СКЛАД СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области хранения сыпучих материалов и касается склада, используемого для приема, хранения и выдачи потребителю цемента, а также других сыпучих материалов.
Известен Автоматизированный прирельсовый склад хранения цемента, содержащий силосные банки, соединенные между собой, разгрузочный трубопровод, загрузочный трубопровод, пневмотрубопроводы, компрессор, соединенный с пневмотрубопроводом (Патент РФ №2281239, B65G 53/00, 65/30, оп. 10.08.2006 г.).
Недостатком известного решения является узкоспециализированное применение, в частности невозможность применения в отдаленных от сети рельсовых дорог местах, также к недостаткам можно отнести низкие потребительские свойства, связанные с недостаточной компактностью размещения оборудования, что ведет к неудобствам при обслуживании, также можно отметить недостаточную автономность, связанную с обязательным условием наличия внешнего источника энергии для организации транспорта цемента.
Известен Цементный склад, включающий силосы, установленные на опорные конструкции и соединенные между собой посредством трубопроводов с запорной арматурой, трубопроводы представляют собой разгрузочный трубопровод, загрузочный трубопровод, трубопровод вентиляции и пневмотрубопроводы, источник сжатого воздуха, соединенный с пневмотрубопроводом, при этом силос представляет собой резервуар вертикального типа, (Патент РФ №2415069, D65G 53/00, 3/00, оп. 27.03.2011 г., прототип).
Недостатком известного технического решения является то, что рассматриваемый цементный склад не обладает мобильностью для быстрого развертывания и использования на таких объектах как площадки вокруг нефтегазовых скважин, когда для операций цементирования скважин, необходимо наличие определенного количества цемента, а строительство крупных складов, либо постоянных стационарных складов нецелесообразно из-за ограниченности околоскважинных площадей и высоких затрат при возведении дополнительных площадей под склады сыпучих материалов, также к недостаткам можно отнести узкое применение склада, связанное с наличием емкостей с водой для фильтрации воздуха, что особенно скажется при низких температурах воздуха.
Предлагаемое техническое решение позволяет избежать, указанные выше недостатки, обеспечить удобство в обслуживании за счет эффективного компактного размещения оборудования на транспортной базе и применение в различных местах, даже в самых труднодоступных.
Поставленная цель достигается тем, что Склад сыпучих материалов включает, установленные на опорной конструкции, силос или силосы для сыпучих материалов, соединенные между собой посредством трубопроводов с запорной арматурой, трубопроводы представляют собой разгрузочный трубопровод, загрузочный трубопровод, трубопровод вентиляции и пневмотрубопроводы, источник сжатого воздуха, соединенный с пневмотрубопроводом, при этом силос представляет собой резервуар вертикального типа, он дополнительно снабжен фильтром очистки воздуха, по меньшей мере, одним предохранительным клапаном, уравнительной емкостью, представляющей собой резервуар вертикального типа, при этом уравнительная емкость и силос для сыпучих материалов или силосы для сыпучих материалов соединены между собой трубопроводами с запорной арматурой, резервуар вертикального типа оснащен строповыми устройствами и опорами и включает в себя аэроднище, делящее пространство резервуара на верхнюю и нижнюю части, трубопровод вентиляции соединен с трубопроводом загрузочным и силосом для сыпучих материалов, фильтр очистки воздуха соединен с уравнительной емкостью, опорная конструкция представляет собой транспортную базу, источник сжатого воздуха представляет собой компрессор, при этом он дополнительно снабжен эжекторной воронкой и/или эжекторной насадкой, фильтром магистральным, генератором, по меньшей мере, одним контрольно-измерительным прибором, представляющим собой устройство контроля и/или замера веса загруженного в резервуар сыпучего материала, устройство контроля и/или замера уровня заполнения резервуара, устройство контроля разрежения, устройство контроля и/или замера давления.
На фигуре 1 изображен силос для сыпучих материалов Склада сыпучих материалов, на фигуре 2 изображен Склад сыпучих материалов - вид справа, на фигуре 3 изображен Склад сыпучих материалов - вид сверху, на фигуре 4 изображен Склад сыпучих материалов с контрольно-измерительным прибором, эжекторной насадкой, эжекторной воронкой, фильтром магистральным, генератором.
Склад сыпучих материалов включает, установленные на опорной конструкции 1, силос или силосы для сыпучих материалов 2, источник сжатого воздуха 3, уравнительную емкость 4, фильтр очистки воздуха 5, по меньшей мере, один предохранительный клапан 6, при этом силосы для сыпучих материалов 2 соединены посредством трубопроводов с запорной арматурой 7 между собой и с уравнительной емкостью 4 в единую систему.
Силос для сыпучих материалов 2 предназначен для хранения, разгрузки и загрузки сыпучих материалов. Уравнительная емкость 4 обеспечивает равномерность выдачи сыпучего материала. Силос для сыпучих материалов 2 и уравнительная емкость 4 представляют собой резервуар вертикального типа, оснащенный строповыми устройствами и опорами для монтажа резервуара в проектное положение.
Резервуар включает в себя днище 8, например, торосферическое, эллиптическое, коническое, обечайку 9, переход 10, например, конический, днище 11, например, плоское, люк 12, смотровые окна 13 для отслеживания уровня заполнения силоса для сыпучих материалов 2 и уравнительной емкости 4. В нижней части резервуара, расположено аэроднище 14.
Смотровые окна 13 обеспечивают визуальное определение уровня сыпучего материала в силосе или силосах для сыпучих материалов 2, уравнительной емкости 4. Аэроднище 14 выполнено из тканного или нетканого материала.
Предохранительный клапан 6 предназначен для контроля и регулирования давления в силосе или силосах для сыпучих материалов 2, в уравнительной емкости 4 с целью недопущения превышения допустимого значения давления и, в случае такого превышения, стравливания избыточного давления.
Запорная арматура 7 представляет собой устройства, приводимые в действие ручным способом или с помощью пневмопривода или гидропривода, или электропривода, например, устройства, перекрывающие трубопровод, например, шаровые краны, шиберные задвижки, затворы поворотные.
Трубопроводы представляют собой разгрузочный трубопровод 15, загрузочный трубопровод 16, трубопровод вентиляции 17 и пневмотрубопровод 18.
Пневмотрубопровод 18 соединяет источник сжатого воздуха 3 с силосом или силосами для сыпучих материалов 2, с уравнительной емкостью 4, обеспечивая подачу сжатого воздуха в силос или силоса для сыпучих материалов 2 и в уравнительную емкость 4 для предотвращения слеживания сыпучих материалов при длительном хранении и для создания давления в процессе их разгрузки от сыпучего материала, а также обеспечивая забор воздуха из силоса или силосов для сыпучих материалов 2 или из уравнительной емкости 4 для создания разрежения в силосе для сыпучих материалов 2 или в уравнительной емкости 4 в процессе их загрузки.
Кроме этого пневмопроводы 18 обеспечивают направление потоков сжатого воздуха в аэроднища 14 для создания эффекта псевдотекучести для обеспечения процесса разгрузки, и направление потоков сжатого воздуха в трубопроводы загрузки 16 и разгрузки 15 для целей их продувки либо для целей создания эффекта эжектирования, то есть увлекания потоками сжатого воздуха сыпучего материала при процессах разгрузки или загрузки силоса или силосов для сыпучих материалов 2 и уравнительной емкости 4, а также пневмопроводы 18 обеспечивают направление сжатого воздуха в фильтр очистки воздуха 5 для его продувки.
Предохранительные клапаны 6 предназначены для регулирования давления в силосе или силосах для сыпучих материалов 2, в уравнительной емкости 4 с целью недопущения превышения допустимого значения давления и, в случае такого превышения, стравливания избыточного давления.
Силос или силосы для сыпучих материалов 2 соединены с трубопроводом вентиляции 17, разгрузочным трубопроводом 15 и загрузочным трубопроводом 16.
Трубопровод загрузочный 16 обеспечивает загрузку сыпучих материалов в силос или силоса для сыпучих материалов 2, загрузку сыпучих материалов в уравнительную емкость 4.
Трубопровод разгрузочный 15 обеспечивает разгрузку сыпучих материалов из силоса или силосов для сыпучих материалов 2, разгрузку сыпучих материалов из уравнительной емкости 4.
Трубопровод разгрузочный 15, трубопровод загрузочный 16, трубопровод вентиляции 17 и пневмотрубопровод 18 представляют собой, например, трубы пластиковые или стальные, последовательно соединенные между собой разъемными, например, фланцевыми, различного вида быстроразъемными соединениями, либо соединенные с помощью муфт-компенсаторов, и/или неразъемными соединениями, на которых установлены запорная арматура 7, а также представляют собой рукав или шланг, соединяемые различного вида соединениями, например, быстроразъемными соединениями.
Трубопровод вентиляции 17 обеспечивает вентиляцию воздуха из силоса или силосов для сыпучих материалов 2 в фильтр очистки воздуха 5 и соединен с одной стороны с силосом для сыпучих материалов 2, а с другой стороны соединен с трубопроводом загрузочным 16.
Источник сжатого воздуха 3 представляет собой компрессор, например, компрессор с приводом от двигателя, например, дизельного двигателя, бензинового двигателя, электродвигателя, компрессор с приводом от другого силового агрегата.
Фильтр очистки воздуха 5 предназначен для очистки запыленного воздуха во время загрузки сыпучих материалов, при фильтрации частицы пыли осаждаются на поверхности фильтроэлементов, а очищенный воздух попадает в атмосферу. Фильтр очистки воздуха 5 состоит из корпуса и размещенных в нем фильтроэлементов, например, в виде рукавов, например, фильтр рукавный циклонного типа, и сообщен с уравнительной емкостью 4 в верхней ее части.
Опорная конструкция 1 представляет собой транспортную базу и представляет собой, например, автомобильный полуприцеп, тракторный прицеп, автомобильное шасси или мобильное основание, например, в виде саней.
Склад сыпучих материалов дополнительно снабжен, по меньшей мере, одним контрольно-измерительным прибором, фильтром магистральным 19, запорным устройством 20, эжекторной воронкой и/или эжекторной насадкой 21, генератором 22.
Контрольно-измерительный прибор 23 выполнен с возможностью замера и/или контроля, например, давления и/или разрежения в силосе для сыпучих материалов 2 и/или уравнительной емкости 4, веса загруженного сыпучего материала в резервуар 2 и/или 4 и/или уровня заполнения резервуара 2 и/или 4.
Контрольно-измерительный прибор 23 представляет собой устройство контроля и/или замера, например, манометр, мановакууметр, электроконтактный манометр, который измеряет давление и/или разрежение и выдает сигнал и/или управляющую команду, при достижении некоторого уровня задаваемого значения давления или разрежения в силосе для сыпучих материалов 2 и/или уравнительной емкости 4; контактный уровнемер для сыпучих материалов или бесконтактный уровнемер для сыпучих материалов, который устанавливают в силос для сыпучих материалов 2 и/или в уравнительную емкость 4 для контроля за уровнем сыпучего материала, то есть за измерением этого уровня и/или подачи некоторого управляющего сигнала, при достижении уровнем некоторого задаваемого значения и/или значений, например, в процессе разгрузки уравнительной емкости 4 при равномерной выдаче сыпучего материала потребителю, когда уравнительная емкость разгрузится до определенного заданного уровня, контрольно-измерительный прибор, контролирующий уровень сыпучего материала, подает сигнал на управляемую запорную арматуру 7, которая, приводясь в действие от электропривода, открывает разгрузочный трубопровод 15, и сыпучий материал начинает поступать в уравнительную емкость 4, недопуская прекращения равномерной выдачи сыпучего материала потребителю; тензометрический датчик или датчики веса, устанавливаемые под опоры силоса для сыпучих материалов 2 и/или уравнительной емкости 4 и измеряющие и, в зависимости от конструкции, подающие некоторый управляющий сигнал, например при загрузке силоса для сыпучих материалов 2, настроенные тензометрические датчики измеряют вес сыпучего материала и, если такая возможность реализована в конструкции, при достижении в силосе для сыпучих материалов 2 сыпучего материала определенного веса, подают управляющий сигнал для срабатывания запорной арматуры 7, работающей от электропривода, для перекрытия трубопровода загрузочного 16.
Устройство контроля разрежения 23 представляет собой, например, заданного вида датчик, предназначено для контроля за разрежением в силосе для сыпучих материалов 2 и/или уравнительной емкости 4, при этом разрежение не должно быть меньше заданного значения, и срабатывающее при понижении давления при создании разрежения ниже допустимого значения, обеспечивая при этом увеличение давления до допустимого, например, путем открывания заданного предохранительного клапана 6 и, таким образом, впуска окружающего воздуха для поднятия давления, устройство контроля разрежения дополнительно установлено на пневмотрубопровод 18, либо встроенным в источник сжатого воздуха 3.
Фильтр магистральный 19 предназначен для очистки поступающей в силос или силосы для сыпучих материалов 2 смеси сыпучего материала и воздуха от крупных включений, например, камней, представляет собой, например, просеевающее устройство, и расположен на загрузочном трубопроводе 16.
Запорное устройство 20 представляет собой устройство, запирающее силос для сыпучих материалов 2 и/или уравнительную емкость 4, например, затвор, который размещен, например, под силосом для сыпучих материалов 2 и/или под уравнительной емкостью 4, обеспечивая выгрузку сыпучего материала непосредственно, например, в эжекторную воронку 21.
Эжекторная воронка 21 расположена, например, под уравнительной емкостью 4 и/или под силосом для сыпучих материалов 2 и предназначена для приема сыпучего материала, например, гравитационным способом, например, самотеком, насыпанием с целью его дальнейшего увлечения потоком жидкости, например воды, по трубопроводам к потребителю за счет эффекта эжекции.
Эжекторная насадка 21 расположена на выходе из разгрузочного трубопровода 16 и предназначена для приема сыпучего материала из силоса и/или силосов для сыпучих материалов 2 и/или из уравнительной емкости 4.
Эжекторная насадка 21 представляет собой устройство в виде двух патрубков, сходящихся в общий трубопровод.
По одному патрубку подается сыпучий материал, по другому патрубку - вода, которая увлекает сыпучий материал по общему трубопроводу.
Генератор 22 предназначен для обеспечения автономности мобильного склада сыпучих материалов, служа для выработки электрической энергии, необходимой для нужд электрооборудования склада, в случае отсутствия питающих электрокабелей.
Склад сыпучих материалов обеспечивает прием сыпучих материалов, например, цемента и химических реагентов, от продуктовозов, например, цементовозов, вагонов с цементом.
Склад сыпучих материалов работает следующим образом.
Склад сыпучих материалов располагают на месте работ, устанавливают опоры, при их наличии, перила. При прибытии продуктовоза, например, цементовоза, вагона с цементом, подсоединяют разгрузочные трубопроводы продуктовоза к загрузочным трубопроводам 16 и/или загрузочные трубопроводы продуктовоза к разгрузочным трубопроводам 15, в зависимости от выполняемых операций - загрузки или разгрузки.
Производят загрузку или разгрузку Склада сыпучих материалов, управляя операциями с помощью перекрытия или открытия соответствующих трубопроводов запорной арматурой 7.
При этом, во время загрузки силосов или силоса для сыпучих материалов 2, трубопровод вентиляции 17 открыт. Загрузку Склада сыпучих материалов производят путем создания заданного давления в емкостях продуктовоза или/и создавая разрежение в силосах или силосе для сыпучих материалов 2. Разгрузку Склада сыпучих материалов производят при перекрытом трубопроводе вентиляции 17, создавая заданное давление в силосах или силосе для сыпучих материалов 2 и/или разрежение в емкостях продуктовоза. Разгрузку обеспечивают путем подачи сжатого воздуха в силос или силоса для сыпучих материалов 2, разгрузочный трубопровод 15. Направляя сжатый воздух на аэроднища 14, создают эффект псевдотекучести сыпучего материала, который под воздействием давления увлекается в разгрузочный трубопровод 15.
При завершении всех необходимых операций, трубопроводы продуктовоза отсоединяют от трубопроводов мобильного склада сыпучих материалов. При хранении сыпучего материала в силосах или силосе для сыпучих материалов 2, трубопровод вентиляции 17 открыт.
Для транспортировки Склада сыпучих материалов на другое место работ, предварительно освобождают силос или силоса для сыпучих материалов 2 от сыпучего материала, готовят в транспортное положение и производят транспортирование.
На опорную конструкцию 1, например, полуприцеп, смонтировано оборудование: три силоса для сыпучих материалов, уравнительная емкость 4 и источник сжатого воздуха 3, соединенные между собой посредством пневмотрубопроводов 18, трубопроводов разгрузочного 15 и загрузочного 16, и трубопровода вентиляции 17 с запорной арматурой 7 в единую систему, фильтр очистки воздуха 5.
Для загрузки сыпучего материала, подсоединяют к загрузочному трубопроводу 16 источник подачи сыпучего материала, например рукав от загрузочной воронки. Перекрыв загрузочный 16 и разгрузочный трубопровод 15 и трубопровод вентиляции 17, производят, с помощью источника сжатого воздуха 3, например компрессора, и пневмотрубопроводов 18, забор воздуха из загружаемого силоса для сыпучих материалов 2 через фильтр очистки воздуха 5 в целях недопущения выхода из строя компрессора 3 из-за пыли сыпучих материалов. При достижении в силосе для сыпучих материалов 2 заданного разрежения (вакуума), открывают загрузочный трубопровод 16. Используя поддувку от источника сжатого воздуха 3 загрузочного трубопровода 16 на выходе сыпучего материала из загрузочной воронки, для создания эффекта псевдотекучести (ожижения), производят загрузку силоса для сыпучих материалов 2 сыпучим материалом, последовательно загружают все силосы для сыпучих материалов 2.
При загрузке сыпучего материала путем создания давления в емкости продуктовоза, например, цементовоза, с помощью источника сжатого воздуха 3 или с помощью компрессора установленного на цементовозе, подсоединяют к загрузочному трубопроводу 16 источник подачи цемента, например рукав от цементовоза. Перекрывают с помощью запорной арматуры 7 разгрузочный трубопровод 15, сообщение загрузочного трубопровода 16 с не загружаемыми силосами для сыпучих материалов 2, оставив открытым трубопровод вентиляции 17, сообщение трубопровода вентиляции 17 через загрузочный трубопровод 16 с уравнительной емкостью 4 и фильтром очистки воздуха 5.
Посредством источника сжатого воздуха 3 в виде компрессора или посредством компрессора, установленного на цементовозе, создают давление в емкости цементовоза для целей его разгрузки и заполнения силоса для сыпучих материалов 2. Создав необходимое давление и открыв загрузочный трубопровод 16, осуществляют загрузку силоса или силосов для сыпучих материалов 2 аэрированным сыпучим материалом, например, цементом, через трубопровод загрузочный 16. Внутри силоса для сыпучих материалов 2 сыпучий материал теряет свою инерционную скорость и отделяется от воздушного потока, оседая. Воздушный поток с остатками сыпучего материала, например, в виде цементной пыли, выводится из силоса для сыпучих материалов 2 через трубопровод вентиляции 17 и, попадая в фильтр очистки воздуха 5, очищается от пыли и выводится в атмосферу. Так последовательно загружают все три силоса для сыпучих материалов 2.
Хранение сыпучего материала в силосе или силосах для сыпучих материалов 2 производят при перекрытых трубопроводах загрузки 16, разгрузки 15, пневмотрубопровода 18 и открытом трубопроводе вентиляции 17 для сообщения внутренней полости силоса или силосов для сыпучих материалов 2 через фильтр очистки воздуха 5 с атмосферой.
Для предотвращения слеживания сыпучего материала при длительном хранении его в силосе или силосах для сыпучих материалов 2 производят «взбалчивание» путем нагнетания воздуха по пневмотрубопроводу 18 в силос или силосы для сыпучих материалов 2 и направляя поток сжатого воздуха на аэроднище 14. Трубопровод вентиляции 17 при этом открыт.
Разгрузка силосов для сыпучих материалов 2 с использованием источника сжатого воздуха 3 или компрессора стороннего источника. Подсоединяют к разгрузочному трубопроводу 15 источник приема сыпучего материала, например рукав для сообщения с установкой бетоно-смесительной. Создают давление в разгружаемом силосе для сыпучих материалов 2, нагнетая сжатый воздух по пневмотрубопроводам 18. При достижении определенного уровня давления, открывают трубопровод разгрузки 15 и производят разгрузку силоса для сыпучих материалов 2. При этом, продолжают направлять сжатый воздух на аэроднище 14 для того, чтобы обеспечить эффект псевдотекучести сыпучего материала для его увлечения по разгрузочному трубопроводу 15.
Для равномерной разгрузки сыпучего материала, сначала содержимое силоса или силосов разгружают в уравнительную емкость 4 до заданного уровня, затем открывают трубопровод разгрузки 15 на выдачу сыпучего материала в приемный рукав и начинают выдачу. При этом, осуществляют контроль за уровнем сыпучего материала в уравнительной емкости 4 визуально с помощью смотровых окон 13 или посредством контрольно-измерительного прибора 23, контролирующего и/или измеряющего уровень заполнения силоса и/или силосов для сыпучих материалов 2 и/или уравнительной емкости 4, регулируя подачу сыпучего материала путем перекрывания/открывания разгрузочного трубопровода 15 с помощью запорной арматуры 7.
При использовании стороннего компрессора, производят те же действия, только предварительно его подсоединяют к пневмотрубопроводам 18. Так разгружают все силосы для сыпучих материалов 2.
При разгрузке сыпучего материала в эжекторную воронку 21, ее устанавливают, например, под уравнительную емкость 4, открывают запорное устройство 20 и производят разгрузку сыпучего материала.
При разгрузке сыпучего материала, например цемента, посредством эжекторной насадки 21, ее подсоединяют к разгрузочному трубопроводу 15.
В эжекторной насадке 21 реализована возможность подачи воды под напором. Разгружают сыпучий материал, как при операции разгрузки через разгрузочный трубопровод 15, путем создания давления в силосе для сыпучих материалов 2, описанной выше, но сыпучий материал поступает в эжекторную насадку 21, соединенную с разгрузочным трубопроводом 15, и увлекается подаваемой в один из патрубков эжекторной насадки 21 под напором водой.
В случае потребительской необходимости устанавливают эжекторную насадку 21, к которой подают воду под напором, которая за счет эффекта эжектирования увлекает за собой сыпучий материал и эжекторную воронку 21, в которую разгружают сыпучий материал, который за счет эффекта эжектирования увлекается водой. Эжекторная насадка и эжекторная воронка 21 работают независимо друг от друга.
Техническое решение обеспечивает удобство в обслуживании за счет эффективного компактного размещения оборудования на транспортной базе и применение в различных местах, даже в самых труднодоступных.
Кроме этого техническое решение дополнительно обеспечивает
качество подготовки раствора путем равномерной подачи сыпучего материала, в том числе и цемента, непосредственно на узел приготовления, например, в бетоно-смесительную установку, расположенную в различных местах, даже в самых труднодоступных, вследствие равномерной подачи сыпучего материла, предлагаемое техническое решение позволяет контролировать свойства приготавливаемого раствора, влияющие на скорость затвердевания, например, плотность;
высокопроизводительную разгрузку сыпучего материала, например, цемента, в емкости для хранения или в средства для транспортировки, или непосредственно на узел применения, например, в бетоно-смесительную установку,
а также позволяет достигнуть высоких потребительских свойств, обходиться меньшими потребительскими затратами на подведение к месту работ различного рода линий подвода энергии, и что не маловажно процесс работ технического решения экологичен.