Введение
В последние годы при создании новых композиционных материалов с помощью порошковых технологий используют углеродные наноматериалы [1]. Эти наноматериалы добавляются в основной состав смеси в очень малых количествах, менее 0,01%, поэтому отклонения производительности от заданных значений должны быть минимальны, а промежутки времени, в течении которого отбираются пробы должны быть соизмеримы с временем пребывания материалов в смесителе [2].
Цель данной работы заключается в проверке пригодности двухстадийной технологии для непрерывного дозирования углеродных наноматериалов с производительностью менее 100 грамм в час.
Лабораторный дозатор и методика проведения эксперимента
Анализ способов непрерывного весового дозирования и устройств для их реализации [3] показал, что наиболее перспективной, с точки зрения повышения точности, является двухстадийная технология [4] сущность которой заключается в том, что на первой стадии формируются отдельные порции, а на второй – порции преобразуются в непрерывный поток.
Один из вариантов устройства для реализации двухстадийного непрерывного весового дозирования на базе ленточного транспортера [5] показан на рис. 1. Порции углеродного материала с определенным весом ∆P подавались в бункер через равные промежутки времени ∆p. Производительность дозатора фиксировалась весами, установленными под ссыпающим краем транспортера. Покадровый просмотр позволял определять вес материала в емкости через промежуток времени 0,1с. По полученным результатам строили интегральную кривую, т.е. накопление материала в емкости, установленной на весах. Далее определяли увеличение веса материала ∆p в емкости за определенные промежутки времени ∆t рассчитывали среднюю производительность дозатора ∆q.
По полученным результатам строили дифференциальные зависимости
Рис. 1. Лабораторная установка
Результаты и выводы
Эксперименты проводили с углеродными наноматериалами: «Таунит»; «Таунит – М»; «Таунит – МД». Отклонения реальной производительности от заданных значений, при отборе порций в течении 60с и изменении производительности от 30г/час до 600г/час не превышает 0,1% (при производительности 30 г/час). При увеличении производительности отклонения уменьшаются. Так например, при производительности 600г/час отклонения не превышают 0,01%. Таким образом, двухстадийная технология может быть успешно использована для непрерывного дозирования углеродных нано-материалов при приготовлении многокомпонентных смесей [6].
Работа выполнена в рамках государственной поддержки проектов по созданию высокотехнологичного производства, Постановление Правительства РФ щт 9 апреля 2010г. № 218 (Договор № 02.П25.31.0123 от 14 августа 2014 года).