тяг 5.

Дозатор имеет два впускных затвора: для щебня и для песка. Затворы перекрываются секторными заслонками, управление которыми производится рукоятками 12. Количество сделанных отвесов фиксируется счетчиком 10, соединенным тягой с выпускным затвором. Последний имеет две створки 8, открывание и закрывание которых производится с помощью рычага 9. Выпускное устройство для предохранения от пыления закрывается фартуком 13.

На циферблатном указателе 7 против делений шкалы, соответствующих заданным дозам, устанавливаются фиксаторы веса.

Для отвешивания заданной дозы следует открыть впускной затвор, потянув на себя рукоятку 12, и следить за показаниями стрелки. При подходе стрелки к первому фиксатору вернуть рукоятку в первоначальное положение.

Для отвешивания второй фракции действуют аналогично второй рукояткой.

Для выпуска отвешенного материала из бункера необходимо поднять рычаг 9 и после полного высыпания материала вернуть его в первоначальное положение.

Дозатор ручного действия для заполнителей к бетономешалке емкостью 1000 - 1200 л показан на рисунке 11. Дозатор ДИ-1000 служит для дозирования трех различных фракций: двух сортов щебня и песка.

На раме 1 дозатора смонтированы три впускных затвора. Из них затворы 2 к 12 предназначены для щебня и затвор 5 - для песка. Впускные затворы имеют секторные заслонки, которые приводятся в движение с помощью трех рукояток 3, 17 и 18, связанных с заслонками тягами.

К раме дозатора подвешивается рычажная система, состоящая из двух грузоприемных рычагов 4 и 14 и трех передаточных 8, 13 и 16. К грузоприемным рычагам, в свою очередь, подвешивается весовой бункер 9. Бункер имеет выпускной люк, который перекрывается откидным днищем 10. Открывание днища осуществляется с помощью рукоятки 7, связанной с днищем через вал, рычаг 19 и регулируемую тягу 15.

Днище удерживается в закрытом состоянии вследствие того, - что оси рычага 19 и тяги 15 при закрытом днище образуют ломаную линию с упором в регулируемый болт 20 упорной скобы. При этом ось пальца, соединяющего рычаг 19 и тягу 15, переходит за линию, проходящую через оси подвесок рычага и тяги. Благодаря этому, при стремлении днища открыться тяга будет упираться в болт и днище не сможет открыться, пока не будет повернута рукоятка 7.

На каркасе, укрепленном на основной раме, установлен весовой шкаф 6 с коромыслами. Верхнее коромысло связано с рычажной системой через специальную тягу с третьим передаточным рычагом 16, среднее и нижнее коромысло весового шкафа связаны с верхним коромыслом соединительной подвеской. Установка взвешиваемой порции производится, как обычно, с помощью гирь, перемещающихся по шкалам коромысел.

На весовом шкафу установлен циферблатный указатель 11, который связан с верхним коромыслом регулируемой тягой.

Перед работой передвижные гири верхнего коромысла устанавливают на деление, соответствующее заданной порции щебня первой фракции. Гири среднего коромысла таким же образом устанавливаются на заданную дозу щебня второй фракции и гири третьего коромысла - на заданную дозу песка. При этом все три коромысла должны быть заарретированы.

Затем освобождают арретир верхнего коромысла и с помощью рукоятки 17 открывают заслонку впускного затвора первой фракции щебня.

По мере заполнения бункера и приближения веса дозы к заданному впускной затвор перекрывают с тем, чтобы порция получилась с некоторым недовесом. Затем, наблюдая за стрелкой циферблатного указателя, производят досыпку материала кратковременным открыванием затвора.

После отвешивания этой дозы, открывая арретиры следующих коромысел, но, не закрывая при этом предыдущего арретира, отвешивают остальные фракции. При необходимости на дозаторе можно взвешивать только одну фракцию.

Взвешенную порцию выпускают, открывая днище дозатора. При этом необходимо арретировать верхнее коромысло. После выпуска взвешенной порции днище закрывают, наблюдая, чтобы оно закрылось до отказа и тяга 15 дошла до упора в болт 20.

Устройство дозатора для цемента ДЦ-1000 показано на рисунке 12. На раме 2 этого дозатора укреплен впускной затвор 3 барабанного типа, который приводился в движение рукояткой 1 через тягу и рычаг. К раме подвешивается рычажная система, состоящая из двух грузоприемных рычагов 4 и 12 и одного передаточного 9.

К грузоприемным рычагам, в свою очередь, подвешен весовой бункер 7. Последний имеет выпускной люк, который перекрывается откидным днищем 14. Открывание и закрывание днища осуществляется с помощью рукоятки 8, связанной с днищем регулируемой тягой 13.

Верхнее коромысло 6 весового шкафа 10 связано тягой с передаточным рычагом 9 и подвеской с нижним шкальным коромыслом.

На весовом шкафу установлен циферблатный указатель 5, который связан с верхним коромыслом регулируемой тягой. Верхнее коромысло шарнирно соединено с масляным успокоителем 11.

При работе устанавливают передвижные гири коромысла на заданную дозу цемента, освобождают арретир и рукояткой 1 открывают барабанный затвор впускной воронки.

За наполнением бункера наблюдают по циферблатному указателю и при достижении требуемого веса перекрывают затвор. Взвешенная доза выпускается при открытии днища бункера. После выпуска дозы днище закрывают, доводя при этом тягу 13 до упора в болт 15.

Технические характеристики дозаторов ручного действия для составляющих бетона приведены в таблице 2.

2.2.3 Транспортные дозаторы

В ряде технологических процессов дозирование материалов не может быть выполнено в непосредственной близости от производственных агрегатов, перерабатывающих шихту, например, около печей вследствие высокой окружающей температуры или по другим причинам.

Таблица 2

Техническая характеристика дозаторов ручного действия

Наименование дозатора	Дозируемый материал	Пределы взвешивания, кг	Максимальный вес порции, кг	Габариты	Собственный вес
Для цемента ДЦ-425	Цемент	40-120	120	1100Ч1125Ч1640	335
Для заполнителей ДИ-425	Песок, щебень, гравий	25-500	500	1450Ч1300Ч1500	480
Для заполнителей ДИ-1000	Песок, щебень, гравий	200-2100	Щебень 1450 Песок, 650	3010Ч1382Ч2145	1500
Для цемента ДЦ-1000	Цемент	50-340	340	1310Ч1400Ч1835	500

В этих случаях дозируемый материал необходимо транспортировать на определенные расстояния от дозатора к месту использования шихты. Вследствие значительности, расстояний или особых условий расположения помещений транспортирование самотеком по трубам или транспортером в этих случаях не всегда возможно.

В таких технологических процессах для дозирования материалов применяются специальные весовые тележки или вагонетки. Такая тележка для упрощения процесса дозирования и избежания излишних перегрузок материала оборудуется весовым механизмом, т. е по существу является передвижными весами.

По своей конструкции дозировочные тележки разделяются на самодвижущиеся и ручные. Ручные весовые тележки изготовляются для небольших нагрузок для передвижения по рельсовым внутризаводским путям.

Для больших предельных нагрузок тележки конструируются самоходными. Энергию они получают от аккумуляторов, троллея или при коротких расстояниях от кабеля, наматывающегося при движении тележки на барабан. Грузоподъемные устройства выполняются или в виде бункеров - одного, двух и более, или в виде площадки, на которую устанавливаются бадьи или другие емкости с материалами. Для удобства установки грузов площадка выполняется обычно с рольгангами. Грузоприемные рычаги весового механизма тележки встраиваются в ходовые балки рамы тележки. На рычаги опирается грузоприемная часть весов. Управление механизмами открывания и закрывания днища бункеров производится с помощью штурвала.

На рисунке 13 показаны дозировочные весы, смонтированные на трехколесной ручной тележке. Взвешиваемый материал поступает в бункер 1, который имеет вверху прямоугольное отверстие 2. На дне бункера расположены две заслонки 3, которые открываются при нажиме на педаль 4, соединенную с заслонками через шарнирную передачу 5. От боковых смещений бункер предохраняется четырьмя струнками 6, укрепленными к раме тележки. Бункер с помощью серег 7 подвешен в четырех точках к весовым рычагам 8 и 9. От этих рычагов через передаточные рычаги усилие передается на шкальное коромысло (не видное на чертеже), по которому с помощью передвижных гирь устанавливается заданный вес дозы.

Самоходная дозировочная весовая тележка показана на рисунке 14. Электротележка предназначена для дозирования и транспортировки шихты и кокса.

Она состоит из ходовой части грузовой платформы с рольгангом и циферблатного указательного прибора. Передвижение осуществляется от электродвигателя. Вес шихты определяется по положению стрелки указательного прибора.

Электротележка рассчитана на нормальную колею 1524 мм скорость передвижения 65 м/мин. Предельная нагрузка 3 т. Управление всеми механизмами сосредоточено на площадке машиниста.

Тележки предназначены для дозирования и транспортировки материалов при составлении, шихты в литейном и других производствах. Все тележки имеют циферблатный указательный прибор пружинного типа, наглядно показывающий вес загруженных материалов. Для передвижения тележки снабжены токоприемниками и соответствующими электродвигателями. Необходимое напряжение тока 220/380 В.

На рисунке 15 показана легкая самоходная тележка одной из германских фирм. Тележка трехколесная, имеет бункер из листовой стали, в передней части которого расположен выпускной затвор.

Взвешивающее устройство имеет защищенный от пыли циферблатный указательный прибор пружинного типа. Он расположен прямо перед сиденьем водителя. Приводом тележки служит бензиновый двигатель в 8 л.с. Тележка имеет три скорости от 10 до 14 км/час и задний ход. Колесный ход на пневматиках.

Тележки выпускаются на предельные нагрузки 0,5 или 1 т. при емкости бункера в 300 и 600 л соответственно. Подобные тележки применяются на строительных площадках для дозирования материалов при составлении бетона: цемента, гравия, песка и т.д.

Кроме весовых тележек в металлургическом производстве применяются электровагон-весы с предельными нагрузками 30 - 40 т.

Необходимо отметить, что на ряде металлургических заводов ведутся работы по автоматизации дозирования шихтовых материалов для загрузки домен. Так, например, на Кузнецком металлургическом комбинате доменные печи обслуживаются автоматизированными вагон-весами.

Система автоматического управления механизмами вагон-весов обеспечивает передвижение вагон-весов между бункерами и постом управления загрузкой доменной печи, набор и взвешивание шихты, разгрузку и подачу необходимых сигналов.

Все функции машиниста выполняют автоматические устройства. Максимальная скорость передвижения вагон весов 3 м/с.

Наибольшее количество компонентов шихтового материала, набираемых вагон-весами за одну подачу, семь, причем набор их возможен в любой последовательности. Минимальный вес дозы, набираемый в одной погрузке, составляет 200 кг, максимальный - 12,5 т.

Время для набора подачи из шести компонентов с заездами в крайние бункера с разгрузкой вагона-весов около 3 мин. Производительность вагон-весов до 20 подач в час.

Механизация и автоматизация вагон-весов на Кузнецком металлургическом комбинате позволила освободить машиниста от тяжелой работы по управлению вагон-весами, повысить производительность труда, снизить брак, уменьшить количество обслуживающего персонала.

При транспортировке дозируемых материалов по однорельсовому подвесному пути в месте набора материала могут устанавливаться специальные подвесные весы. В этом случае участок рельса отделяется от остального пути и представляет собой как бы весовую платформу. При въезде на этот участок рельса вагонетки последняя взвешивается, и вес читается по шкале циферблата.



3. Полуавтоматические дозаторы

Дозирование материалов на весах с различными приспособлениями и ручным отвешиванием дозы малоэффективно и целесообразно лишь на установках с небольшой производительностью, где дозирование производится периодически с достаточным запасом времени.

Специальные дозаторы ручного действия при некотором навыке оператора более производительны.

Опытный оператор может установить то положение стрелки на циферблате весов, при котором рукоятку следует возвращать в первоначальное положение и своевременным закрытием впускного затвора получить правильный вес заданной дозы. Это исключает пользование специальными карманами для отсыпки или добавления материала в том случае, если вес материала окажется отличным от заданной величины.

Однако значительно производительнее происходит процесс на дозаторах автоматического действия.

Для автоматизации процесса дозирования к весовым устройствам подключаются приспособления или приборы для регулирования подачи дозируемого материала. Эти приборы вместе с тем не должны влиять на точность показаний весов и особенно не снижать их чувствительности.

Они управляют, например, работой питающего механизма весов в зависимости от положения указательной стрелки или коромысла весов при помощи электрического, светового, механического или других устройств.

В таких конструкциях подача взвешиваемого материала в весовой бункер прекращается автоматически, закрытием впускного затвора или остановом питателя. Открытие выпускного затвора для разгрузки весового бункера производится вручную. Также вручную открывается впускной затвор для отвешивания новой дозы материала.

Принцип действия полуавтоматического дозатора показан схематично на рисунке 16.

В нерабочем положении заслонка 1 перекрывает выпускное отверстие воронки 2, закрывая доступ материала в бункер.

Для отвешивания заданной дозы поворотом рукоятки, 4 открывают воронку; при этом имеющаяся на заслонке собачка 5 западает за выступ рычажка 6. Вследствие этого заслонка удерживается в открытом положении, и взвешиваемый материал поступает в весовой бункер. По мере наполнения материалом бункера последний опускается вниз, а второе плечо коромысла весов поднимается вверх.

В нужный момент коромысло нажимает на второй конец рычажка 6 через регулируемый винт 7. Рычажок 6 поворачивается вокруг оси 8, освобождает палец 5, и заслонка, под действием собственного веса, падая, перекрывает выпускное отверстие воронки и прекращает поступление материала в бункер.

Регулировка момента закрытия воронки 2 достигается поворотом винта 7 и, следовательно, изменением момента освобождения заслонки, 1. Передвижная гиря 3 служит для регулировки усилия, удерживающего заслонку с помощью пальца 5 в открытом положении.

Для полуавтоматической работы дозаторов применяются и другие схемы, однако принцип действия остается подобным описанному. Так, например, для автоматического перекрывания впускного отверстия воронки и прекращения подачи материала после достижения в бункере заданного веса используют ртутные переключатели тока или магниты.

В некоторых конструкциях коромысло дозатора при отклонении его вследствие достижения заданного веса нажимает на специальный контакт, вследствие чего подача материала питателем прекращается, так как электроцепь размыкается и электродвигатель останавливается. Размыкание цепи можно заменить воздействием на специальный электромагнит, который притянет заслонку впускной воронки и тем самым прекратит подачу материала в бункер.

Вместо пружинящего контакта для этой же цели может быть применен ртутный переключатель, установленный на коромысле или другой детали дозатора. При наклоне этой детали на определенный угол переключатель разомкнет цепь. Установка его регулируется таким образом, чтобы подача материала прекращалась в момент достижения в бункере заданного веса.

В последнее время для автоматизации процессов взвешивания широко применяются и другие виды датчиков: фотоэлектрические, индуктивные, электромагнитные, электротензометрические и т.п.

Полуавтоматический дозатор с применением ртутного переключателя, так называемый автомукомер показан на рисунке17 .

Дозатор предназначен для отвешивания доз муки и имеет предельную нагрузку 100 кг.

Дозатор состоит из бункера 1, который с помощью серег 2, 3, 4 и 5 подвешивается к двум грузоприемным рычагам - большому 5 и малому 7. Рычаги, в свою очередь, подвешены к раме дозатора 8. Для загрузки муки бункер имеет крышку с двумя отверстиями.

Рычаги с помощью тяги 9 и двойной серьги 10 соединяются с коромыслом весов 11. От повреждений коромысло вместе с ртутным переключателем 12 защищены специальным кожухом 13.

Требуемый вес дозы устанавливается перемещением передвижных гирь 14 и 15.

Мука в бункер подается шнековым питателем, который приводится в движение от электродвигателя, через редуктор. Запуск двигателя осуществляется через магнитный пускатель, включаемый от пусковой кнопки.

Подача муки в бункер дозатора прекращается выключением 1 шнека питателя при помощи ртутного прерывателя 12, связанного с коромыслом 11.

При взвешивании, после установки гирь коромысла на заданные вес дозы, коромысло опускается, и ртутный прерыватель замыкает цепь кнопки «Стоп». Нажимом на пусковую кнопку включают электродвигатель питателя и шнек начинает подавать муку в бункер.

По мере заполнения бункера мукой, коромысло подходит к положению равновесия, и ртутный прерыватель выключит электродвигатель, прекратив тем самым подачу муки в бункер.

На рисунке 18 показан полуавтоматический весовой дозатор специального типа с циферблатом, где в качестве датчика устанавливаются магнитно-ртутные контакты.

Дозатор предназначен для дозирования цемента при составлении бетонных смесей.

Дозатор состоит из рамы 1, на которой укреплен весовой механизм, состоящий из грузоприемных рычагов 2 и передаточного рычага 3, с тарной гирей 11. Последний соединен с циферблатным указателем 4. На призмах грузоприемных рычагов подвешен весовой бункер 5. Материал для взвешивания поступает в него через впускной затвор 6, действующий от воздушного цилиндра 7.

На циферблатном указателей ставятся ртутные контакты 10 для автоматической отсечки поступления материала в весовой бункер, после достижения заданного веса. Взвешенная доза выпускается через затвор 8 с воздушным цилиндром 9. Для уменьшения распыливания цемента при работе впускной затвор 6 соединяется с горловиной бункера мягким рукавом.

Для регулировки тары дозатора на передаточном рычаге имеется специальный регулятор. Управление дозатором производится с пульта управления, располагаемого вблизи всей установки, посредством пневмоэлектрической системы.

Для работы на дозаторе после выверки тары указатель дозы устанавливается по шкале циферблата весов на величину заданной порции.

Затем с пульта управления дозатор включается для контрольного отвеса. Если при этом действительный вес дозы не соответствует заданному, то необходимо произвести корректировку установки указателя дозы путем поворота ртутного контакта в ту или другую сторону.

При достижении заданного веса дозатор может быть включен в работу.



4. Автоматические дозаторы

При автоматическом дозировании весь процесс, начиная с подачи материала в весовой бункер, взвешивания заданной дозы и высыпания ее в тару или приемник происходит автоматически без участия оператора. Последний только следит за работой механизмов и периодически контролирует правильность веса дозы.

В связи с автоматизацией производственных процессов применение автоматических дозирующих устройств развивается все более широко. На предприятиях используются автоматические дозаторы, сконструированные с учетом современных достижений техники. Классификация существующих автоматических дозирующих устройств приведена на рисунке 19.

Автоматические дозирующие устройства

объемные порционные

весовые непрерывного действия

порционные непрерывного действия

с регулировкой подачи

с регулировкой объема

ленточные

барабанные

шнековые

тарельчатые

с переменными порциями

с постоянными порциями

с регулировкой количества материала

с регулировкой скорости подачи материала

Рисунок 19. Классификация автоматических дозирующих устройств

Как видно из схемы, весовые автоматические порционные дозаторы разделяются: на дозаторы постоянного веса дозы и дозаторы переменного веса дозы.

Во многих технологических процессах при дозировании материалов заданная рецептура почти не подвергается изменениям, и назначенные дозы для определенных материалов или остаются постоянными или колеблются в пределах 10-20%. Это позволяет использовать в практике дозирования так называемые дозаторы постоянных порций.

По своей конструкции такие дозаторы представляют собой автоматические весы, работающие под действием силы тяжести проходящего через весы материала. Так как подобные дозаторы не требуют посторонней силы для открывания и закрывания затворов и работы других механизмов, то конструкция их относительно проста, а это позволяет достигнуть более точного взвешивания и упростить их эксплуатацию. Поэтому автоматические дозаторы на постоянные порции за последнее время получили большое распространение.

Необходимо отметить, что в ряде случаев может осуществляться комбинированный подбор доз, что значительно расширяет использование таких дозаторов на постоянные порции. Так, например, при необходимости дозирования какого-либо материала порциями 60 и 20 кг возможно использовать дозатор одного типа для порции 20 кг. При этом в первом случае он будет взвешивать подряд три порции, а во втором - одну.

Кроме однотипности конструкции, подобное расчленение доз позволяет уменьшить габариты всей установки, так как емкость дозатора на нагрузку 20 кг, естественно, меньше дозатора на 60 кг. Облегчается также отбор взвешенного материала от дозатора, так как устройство для приема порции в 20 кг также значительно упрощается.

Групповая установка таких дозаторов может быть сблокирована между собой в любой последовательности.

По принципу действия дозаторы для постоянных порций можно разделить на дозаторы с открывающимся дном бункера (рисунок 20, а), дозаторы с опрокидывающимся бункером (рисунок 20, б) и дозаторы с вращающимся бункером (рисунок 20, в).

Во всех этих дозаторах материал для дозирования поступает в весовой бункер сверху через питающую воронку. Отсюда после взвешивания дозы материал высыпается вниз, в специальный бункер, или другой приемник, откуда идет по назначению.

В дозаторе с открывающимся дном (рисунок 20, а) бункер открывается автоматически и материал высыпается вниз.

В весах с опрокидывающимся бункером по мере наполнения его материалом центр тяжести бункера перемещается влево, бункер поворачивается вокруг своей оси, нижняя заслонка открывается (рисунок 20, б), в результате чего взвешенный продукт высыпается из бункера.

В дозаторах с вращающимся бункером последний принудительно поворачивается вокруг своей оси, и материал постепенно высыпается через верхнее, впускное отверстие (рисунок 20, в).

Устройство автоматических весов с опрокидывающимся бункером показано на рисунке 21.

Чугунная станина, состоящая из двух половин, соединяется вверху впускной воронкой, внизу стальными распорными связями. На равноплечем коромысле 1 подвешены на одном плече на подвеске 6 весовой бункер 3, на другом гиредержатель 4, на который устанавливаются в требуемом количестве гири 11.

Дозируемый материал из надвесового бункера через воронку 15 поступает в весовой бункер. При этом две заслонки 5 открыты полностью. По мере наполнения бункера его центр тяжести перемещается влево, но от преждевременного опрокидывания бункер удерживается специальной щеколдой.

При дальнейшем опускании бункера под действием специального рычажного механизма закроется первая внутренняя заслонка. Продукт будет поступать через отверстие в этой заслонке тонкой струей, т.е. наступит так называемая досыпка материала для обеспечения должной точности взвешивания. При дальнейшем опускании бункера сработает специальный спуск, закроется внешняя заслонка, поступление материала прекратится, т.е. процесс взвешивания закончен.

Но при своем падении вторая заслонка освободит шип, удерживающий бункер, который под действием веса продукта, вследствие смещения центра тяжести, повернется против часовой стрелки, и продукт будет высыпаться через выпускной затвор 8.

После полного опорожнения бункер под действием своего веса повернется в обратную сторону и вновь займет первоначальное положение. При этом рычажный механизм откроет обе заслонки и начнется новый цикл взвешивания.

Для регулирования отвешиваемой порции служит регулятор 10. Регулировка производится перемещением гири 12 по шкале 13 и установкой и закреплением ее на требуемом делении. Подвеска 6 от раскачивания при работе весов предохраняется специальной стрункой 7. Для регулировки равновесия весов без нагрузки, пользуются имеющейся в гиредержателе 4 тарной камерой 14. Число отвешенных доз учитывается механическим счетчиком 9.

Существенный недостаток этой конструкции состоит в том, что пропуск через весы плохосыпучих материалов затруднен и высыпание взвешенного материала из опрокидываемого бункера возможно только при условии его хорошей сыпучести.

Кроме того, опрокидывание бункера создает значительные толчки и удары, что отражается на состоянии ответственных деталей весов - призм и подушек - и приводит к их быстрому изнашиванию и в результате к потере точности взвешивания.

Вместе с тем толчки и смещения при опрокидывании бункера приводят к расстройству регулировки весов и к необходимости частой их наладки.

Устройство дозатора с вращающимся бункером видно из рисунка 22.

На равноплечном коромысле 9 подвешены с одной стороны гиредержатель 11, с другой весовой бункер 6. Последний может вращаться в цапфах на шариковых подшипниках. Над бункером 6 расположена загрузочная воронка 1 с заслонками 3. На раме весов установлена зубчатая передача 5, вал которой расположен на одной линии с осью вращения бункера 6, когда последний находится в положении заполнения. Между зубчатой передачей 5 и валом установлена специальная муфта, которая при включении передает вращательное движение непрерывно вращающегося приводного диска на вал. На другом конце вала имеется устройство, которое устанавливает ось бункера 6 с осью вала и поворачивает бункер для разгрузки на 360°.

Как только при взвешивании заполнение бункера будет закончено, и впускная воронка закроется под действием системы рычагов, включается муфта. При этом непрерывно вращающийся шкив приводит во вращение вал,- а следовательно, и бункер; последний медленно поворачивается на 360° и разгружается от взвешенного материала. По окончании вращения весовой бункер останавливается, заслонка автоматически открывается, муфта разъединяется и происходит загрузка в бункер новой порции материала.

Взвешивание каждой порции регистрируется счетчиком 12.

Для предохранения от пыления все весы закрыты металлическим кожухом 2. С помощью рукоятки 8 можно приостановить разгрузку бункера после взвешивания очередной порции, с целью проверки ее веса на том же коромысле 9. Регулировка порции производится перемещением по шкале регулировочной гири 10.

Для защиты весового бункера от оседания на его наружной поверхности пылящих продуктов, имеется специальное устройство 4 со щетками. Таким образом, при каждом повороте для разгрузки бункер очищается снаружи щетками. Устройство 7, установленное на оси внутри бункера, служит для очистки внутренних стенок.

При взвешивании густых жидкостей вместо щеток для очистки применяется планка, покрытая резиной или другим материалом.

Автоматический дозатор с вращающимся бункером удобен тем, что равномерно высыпает взвешенную дозу из бункера. Однако это преимущество не окупает установки электродвигателя для вращения бункера. Кроме того, точность взвешивания на такой конструкции и производительность снижаются. Поэтому дозаторы подобного типа большого распространения не получили.

В последнее время для автоматического дозирования сыпучих материалов постоянными порциями все шире применяются дозаторы с открывающимся дном бункера. Общий вид такого дозатора показан на рисунке 23.

Весовой бункер этого дозатора в ходе взвешивания плавно опускается вниз под действием груза вместе с коромыслом. По достижении равновесия дно бункера открывается, и содержимое легко высыпается вследствие удобной формы выпускного отверстия и значительного наклона стенок бункера. Толчки в этой конструкции сведены до минимума.

Для достижения большой точности взвешивания (0,1-0,3%) наполнение бункера производится в два приема:

1) первый период грубого наполнения, когда 80-90% материала поступает интенсивно, быстро наполняя бункер;

2) второй период - досыпка оставшегося количества материала до равновесия тонкой струей. При этом способе поступления материала, с одной стороны, обеспечивается необходимая точность взвешивания, с другой - экономится время.

Наполнение бункера во время взвешивания потоком материала различной интенсивности конструктивно достигается изменением в ходе взвешивания сечения впускного отверстия воронки.

При работе автоматических весов точность отвешиваемой порции регулируется положением гири регулятора. При наполнении бункера в момент достижения равновесия и закрытия заслонки между бункером и воронкой находится столб взвешиваемого продукта, который не участвовал во взвешивании, но упадет в бункер после закрытия заслонки и тем самым увеличит вес порции. Для учета этого столба продукта и получения точного веса порции устанавливается регулятор так, чтобы его давление на бункер равнялось весу этого столба продукта.

Устройство регулятора видно из рисунка 24. Стержень регулятора 4, с нанесенными на нем делениями, опирается призмой 1 па подушку, установленную на передней раме дозатора. Призмой 5 регулятор нажимает на кронштейн, укрепленный на весовом бункере. Таким образом, давление регулятора передается на бункер дозатора. Для изменения степени давления регулятора служит гиря 2_, которая может передвигаться вдоль стержня с делениями и после установки закрепляется винтом 3.



При работе весов регулятор устанавливают опытным путем так, чтобы давление его соответствовало весу продукта, находящегося в воздухе после закрытия заслонки. Таким образом, момент равновесия в весах, под действием регулятора наступает несколько раньше, когда весу гирь будет соответствовать вес продукта, поступившего в бункер, и дополнительное давление регулятора. Но после этого в бункер весов упадет продукт, находившийся в момент равновесия в воздухе, а так как его вес соответствовал давлению регулятора, истинный вес порции будет равен весу гирь или заданному.