Układy pneumatycznego mieszania składników sypkich

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: MECHANIKA z. 77

________ 1984 Nr kol. 755

Zbigniew PIETKIEWICZ Henryk SZLUMCZYK Daaian HOMA

Instytut Odlewnictwa Politechniki ślęsklej

UKŁADY PNEUMATYCZNEGO MIESZANIA SKŁAD NI KÓ W SYPKICH

S t r e sz cz en i e. Na podstawie doświadczalnej oceny procesu pneuma­

tycznego mieszania podano rozwiązania zestawów urządzeń pracujęcybh w układzie bezpośredniego i pośredniego namiarowania składników syp­

kich. Przedstawiono wyniki badań i obliczeń optymalnych wskaźników techniczno-ekonomicznych, charakteryzujęcych pracę układów pneuma­

tycznego mieezania badanych zeatawów mieszanek mas formierskich.

Wy t warzanie różnego rodzaju wieloskładnikowych zestawów mieszanek zwię- zane Jest z operacjami namiarowania, mieszania i transportu. W yb ór W ag o­

wego lub objętościowego sposobu namiarowania składników sypkich, wchodzę- cych w skład zestawu mieszanki, określone Jest wymaganiami technologicz­

nymi. Proces pneumatycznego mieszania zestawów składników sypkich reali­

zowany Jest podczas operacji pneumatycznego transportowania. Połęczenie operacji mieszania z operacjami transportowymi umożliwia namlarowanis składników sypkich w oddziale pomocniczym lub w centralnym magazynie oraz otrzymywanie gotowej mieszanki po pneumatycznym ich przetransportowaniu do stanowisk produkcyjnych. Bezpośrednie efekty stosowania pneumatycznego mieszania: eliminacja mieszarek mechanicznych składników sypkich, zmniej­

szenie do minimum międzyoperacyjnych cykli transportowych oraz zbiorników przesypowych wrez z dozownikami. Jak również polepszenie warunków pracy, ponieważ operacje mieszania i transportowania realizowane sę w szczelnie zamkniętych przewodach rurowych przenośnika pneumatycznego.

Układy pneumatycznego mieszenia budowane sę w oparciu o typowe zestawy urzędzeń wysokociśnieniowych transportu pneumatycznego. Wybór układu pneu­

matycznego mieszania zależy przede wszystkim od rodzaju i' ilości miesza­

nych składników sypkich orez wymagań danej technologii.Oceny doświadczal­

nej procesu pneumatycznego mieszania składników sypkich, dla potrzeb spo- rzędzania odlewniczych nas forn ia r sk ic h, dokonano drogę bezpośredniej pró­

by technologicznej na stanowisku badawczo-pomiarowym. Składniki wyjściowe (suszony piasek, bentonit, pył węglowy) odważano w odpowiednich propor­

cjach, a następnie równocześnie wsypywano do podajnika komorowego trans­

portu pneumatycznego. Po pneumatycznym przetransportowaniu (przy długości

84 Z. Pl

9

zastępczej rurocięgu transportowego 28 lub 110 ■) dokonywano oceny jedno­

rodności otrzymanej Mieszaniny.

Osko kryterium oceny jednorodności a ieezaniny ustalano: stopień jej zaieezania ze wzoru:

oraz wskaźnik jakości Mieszania:

ae - y/Vz-

przyjeujęc następujące oznaczenia: y A - zawartość wyznaczonego składnika w i-tej próbce, y - średnia zawartość wyznaczonego składnika w Mieszani­

nie ze wezystkich pomiarów yA , n - liczba próbek, y2 - rzeczywieta za­

wartość wyznaczonego składnika w Mieszaninie.

Na podstawie przeprowadzonych badań, potwierdzonych w warunkach prze- Myełowych, stwierdzono, źe proces pneuaatycznego mieszania w pełni odpo­

wiada stawlanya wyaogoe technologicznym sporządzania odlewniczych ees for­

mierskich.

P rz ed stawiony ze staw urządzeń (rys. l) stanowi przykład rozwiązania u- kładu objętościowego naaiarowania składników sypkich oraz pneumatycznego ich Mieszania 1 transportu stosowanego dla sporządzenia aae foraierekich 1 rdzeniowych. Ola ob j ętościowego dozowania głównych składników sypkich stosowane są dozowniki taśaowe lub aeracyjne, natomiast dla składników wią­

żących 1 d odatków specjalnych - dozowniki śliaakowe lub bębnowe. Naaiaro- wania porcji Materiału, określonej górnya lzotopowya wskaźnikiem poziomu 3, następuje przez równoczesne u ru ch omienie dozowników 1 1 2 . Dozowany w u stalonych proporcjach zestaw składników ulega wstępnemu wymieszaniu w p rzesypie wielodr og ow y a 4. Pneumatyczne Mieszanie zestawu składników na­

s tępuje podczas pneuaatycznego ich p r z e a i e s z c z a n i a : z podajnika koaorowe- go 5, ruroclągien transportowym 6, do zbiornika 7. W zależności od rodza­

ju technologii sporządzania nas stosowane są następujące układy kontrolo­

wanego napełniania i opróżniania zbiornika 7. Przy ciągłym poborze su­

chych Mieszanek (np. w technologii nas s a m o u t w a r d z a l n y c h , furanowych ltp.) urządzenien dozującyn jest zasuwa 8, której wielkość przekroju otworu wy­

syp o we go zapewnia stałą wydajność podawania mieszanki ze zbiornika 7 do Mieszarki 9. Stopień napełnienia zbiornika 7 ograniczony Jest górnya lzo­

topowya w sk aźnikiem pozioau 10.

P rz y cyklicznym poborze Mieszanek, w tyn również nawilżonych (np. w technologii nas iłowych, przy stosowaniu nas obiegowych o wilgotności do 3%), pojenności użyteczne zbiornika 7 i podajnika komorowego 5 są równe pojenności cyklicznie pracującej mieszarki 11 (np. k r ą ż n i k o w e j , poboczni-

Układy pneumatycznego Mieszania składników »ypklch es

Rys.1.Zastawurzędzsńpnsuaatycznsgowieszania 1 transportuz bezpośrednianawiarowanleaskładników syp­ kichdopodajnika koworowego

86 Z. Pietkiewicz i inni

CK Zastawurządzeń pnauaatycznegoMieszania i transportu z układemzasilaczy konorowychskładników sypkich

cowej ). Po zakończonym cyklu pracy mieszarki 11 załadowania jej przygoto­

wany porcja aieazanki w zbiorniku 7 następuje po otwarciu zasuwy obroto­

wej 12. Całkowite opróżnienie zbiornika 7 syngalizowane jest izotopowy»

wskaźnikiem pozioau 13. Przedstawiony na rys. 2 zestaw urzędzeń stosowany jest do pneumatycznego mieszania składników sypkich pobieranych ze zbior­

ników (eilosów) zlokalizowanych względem siebie w znacznej odległości.

Układy naeiarowania poszczególnych składników składaję się z dozownika 1 oraz zasilacza koeorowego 2, połączonego rurocięgiee transportowy» 4 z odbiorczy» urzędzanie» 3. Suaaryczna objętość poszczególnych składników wsypanych w żędanych proporcjach do zasilaczy koaorowych 2 równa się uży­

tecznej objętości podajnika koaorowego 5 wysokociśnieniowego transportu pneumatycznego.

W cyklu eporzędzanla zestawu można wyodrębnić następujęcę kolejność o- perscji: dozowanie żędanych porcji składników do zasilaczy konorowych 2, równoczesne pneumatyczne ich podawanie z zasilaczy konorowych 2, rurocią­

gami transportowymi 4, poprzez zbiorcze urzędzanie 3 do podajnika konoro- wago 5 (oczyszczanie nośnika następuje w filtrze tkaninowym 6) oraz pneu­

matyczne mieszanie zestawu składników podczas pneumatycznego ich przemie­

szczanie z podajnika koaorowego 5, rurociągiem transportowym 7 do stano­

wisk produkcyjnych. Zwiększenie wydajności całego układu oraz jednorodno­

ści zestawu składników uzyskuje się przez zastosowanie przesypowego zbior­

nika 8, zamykanego zasuwę obrotowę 9. W przedstawionym rozwięzaniu pod­

czas operacji pneumatycznego mieszania w zbiorniku 8 następuje przygoto­

wanie następnej porcji zestawu składników sypkich.

Stosowane układy namiarowania oraz pneumatycznego mieszania i trans­

portu pozwalaję na pełnę automatyzację procesu.

Wsksżniki techniczno-ekonomiczne układów transportu pnsumatycznego za- pewnisjęce uzyskanie optymalnych własności badanych alsszanek (tabl. l), określono następujęcymi parametrami: p [m p b] - ciśnienie powietrza zasl- lejęcego, »„ [kg.a”1] - masowe natężanie przepływu materiału, k [kg.»”1]-

S r 3 —11

- masowe natężenie przepływu powietrza, VN [m .s J - objętościowe natę­

żenie przepływu powietrza, ju. « ■„ . m” 1 - masowe stężenie dwufazowej »ie- r 3 - 1 1 szaniny materiału i powietrza w rurocięgu transportującym, vN m .Mg J - pobór powietrza (sprowadzony do warunków normalnych) dla przetransportowa­

nia 1 Mg materiału, w [m.a-1] - średnia prędkość powietrza w rurocięgu transportującym, Fr ■ w/Yg.d' - liczba Froude'», odnissiona do średniej prędkości powietrza, d [a] - średnica rurocięgu transportujęcego, n •

> PU/PG - wskaźnik sprawności energetycznej instalacji, wyrażony stosun­

kiem mocy użytecznej Pu a ¿c .g.l do mocy dostarczonej nośnikowi PG • a VN .ip, E a Pę. m “ 1 [mc.Mg“1]- wskaźnik poboru energii przez układ trans­

portu pneumatycznego, wyrażony ilorazem mocy dostarczanej nośnikowi do ma­

sowego natężenia przepływu materiału.

Układy pneumatycznego mieszania składników sypkich 87

88 Z. Pl9tkiewi.cz i Inni

Tablica 1 Zastawienie paraaetrów charakteryzujących pracę ukłrdów

pneuaatycznego aiaazania składników sypkich

ro d z a j tra n sp o rto w a n e g o

m a te ria łu P HPa le g s '

m k g s '1 ms s ''

i i i .

m* Mg ' W

m s'1

F r n i

m fig -'

u k ła d tra n s p o rtu ją c y

90 X suszonego p ia sku kw arcow ego tO Z b en to n itu ju g o sło ­

w ia ń sk ieg o

0,35 9.7 0,46 0,36

40,6 25,5 25,8 0,38 4,86

p o jem n o ść u żyteczn a p o d ą jn ik a kom orow ego -

Im * ś re d n ic a w ew nętrzna n/ro

cią g u transportow eg o - 100mm p ie c łuków z któ rych kazd/j

zmienia kierunek tnancpm -

towcm ego m ateria łu

a % rad

p rzy prom ieniu g ię c ia Ifim 9 5 X m asy w yb itej z form

o w ilgotn o ści 4,41 X 5% b en to n itu ju g o s ło ­

w ia ń sk ieg o

0,36 9,1 0,45 0,35 20 41,0 23,8 24,0 0,31 5,83

95% su szo n eg o p ia sk u kw arco w ego

5 % p y łu w ęgłow ego

0,33 9,5 0,48 0,37 19,8 42.5 26,9 27,2 0,37 4,93

LITERATURA

[i] Pietkiewicz Z . : Kierunki rozwoju transportu pneuaatycznego. Biuletyn Techniczny nr 8-10, Poaet - Poznań 1971.

[z] Sakwa W . , Jura S . , Pietkiewicz Z.: Technologia pneuaatycznego Biesze­

nia i transportu surowców w przeayóls szklarskia. ZN Pol. SI. M ec h a­

nika z. 50, Gliwi c e 1975.

yCTPOiiCTBA HEEBMATHIECKOr o CMEEHBAHHfl CMiyMHX KOMIIOHEHTOB

P e 3 d m a

Ha ocHOBe oKcnepHueHiajibHofl o u s h k h npoaecca nHBBmaiH'iecKoro cueoHsauna ą b b o pem eaae ajw HaOopa y c i p o f t c i B p aóozau iiu c ^b CHCTeue H e n o c p e a c i B e H H o r o e n o c p e A C T B e H H o r o EauepHBaHHE c u n y E a x k o m q o h o h t o b . I I p e A C T a B z e H H peayjtbiatH BCCJtexoBaHEfi h pacBgTOB oniHxajibam c t© xh hk o—BKOHouHwecKHz n o K a s a ie z e fi, x a - paKTepn3ymnHx p a S o T y nneBiiaTiriecKHx ycTpoflciB a j i k cuemuBaaaa acoaeAyeuuz Ha- óopoB C M e c e S ł i o p i t a p o B o H m o c lia ie p n a z o B .

PNEUMATIC SYSTEMS OF LOOSE INGREDIENTS STIRRING

S u a n a r y

Basing on experiaental evaluation of pneuaatic stirring systeas the so­

lutions of equlpaent coaplexes operating in the systea of indirect and direct burdening of loose ingredients are given.Moreover results of tests and coaputatlons of tschno-econoaic optimal indices are presented. The in­

dices describe an operation of the stirring pneuaatic systeas for tested sets of aoulding sand - sixes.