ПНЕВМОКАМЕРНЫЙ НАСОС ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к пневматическим устройствам нагнетательного действия, в частности к пневмокамерным насосам и может быть использована в промышленности строительных материалов, в горной, химической и других отраслях промышленности.
Известно устройство «Пневмокамерный насос для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов» (патент РФ на полезную модель №84829, МПК B65G 53/40, опубл. 20.07.2009 г.), содержащее камеру с загрузочным клапаном для подачи материала и клапаном выпуска сжатого воздуха, клапан подачи сжатого воздуха, разгрузочный трубопровод. Под разгрузочным трубопроводом соосно ему встроен рассеиватель для формирования струи из пылевоздушной смеси перед входом в разгрузочный трубопровод, связанный с клапаном подачи сжатого воздуха, кроме того, под загрузочным трубопроводом вокруг рассеивателя по концентрическим окружностям встроены сопла, расположенные таким образом, что расстояние между ними на окружности увеличивается от центра камеры к периферии, при этом сопла первой от центра и последующих нечетных окружностей закреплены под углом 45-60° к горизонтальной оси, а сопла четных окружностей направлены под тем же углом в противоположную сторону, при этом сопла также связаны с клапаном подачи сжатого воздуха.
Недостатками известного устройства являются недостаточное псевдоожижение материала возле стенок в нижней части камеры, что приводит к увеличению времени разгрузки, а, следовательно, увеличению расхода сжатого воздуха. Так как сопла направлены вверх, то возможно их забивание при загрузке камеры материалом, что при подаче воздуха в рассеиватель может спровоцировать истечение воздуха не из всех сопел. Это снижает эффективность работы насоса.
Наиболее близким к полезной модели техническим решением, принятым за прототип, является пневмокамерный насос для транспортировки сыпучих материалов (патент РФ на полезную модель №153059, МПК B65G 53/40 МПК B65G 53/16, опубл. 27.06.2015 г), который содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном для выпуска сжатого воздуха, находящимися в крышке камеры, в нижней части камеры находится аэрационное устройство, представляющее собой трубы (воздуховоды), выполненные по концентрическим окружностям, в нижней части которых вварены сопла, направленные к днищу, которые относительно своей вертикальной оси имеют угол изгиба 50-70°, а относительно радиуса, проведенного через ось сопла из центра аэрационного устройства, имеют угол поворота 20-25°, вертикальная разгрузочная труба, расположенная в центре камеры насоса, снабжена на конце конфузором, в центре днища камеры расположено сопло, в верхней части камеры вварен патрубок для подачи сжатого воздуха выше слоя загружаемого материала.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: камера с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном выпуска воздуха, в нижней части камеры находится аэрационное устройство, представляющее собой воздуховод, выполненный в виде трубы, в нижней части которого закреплены сопла, направленные к днищу с расположенной в центре камеры вертикальной разгрузочной трубой, снабженной на конце конфузором и закрепленным в верхней части камеры патрубком для подачи сжатого воздуха выше слоя загружаемого материала.
Недостатком прототипа является возможность возникновения поровых каналов у входа в разгрузочную трубу из-за близкого расположения сопел аэрационного устройства у разгрузочной трубы, создание сопротивления продвижению материала к зоне разгрузки из-за сокращения аэрационным устройством поперечного сечения камеры, что приводит к увеличению расхода сжатого воздуха, снижая эффективность работы насоса.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение ее эффективности работы за счет снижения расхода сжатого воздуха.
Это достигается тем, что пневмокамерный насос для транспортировки сыпучих материалов, содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном выпуска воздуха. В нижней части камеры находится аэрационное устройство, представляющее собой воздуховод, выполненный в виде трубы. В нижней части воздуховода закреплены сопла, направленные к днищу с расположенной в центре камеры вертикальной разгрузочной трубой, снабженной на конце конфузором и закрепленным в верхней части камеры патрубком для подачи сжатого воздуха выше слоя загружаемого материала. Согласно предлагаемому решению камера имеет сферическое днище, аэрационное устройство дополнительно содержит расположенный в центре днища усеченный конус, на образующей поверхности которого расположены форсунки, направленные ко входу в разгрузочную трубу, а воздуховод изогнут по окружности и закреплен на внутренней стенки камеры.
Для максимального снижения расхода сжатого воздуха оптимальное значение угла при вершине усеченного конуса составляет 60-80°, а сопла должны быть размещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга под углом 18-30°.
Полезная модель иллюстрируется графическим материалом. На фиг. 1 изображена схема пневмокамерного насоса, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (поперечный разрез), на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (с видом на воздуховоды), фиг. 4 - Вид А на фиг. 1 (Выносной элемент).
Пневмокамерный насос для транспортировки сыпучих материалов содержит камеру 1, имеющую сферическое днище. В крышке камеры 1 установлены загрузочный клапан 2 для подачи подлежащего транспортировки материала и клапан 3 выпуска воздуха. В центре камеры вертикально расположена разгрузочная труба 4, нижняя часть которой оснащена конфузором 5. В камере размещено аэрационное устройство, представляющее собой воздуховод 6 с соплами 7, усеченный конус 8 на образующей поверхности которого расположены форсунки 9 направлены ко входу в разгрузочную трубу 4. Воздуховод выполнен в виде трубы, изогнутой по окружности и закрепленной, например сваркой, на внутренней стенки камеры 1. В нижней части воздуховода 6 закреплены, например сваркой, сопла 7. Сопла 7 могут быть расположены в горизонтальной плоскости относительно друг друга под углом 18-30°. Сопла 7 направлены к днищу камеры 1. Усеченный конус 8 расположенный в центре днища и может иметь угол при вершине конуса 60-80°. В верхней части камеры закреплен, например сваркой, патрубок 10 для подачи сжатого воздуха выше слоя загруженного материала (на фиг. не показан).
Пневмокамерный насос работает следующим образом: сыпучий материал, например цемент, подается в камеру 1 через загрузочный клапан 2, который герметизирует камеру после окончания загрузки. При открытом загрузочном клапане 2 открыт клапан 3 выпуска воздуха. При заполнении камеры материалом до необходимого уровня закрываются загрузочный клапан 2 и клапан 3 выпуска воздуха. Осуществляется подача сжатого воздуха в аэрационное устройство. Патрубок 10 подачи воздуха создает дополнительное давление над слоем материала в камере насоса. Это способствует лучшему продвижению транспортируемого материала к зоне выгрузки. В начале подачи сжатого воздуха в камеру включается клапан (на фиг. не показан), и сжатый воздух поступает в воздуховод 6, расположенный по окружности, с соплами 7, направленными к днищу камеры, потоки выходящего из сопл воздуха создают определенный псевдоожиженный слой материала и за счет снижения коэффициента трения слоев материала у сферических стенок камеры продвигают разгружаемый материал ко входу в разгрузочную трубу 4. Затем осуществляется подача сжатого воздуха в форсунки 9, расположенные на поверхности усеченного конуса 8, что способствует созданию однородного псевдоожиженного слоя материала, а за счет конструкции конуса осуществляется направление разгружаемого материала непосредственно к конфузору 5. Конфузор 5 способствует интенсивному вовлечению материала в разгрузочную трубу 4. Создается псевдоожиженный слой материала в нижней части камеры и начинается процесс разгрузки. Одновременно сжатый воздух из патрубка 10 подачи воздуха давит на поверхность материала сверху, продвигая его вниз, тем самым, ускоряя разгрузку. При полной разгрузке насоса открывается клапан 3 выпуска воздуха, оставшегося внутри насоса, а затем загрузочный клапан 2. Цикл загрузки камеры повторяется.
Предложенное аэрационное устройство способствует повышению однородности псевдоожиженного слоя, создаваемого у входа в разгрузочную трубу, равномерному продвижению материала к разгрузочной трубе и организации полной разгрузки камеры за счет снижения коэффициента трения слоев цемента о стенки камеры с помощью создаваемых потоков воздуха у стенок сферического днища, что сокращает остаток невыгруженного цемента в камере и снижает расход сжатого воздуха. Патрубок для подачи сжатого воздуха, закрепленный в верхней части камеры, выше слоя загруженного материала необходим для ввода дополнительного количества сжатого воздуха с целью создания над слоем материала давления, которое действует на поверхность материала, продвигая его вниз, тем самым, ускоряя разгрузку. Конфузор на разгрузочной трубе создает разряжение, что дополнительно облегчает условия вовлечения материала вовнутрь трубы. Все это позволяет снизить расход сжатого воздуха.
Таким образом, за счет конструкции аэрационного устройства, снижается коэффициент трения слоев цемента о сферические стенки камеры, осуществляется эффективное продвижение материала к разгрузочной трубе, образуется однородный псевдоожиженный слой материала, увеличивается скорость транспортируемого материала в разгрузочной трубе. В результате этого организуется полная разгрузка камеры, что обеспечивает сокращение расхода сжатого воздуха.