Лабораторная работа №5
«Исследование тарельчатого дозатора»

К  числу важнейших операций, осуществляемых на зерноперерабатывающих и комбинированных предприятиях, относится  дозирование продуктов с различными  физико-механическими свойствами.
Дозирование – это процесс отмеривания заданного количества вещества (порций) с необходимыми точностью и производительностью.  Степень прочности определяется технологическими и экономическими показателями.
По принципу работы дозаторы разделяются на объемные и весовые; по характеру протекания процесса – на непрерывного и прерывистого (порционного ) действия.
Для дозирования сыпучих, мелкозернистых компонентов широкое применение получили тарельчатые (дисковые) дозаторы. Они относятся к объемным дозаторам непрерывного действия с вращательным движением рабочего органа (тарелки)

1. Структура работы и состав отчета
1. Изучить устройство и принципы работы тарельчатого дозатора.
2. Составить  и вычертить принципиальную (полную)  схему дозатора , включая кинематику привода тарели, и дать описание принципа работы дозатора.
3. Выполнить замеры производительности (Q ) дозатора при различных зазорах ( Н ) между манжетой и тарелью.
4. Рассчитать производительность ( Q ) дозатора при тех же значениях зазоров ( Н ) по теоретической формуле
5. Изобразить графически теоретическую экспериментальную зависимость Q= f(H) в одной системе координат
6. Провести анализ и сравнение полученных результатов, сделать выводы.
7. Рассчитать  и

2.Оборудование
2.1 Тарельчатый дозатор марки МТД-ЗА (лабораторная установка)
2.2 Весы и емкость для отбора продукта
2.3 Секундомер
2.4 Мерительный инструмент (штангенциркуль), линейка
2.5 Дозируемый продукт (мел, соль ) в количестве 10 кг.
3. Описание лабораторной установке и методика расчета тарельчатого дозатора.
Конструктивным достоинством  тарельчатых дозаторов является удобство настройки и регулировки, что позволяет подавать материал в заданных количествах с небольшими отклонениями доз. Устройство дозатора схематично представлено на рисунке

Схема тарельчатого дозатора (а) и расчетный объем порции материала, снимаемого за один оборот диска (б): 1 - бункер; 2 – механизм регулирования положения манжеты (установка высоты Н); 3 – горловина бункера; 4 – манжета; 5 – диск; 6 – вал; 7 – выгрузной лоток; 8 -  скребок; 9 – рыхлитель; в – разрез по Б-Б

На вертикальном валу 6, приводимом от электродвигателя через червячный редуктор, жестко закреплена  тарель  (диск) 5. Дозируемый материал бункера 1 через горловину 3 и телескопическую манжету  4  поступает на вращающиеся диск 5. Манжета может устанавливаться над  диском с различным зазором Н при помощи винтового механизма 2. Этим осуществляется регулировка производительности дозатора. Дозируемый материал снимается с диска неподвижным  скребком 8 и направляется в выгрузной лоток 7. Рыхлитель 9 предотвращает сводообразование материала в бункере.
Подача дозатора зависит от положения манжета 4 ( определяющего зазор Н ) и  частоты вращения диска  5
Производительность  тарельчатого дозатора рассчитывается по формуле:
,кг/с
где  V-объем порции материала, снимаемого за один оборот диска,  (рис., б)
P – объёмная масса продукта кг/
n – частота вращения диска,
Объём кольца треугольника сечения (АВС)

 - расстояние от оси вращения диска до центра  тяжести сечения АВС, м  (рис., б); F – площадь поперечного сечения кольцевого слоя,
Площадь кольцевого сечения находиться из треугольника АВС:

где Н – зазор между диском и манжетой, м ;  - угол естественного откоса дозируемого материала при движении.
Радиус от оси вращения до центра тяжести сечения
,
где R – радиус манжеты (конструктивная величина), м.
Постановка значений V,,F в исходную формулу производительности дает расчетное уравнение вида
,кг/c
Максимальная угловая скорость диска, исключающая сбрасывание продукта, определяется из условия: центробежные силы должны быть меньше сил трения материала о диск, т.е.
F < F
или
,
где m – масса частицы (кг), лежащий на радиусе ; f – динамический  коэффициент  трения по диску;
 - наибольшее удаление частицы от оси вращения диска:
g= 9,8 - ускорение свободного падения.
Таким образом,
рад/с
предельная частота вращения диска:

Мощность  электродвигателя  N (кВт) привода дозатора приближенно равна [1]:
,кВт,
где - мощность, потребляемая для преодоления силы трения продукта о тарель, кВт;
- КПД приводного механизма дозатора;
- коэффициент трения продукта о скребок
- угол установки скребка ( рис., в)
- 1,5..2 – коэффициент запаса мощности;
- окружная скорость тарелки, м/с.
Сила трения Р(Н) равна:
,Н
4. Методика проведения опытов по определению производительности дозатора
4.1. Установить зазор =0,005 м между манжетой  и тарелью дозатора.
4.2. Загрузить в бункер дозатора заранее взвешенную порцию продукта (=5..10 кг ).
4.3. Включить дозатор и дать тарели совершить  2..3 полных оборотов с целью выхода на рабочий режим.
4.4. Выключить дозатор и пересылать наработанный продукт в бункер.
4.6. Одновременно включить дозатор и секундомер и зафиксировать время полной выработки порции продукта  (  ).
4.4. Опыт повторить три раза и рассчитать среднюю производительность дозатора в опыте:
,кг/с.
4.5. Аналогично найти  при зазорах =0,010 м.=0,015 м =0,020 м =0,025 м (значения  можно выровнять в пределах 3..5 мм )
4.6. Результаты опытов свести в таблицу:

5. выполнить расчет теоретический производительности дозатора ,,,, по формуле (2). Насыпную массу (p),угол естественного откоса ( ) продукта и частоту вращения ( n ) тарели определить опытным путем  (примерно).
6. Построить графические зависимости , и выразить в процентах максимальное отклонение расчетных и опытных данных
7.Рассчитать максимальную допустимую угловую скорость тарели по формуле (3) (f=0.35 )
8. Рассчитать мощность электродвигателя привода по формуле (4) () и по каталогу подобрать  электродвигатель.