Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Угол естественного откоса метод определения

Машины непрерывного транспорта

Классификация и основные виды транспортирующих машин

Транспортирующие машины различаются:

по способу передачи перемещаемому грузу движущей силы:
действующие при помощи механического привода;
самотечные устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести;
устройства пневматического и гидравлического транспорта, в которых движущей силой является поток воздуха или струя воды

по характеру приложения движущей силы и конструкции: с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом); без тягового элемента

по роду перемещаемых грузов: для насыпных и для штучных грузов

по направлению и трассе перемещения грузов:
вертикально замкнутые, которые располагаются в вертикальной плоскости и перемещают грузы по трассе, состоящей из одного или нескольких прямолинейных отрезков;
горизонтально замкнутые, которые располагаются в одной горизонтальной плоскости на одном горизонтальном уровне по замкнутой трассе;
пространственные, которые располагаются в пространстве и перемещают грузы по сложной пространственной трассе с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками

По характеру движения грузонесущего (рабочего) элемента различают конвейеры с непрерывным движением; с периодическим (пульсирующим) движением (поступательное, возвратно-поступательное, вращательное, колебательное)

Способы перемещения грузов

На непрерывно движущемся несущем элементе в виде сплошной ленты или настила (ленточные, пластинчатые, цепенесущие конвейеры);
В непрерывно движущихся рабочих элементах в виде ковшей, коробов, подвесок, тележек (ковшовые, подвесные, тележечные, люлечные конвейеры, эскалаторы, элеваторы);
Волочением по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками (скребковые конвейеры);
Волочением (проталкиванием) по неподвижному желобу вращающимися винтовыми лопастями (винтовые конвейеры);
Пересыпанием и продольным перемещением во вращающейся трубе – гладкой или с винтовыми лопастями (транспортные трубы);
Скольжением под действием сил инерции или перемещением микробросками по колеблющемуся желобу или трубе (качающиеся инерционные и вибрационные конвейеры);
На колесах или на тележках по путям, уложенным на полу помещения вне конструкции конвейера (грузоведущие конвейеры);
Поступательный перенос на отдельные фиксированные участки по длине (шагающие конвейеры);
В закрытой трубе непрерывным потоком во взвешенном состоянии в струе движущегося воздуха или отдельными порциями под действием струи воздуха (установки пневматического транспорта, пневмопочта, пневмоконтейнеры);
В желобе или трубе под действием струи воды (установки гидравлического транспорта);
Перемещением ферромагнитных грузов в трубе или желобе под действием бегущего магнитного поля (соленоидные конвейеры)

Характеристика производственных, температурных и климатических условий окружающей среды

При проектировании и эксплуатации машин непрерывного транспорта необходимо учитывать производственные, температурные и климатические условия окружающей среды. Окружающая среда характеризуется составом и массовой концентрацией пыли, влажностью воздуха, насыщением его парами химических веществ, газами, вредно действующими на детали конвейера; температурой (климатическими условиями); пожаро — и взрывоопасностью

Исполнения конвейеров для районов с климатом:
У – умеренным;
ХЛ – холодным;
ТВ – влажным тропическим;
ТС – сухим тропическим;
Т – сухим и влажным тропическим;
О – общеклиматическое исполнение (на суше).
Если конвейер располагается в нескольких помещениях с различными производственными и температурными условиями, то в качестве расчетной базы применяют наихудшие условия эксплуатации

Характеристика транспортируемых грузов

Насыпные грузы – это массовые навалочные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые навалом (руда, уголь, торф, щебень, зерно, песок, цемент)

Свойства насыпных грузов: кусковатость (размер и форма частиц); плотность; влажность; угол естественного откоса; подвижность частиц; абразивность; крепость; коррозионность; липкость; ядовитость; взрывоопасность; способность самовозгораться, слеживаться, смерзаться

Кусковатость (гранулометрический состав) – это количественное распределение частиц груза по крупности

Насыпной груз подразделяется на следующие группы:
пылевидный (цемент) до 0,05 мм
порошкообразный (мелкий песок) 0,05–0,49 мм
зернистый (зерно) 0,5–9 мм
мелкокусковой (щебень) 10–60 мм
среднекусковой (уголь) 61–199 мм
крупнокусковой (руда) 200–500 мм
особо крупнокусковой (камни, валуны) более 500 мм

Плотность груза – это отношение его массы к занимаемому объему

Распределение насыпных грузов по плотности

Группы грузовПлотность ρ, т/м 3
Легкие (торф, кокс, мука, древесные опилки)До 0,6
Средние (зерно, каменный уголь, шлак)0,6 – 1,6
Тяжелые (порода, гравий, щебень, песок)1,6 – 2,0
Особо тяжелые (руда, камень)2,0 – 4,0

Влажность насыпного груза ωв (%) – это отношение массы содержащейся в грузе воды к массе высушенного груза:
ωв = (mвmс) 100 / mс,
где mв и mв – массы порций влажного и просушенного грузов

Угол естественного откоса груза φ – угол между образующей конуса из свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью
Различают углы естественного откоса груза в покое φ и в движении φ, φ ≈ 0,35φ

Подвижностью частиц груза определяется площадь сечения груза на движущейся опорной плоскости (лента или настил конвейера)

Группы подвижности частиц грузов

Подвижность частиц грузаНасыпные грузыУгол естественного откоса груза в покое φ, градРасчетный угол естественного откоса груза в движении φ, град
ЛегкаяАпатит, сухой песок, сухая галька, пылеуголь30 – 3510
СредняяВлажный песок, формовочная земля, каменный уголь, камень, щебень, торф40 – 4515
МалаяСырая глина, гашеная известь50 – 5620

Абразивность – это свойство частиц насыпного груза изнашивать со-прикасающиеся с ним во время движения рабочие поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы:
А – неабразивные;
В – малоабразивные;
С – средней абразивности;
D – высокой абразивности

Крепость (крепкость) груза характеризуется коэффициентом крепости:
kкр = σсж / 10,
где σсж – предел прочности образца груза при сжатии (МПа)

Слеживаемость – способность насыпного груза (глина, соль, цемент) терять подвижность при длительном хранении

Липкость – способность насыпного груза (глина, мел) прилипать к твердым телам во влажном состоянии

Конвейерные ленты

Резинотканевая лента
Преимущества резинотканевой ленты: универсальность выполнения стыкового соединения; повышенная стойкость к продольным порывам; эластичность и высокая амортизационная способность при динамических нагрузках. Недостатки резинотканевой ленты: большое относительное удлинение (до 4%); увеличенные диаметры барабанов при большом числе прокладок

Резинотросовая лента
Преимущества резинотросовой ленты: высокая прочность; малое относительное удлинение при рабочих нагрузках (до 0,25%); повышенный срок службы. Недостатки резинотросовой ленты: большая масса; сложность выполнения стыкового соединения; склонность к продольным порывам и перегибам в вертикальной плоскости

Ленты серии WINPIPE — бесшовные резинотканевые ленты с гладкой и рифленой рабочей поверхностью, которые имеют абсолютно одинаковую толщину и прочность во всех частях ленты, исключительно прямолинейный пробег; улучшенную гибкость, которая позволяет использовать шкивы с меньшим диаметром. Бесшовные ленты выпускаются кольцами, длинной до 24 м, шириной до 2200 мм, прочность лент до 1250 Н/мм. Ленты серии WINPIPE применяются на конвейерных весах, магнитных сепараторах, ленточных питателях, дозаторах и другом оборудовании

Перфорированные ленты
Ленты-сито (перфорированные ленты) используются для обезвоживания сыпучих материалов, для пескоструйных и дробеструйных установок; усилены поперечными ребрами жесткости; изготавливаются из резины и полихлорвинила в открытом и в закольцованном исполнении

Металлические конвейерные ленты

Металлические конвейерные ленты выполняются сплошными стальными и проволочными (сетчатыми)

Стальные ленты изготавливают из углеродистой стали 65Г и 85Г и из коррозионностойкой стали и разделяют на: цельнокатанные шириной 400–1200 мм; продольно-стыкованные, соединенные из нескольких отдельных узких лент сваркой

Толщина стальных лент составляет 0,8–1,0 мм, прочность на разрыв 900 МПа. Стальную ленту из углеродистой стали применяют для транспортирования горячих грузов t = 120 ºС при неравномерном и до 500 ºС при равномерном нагреве в печи. Конвейеры со стальной лентой применяют на предприятиях пищевой промышленности; при производстве бетонных плит, листов пластмассы, в моечных, сушильных и холодильных установках; гладкая поверхность стальной ленты позволяет транспортировать на ней липкие и горячие грузы; концы стальной ленты соединяют внахлестку заклепками или сваркой. Стальная лента на 30% легче и почти в 5 раз дешевле прорезиненной (при равной ширине и прочности)

Сетчатые (проволочные) ленты применяются для транспортирования штучных и кусковых грузов через закалочные, нагревательные, обжиговые и сушильные печи; для выпечки хлебных и кондитерских изделий; в моечных, обезвоживающих, охладительных, сортировочных установках; в камерах шоковой заморозки продуктов; при производстве стеклянных и керамических изделий.
Сетчатые ленты выполняются плоскими без бортов и с бортами высотой 90–100 мм, собираются из отдельных проволочных элементов (звеньев), обладают высокой прочностью, малым удлинением, равной прочностью, как в стыках, так и в любом другом сечении и могут огибать барабаны малого диаметра. Металлические конвейерные сетки находят широкое применение в современной промышленности, широкий диапазон температур от –60°С до +1200°С и различные варианты конструкции позволяют использовать конвейерные сетки в тех условиях, когда другие материалы не работают

Полимерные конвейерные ленты имеют рельефную рабочую поверхность и предназначены для использования на наклонных транспортерах, так как имеют низкий коэффициент скольжения, основная область применения – конвейеры для упаковки, транспортирования грузов с неровной (необработанной) поверхностью и органических продуктов россыпью. Подбор материала ленты осуществляется в зависимости от области применения: полипропилен, полиэтилен, ацетат, нейлон

Читать еще:  Откосы для секционных ворот

Различные добавки в состав полимеров позволяют подобрать ленту, которая будет соответствовать требуемым условиям эксплуатации: устойчивость к высоким (+150 °С) или низким (–70 °С) температурам, влажности, абразивности или возможности порезов; устойчивость к минеральным маслам и жирам, химическая устойчивость, антистатичность.
Полимерные конвейерные ленты применяются в различных областях промышленности: пищевой, текстильной, деревообрабатывающей, аэрокосмической, нефтехимической, в машиностроении

Преимуществами полимерных лент являются высокое качество, обеспечивающееся использованием высокотехнологичных материалов, которым могут быть заданы нужные свойства; экологически чистое сырье; широкий температурный диапазон (от –73 до +150 °С); удобство и легкость очистки

Модульные полимерные ленты применяются для транспортирования конвейерами продуктов пищевой, легкой, деревообрабатывающей, текстильной промышленности, полиграфического производства, упаковки и в кондитерской промышленности.
Модульные ленты выполняются из термопластичных пластмассовых модулей, которые соединены между собой прочными пластмассовыми стержнями, цельная конструкция из пластмассы обеспечивает долгий срок службы, кирпичное соединение создает возможность для сборки различной ширины и обеспечивает высокую боковую и диагональную прочность и жесткость

При использовании модульных лент имеется возможность изменения длины ленты добавлением или удалением модулей при ее постепенном вытягивании, наращивании или сокращении длины самого конвейера.
Преимуществами модульных полимерных лент являются большое количество и разнообразие их типов; широкий диапазон рабочих темпера-тур (от –70°С до +190°С); удобство монтажа и демонтажа; ремонтнопригодность; большой диапазон варьирования площади контакта продукта с лентой (от 10% до 90%); возможность обработки моющими горячими и активными растворами; допуск к контакту с пищевыми продуктами (нетоксичны); устойчивость к химическим веществам

Устройство для определения углов естественного откоса и обрушения сыпучих материалов

Номер патента: 1083069

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХпсцамппнескикРЕСПУЬЛИН 01 В 512 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ олненную в ным торцом нии с тельно говращения и узел, ои, что, си пэмерени ерегородкоина внутрена так, что с осьюЦЗ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВ(4 б) 30.03.84. Вол. У 12 (72) М.П. Макевнин, В.Л. Негров, В.ф. Першин и М.М. Свиридов (71) Тамбовский институт химического машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 478192, кл,. 6 01 С 9/00, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА И ОБРУШЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее 801083069 А основание, емкость, вып виде цилиндра с прозрач установленную на основа можностью вращения отно ризонтальной оси, приво цилиндра и измерительны лнчающееся те целью повьпдения точност оно снабжено вогнутой и консольно закрепленной ней поверхности цилиндр свободный край совпадае вращения цилиндра.108Изобретение относится к техническим измерениям, а именно к измерениям углов, образуемых при перемещении сыпучих материалов,Известно устройство для определения углов естественного откоса иобрушения сыпучих материалов, содержащее основание, емкость, выполненную в виде цилиндра с прозрачным торцом и установленную на основании с 1 Овозможностью вращения относительногоризонтальной оси, привод вращенияцилиндра и измерительный узел Г 11Недостатком известного устройстваявляется влияние эффекта подпора 15сыпучего материала в нижней частиоткоса поверхностью цилиндра, чтовлияет на точность измерений.Цель изобретения — повьппение точ»ности измерений. 20Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для определенияуглов естественного откоса и обрушения сыпучих материалов, содержащееоснование, емкость, выполненную в 25виде цилиндра с прозрачным торцоми установленную на основании свозможностью вращения относительногоризонтальной оси, привод вращенияцилиндра и измерительный узел,снаб- З 0жено вогнутой перегородкой, консольно закрепленной на внутренней поверхности цилиндра так, что ее свободныйкрай совпадает с осью вращенияцилиндра.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 » то же, вид А нафиг,1.Устройство содержит основание 1,емкость, выполненную в виде цилиндра 402 с прозрачным торцом 3, установленного с возможностью вращения относительно горизонтальной оси 4. На внут 3069ренней поверхности цилиндра 2 консольно закреплена вогнутая перегородка 5 так, что ее свободный край совпадает с осью вращения цилиндра 2.На основании 1 установлен привод 6вращения цилиндра. В состав устройства входит измерительный узел 7.Устройство работает следующимобразом.Навеска исследуемого сыпучего материала 8, взятого в количестве, достаточном для заполнения приблизительно 1/6 объема цилиндра 2, засыпается в последний. Измерительныйузел 7 настраивается таким образом,чтобы начало координат совпадалос осью вращения цилиндра 2 и соответственно с краем перегородки 5.Включают привод 6 на медленное вращение. Сыпучий материал 8 при вращении цилиндра 2 попадает на вогнутуюперегородку 5 и при достижении определенного положения цилиндра 2 начинает ссыпаться с перегородки, Вэтот момент выключают привод 6, прекращая вращение цилиндра 2, и, подождав пока закончится осыпание материала 8 через край перегородки 5, измеряют угол, образованный открытойповерхностью сыпучего материала 8на перегородке 4,и горизонталью,т.е. :угол естественного откоса. Послеизмерения угла естественного откоса,повторно включают привод 6 и измеряют угол между открытой поверхностьюсыпучего материала 8, расположенногона перегородке 5, и горизонтальюв момент начала ссыпания материала сперегородки 5, т.е. угол обрушения.Предлагаемое устройство позволяетповысить точность измерения угловестественного откоса и обрушения сыпучих материалов.1083069 ставитель Н. Бочаровхред М.Кузьма Коррект Редактор С. Юско Шекмар Заказ 172 илиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектн Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, 87 Подписное рственного комитета ССС изобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.

Заявка

ТАМБОВСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

МАКЕВНИН МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ, НЕГРОВ ВЛАДИМИР ЛЕОНИДОВИЧ, ПЕРШИН ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ, СВИРИДОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

Исследование физико-механических свойств продуктов размола зерна

  • Переработка
  • качество
  • кукуруза
  • мукомольное производство
  • переработка
  • пшеница
  • ячмень

На сегодняшний день возможности использования рассевов практически исчерпаны, и возникла необходимость в разработке новых способов разделения продуктов размола с использованием пневмоцентробежных структур, что является актуальной задачей, связанной как с вопросом энергосбережения, так и с эффективной работой центробежных сепараторов [1].

Объект и методы исследований

В качестве объекта исследований рассматривается процесс разделения продуктов измельчения зерна в пневмовинтовом потоке и технические средства для его осуществления. Для раскрытия физической сущности процесса требуется изучить физико-механические свойства частиц, полученных при размоле зерна, определяющие характер их взаимодействия с воздушным потоком и винтовой поверхностью.

В ходе исследования были использованы стандартные методы определения аэродинамических и физико-механических свойств сыпучих материалов.

Целью исследования является определение физико-механических свойств, влияющих на процесс центробежной классификации в пневмовинтовом канале. Для достижения указанной цели необходимо определить:

  • аэродинамические свойства продуктов размола зерна;
  • угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания;
  • оптимальные параметры разделения в пневмовинтовом потоке.

В связи с поставленными задачами на базе кафедры механизации животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции Инженерного института ФГОУ ВПО НГАУ проводились экспериментальные исследования по определению физико-механических свойств продуктов размола зерна после I дранной системы.

При разных условиях сортирования частиц интересующих нас смесей достаточно наглядным показателем аэродинамических свойств, или критерием разделяемости смеси на компоненты, служит скорость витания υв, если она классифицирована по характерным признакам (качество, крупность) частиц компонентов [1].

Результаты исследования

Скорость витания продуктов размола зерна определяли с помощью действующего пневмоклассификатора типа РПК-30 (рис. 1), пульта контрольно-измерительных приборов (амперметр, вольтметр), трансформатора, весов лабораторных ВМ 512 (весы, соответствующие высокому II классу точности по ГОСТ 24104-2001), манометра дифференциального цифрового ДМЦ-01 М, шлангов силиконовых, линейки миллиметровой, сита, трубок Пито в соответствии с ГОСТ 8.361-79.

Для определения скорости витания частиц проводится тарировка пневмоклассификатора. Скорость потока в пневмопроводе 3 замеряется манометром 9 дифференциальным цифровым ДМЦ-01 М и трубкой Пито 10 по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Число точек замера принято равным 10 при диаметре пневмопровода 55 мм.

Рис. 1. Лабораторная установка

Замер осуществляется следующим образом: трубку Пито подсоединяют к мано­метру и наконечник трубки помещают в точки замера от первой до десятой. Показания микроманометра регистрируют, по полученным данным строят тарировочный график зависимости скорости воздушного потока в пневмопроводе от напряжения на обмотке электродвигателя привода вентилятора.

В стол 7 встроен рычажный механизм 6, который поднимает и опускает стойку, прижимающую стакан 4 с навеской, выполненный с сетчатым дном, масса навески варьирует в пределах от 0 до 30 г.

Исходную навеску исследуемого материала массой 10 г засыпают в стакан 4, который встраивается в пневмопровод 3, крепящийся к стойке, находящейся в положении «НИЗ». Рычажным механизмом 6 стойку поднимают в положение «ВЕРХ», тем самым прижимая стакан 4 к верхней части пневмопровода, соединенного с циклоном 2.

Частота вращения рабочего органа вентилятора регулируется трансформатором за счет изменения напряжения электрической цепи двигателя.

Технологический процесс работы пневмоклассификатора происходит следующим образом: вентилятор создает в циклоне разрежение, которое передается по пнемвопроводу 3, создавая в нем восходящий поток воздуха, частицы материала, находящиеся в стакане 4, начинают подниматься (витать), легкие частицы выносятся в циклон 2 и осаждаются в стакан 5. Выделенную фракцию из стакана 5 убирают и увеличивают напряжение электрической цепи двигателя вентилятора, тем самым увеличивая восходящий поток воздуха, который выносит частицы, скорость витания которых меньше скорости потока. После того как из стакана 5 удаляют следующую фракцию, опыт повторяют до тех пор, пока в стакане 4 остается исследуемый материал. В ходе пневмоклассификации продуктов размола зерна после трех повторностей получены зависимости полноты извлечения по скоростям витания, данные приведены в табл. 1.

Читать еще:  Книга юлии шиловой все под откос

Таблица 1. Результаты пневмокласификации продуктов размола зерна после I дранной системы

ПоказательСкорость витания, м/с
1,251,51,7522,252,52,7533,253,53,7544,55
Масса, г0,090,40,810,750,580,232,681,131,41,20,340,120,10,17
Полнота извлечения, %0,948,17,55,82,326,811,314123,41,211,7

По данным таблицы построен график зависимости полноты извлечения продуктов размола зерна после I дранной системы по скорости витания (рис. 2). Проанализировав график, можно сказать о том, что продукты размола по скорости витания условно можно разделить на три класса: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.

Рис. 2. Полнота извлечения продуктов размола зерна в зависимости от скорости витания

Кроме того, следует отметить, что при пневмоклассификации продукты размола разделяются не только по размеру, но и по добротности (удельной плотности), в отличие от сит, которые разделяют лишь по размерным характеристикам. Таким образом, применение пневмоклассификации в мукомольном производстве является актуальной задачей, связанной с возможностью объединения двух операций: сортирование продукта по величине и его обогащение без применения ситовеек.

Определение угла естественного откоса проводилось согласно имеющимся методикам [2, 3].

Рис. 3. Схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов: 1 — штатив; 2 — воронка; 3 — разборная доска; 4 — конус; 5 — угломер

Углом естественного откоса называют угол α, образуемый линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина угла естественного откоса зависит от сил трения, возникающих при перемещении частиц сыпучего материала относительно друг друга, и сил сцепления между ними. Угол α может быть измерен с помощью простейшего устройства, изображенного на рис. 3, 4.

В кронштейне штатива 1 устанавливается воронка 2 так, чтобы нижний срез воронки располагался над разборной доской 3 на расстоянии 150 мм.

Взвешивают навеску исследуемого материала не менее 100 г и засыпают в воронку 2 при закрытой заслонке.

Материал выпускают из воронки 2 на разборную доску 3, плавно открывая заслонку, в результате чего там образуется конус 4 из материала.

Затем с помощью угломера 5 измеряют угол наклона α образующей этого конуса к горизонту — угол естественного откоса исследованного материала (рис. 3).

Величина угла α зависит от состояния поверхности опорной площадки. Чем меньше шероховатость этой поверхности, тем меньше угол естественного откоса. Снижается значение угла α и в том случае, когда горизонтальная опорная поверхность вибрирует.

Согласно данной методике проводились исследования по определению угла естественного откоса для продуктов размола зерна, предварительно разделенных по скоростям витания. Данные по эксперименту представлены в табл. 2.

Таблица 2. Угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания частиц, град.

№ п/пСкорость витания частиц, м/сПродукты размола зерна после I дранной системы
до 2до 3до 4свыше 4
13646484348
23744474248
33645484347
Среднее36,34547,642,647,6

По данным табл. 2 можно сделать вывод, что при скоростях витания до 2 м/с выделяется основная часть мелкой крупки. С ростом скорости витания угол естественного откоса увеличивается, что обусловлено большим количеством оболочек в выделяемой фракции, что способствует увеличению внутреннего трения. Однако при скорости витания свыше 4 м/с угол естественного откоса уменьшается, что свидетельствует о снижении количества оболочек в выделенной фракции и наличии в ней крупной крупки.

Все это подтверждает возможность разделения продуктов размола зерна как минимум на три фракции аэродинамическим способом.

Выводы

  1. В ходе определения аэродинамических свойств продуктов размола зерна отмечена возможность разделения исходной смеси на классы по скоростям витания: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.
  2. Определение угла естественного откоса продуктов размола зерна после I дранной системы, разделенных по скоростям витания, также показало возможность пневмосепарации на три класса: I — до 2 м/с; II — от 2 до 4 м/с; III — свыше 4 м/с.
  3. При создании определенной структуры воздушного потока в пневмовинтовом канале возможен процесс разделения продуктов размола зерна на фракции по крупности и удельной плотности.

Литература

  1. Мезенов А.А. Разделение продуктов размола зерна в пневмоцентробежных потоках: дис… канд. техн. наук. — Новосибирск, 2007. — С. 32.
  2. Шубин И.Н. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: учеб. пособие. / И.Н. Шубин, М.М. Свиридов, В.П. Таров. — Тамбов: изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. — С. 76.
  3. Standard shear testing technique for particulate solids using the Jenike shear cell. The institut of chemicalengineer European federation of chemical engineenering — Published by the Institution of Chemical Engineers, George E. Davis Building, 165-171 Railway Terrace, Rugby, Warwickshire, CV21 3HQ, England, 1989. — P. 46.

Пшенов Е.А., аспирант

Новосибирский государственный аграрный университет

Инженерно-геологические характеристика и оценка илов

Илами называются современные осадки, образовавшиеся главным образом в результате накопления мелко- и тонкодисперсного материала механическим или химическим путем на дне морей, лагун, озер, болот, водохранилищ и на поймах рек. В соответствии с этим следует различать илы морские, лагунные, озерные, болотные и аллювиальные. Пространственно они связаны только с теми или иными водоемами и являются их современными свежеотложившимися, слабыми, водонасыщенными осадками, обладающими рядом характерных особенностей. Эти особенности и представляют первостепенный интерес при определении методики полевых и лабораторных исследований их физико-механических свойств, при оценке прочности, деформируемости и устойчивости как в условиях естественного залегания, так и под воздействием инженерных сооружений, а также при определении условий производства строительных работ.

По гранулометрическому составу илы могут быть супесчаными, суглинистыми, глинистыми, а также мелко и тонкозернистыми песчаными. Крупно- и грубообломочные современные отложения — песчаные, гравийные, галечные и др —илами не называют. Следовательно, илы — это отложения определенных фациальных условий. Для них характерно повышенное (до 2—3%) или высокое (до 10—12%) содержание органики, уменьшающееся с глубиной. В засушливых климатических зонах они иногда содержат водорастворимые соли в тонкодисперсном виде или в виде крупных кристаллов, друз, прослойков и слоев. Среди глубоководных современных осадков распространены илы из вестковистые и др. В типичных терригенных глинистых и песчаных илах обычно высокое содержание пылеватых частиц. Поэтому илы наиболее часто имеют пелитовую, алевропелнтовую, фитопелитовую, мелко- и тонкозернистую псаммитовую, алевропсаммитовую и фитопсаммитовую структуры. Текстура их различна, но чаще они однородные — «массивные» или неяснослоистые, реже — циклически-слоистые.

В минеральном составе тонкодисперсной части морских илов обычно преобладают глинистые минералы из группы гидрослюд и монтмориллонита, а в составе илов пресноводных бассейнов также из группы гидрослюд и каолинита. В грибодисперсной части преобладают главным образом первичные реликтовые минералы. Нередко в илах наблюдается повышенное содержание карбонатов даже в тонкодисперсной части. В составе поглощающего комплекса как морских, так и пресноводных илов обычно основное место занимают Ca2+ и Mg2+, а Na+ и К+ подчиненное, хотя от этой закономерности бывают и отклонения. Емкость поглощения изменяется в широких пределах в зависимости от их глинистости, гумусированиости и т.д.

Как уже отмечалось ранее, в каждом свежеотложившемся осадке, образующем толщу илов, происходят процессы диагенеза, изменяющие состав, состояние и свойства осадков и превращающие их в горные породы. Эти процессы развиты в толще илов, измеряемой единицами, реже одним-двумя десятками метров

Таким образом, илы как осадки субаквального происхождения являются образованиями начальной стадии формирования мелко- или тонкозернистых песчаных и глинистых пород. Поэтому на суше они существовать не могут так же, как и на больших глубинах под толщей других отложений. Точно так же не может быть по своей природе иловатых суглинков, супесей и глин, описание которых иногда встречается в литературе.

В период накопления осадков в водном бассейне свободная вода в их составе преобладает над водой связанной, а концентрация минеральных частиц в единице объема осадка мала. Влажность плов обычно достигает 70—80 % и более, коэффициент пористости измеряется единицами, а плотность скелета нередко равна 0,8—0,9 г/см3, показатель относительной влажности Wотн илов измеряется обычно единицами. Минеральные частицы, как и осадок в целом, сильно гидратированы. Взаимодействия между минеральными частицами, возникающие при коагуляции (структурные связи), весьма ослаблены (тысячные доли, мегапаскалей, редко 0,01 МПа), хотя часто и обусловливают их скрытотекучее состояние.

Прочность илов предельно мала, поэтому разделение общего сопротивления их сдвигу на трение и сцепление нецелесообразно. Сопротивление сдвигу илов зависит не от нормального давления, а в основном от скорости развития деформаций. Угол естественного откоса стремится к нулю. При приложении к илам даже малых усилий они быстро переходят в текучее состояние, хотя при экспериментах и обнаруживают некоторое начальное сопротивление — прочность структурных связей. При этом пластическая прочность измеряется тысячными долями мегапаскаля.

Читать еще:  Откосы доборы для дверей порталы для проемов

Под действием вертикальных нагрузок деформации илов характеризуются свободным уплотнением, сопровождающимся выжиманием свободной воды, а при сравнительно быстром приложении таких нагрузок гидродинамическое давление, создающееся в них, вызывает их выпор из-под нагрузки. Коэффициент сжимаемости илов а измеряется 0,2—0,3 МПа, а модуль общей деформации E0 глинистых разностей равен 0,1—0,5 МПа, суглинистых и супесчаных изменяется от 1,0 до 2,0—2,5 МПа.

Илы, как правило, являются отложениями недоуплотненными и чувствительными к изменениям естественного сложения, после механического нарушения которого они способны восстанавливать свое состояние и прочность структурных связей, т. е. обладают способностью к тиксотропным превращениям. Этому способствуют возникновение и развитие явлений синерезиса (сближение частиц под влиянием поверхностных сил с частичным вытеснением воды). Поэтому естественное состояние илов в образцах не сохраняется, даже если они хорошо запарафинированы.

Приведенная характеристика илов указывает на то, что они действительно образования слабые, обладающие характерными, резко выраженными специфическими свойствами. Строительство на них возможно при условии применения специальных мер по искусственному улучшению их свойств (уплотнение, укрепление, дренирование вертикальными песчаными дренами) или обеспечения нечувствительности сооружений к большим и неравномерным осадкам (пояса жесткости, осадочные швы и др.). Проверенным способом строительства на илах является применение свайных оснований и устройство подушек из каменной наброски. Наконец, важнейшее требование — правильное установление предельных нагрузок и сохранение естественного сложения илов в основании фундаментов.

Оборудование для определения насыпной плотности и сыпучести (текучести) порошков в фармацевтике

Порошки служат основой для производства абсолютного большинства лекарств. Часть препаратов выпускается непосредственно в виде порошков – дозированных или недозированных твердых сыпучих лекарственных форм для наружного и внутреннего применения. Порошковые массы также используются при изготовлении таблеток, пилюль, капсул, аэрозолей, мазей, суспензий, пластырей, суппозиториев и др.

Учитывая специфику отрасли, к качеству фармацевтической продукции предъявляются повышенные требования. Поэтому все порошковые субстанции – фармацевтическое сырье, лекарственные средства и готовые препараты – проходят всестороннее тестирование, в процессе которого определяются их характеристики. От достоверности результатов этих измерений зависит качество готовых лекарственных форм, точность дозировки компонентов, биодоступность действующих веществ, и, в конечном итоге, эффективность и безопасность фармпрепарата.

Основные понятия, термины и определения

Порошком называется взвесь твердых частиц вещества в газообразной фазе (воздухе и др.). В зависимости от размера этих частиц, порошки подразделяются на мелкодисперсные (тонкодисперсные), среднедисперсные и крупнодисперсные (грубодисперсные). В фармацевтической промышленности к порошкам также относят гранулы и порошкообразные смеси. Порошковые субстанции различаются по ряду физико-химических и технологических параметров, включая реологические свойства, которые обязательно учитываются в рецептуре и технологии производства.

Важнейшие реологические характеристики порошковых материалов

Сыпучесть или текучесть. Под сыпучестью понимают способность порошков под действием собственной силы тяжести высыпаться (течь) из отверстия какой-либо емкости. Степень сыпучести порошка является комплексной характеристикой и определяется:

  • формой, размером, гранулометрическим составом и распределением по фракциям твердых частиц,
  • влажностью масс,
  • углами естественного откоса и падения,
  • коэффициентами внешнего и межчастичного трения.

В большинстве случаев сыпучесть измеряется по скорости высыпания заданной массы порошка из стеклянной либо металлической воронки определенного размера и геометрии. Текучесть порошков также может быть рассчитана по углу естественного откоса.

Объемная или насыпная плотность (насыпная масса). Насыпной плотностью порошка называется масса единицы измерения его объема при свободном заполнении. Данный показатель нелинейно связан с сыпучестью и является одним из высоко-достоверных способов оценки ее степени.

Реологические свойства порошков оказывает непосредственное влияние на их технологические характеристики. Поэтому определение сыпучести порошков входит в комплекс обязательных аналитических исследований, проводимых в рамках контроля качества лекарственных средств и препаратов из порошкового сырья.

Оценка характеристик порошковых субстанций согласно фармакопейным требованиям

Методы и оборудование для определения технологических характеристик разрешенных к применению в фармацевтическом производстве порошковых субстанций регламентированы требованиями Международной Фармакопеи ВОЗ, а также гармонизированных с нею Европейской (EP), Американской (USP,) и национальных Фармакопей. В I части последнего издания Государственной Фармакопеи РФ (ГФ XII) эти требования носят рекомендательный характер и описаны в общей фармакопейной статье (ОФС) «Степень сыпучести порошка», согласно которой данный показатель «определяется по одному, реже двум критериям. Наиболее распространенными испытаниями являются определение сыпучести (скорости протекания порошка через отверстие) и определение насыпного объема».

Методы и оборудование для определения сыпучести порошка

Для исследования текучести порошка ГФ РФ рекомендованы к использованию виброзащищенные воронки из устойчивой к действию кислот нержавеющей стали различной конструкции (бункер или воронка с выходным стволом). Воронки бункерного типа оснащаются тремя специальными насадками, позволяющими оптимизировать условия анализа разных образцов.

По одной из стандартизированных методик сыпучесть порошка оценивается в «секундах с точностью до 0,1 с, отнесенных к 100 г образца, с указанием типа используемого оборудования, номера насадки». Точность навески исследуемого материала – 0,05%. Измерения производятся не менее 3-х раз.

Результаты могут представляться:

  • в виде среднего значения (при разбежке от этого показателя до 10% включительно),
  • как диапазон значений (при отклонении от среднего более 10%);
  • в форме графика зависимости «масса образца/время истечения».

С использованием аналогичного оборудования степень сыпучести также может определяться по величине угла естественного откоса, измеряемого с помощью угломера и выражаемого в градусах в виде среднего значения.

Фармакопеями EP и USP допускается использование как воронкообразной, так и цилиндрической насадки с отверстием в плоском дне.

Методы и оборудование для определения насыпного объема и насыпной плотности

Схема тестера утряски

Для определения насыпного объема используются стандартизированные методы и специализированные устройства различного типа. В частности, исследование может осуществляться с помощью прибора, в конструкцию которого входит встряхивающий механизм и приспособление для измерения объема (градуированный цилиндр).

Данная методика позволяет определить насыпной объем V и насыпную плотность порошка m/V до и после уплотнения (через 10, 500, 1250 соскоков цилиндра в минуту), а также способность порошковой массы к уплотнению, оцениваемую по разности V0 – V10/500/1250 (индекс сжимаемости и отношение Хауснера по EP и USP).

Согласно рекомендациям Американской и Европейской Фармакопей измерение насыпной плотности порошков можно производить по методу ячейки сдвига (с использованием специальной насадки со сдвигаемым диском, закрывающим отверстие испытательной камеры).

Для измерения насыпной плотности также допускается применение оборудования иного типа, в частности волюметров, удовлетворяющих требованиям статей EP и USP .

Схема Волюметра

Измерение реологических характеристик по любому из вышеописанных методов может производиться в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режиме. Современные высокоточные автоматизированные тестеры сыпучести и насыпной плотности порошков и гранул снабжаются интеллектуальной автоматикой и электроникой, позволяющей в несколько раз повысить эффективность анализа и достичь максимальной воспроизводимости его результатов.

Оборудование Pharma Test для определения реологических характеристик сыпучих материалов

В линейку специализированного фармацевтического аналитического оборудования Pharma Test для определения степени текучести порошков входят высокоточные ручные волюметры Скотта PT-SV100, полуавтоматические тестеры насыпной плотности порошков и гранул PT-TD200 с расширенным функционалом, а также высокотехнологичный многофункциональный автоматический анализатор сыпучести (текучести) порошков и гранул PTG-S4.

Волюметр Скотта PT-SV100 выполнен на прочной станине из коррозиоустойчивой стали. Предназначен для определения насыпного объема и насыпной плотности образца в ручном режиме. Отличается высокой надежностью и предельной простотой эксплуатации. Соответствует требованиям EP и USP

Основные особенности и преимущества прибора:

Тестер PT-TD200 позволяет быстро и точно определить насыпной объем (насыпную плотность) по методам USP и EP . Анализатор состоит из измерительного цилиндра, встряхивающего механизма и электронного блока с программным управлением и ЖК-дисплеем с сенсорными клавишами управления. Прибор автоматически выбирает нужный режим работы в зависимости от объема установленного цилиндра. Загрузка образца в цилиндр, его выгрузка после окончания теста и очистка прибора осуществляется вручную.

Основные особенности и преимущества прибора:

Высокоточный многофункциональный полностью автоматический тестер сыпучести порошков и гранул PTG-S4 характеризуется высокой производительностью и исключительной точностью. Отвечает требованиям EP ( ) и USP ( ). Позволяет быстро, точно и с максимальной воспроизводимостью результатов исследования измерить все основные реологические характеристики образца.

Основные особенности и преимущества прибора:

Все анализаторы текучести и насыпного объема Pharma Test выполняются из современных высокосортных материалов и проходят многократный контроль качества в процессе производства, а также обязательное предпродажное тестирование. Это обеспечивает их полное соответствие заявленным характеристикам и позволяет производителям предоставлять 3-х летнюю гарантию на приборы любого уровня сложности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector