ПНЕВМОТРАНСПОРТЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к нагнетательно-всасывающим пневмотранспортным установкам, работающим по полузамкнутому циклу, и может быть использована в различных отраслях промышленности, в том числе при подаче гигроскопичных и склонных к терморазложению сыпучих материалов.
Известен пневмотранспортер для сыпучих материалов, содержащий воздуходувную машину, питатели, соединенные материалопроводом, приемную емкость, обратную магистраль и турбулизатор, расположенный внутри материалопровода и выполненный в виде вращающейся гибкой нити с утолщениями конусообразной формы, обращенными большими основаниями в сторону транспортирования материала (авт. св. СССР №472877, B65G 53/04).
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является пневмотранспорте для сыпучих материалов, содержащий воздуходувную машину, питатели, соединенные материалопроводом, приемную емкость, обратную магистраль и элемент для снятия статического электричества, соединенный с источником постоянного тока и выполненный в виде гибкой токопроводящей нити, расположенной на изоляторах внутри материалопровода и соединенной с отрицательным полюсом источника постоянного тока, положительный полюс которого заземлен через материалопровод, при этом изоляторы имеют конусообразную форму (авт. св. СССР №929516, B65G 53/04, 53/52).
Из описания аналога и прототипа следует, что приведенные нагнетательные пневмотранспортные установки выполнены по схеме замкнутого цикла транспортирующего воздуха (с обратной магистралью), где в качестве воздуходувной машины используют радиальные пылевые вентиляторы. Не смотря на отсутствие необходимости в тщательной очистке воздуха в обратной магистрали указанных установок, невысокое давление, развиваемое радиальными пылевыми вентиляторами, не позволяет повысить дальность подачи сыпучих материалов и увеличить производительность.
При этом периодическая продувка замкнутых систем воздухом для исключения налипания на их внутренних поверхностях частиц материалов повышает энергоемкость процесса пневматического транспортирования, что приводит к уменьшению производительности известных устройств.
Кроме того, к подаче питателя прибавляется часть материала, не отделенная в приемной емкости, поэтому для обеспечения работоспособности известных устройств входную концентрацию сыпучих материалов выбирают в сторону уменьшения таким образом, чтобы концентрация материалов в материалопроводе не превышала максимальных значений, рекомендованных для разомкнутых установок (где отработавший воздух после очистки удаляется в атмосферу), при подобных условиях транспортирования (Карельштейн В.А. Перспективность замкнутых систем пневмотранспорта с обратной ветвью. Особенности выбора в них концентрации смеси / Сборник «Отопление, вентиляция и строительная теплофизика». Вып.1. - Минск: «Высшая школа», 1971. - С.207 - 212). Вышеуказанный подход к выбору концентрации материала приводит к снижению производительности пневмотранспортера.
К недостаткам замкнутой системы следует также отнести возможность накапливания в ней влаги. Воздух, транспортирующий сыпучие материалы, многократно проходя через воздуходувную машину, при сжатии нагревается и при непрерывном соприкосновении с материалом отнимает у последнего влагу. Равновесное состояние может наступить только при сравнительно высоких температурах, при этом некоторые сыпучие материалы гигроскопичны и склоны к терморазложению в диапазоне указанных температур и могут повредиться. Это ограничивает область применения известных устройств.
3
3
Согласно техническим требованиям изготовителей вентиляторов допускаемая запыленность воздуха на входе вентиляторов высокого давления (например, вентиляторы ВР 132-30 и др.), составляет не более 0,1 г/м. При этом некоторые изготовители допускают прохождение незначительной части перемещаемого вещества (легких твердых тел) при транспортировке их через корпус вентилятора данного типа (кроме потенциально взрывоопасных смесей) после консультаций с ними. Пылевые вентиляторы высокого давления ВР 6-13, ВР 6-27, ВР 6-28, допускают содержание мелкодисперсной пыли во всасывающем воздухе до 1 г/м при отсутствии липких и волокнистых материалов. Таким образом, вентиляторы высокого давления можно использовать в замкнутых схемах пневмотранспорта при условии тщательной очистки транспортирующего газа, что усложняет конструкцию фильтровальных устройств и за счет этого значительно повышает гидравлическое сопротивление установки. Это приводит к увеличению потерь мощности и повышению энергоемкости процесса пневматического транспортирования, снижая при этом его производительность и уменьшая дальность подачи сыпучих материалов.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в повышении производительности при одновременном увеличении дальности подачи сыпучих материалов за счет снижения энергоемкости процесса пневмотранспортирования и увеличения степени очистки транспортирующего воздуха от частиц сыпучих материалов. Также заявляемое устройство позволяет расширить область его применения путем охлаждения и сушки циркулирующего воздушного потока, что обеспечивает транспортировку гигроскопичных и термически нестойких сыпучих материалов.
Технический результат достигается тем, что известный пневмотранспортер для сыпучих материалов, содержащий воздуходувную машину, питатели, соединенные материалопроводом, приемную емкость, обратную магистраль и элемент для снятия статического электричества, соединенный с источником постоянного тока и выполненный в виде гибкой токопроводящей нити, расположенной на изоляторах внутри материалопровода и соединенной с отрицательным полюсом источника постоянного тока, положительный полюс которого заземлен через материалопровод, согласно изменению снабжен разгрузителем, установленным над приемной емкостью, соединенным с материалопроводом и содержащем канал с регулятором расхода воздуха для отвода части воздуха в атмосферу через фильтр, на выходе разгрузителя последовательно установлены циклоны первой и второй ступеней очистки, выгрузные отверстия которых сообщены с приемной емкостью, циклон второй ступени очистки через обратную магистраль соединен с барботажным аппаратом, установленным над одним из питателей и сопряженным с ним и включающим соединенную с входом воздуходувной машины и одновременно сообщенную с атмосферой через регулятор расхода воздуха всасывающую камеру и отделенную от нее герметичной перегородкой камеру отделителя, выполненную в виде трапецеидального корпуса с коническим днищем, при этом указанный корпус разделен по ширине вертикальной пластиной, обеспечивающей требуемое сечение для прохождения воздушного потока, тыльная сторона которой и обращенная к ней поверхность герметичной перегородки снабжены группой чередующихся наклонных полок, образующих лабиринтный отделитель, соединенный посредством воздуховода с входом воздуходувной машины, оснащенным влагопоглощающей регенерируемой насадкой, вход камеры отделителя соединен с обратной магистралью и снабжен встроенным центробежным отделителем, причем элемент для снятия статического электричества выполнен с возможностью турбулизации сыпучих материалов, а воздуходувная машина выполнена в виде вентилятора высокого давления.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематически изображен пневмотранспортер для сыпучих материалов.
Пневмотранспортер для сыпучих материалов содержит воздуходувную машину 1, выполненную в виде вентилятора высокого давления, питатели 2, соединенные материалопроводом 3, приемную емкость 4, обратную магистраль 5 и элемент для снятия статического электричества 6. Последний соединен с источником постоянного тока 7 и выполнен в виде гибкой токопроводящей нити, расположенной на изоляторах (на фиг. не показаны) внутри материалопровода 3 и соединенной с отрицательным полюсом источника постоянного тока 7, положительный полюс которого заземлен через материалопровод 3. Причем элемент для снятия статического электричества 6 выполнен с возможностью турбулизации сыпучих материалов (на фиг. не показаны). Пневмотранспортер для сыпучих материалов снабжен разгрузителем 8, установленным над приемной емкостью 4 и соединенным с материалопроводом 3. Разгрузитель 8 содержит канал с регулятором расхода воздуха 9 для отвода части воздуха в атмосферу через фильтр 10, например рукавный. На выходе разгрузителя 8 последовательно установлены циклоны первой 11 и второй 12 ступеней очистки, выгрузные отверстия которых сообщены с приемной емкостью 4. Циклон второй ступени очистки 12 через обратную магистраль 5 соединен с барботажным аппаратом 13, установленным над одним из питателей 2 и сопряженным с ним. Барботажный аппарат 13 включает соединенную с входом воздуходувной машины 1 и одновременно сообщенную с атмосферой через регулятор расхода воздуха 14 всасывающую камеру 15 и отделенную от нее герметичной перегородкой 16 камеру отделителя 17. Камера отделителя 17 выполнена в виде трапецеидального корпуса с коническим днищем. Указанный корпус разделен по ширине вертикальной пластиной 18, обеспечивающей требуемое сечение для прохождения воздушного потока, тыльная сторона которой и обращенная к ней поверхность герметичной перегородки 16 снабжены группой чередующихся наклонных полок 19, образующих лабиринтный отделитель. Последний соединен посредством воздуховода 20 с входом воздуходувной машины 1, оснащенным влагопоглощающей регенерируемой насадкой 21. Вход камеры отделителя 17 через патрубок 22 соединен с обратной магистралью 5 и снабжен встроенным центробежным отделителем 23. Такое конструктивное выполнение заявляемого устройства позволяет за счет увеличения степени очистки воздуха от сыпучих материалов повысить давление воздуха в материалопроводе путем применения вентилятора высокого давления, а за счет использования элемента для снятия статического электричества, выполненного с возможностью турбулизации сыпучих материалов, снизить энергоемкость процесса транспортирования, что приводит к повышению производительности при одновременном увеличении дальности подачи сыпучих материалов. При этом за счет охлаждения и сушки циркулирующего воздушного потока заявляемое устройство позволяет транспортировать гигроскопичные и термически нестойкие сыпучие материалы, что расширяет область его применения.
Применение в заявляемом пневмотранспортере полузамкнутой схемы, при которой в атмосферу выпускается часть отработавшего воздуха, а вместо него всасывается равный ему объем свежего заряда, упрощает процесс очистки воздуха, обеспечивает повышение степени его очистки и охлаждения, что позволяет повысить давление воздуха в материалопроводе, увеличив дальность подачи сыпучих материалов.
Барботажный аппарат, выполняющий одновременно функции объемного отделителя-охладителя и смесителя транспортируемого воздуха со свежим зарядом, охлаждает транспортируемый воздух, а влагопоглощающая регенерируемая насадка, размещенная на входе вентилятора высокого давления, постоянно осушает циркулирующий воздушный поток. Это позволяет транспортировать гигроскопичные и термически неустойчивые сыпучие материалы.
Последовательная установка разгрузителя, циклонов первой и второй ступеней очистки на линии выгрузки материала и барботажного аппарата на линии очистки отработавшего воздуха улучшает степень очистки воздуха при сравнительно небольших гидросопротивлениях вышеуказанных элементов. Регулируемый отвод части расхода воздуха из разгрузителя в атмосферу снижает запыленность обратной магистрали. Для небольшого количества воздуха, выпускаемого в атмосферу, упрощается схема его фильтрации.
Достоинство полузамкнутого цикла транспортирования материалов заключается в том, что «полезное разрежение», передаваемое от вентилятора в обратную магистраль, снижает общие потери давления, то есть вычитается из суммарного гидравлического сопротивления установки.
Элемент для снятия статического электричества, выполненный с возможностью турбулизации сыпучих материалов, улучшает условия транспортирования, обеспечивая смешивание различных материалов в процессе их пневмотранспортирования, при этом сокращаются энергетические затраты, что приводит к повышению производительности пневмотранспортера.
Заявляемое устройство улучшает условия труда обслуживающего персонала и позволяет дополнительно осуществить пневматическую сепарацию сыпучего материала при работе пневмотранспортера путем отбора различных его фракций соответствующими отделителями материала, что расширяет область его применения.
Пневмотранспортер для сыпучих материалов работает следующим образом.
Воздуходувная машина 1, выполненная в виде вентилятора высокого давления, создает поток воздуха в материалопроводе 3, в который из питателей 2, соединенных с материалопроводом 3, подается однородный сыпучий материал (на фиг. не показан) или одновременно каждым из питателей 2 подаются отдельные сыпучие компоненты, образующие в материалопроводе 3 смесь сыпучих материалов. Сыпучие материалы выгружаются через разгрузитель 8, установленный над приемной емкостью 4 и соединенный с материалопроводом 3, и циклоны первой 11 и второй 12 ступеней очистки, последовательно установленные на выходе разгрузителя 8, в приемную емкость 4, сообщенную через выгрузные отверстия с циклонами первой 11 и второй 12 ступенями очистки. Часть отработавшего воздуха постоянно отводится в атмосферу посредством регулятора расхода воздуха 9 с его очисткой в фильтре 10, например рукавном.
Элемент для снятия статического электричества 6, выполненный в виде гибкой токопроводящей нити, создающей при вращении относительно своей оси поперечное перемешивание сыпучего материала, интенсивно воздействует на крупные частицы дисперсного потока, которые склонны к оседанию на дне материалопровода 3. Вследствие такого воздействия указанные частицы равномерно распределяются в поперечном сечении материалопровода 3 и попадают в зону движения мелких частиц, которые менее склонны к осаждению. Элемент для снятия статического электричества 6, выполненный с возможностью турбулизации сыпучего материала, повышает эффективность транспортирования сыпучих материалов различной крупности за счет лучшего их смешивания. Элемент для снятия статического электричества 6 расположен на изоляторах (на фиг. не показаны) внутри материалопровода и соединен с источником постоянного тока 7. При подаче напряжения на источник тока 7 между элементом для снятия статического электричества 6 и материалопроводом 3 происходит ионизация воздуха, заряженные ионы которого нейтрализуют статический заряд на частицах сыпучего материала, поступающего в материалопровод 3, и заряжают их одним отрицательным зарядом независимо от физико-механических свойств транспортируемых материалов. Частицы сыпучего материала ориентируются длинной осью вдоль направления силовых линий электрического поля, которые проходят перпендикулярно направлению движения воздуха. Расположение частиц сыпучего материала вышеуказанным образом с одновременной турбулизацией потока аэросмеси улучшает условия транспортирования, сокращая при этом энергетические затраты, что позволяет увеличить производительность и дальность подачи сыпучих материалов.
Отработавший воздух с некоторой остаточной концентрацией материала, не уловленного циклоном второй ступени очистки 12, поступает в обратную магистраль 5, выполненную в виде тонкостенной трубы с увеличенным диаметром, где скорость воздуха ниже скорости витания частиц материала, что вызывает их оседание на дне обратной магистрали 5. При необходимости производят продувку обратной магистрали 5 полным расходом воздуха при закрытом регуляторе расхода воздуха 9 для удаления частиц осевшего в ней материала. Увеличение диаметра обратной магистрали 5 снижает ее гидросопротивление, что позволяет повысить давление воздуха в материалопроводе, что обеспечивает увеличение дальности подачи сыпучих материалов и повышение производительности заявляемого устройства.
Далее отработавший воздух по обратной магистрали 5 через патрубок 22 поступает в центробежный отделитель 23, в котором происходит его очистка от частиц материала под действием центробежной силы, затем в камеру отделителя 17 барботажного аппарата 13, установленного над одним из питателей 2 и сопряженным с ним. В камере отделителя 17 скорость частиц материала падает ниже скорости их витания, и они оседает в указанный питатель 2. Камера отделителя 17 выполнена в виде трапецеидального корпуса с коническим днищем, разделенным по ширине вертикальной пластиной 18, обеспечивающей требуемое сечение для прохождения воздушного потока. Тыльная сторона вертикальной пластины 18 и обращенная к ней поверхность герметичной перегородки 16 снабжены группой чередующихся наклонных полок 19, образующих лабиринтный отделитель, в котором происходит окончательная очистка транспортирующего воздуха от частиц сыпучего материала до допускаемой степени запыленности.
За счет разрежения, передаваемого вентилятором высокого давления 1, очищенный воздух из камеры отделителя 17 по воздуховоду 20 поступает на вход вентилятора 1. Одновременно на вход вентилятора высокого давления 1 поступает атмосферный воздух из всасывающей камеры 15, соединенной с входом этого вентилятора и одновременно сообщенной с атмосферой через регулятор расхода воздуха 14. Поступающий на вход вентилятора высокого давления 1 общий расход очищенного и атмосферного воздуха осушается посредством влагопоглощающей регенерируемой насадки 21.
Все токопроводящие части, с которыми возможен непосредственный контакт обслуживающего персонала, заземлены.
Таким образом, заявляемый пневмотранспортер для сыпучих материалов позволяет повысить производительность при одновременном увеличении дальности подачи сыпучих материалов. Это обеспечивается за счет снижения энергоемкости процесса транспортирования и увеличения степени очистки воздуха от сыпучих материалов. Последнее позволило повысить давление воздуха в материалопроводе, подключив его к вентилятору высокого давления. Также заявляемое устройство позволяет расширить область его применения путем охлаждения и сушки циркулирующего воздушного потока, что обеспечивает транспортировку гигроскопичных и склонных к терморазложению сыпучих материалов.