LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка автоматизованого відцентрового змішувача безперервної дії з додатковою зоною змішування для сипких матеріалів легкої промисловості

центральної циліндричної обкладинки датчика; е0 – електрична стала; е – діелектрична проникність середовища.


















Рис. 6. Схема автоматизованого ВЗБД

На рис. 6 показано схему автоматизованого відцентрового змішувача безперервної дії. Компоненти подаються у змішувач за допомогою дозаторів (для спрощення рисунку показано тільки один дозатор), об'ємні продуктивності яких змінюються за допомогою двигунів (М3). Після проходження через всі зони змішувача частинки суміші потрапляють у вихідний патрубок, в якому встановлено ємнісний датчик 1, що має дві обкладинки 2, 3. Сигнали ємнісного датчика за допомогою блоку порівняння 6 порівнюються із сигналом блоку завдання 10. Якщо зафіксовано відхилення складу суміші від заданого рівня, який визначається під час калібрування системи за допомогою зразкової суміші, пристрій керування 4 подає відповідні сигнали пристрою керування роботою дозатора 9 та пристрою керування зовнішнім ротором 5, які у свою чергу змінюють швидкості обертання двигунів М3 та М2. Аналіз результатів аналітичного дослідження системи керування показав, що зменшення постійної часу пристрою керування дозволяє зменшити кількість суміші із некоректним відсотковим складом, але, призводить до виникнення коливальних процесів та зниження стійкості системи. При відхиленні відсоткового складу суміші пристрій керування 5 зменшує швидкість обертання зовнішнього ротора до величини, за якої частинки суміші не можуть вийти з нього за рахунок відцентрових сил (щ < щкр), та одночасно пристрій 9 починає поступово змінювати об'ємну продуктивність відповідного дозатора. Критична швидкість обертання ротора, що забезпечує вихід частко з нього, визначається за формулою:

.

(17)

Суміш, що накопичується у зовнішньому роторі, змішується із сумішшю з виправленим відсотковим складом, внаслідок чого середнє відхилення відсоткового складу від заданого значення зменшуватиметься. При досягненні заданого відсоткового складу суміші пристрій керування 5 підвищує швидкість обертання зовнішнього ротора та переводить його у звичайний режим роботи. Такий алгоритм керування змішувачем забезпечує аперіодичний характер процесів у змішувачі та заданий відсотковий склад суміші. Залежність відхилення відсоткового складу суміші від параметрів системи керування для двокомпонентної суміші визначається за наступними формулами:

,


(18)

,


(19)

,


(20)

де mKK, mOK – маси ключового та основного компонентів суміші; tH – час роботи зовнішнього ротора у режимі накопичувача; гКК, гОК – насипна густина основного та ключового компонентів, відповідно; QKKвих(t), QOK – об'ємні продуктивності ключового та основного компонентів суміші на виході змішувача, відповідно.

Під час аналітичного дослідження об'ємна продуктивність дозатора основного компонента вважалась сталою величиною. Об'ємна продуктивність ключового компонента на виході змішувача знаходиться з рішення диференціального рівняння:


(21)

де tреаг – постійна часу пристрою керування; QKKвх – об'ємна продуктивність ключового компонента на вході змішувача.

Результати дослідження залежності концентрації ключового компонента суміші від постійної часу пристрою керування та часу роботи зовнішнього ротора у накопичувальному режимі при стрибкоподібній зміні об'ємної продуктивності дозатора ключового компонента показано на рис. 7. Встановлено, що зменшення постійної часу пристрою керування та збільшення тривалості роботи зовнішнього ротора у режимі накопичувача зменшує відхилення відсоткового складу суміші від заданого значення (Сзад = 0,1).


Рис. 7. Залежність концентрації ключового компонента СКК від часу роботи змішувача у накопичувальному режимі tН


Результати дослідження потужності, що споживається під час роботи автоматизованого змішувача безперервної дії, дозволили визначити режими роботи із максимальними витратами енергії. Встановлено, що під час переходу зовнішнього ротора із накопичувального у нормальний режим роботи останній містить максимально можливу кількість суміші, крім того, відбувається підвищення його швидкості обертання. Таким чином, цей режим роботи характеризується максимально можливими навантаженнями у приводі змішувача.

Отримано залежність динамічного моменту M(t) приводу змішувача від параметрів пристрою керування під час такого режиму роботи:

,

(22)

де Рзов(t) – потужність, що споживається приводом зовнішнього ротора; щ(t) – кутова швидкість обертання зовнішнього ротора; Qвнутр – об'ємна продуктивність внутрішнього ротора; Jпоч – момент інерції зовнішнього ротора до переходу у режим накопичувача; kф – коефіцієнт, що враховує розташування суміші всередині ротора; tн – час роботи у режимі накопичувача; щнорм – кутова швидкість обертання у нормальному режимі роботи; щнак – кутова швидкість обертання у режимі накопичувача; tпер – час переходу із режиму накопичувача у нормальний режим роботи.

Проведено аналітичне дослідження впливу кута розтрубу зовнішнього ротора б2 на максимальне значення динамічного моменту, що виникає у приводі ротора під час переходу із накопичувального у нормальний режим роботи. Відповідно до формули (17) зміна кута розтрубу ротора призводить до зменшення кутової швидкості ротора щкр, яка забезпечує вихід частинок з нього. Залежність щкр від значень кута розтрубу ротора a2 показано на рис. 8.


Рис. 8. Залежності максимального динамічного моменту у приводі зовнішнього ротора та критичної швидкості обертання від куту його розтрубу:

"▬▬" – максимальний динамічний момент;

"- - - - -" – критична швидкість обертання ротора

Під час дослідження залежності максимального динамічного моменту прийнято, що частинки суміші рухаються від дна ротора (), швидкість обертання ротора лінійно зростає від щнак = 0 до щнорм = щкр за заданий проміжок часу tпер = 4с. Критична швидкість обертання ротора щкр визначалась за формулою (17) окремо для кожного значення кута розтрубу зовнішнього ротора б2. Під час проведення розрахунків обчислювались максимальні значення моментів Mmax для відповідних кутів розтрубу б2.

За результатами дослідження залежності максимального динамічного моменту від параметрів зовнішнього ротора (рис. 8) визначено діапазон кутів розтрубу зовнішнього ротора, що забезпечує мінімальні значення його динамічного моменту,