УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для транспортирования сыпучих материалов и может найти применение в пневмотранспортных сетях с широким диапазоном транспортируемых материалов.
В настоящее время во многих отраслях техники получили широкое распространение так называемые струйные аппараты, принципиальной особенностью которых является повышение давления инжектируемого потока без непосредственно механического привода.
Известен струйный аппарат для пневмотранспорта, содержащий приемную камеру, рабочее сопло, камеру смешения и диффузор. При работе аппарата струя воздуха, выходящая с большой скоростью из рабочего сопла, увлекает за собой сыпучий материал, поступивший в приемную камеру, и передает ему часть своей кинетической энергии. Далее, смесь воздуха и сыпучего материала поступает в камеру смешения, где происходит выравнивание полей скоростей движущегося потока и частичное повышение давления. В диффузоре, куда поступает смесь, происходит дальнейшее повышение давления движущего потока, который из диффузора под некоторым избыточным давлением поступает в трубопровод для дальнешего транспортирования (см. УДК 621.527.4/5 Соколов Е.Я., Зингер Н.М. «Струйные аппараты» М. Энергоатомиздат, 1989 г. стр.203-205).
Недостатками известного струйного аппарата являются ограниченные эксплутационные характеристики, обусловленные тем, что в зависимости от вида сыпучего материала и геометрических параметров узлов конструкции происходят потери как скорости, так и давления поскольку частицы сыпучего материала неравномерно распределяются по сечению и их скорость ниже скорости транспортирующего газа.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для транспортирования сыпучих материалов, содержащее загрузочный бункер, расположенную под ним эжекционную камеру, установленный в камере воздухопровод с соплом и эжекторный узел с лопастями для завихрения потока, расположенный с возможностью осевого перемещения на выходе из эжекционной камеры и включающий в себя втулку и конфузор, материлопровод с факелообразующим насадком и систему подачи сжатого воздуха (см. МПК B65G 65/30 описание изобретения к патенту №2064427 Российской Федерации, опубл. 27.07.1996 г.) - ближайший аналог.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, требующей наличия аэрирующего днища и сменных переходников, штуцеров и втулок, а также его ограниченные возможности по транспортированию преимущественно предназначенных для торкретирования сыпучих материалов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей.
Сущность технического решения состоит в том, что в устройстве для транспортирования сыпучих материалов, содержащем приемную камеру, сопло, соединенное с магистральным трубопроводом подачи сжатого воздуха, конфузор, камеру смешения, диффузор и трубопровод для подачи смешанного материала, сопло расположено в приемной камере, камера смешения выполнена цилиндрической при соотношении ее диаметра и длины 1:8, а соотношение критического диаметра сопла и диаметра камеры смешения составляет 1:5, при этом диапазон изменения площади между соплом и конфузором к площади камеры смешения составляет 8-10, а угол α° наклона боковых стенок диффузора составляет 3-6°.
к
к
Выполнение камеры смешения цилиндрической и подобранное соотношение ее диаметра d и длины L обеспечивают равномерное смешивание материала и воздуха с минимальными потерями по давлению).
Установленные соотношения между критическим диаметром сопла, проходной площадью между соплом и конфузором и диаметром камеры смешения обеспечивают снижение потерь по давлению на 5-16% как на входе конфузора, так и на входе камеры смешения и по мере продвижения смеси к диффузору.
Геометрические размеры сопла, площади между соплом и конфузором и диаметром камеры смешения ниже и выше пределов, установленных данным соотношением приведут к снижению производительности транспортирования сыпучих материалов, а угол α°=3-6° наклона боковых стенок диффузора позволяет снизить скорость потока и увеличить давление на входе в трубопровод. Указанный диапазон является оптимальным для достижения результата.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен вид устройства в разрезе.
к
к
Устройство для транспортирования сыпучих материалов содержит приемную камеру 1, в которой расположено сверхзвуковое сопло 2, соединенное с магистральным трубопроводом 3 подачи сжатого воздуха, конфузор 4, камеру смешения 5, диффузор 6 и трубопровод 7 для подачи смешанного материала. Сопло 2 расположено непосредственно в приемной камере 1, а камера смешения 5 выполнена цилиндрической формы, где ее диаметр d и ее длина L выполнены с соотношением друг к другу соответственно 1:8. При этом соотношение между критическим диаметром сопла и диаметром камеры смешения составляет 1:5, а диапазон изменения площади между соплом и конфузором к площади камеры смешения составляет 8-10.
Устройство для транспортрования сыпучих материалов работает следующим образом. Сжатый воздух из пневматической магистрали проходит по трубопроводу 3 и поступает в сверхзвуковое сопло 2. Пройдя сверхзвуковое сопло воздух вступает в интенсивное взаимодействие с сыпучим материалом, поступающим в приемную камеру 1. Поступление сыпучего материала обеспечивается за счет разряжения, создаваемого высоконапорным потоком сжатого воздуха в приемной камере 1. Далее через конфузор 4 сыпучий материал и воздух поступают в камеру смешения 5, где двухфазная смесь: сжатый воздух и сыпучий материал распределяются по всему объему камеры и пройдя ее выходят в диффузор 6. При этом благодаря подобранному углу α° наклона боковых стенок диффузора 6 снижается потеря давления при продвижении потока сыпучего материала, который по трубопроводу 7 подается в соответствующее хранилище.
Наименование параметра
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Расход песка (т/час)
50
35
15
Объем сжатого воздуха (м<sup>3</sup>/мин.)
62,78
55,08
19,42
ΔР<sub>0</sub> (атм)
3,0
3,0
3,0
Диаметр критический сопла d<sub>крит</sub> (мм)
43,43
40,68
24,15
Диаметр камеры смешения d<sub>к</sub> (мм)
228,5
198,206
128,6
Длина камеры смешения L<sub>к</sub> (мм)
1875
1585
1029
Угол наклона боковых стенок диффузора α°
6
5
3
c
c
В таблице приведены режимные и геометрические параметры. Определяющие соотношения L=0,37 d/(4,4 а), где а=0,02-0,04;
к
диф.
тp.
к
Lк=(6-10)d, L=(6-7)(d-d)
По сравнению с существующими известными устройствами заявляемая полезная модель позволяет осуществлять транспортирование различных сыпучих материалов таких как песок, цемент, минеральные удобрения и, таким образом, найти применение в различных хозяйственных отраслях.