УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области пневмотранспорта сыпучих материалов и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для пневматического транспортирования сыпучих материалов, содержащее материалопровод с загрузочным и разгрузочным патрубками и расположенный внутри материалопровода воздухопровод с винтовой щелью, один конец которого соединен с источником сжатого воздуха, а другой заглушен. Воздухопровод состоит из пористой трубы, которая на отдельных участках покрыта непроницаемой оболочкой. (Патент ФРГ №1431672, 1968)
Однако в известном устройстве не обеспечивается надежной работы из-за наличия нерабочих зон над непроницаемой оболочкой, в которые не поступает сжатый воздух. Кроме того, происходит выпадание сыпучего материала в нижней части материалопровода, что приводит к остановкам транспортного процесса вследствие образования «пробок».
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является "Пневматическая система Turbuflow для транспортирования сыпучих материалов" фирмы Меллер (ФРГ), (Экспресс-информация. Общеинженерные вопросы цветной металлургии. Зарубежный опыт. ЦНИИцветмет экономики и информации, выпуск 17. Москва, 1985). Данная система включает себя напорный сосуд с загрузочным клапаном, трубу подвода сжатого воздуха, транспортную трубу с установленной внутри аэрационной трубой. Аэрационная труба содержит расположенные с некоторым шагом сопловые устройства. Сопловые устройства закреплены на шайбах. Благодаря такой конструкции удается повысить расходную кон-
центрацию материала, уменьшить скорость транспортирования и за счет этого снизить затраты энергии.
Однако в данном устройстве транспортируемый материал попадает в аэрационный трубопровод через сопловые устройства. При этом происходит износ шайб, что, в конечном счете, приводит к потере работоспособности транспортной системы. Кроме того, вследствие попадания материала во вспомогательный трубопровод происходит его забивание, что делает невозможным работу системы в режиме плотного слоя, т.е. не позволяет транспортировать материал при высокой концентрации материала и низкой скорости воздушного потока. Это приводит к необходимости увеличения расхода воздуха и повышению затрат энергии, а также созданию специальной системы для продувки и очистки вспомогательного трубопровода.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение присущих аналогу недостатков - повышение надежности системы транспортирования и снижение затрат энергии.
Техническим результатом полезной модели является создание условий пневмотранспортирования, при которых исключается завал транспортной трубы и обеспечивается пневмотранспорт материала при его высокой концентрации и низкой скорости.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для пневматического транспортирования сыпучего материала, включающем в себя напорный сосуд с загрузочным клапаном, трубу подвода сжатого воздуха, транспортную трубу, установленную внутри нее аэрационную трубу с выполненными в ней на расстоянии друг от друга отверстиями; в соответствии с предлагаемой конструкцией, аэрационная труба установлена на опорах и со смещением от оси транспортной трубы; при этом, отверстия выполнены в нижней части аэрационной трубы, относительно друг друга по вертикали в шахматном порядке и наклонены под углом 40-45° к вертикали в сторону движения материала.
Известно, что затраты энергии на пневмотранспорт определяются двумя режимными параметрами - скоростью воздушного потока и расходной
концентрацией материала. Расходная концентрация материала ^ определяется известной зависимостью:
T
где G - производительность (расход) по твердому материалу, кг/с;
G - расход воздуха, кг/с.
Чем выше расходная концентрация материала, тем меньше удельные затраты воздуха, а значит, и затраты энергии. С другой стороны, чем ниже скорость транспортирования, тем ниже потери напора, меньше разрушение транспортируемого материала и износ трубопровода. Таким образом, чтобы снизить затраты энергии, необходимо повысить расходную концентрацию материала и снизить скорость транспортирования. Однако при повышении концентрации материала и снижении скорости наступает критический режим завала трубопровода. Чтобы исключить завал трубопровода и обеспечить пневмотранспорт сыпучего материала при высокой концентрации и низкой скорости, используют аэрационный трубопровод с отверстиями, выполненными в нижней части аэрационной трубы, относительно друг друга по вертикали в шахматном порядке и наклоненными под углом 40-45° к вертикали в сторону движения материала.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фигуре изображена конструкция заявляемого устройства. Устройство для пневмотранспортирования включает в себя транспортную трубу 1, с выполненной внутри аэрационной трубой 2. Аэрационная труба 2 установлена на опоры 3 аэрационной трубы. Для исключения попадания материала в аэрационные отверстия 4, они выполнены относительно друг друга в шахматном порядке под углом 40-45°, по ходу движения материала.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Сыпучий материал загружается в напорный сосуд через загрузочный клапан (на фигуре не показаны). Затем подается сжатый воздух, и начинается процесс пневмотранспортирования по транспортной трубе 1. Транспортирование осуществляется при высокой концентрации материала и низкой скорости воздушного потока. Так как аэрационные отверстия 4, расположены с некоторым шагом, из прямолинейной аэрационной трубы 2 в транспортную трубу 1 подается сжатый воздух. Это предотвращает забивание транспортной трубы материалом при работе на высокой концентрации материала и низкой скорости транспортирования, что способствует снижению затрат энергии. В отличие от прототипа, благодаря отверстиям, выполненным относительно друг друга в шахматном порядке, под углом 40-45° по ходу движения материала, он не может попасть в аэрационную трубу 2, поэтому отверстия не изнашиваются и аэрационная труба не забивается материалом. Это повышает надежность транспортной системы. Благодаря тому, что отверстия выполнены под углом по направлению движения материала относительно друг друга в шахматном порядке, сжатый воздух выходит в направлении транспортирования материала, что также способствует повышению устойчивости работы при повышенной расходной концентрации материала. Все это повышает надежность транспортной системы при ее работе на повышенной расходной концентрации материала и обеспечивает низкие затраты энергии.
3
Предлагаемое устройство для пневмотранспортирования глинозема внедрено на ОАО «КрАЗ» - РУСАЛ г. Красноярск. На трассе длиной 477 м, при транспортировании в силоса (подъем на высоту 34 м) стало возможным вести процесс при концентрации материала до 14-17 кг/м и скорости воздушного потока в начале трассы 2 м/с. Это позволило в 4 раза сократить затраты энергии по сравнению с высоконапорным пневмотранспортом.