Технологічний розрахунок пристроїв дозування поршневого типу
Вихідними даними для технологічного розрахунку пристроїв дозування в’язкої продукції здебільшого є: технічна продуктивність Z, доз/хв; величина дози W, см3 (мм3); динамічна в’язкість продукції jit, Па*с висота стовпа продукції в бункері Н, м тиск повітря в надрідинному просторі бункера Рх, Па; геометричні параметри дозувального циліндра D, м; каналу насадки d0 і каналу крана. Розрахункова схема поршневого дозатора наведена на рис. 3. 110.
|
Рис. 3.110. Розрахункова схема поршневого дозатора: 1 — бункер; 2 — дозувапьний циліндр; 3 — поршень; 4 — кран; 5 — насадка; б — важіль привода |
Тривалість кінематичного циклу роботи поршневого дозатора можна визначити як суму тривалостей:
Тк = tH + teun + 2 • , (3.127)
Де tH — тривалість наповнення дозувального циліндра продукцією; him — тривалість випорожнення дозувального циліндра від продукції;
Tm — тривалість включення і спрацювання запірної арматури на наповнення і випорожнення дозувального циліндра.
Тривалість кінематичного циклу визначається із заданої продуктивності:
Тк — — — 60, с (3.128)
Z
Якщо прийняти припущення, що в’язка продукція в режимі
Формування дози може характеризуватися як ньютонівська рідина, то
Тривалість формування дози визначається:
(3.128)
Де /еф — ефективна площа поперечного перерізу каналу крана, для
|
|
|
Круглого перерізу |
/і0 — коефіцієнт втрат швидкості переміщення продукції в дозаторі, на проектному етапі розрахунків можна приймати //„ в межах 0,6-0,8; g — гравітаційна стала, 9,81 м/с2;
ЛР — додатковий напор переміщення продукції, створений різницею тисків у надрідинному просторі бункера і ступенем розрідження в дозувальному циліндрі, АР=РІ—Р2′,
[ — тиск в надрідинному просторі бункера;
Р2 — тиск розрідження, створюваний поршнем у дозувальному циліндрі;
Р — питома маса продукції.
Для кранової запірної арматури ~ 0,5…0,6 с. Визначивши і прийнявши значення і Івкя із формули (3.127) визначають тривалість випорожнення дозувального циліндра від продукції:
(3.129)
|
|
Якщо одержане значення Івип є від’ємним, то здійснюють пошуки технічних рішень для зменшення ІЦ. Деякі із них: підвищують тиск Рх збільшують до можливих значень [,ф збільшують Н. У випадку, коли перераховані заходи не призводять до позитивного результату, приймають рішення про встановлення кількох дозаторів.
Якщо одержане значення є додатнім, то визначають необхідне зусилля, з яким буде діяти поршень на продукцію на стадії випорожнення дозувального циліндра.
Врахувавши прийняте припущення, що в’язка продукція на стадії фасування характеризується як ньютонівська, і додатково припустивши, що с/, ~ сІ(] та режим витікання є ламінарним, то можна використати формулу Пуазейля, яка функціонально зв’язує пропускну здатність насадки з тиском поршня на продукцію:
П _ (Р3-Р4)-<4 128 • /и ■ І
Де Рг — тиск на продукцію з боку поршня в дозувальному циліндрі;
Р4—тиск навколишньої о середовища, куди переміщається продукція, здебільшого приймають Р4 = 0,1 МПа;
/и — динамічна в’язкість продукції;
/ — довжина насадки.
Для визначення функціональної залежності між Р3 і /н прирівняємо пропускну здатність каналу насадки і дозувального циліндра.
Гт
П2 =—— Ц), (3.131)
Де П2 — пропускна здатність дозувального циліндра;
И0 — середня швидкість переміщення поршня на стадії випорожнення
TOC o "1-5" h z _ 5 4IV
Дозувального циліндра, оя————— =——————- ;
|
Вин |
Кш лО • і. 4 • ]У
Б — хід поршня, визначається 5 =—————— .
|
(3.132) |
Ж (Р3-Р4)*;Ц
Кш 128 • /л • /
Звідки
128 • И • І ■ IV
Рз=——— ^ ~ + Р4- (3-133)
Я ‘ **0 ’ Кип
Зусилля на штоку поршня, що з відповідним припущенням дорівнює зусиллю на штоку пневмоприводу або важеля електромеханічного приводу, визначимо:
SHAPE \* MERGEFORMAT 
|
(3.134) |
|
Я = Р |
Т£>2 тЮ2 (128ііЖ Л
+ г4
У випадку застосування пневмоприводу, при заданому тиску повітря в магістралі, можна визначити, а потім по каталогах підібрати пневмоциліндр:
Леї;
Д=—ЧЛ<-/>в), (3-135)
ЗВІДКИ
«/„= ■——- ———— , (3-136)
Де сІц — внутрішній діаметр пневмоциліндра;
Рм — тиск повітря в магістралі, здебільшого Рм = 0,5-0,6 МПа;
Ра — атмосферний тиск, приймають Ра~ 0,1 МПа.
У випадку застосування електромеханічного приводу доцільно визначати витрати електроенергії:
|
128 /иМ „ + Р, |
|
Ц’ N = Rv=— |
Лоо.».т/ Л
(3.137)
Вип 0 віт у
На стадії визначення витрат енергії для випорожнення дозувального циліндра може також виникати потреба у прийнятті рішення щодо зменшення /вда або встановлення кількох дозувальних пристроїв.
Точні розрахунки, або перевіркові, здійснюють за значно складнішими математичними моделями, в яких враховані фізико-механічні характеристики продукції, конструктивні виконання каналів переміщення продукції; точність руху виконавчих механізмів тощо. Такі розрахунки є спеціальними і їх методика приведена в наукових працях дослідників.
ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ19 июля, 2013