Устройство для измерения параметров сдвигового течения слоёв в сыпучем теле

Устройство для измерения параметров сдвигового течения слоёв в сыпучем теле.

Устройство относится к техническим измерениям, а именно к измерениям величины силы сопротивления при относительном сдвиге слоёв в сыпучем теле (силы трения между слоями) и величины сдвига каждого слоя в зависимости от его расположения по высоте в сыпучем теле и величины ускорения силы инерции.

Областью применения являются отрасли промышленности строительная, химическая, горно-обогатительная, где используются и обрабатываются сыпучие материалы, в том числе, сельскохозяйственное производство, перерабатывающая промышленность, где зерноочистительные и сортировальные машины работают на основе использования послойного сдвигового течения зерновой среды на рабочих органах (решетах, ситах) под действием сил инерции возвратно поступательного или кругового движения. Для настройки их на оптимальные режимы необходимо измерять параметры сдвигового течения обрабатываемой сыпучей среды.

Известно устройство для определения динамических коэффициентов сопротивления сдвигу слоёв в сыпучем теле и величины их сдвига, разработанное В.В. Гортинским (Труды ВИМ. Т. 34 М 1964г. Стр 121.) в статье «Сортирование сыпучих тел при их послойном движении по ситам». Копия статьи и схема данной установки В.В. Гортинского даны в приложении к заявлению.

Устройство В.В. Гортинского содержит:

- тележку с боковыми пластинами из прозрачного материала, движущуюся по рельсам;

- двухступенчатого барабана, который с помощью нити и груза перемещает тележку;

- тормозное фрикционное устройство;

- записывающее устройство (индуктивный датчик) для измерения скорости движения тележки.

Недостатками данного устройства является то что:

1.  Главная цель устройства – измерение силы сопротивления сдвигу слоёв зерна не определяется непосредственным измерением на приборе, а рассчитывается через косвенные измерения величины сдвига, кинетическую энергию и коэффициенты учитывающие физико механические свойства зерна (см. стр. 124-127). По признанию автора (стр. 128) «При многократном повторении опытов с одним и тем же сыпучим телом наблюдается рассеяние значений величины сдвига – S и сопротивление сдвигу – f пр для одних и тех же слоёв зерна.».

2.  Отсутствует записывающее устройство при определении силы сопротивления сдвигу, и силы инерции в момент сдвига.

3.  Для создания силы инерции применяется фрикционное  тормозное устройство, у которого величина силы торможения в опыте постоянная, следовательно, сила инерции, действующая на зерновую среду будет постоянной величиной. В то время, как на реальных машинах, ускорение силы инерции j изменяется по гармоническому закону от 0 до j max.

Рис.1 Изменение ускорения силы инерции при торможении: - а) в сортировальных машинах – в) – в приборе В.В. Гортинского.

4. Величина силы инерции и ее ускорение определяются расчетным путем, что усложняет определение параметров сдвига и снижает их точность.

Цель изобретения – повышение точности и производительности труда при определении физико-механических свойств сыпучей среды, необходимых