УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОРАЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области борьбы со смерзанием сыпучих материалов, а именно к системам обогрева при размораживании, и может быть использована, например, для размораживания больших объемов угля в портовых терминалах, на тепловых электростанциях, крупных котельных и других объектах в условиях низких температур, когда груз находится в железнодорожных полувагонах и других транспортных средствах.
Все меры борьбы со смерзанием сыпучих материалов в настоящее время можно разделить на две группы: профилактика смерзания и восстановление сыпучести смерзшихся углей перед выгрузкой или в процессе их выгрузки.
Известно применение различных профилактических средств против примерзания углей и вскрышных пород, которыми обрабатывают влажные сыпучие материалы или стенки вагонов при их загрузке.
Довольно широкое применение получили профилактические составы на основе крекинг-остатка сернистых нефтей, хлористого кальция, поливинилхлорида и т.д., гидрофобные материалы (силикон, тефлон, полипропилен) и др. (а.с. №507702 кл. E21F 5/06, а.с. №723185 кл. E21F 5/06, а.с. №968472 кл. E21F 5/06 и др.). Однако данные профилактические составы эффективны только при перевозках на сравнительно короткие расстояния и при температурах до -15°С.
Известен способ восстановления сыпучести углей механическим воздействием с использованием бурорыхлительных машин, виброрыхлителей и виброударных установок (журнал «Промышленный транспорт». - 1972. - №9. - С.16). Данный способ имеет ряд крупных недостатков, из которых необходимо отметить следующие:
устройства имеют невысокую производительность, в связи с чем применение их целесообразно только на предприятиях небольшой мощности;
быстрое изнашивание оборудования;
высокая доля ручного труда;
устройства не обеспечивают полной выгрузки материала вследствие конструктивных особенностей ряда транспортных средств.
В качестве прототипа принято устройство для восстановления сыпучести смерзающихся грузов методом теплового воздействия (Иванов В.М., Радовицкий И.В. Предотвращение потерь и смерзаемости углей при транспортировании. - М.: Недра, 1979. - С.87-91).
Известное тепловое устройство с конвекционным обогревом до 48 полувагонов по 60 т каждый содержит помещение, оборудованное топочным устройством с калорифером, вентилятор для подачи горячего воздуха, трубопроводы, соединенные с соплами, и контрольно-измерительную аппаратуру.
Недостатками известного устройства являются:
невозможность равномерного нагревания всех участков наружных поверхностей полувагонов и опасность повреждения их уязвимых узлов;
недостаточная плотность теплового потока, передаваемая конвекцией, что сказывается на времени размораживания;
низкий к.п.д., особенно при сильных морозах.
Техническим результатом полезной модели является сокращение времени размораживания за счет увеличения плотности теплового потока и возможность защиты уязвимых узлов транспортных средств от теплового воздействия.
Предложено устройство для размораживания сыпучих материалов, содержащее помещение для размещения транспортных средств с размораживаемым материалом, воздухонагревательную установку, вентиляторы горячего воздуха, трубопроводы для подачи его к транспортным средствам, соединенные с соплами, и контрольно-измерительную аппаратуру.
Отличием является то, что устройство снабжено вытяжными вентиляторами с всасывающими коробами, расположенными над транспортными средствами, и вентиляторами для охлаждения уязвимых узлов транспортных средств.
Отличием является также то, что устройство снабжено нагревательными панелями, соединенными с трубопроводами для подачи горячего воздуха, а сопла размещены на указанных панелях.
2
Устройство предусматривает комбинированный нагрев, в котором сочетаются действие нагревательных панелей с передачей тепла конвекцией от потоков рециркулирующего воздуха с регулируемым температурным режимом в зависимости от степени замерзания материала и использованием одного неагрессивного и незамерзающего теплоносителя (воздуха). За счет комбинированного воздействия плотность теплового потока можно увеличивать до 3000 ккал (м·ч). Одновременная передача тепла массе материала от непрерывно циркулирующего воздуха позволяет интенсифицировать процесс размораживания, регулировать нагрев различных частей транспортного средства и сократить время отогревания пристеночного слоя смерзшегося материала в 2,5-3,0 раза по сравнению с известными устройствами. Наличие в предложенном устройстве охлаждающих вентиляторов позволяет контролировать температуру уязвимых узлов транспортных средств в процессе размораживания и охлаждать их наружным воздухом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для размораживания сыпучих материалов, на фиг 2 - то же, вид в плане, на фиг.3 - разрез по I-I фиг.1.
Устройство содержит помещение 1 углубленного типа, в котором на железнодорожных путях 2 размещают средства железнодорожного транспорта (полувагоны) 3 с замерзшим сыпучим материалом, например углем. Устройство имеет воздухонагревательную установку известной конструкции (не показана), которая располагается рядом с помещением 1 и соединена с вентиляторами 4 для подачи горячего воздуха. Вентиляторы 4 подают горячий воздух с заданной температурой и
расходом в трубопроводы 5, которые соединительными рукавами 6 связаны с тепловыми панелями 7, имеющими плоские сопла 8, направленные на полувагоны. Устройство имеет вытяжные вентиляторы 9 с всасывающими трубопроводами 10 и всасывающими коробами 11, расположенными над полувагонами. Для защиты от воздействия тепла уязвимых узлов транспортных средств, например колесных пар 12, устройство имеет вентиляторы 13, соединенные с наружной атмосферой, которые могут подавать холодный воздух непосредственно на охлаждаемые узлы или через разводящие трубопроводы. Кроме того, устройство имеет контрольно-измерительную аппаратуру (не показана), которую устанавливают на вентиляторах, трубопроводах, в коробах и других местах контроля.
Ниже приведено описание работы устройства.
Полувагоны 3 со смерзшимся сыпучим грузом (углем) устанавливают в помещении 1 и включают вентиляторы 4 и 9. Горячий воздух от воздухонагревательной установки через вентиляторы 4 и трубопроводы 5 поступает в нагревательные панели 7 и выходит через сопла 8 непосредственно к полувагонам на уровне их днища, при этом нагрев их стенок осуществляется за счет теплового излучения от панелей и непосредственного контакта с ними выходящего из сопел горячего воздуха. Кроме того, вытяжные вентиляторы 9 всасывают воздух через всасывающие короба 11 и формируют восходящие циркуляционные потоки горячего воздуха по всему периметру полувагонов за счет того, что короба расположены над ними. Контрольно-измерительная аппаратура контролирует параметры теплового воздействия и передает их на компьютерную систему управления (не показана), которая следит за параметрами размораживания и воздействует на вентиляционную систему. При поступлении сигналов от датчиков о вредном воздействии тепла на какие-либо уязвимые узлы транспортного средства компьютерная система управления приводит в действие вентиляторы 13 на необходимый для охлаждения до требуемых параметров промежуток времени.
Среднее время размораживания пристеночного слоя материала составляет 1,5-2 часа, после чего состав полувагонов направляют на разгрузку, а в помещение ставят для размораживания следующий состав.