Лабораторная работа №6
«Анализ работы шлюзового роторного питателя М-122 для сыпучих продуктов»

1. Цель работы:

1.1 Изучение конструкции питателя шлюзового роторного.
1.2 Приобретение навыков эксплуатации питателя и изучение принципа его действия.
1.3 Подготовка питателя к работе и выполнение его технического обслуживания.
1.4 Регулирование производительности питателя с помощью ступенчатых
шкивов, определение расхода воздуха и мощности привода воздуходувки.
1.5 Обработка результатов испытаний.

2. Оборудование, инструменты и инвентарь:

шлюзовый роторный питатель М-122, система пневмотранспорта, ступенчатые шкивы, весы, тара, совок, щетка, секундомер, ключи, штангенциркуль, линейка, тахометр.

Продукты: мука - 5,0 кг; соль - 5,0 кг; сахар - 5,0 кг.

3. Изучение устройства и принципа работы.

Лабораторная установка состоит из питателя лопастного типа (рис. 6.1), привода и системы пневмотранспорта, смонтированных на общей плите.
Питатель шлюзовый роторный М-122 предназначен для подачи муки из бункера бестарного хранения или мешкоприемника в систему пневмотранспорта и относится к дозаторам непрерывного действия, работающим по объемному принципу. В состав питателя 1 лопастного типа входят кожух 5, две торцовые крышки, лопастной ротор 6, вращающийся в радиально-сферических подшипниках, и патрубки. Привод 4 питателя состоит из электродвигателя 15, червячного редуктора 12, ступенчатых шкивов 11 и 14, соединенных клиновым ремнем 13, и цепной передачи со звездочками 7 и 9. Привод закрыт ограждениями 8 и 10. Питатель фланцем корпуса 5 крепится к фланцу выпускного отверстия конуса бункера.
При работе питателя мука поступает из бункера в корпус 5 питателя, затем в отсеки вращающегося лопастного ротора 6, который переносит ее в нижнюю часть питателя. Поступающий под давлением через входной патрубок воздух смешивается с мукой, и увлекают ее через выходной патрубок в мукопровод. Воздуховод присоединяют к фланцу 3 питатели. Производительность питателя изменяется с помощью ступенчатых шкивов 11 и 14.

Рис. 6.1 Общий вид питателя шлюзового роторного марки М-122:
1 - питатель; 2 - плита; 3 - фланец; 4 - привод; 5 - корпус; 6 - лопастной ротор; 7,9 - звездочки; 8, 10 - ограждения; 11, 14 - ступенчатые шкивы; 12 - червячный редуктор; 13 - клиновый ремень; 15 - электродвигатель.

4. Техническая характеристика

Производительность, кг/с               -0,4... 1,9
Рабочее давление, МПа                   - 0,14
Расход воздуха, м3/с                        - 0,01...0,05
Частота вращения ротора, об/мин  - 7,0...42,0
Габаритные размеры, мм:               - 885x630x380
Масса, кг                                           -140,0

5. Подготовка питателя к работе.

Перед началом работы убедиться в наличии достаточного давления в пневмомагистрали, затем включить вентиль пневмопровода и включить электродвигатель питателя. Наличие движения муки наблюдается через патрубок. Необходимая произ­водительность устанавливается согласно табл. 6.1.

Таблица 6.1  Параметры настройки производительности питателя.

Для остановки питателя необходимо: прекратить подачу муки из бункера в нижнюю часть корпуса питателя; выключить электродвигатель питателя; закрыть вентиль на пневмопроводе, убедившись с помощью патрубка в отсутствии движения муки.
6. Техническое обслуживание.

Для обеспечения работоспособности роторного питателя необходимо систематически производить техническое обслуживание и текущий ремонт, следить за герметичностью питателя, регулярно (не реже одного раза в неделю) проверять нагрев подшипников, температура которых не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 20...30 °С.
Для обеспечения надежной и долговечной работы узлов питателя необходимо раз в три месяца вскрыть корпус подшипников для проверки наличия смазки и произвести своевременную смазку. Перед смазкой подшипников и заливкой масла в редуктор все поверхности, расположенные в зоне смазки, должны быть очищены от грязи и пыли.
Во время эксплуатации питателя за счет неплотного присоединения фланцев возможно пыление, которое устраняется подтяжкой болтов соединений. В случае ослабления цепной передачи возможно неравномерное вращение ротора, что устраняется подтяжкой цепи. Причиной неравномерной подачи муки является давление в сети ниже нормы.

7. Методика выполнения работы.

Снимите ограждения ременной и цепной передач и определите: диаметры ступенчатых шкивов на клиноременной передаче и число зубьев на звездочках в цепной передаче; длину кармана и число карманов в роторе; радиус ротора и площадь горизонтального сечения горловины питателя. Поставьте ограждения на прежнее место.
Задайте необходимую частоту вращения с помощью соответствующих шкивов. Включите кнопку "Пуск" и замерьте частоту вращения вала ротора ручным тахометром. Сопоставьте результаты.
Отвесьте 5,0 кг одного из предложенных сыпучих продуктов и засыпьте в приемный патрубок. Определите время дозирования.
Подключите систему пневмотранспорта и замерьте давление на манометре. Определите время транспортирования той же порции продукта.
Поменяйте ступенчатые шкивы на ременной передаче и повторите испытания. Сделайте три-четыре замера и заполните протокол наблюдений (табл. 6.2).

Таблица 6.2  Протокол наблюдений

Задайте длину материалопровода, число отводов и переключателей в пневмотранспортной установке.
По окончании транспортирования выключите привод и очистите лопастной ротор и корпус питателя от частиц продукта. Устраните неисправности, замеченные при проведении испытаний.

8. Расчетная часть.

Рассчитайте теоретическую производительность шлюзового роторного питателя Q(кг/с).

QT= 1,67?10-2 K?F?l?z?n?p,

где К - коэффициент заполнения карманов (К=0,55);
F- площадь поперечного сечения кармана, м ;
l - длина кармана, м;
z-число карманов в роторе;
п - частота вращения ротора, об/мин;
р  - объемная масса сыпучего продукта, кг/м  (для муки р =550 кг/м3);

где R - радиус ротора, м;
к - коэффициент, учитывающий величину площади, занимаемой сечением вала и лопастей ротора (к =1,25).
Определите фактическую производительность питателя Q(кг/с) за время транспортирования tф(с) сыпучего материала

где m- масса дозы сыпучего продукта, подлежащая транспортированию, кг;
tф - продолжительность транспортирования, с.
Сравните  производительность  с  паспортными данными  и  при несоответствии объясните причину.
Определите мощность No(кВт), необходимую для привода ротора питателя

где G- сила трения продукта о стенки, Н (G=const);
Р- удельное давление продукта на поверхность ротора, Н/м2 (для муки Р - 7000 Н/м2);
S - площадь горизонтального сечения горловины питателя, м2;
f- коэффициент трения продукта о продукт (для муки f = 0,65);
v - окружная скорость ротора, м/c;
m - коэффициент, учитывающий сопротивление от трения в подшипниках вследствие трения продукта о стенки ротора (для муки m=1,5);
h-КПД приводного механизма (h=0,8).

Рассчитайте полный расход воздуха Vn(м3/с) при перемещении сыпучего продукта по трубам в потоке воздуха

где a - коэф., учитывающий утечку воздуха в шлюзовом питателе (a=1,8);
r- плотность воздуха, кг/м3 (r=1,2 кг/м);
М- концентрация смеси, кг на 1 кг воздуха, М = 50... 200 кг/кг; (А - коэффициент, зависящий от типа воздуходувной машины: для ротационного нагнетателя воздуха А = 800, для поршневого компрессора Л=1800; L -общая длина материалопровода, м).
Сравните полный расход воздуха с паспортным значением и при несоответствии объясните причину.
Определите   потери   давления   в   материалопроводе Dr1(кПа)
.
Рассчитайте скорость воздуха на конечных участках транспортирования vк(м/с)
,
где vн - начальная скорость воздуха в материалопроводе, м/с (можно принять vн=1,5 м/с).
Определите   потери   давления   на  разгон   материала Dр2(кПа)
,
где п0 - число отводов и переключателей в установке.
Определите потери давления в шлюзовом питателе  Dр3 (кПа)
,
где q - удельный расход воздуха, который можно принять равным 20.
Рассчитайте общие потери давления SDр (кПа)
SDр = Dр1 + Dр2 + Dр3.
Определите необходимое давление нагнетания в пневмотранспортной установке рн(кПа)
рн =1,1SDр.
Рассчитайте потребную мощность электродвигателя компрессора NK(кВт)
,
где h1 - КПД воздуходувной машины (для поршневых компрессоров h1= 0,3...0,5; для воздуходувок h1=0,2...0,5); h2 - КПД привода воздуходувной машины (h20,95...0,9).
Определите диаметр материалопровода d(м)

9. Графическая часть.

Постройте графики следующих зависимостей Q=f(n) для исследуемых сыпучих продуктов (мука, соль, сахар).
Проанализируйте полученные графические зависимости и сделайте статическую обработку результатов.
Выполните рабочий чертеж одной из деталей шлюзового роторного питателя (лопастной ротор, ступенчатый шкив).