УСТРОЙСТВО ПНЕВМОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
AIR TRANSPORT FOR LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к пневмотранспорту сыпучих материалов, предназначенному для непрерывной и равномерной загрузки транспортного трубопровода, и может быть использовано для перемещения сыпучих материалов в различных отраслях промышленности.
Известно устройство пневмотранспора сыпучих материалов, содержащее приемную и смесительную камеры, соединенные цилиндрическим кожухом, внутри которого расположен напорный шнек, коническое сопло для подвода сжатого воздуха, коническую насадку и патрубок для подвода сжатого воздуха (А.с. 835912, 07.06.1981. Бюл. 26).
Отсутствие обратного клапана уменьшает надежность работы известного устройства в экстренных ситуациях. Основным недостатком устройства является подача материала с малой концентрацией в транспортируемом газе, что понижает производительность пневмотранспорта. Завышенные скоростные параметры материалогазовой смеси увеличивают износ транспортного трубопровода и повышают энергозатраты.
Известно также устройство пневмотранспорта сыпучих материалов, содержащее приемную и смесительную камеры, соединенные цилиндрическим кожухом, внутри которого расположен напорный шнек, регулируемое коническое сопло для подвода сжатого воздуха, обратный клапан, монтированный в смесительной камере, конусную насадку, патрубок для подвода сжатого воздуха, пористую перегородку, транспортный трубопровод (А.с. 509505, 05.04.1976. Бюл. 13).
Недостатком известного устройства пневмотранспорта является то, что при повышении давления в смесительной камере растет сопротивление перемещению напорным шнеком материала и возрастают перетечки воздуха через шнек в приемную камеру. В случае обратного движения материалогазовой смеси из транспортного трубопровода происходит забивание сопла. В этом случае уменьшается надежность работы всей системы пневмотранспорта. При дополнительной продувке пневмотранспортной установки расходуется значительное количество сжатого воздуха, которое увеличивает потребление энергозатрат.
Целью изобретения является уменьшение энергозатрат, увеличение производительности и надежности работы пневмотранспортной установки.
Техническим результатом изобретения является такое конструктивное исполнение устройства, которое обеспечивает уплотнение транспортируемого материала, препятствующее прорыву сжатого газа из смесительной камеры через шнек, уменьшение абразивного износа транспортного трубопровода и защиту от попадания материала в газоподводящий трубопровод при возникновении противодавления в транспортном трубопроводе.
Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем приемную и смесительную камеры, соединенные цилиндрическим кожухом, внутри которого расположен напорный шнек, регулируемое коническое сопло для подвода сжатого воздуха, обратный клапан, монтированный в смесительной камере, конусную насадку, патрубок для подвода сжатого воздуха, пористую перегородку, транспортный трубопровод, согласно изобретению регулируемое коническое сопло для подвода сжатого воздуха содержит конфузорную обечайку, поверх которой монтирована конусная насадка с образованием зазора, сообщающегося с патрубком для подвода сжатого воздуха, при этом упомянутое сопло монтировано на кожухе между концом приводного шнека и обратным клапаном смесительной камеры с возможностью перекрытия этим клапаном выходных отверстий как конфузорной обечайки, так и кольцевого зазора. Регулируемое коническое сопло дополнительно монтировано на транспортном трубопроводе. Коническое сопло, монтированное на кожухе, сообщено с дополнительным коническим соплом, монтированным на транспортном трубопроводе патрубками для подвода сжатого воздуха. Пористая перегородка монтирована в кольцевом зазоре.
На фиг.1 схематично изображено устройство пневмотранспорта для сыпучих материалов; на фиг.2 изображен узел I; на фиг.3 - серповидный зазор между конфузорной обечайкой и фланцем транспортного трубопровода.
Пневмовинтовой насос сыпучих материалов содержит приемную и смесительную камеры 1 и 2, соединенные между собой кожухом 3 с расположенным внутри него напорным шнеком 4. Обратный клапан 5 расположен в смесительной камере 2. Регулируемое сопло 6 для подвода сжатого воздуха размещено на кожухе 3 между концом приводного шнека 4 и обратным клапаном 5 смесительной камеры 2. Второе регулируемое сопло 6 смонтировано на транспортном трубопроводе 7. Регулируемое сопло 6 содержит конфузорную обечайку 8, установленную на опорном фланце 9. Поверх обечайки 8 установлена конусная насадка 10. Внутренняя поверхность конусной насадки 10 снабжена внутренней кольцевой выточкой 11, сообщающейся с воздухоподводящим трубопроводом магистрали 12 подачи сжатого воздуха. При этом конусная насадка 10 имеет внутреннюю конфузорную поверхность. Между наружной поверхностью обечайки 8 и внутренней поверхностью конусной насадки 10 образован кольцевой зазор 14. Конусная насадка 10 крепится подвижно по вертикали к фланцу 15 транспортного трубопровода 7. Фланец 15 монтирован поверх обечайки 8 со смещенной осью 16 вниз на величину 5 относительно оси 17 обечайки 8 с образованием серповидного зазора 18. Величина серповидного зазора 18 может быть отрегулирована винтовым устройством 19. Для исключения попадания частиц материала магистраль 12 подачи сжатого воздуха кольцевая выточка 11 снабжена пористой перегородкой 20 с малым сопротивлением для прохода сжатого воздуха (например, беспровальной металлической сеткой). Пористая перегородка 20 является аэрирующим устройством.
Пневмовинтовой насос работает следующим образом. Транспортируемый сыпучий материал поступает в приемную камеру 1 и подается напорным шнеком 4 в кожух 3. Попадая в конусный насадок 10 регулируемого сопла 6, расположенного после последнего витка шнека 4, сыпучий материал спрессовывается до образования пробки. Эта пробка из сыпучего материала обеспечивает надежное уплотнение между приемной и смесительной камерами 1 и 2. Кроме этого, спрессованный материал не позволяет просочиться сжатому воздуху в обратную сторону в случае образования противодавления в пневмотранспортном трубопроводе.
В результате прохода через пористую перегородку 20 сжатый поток воздуха преобразуется в многочисленные струи. После выхода из регулируемого сопла 6 спрессованный материал подхватывается многочисленными струями сжатого воздуха из серповидного щелевого зазора 18 и подается через смесительную камеру 2 в транспортный трубопровод 7. Эти многочисленные струи сжатого воздуха хорошо аэрируют транспортируемый материал. При обратном движении материаловоздушной среды в случае возникновении противодавления в транспортном трубопроводе 7 пористая перегородка второго сопла 6 не пропустит частицы материала в магистраль 12. В этом случае сопло 6, установленное на кожухе 3, перекрывается обратным клапаном 5.
Наличие серповидного щелевого зазора 18 позволяет пропускать сжатый воздух в большей степени по нижней внутренней части трубопровода, предохраняя его стенку от абразивного износа. В данном случае уменьшается расход сжатого воздуха и увеличивается дальность подачи материала. Возможность регулирования величины серповидного зазора также отражается как на энергозатратах, так и на дальности транспортирования.
Регулируемое сопло 6 предназначено для создания пробки из спрессованного материала, подвода основного материалонесущего сжатого воздуха, аэрации транспортируемого материала и его перемещения по транспортному трубопроводу, защиты от попадания материала в воздухоподводящий трубопровод магистрали 12 при возникновении противодавления в транспортном трубопроводе.
Таким образом, наличие регулируемого сопла перед обратным клапаном и по длине транспортного трубопровода уменьшает энергозатраты на перемещение транспортируемого материала, увеличивает производительность пневмотранспорта и дальность подачи материала, уменьшает абразивный износ транспортного трубопровода, а также увеличивает надежность и стабильность работы пневмотранспорта.
В 2011 году на ОАО «Березниковский содовый завод» успешно проведена модернизация пневмовинтового насоса с увеличением производительности на 36%.
В 2012 году компания ЗАО «РОСМАШИНЖИНИРИНГ» выполнила проект, успешно прошла экспертизу промышленной безопасности по модернизации трех транспортных линий на ОАО «Березниковский содовый завод» совместно с компанией RUD KETTEN (конвейеры, элеваторы) и ООО «ЗПТО» (Пневмокамерные насосы) с учетом вышеуказанных рекомендаций.