УЗЕЛ ПЕРЕГРУЗКИ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ АСПИРИРУЕМОГО ВОЗДУХА

Полезная модель относится к средствам для обеспыливания воздуха при перегрузке сыпучего материала и может быть использована в промышленности строительных материалов, металлургической, горнорудной и др. отраслях народного хозяйства, где имеет место выделение пыли.
Известно аспирационное укрытие узла перегрузки конвейеров [авторское свидетельство СССР на изобретение № 1693260, МПК8 E21F5/00, B65G21/00 Подгорнев И.А., Овсянников Ю.Г., Трищенко С.А., Лапин О.Ф., Минко В.А., опубл. 23.11.91, бюл. №43], включающее верхний и нижний короба, сообщенные между собой течкой, вентилятор, сообщенный с пылеочистительным приспособлением и с аспирационным патрубком нижнего короба, обводную трубу и патрубок отвода очищенного воздуха, также укрытие снабжено распределителем воздушнопылевого концентрата, размещенным в поперечном сечении течки, при этом пылеочистительное приспособление выполнено в виде циклона-пылеконденсатора, один выход которого сообщен с патрубком отвода очищенного воздуха, а с другой через обводную трубу соединен с распределителем воздушнопылевого концентрата, причем напорный патрубок вентилятора соединен с входом циклона-пылеконденсатора.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность работы аспирационного укрытия, вследствие высокого расхода воздуха, эжектируемого сыпучим материалом при движении по течке.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, принятым за прототип, является укрытие с рециркуляцией аспирируемого воздуха [Патент РФ на полезную модель №177236, МПК МПК E21F 5/00 (2006.01); B65G 21/08 (2006.01), Овсянников Юрий Григорьевич (RU), Гольцов Александр Борисович (RU), Семиненко Артем Сергеевич (RU), Киреев Виталий Михайлович (RU), Бурьянов Иван Александрович (RU), Жилина София Сергеевна (RU), опубл. 14.02.2018 бюл. №5], содержащее короб, к верхней части которого жестко прикреплен перегрузочный желоб и аспирационный патрубок. К аспирационному патрубку последовательно присоединены вентилятор, напорный патрубок, пылеочистительное приспособление, один выход пылеочистительного приспособления соединен с патрубком отвода очищенного воздуха, а другой выход, через обводную трубу, соединен с распределителем воздушно-пылевого концентрата. Распределитель воздушно-пылевого концентрата выполнен в виде кольцевой камеры, опоясывающей перегрузочный желоб. Подача воздуха происходит через Коандовские воздушные каналы, соединенные с перегрузочным желобом.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: короб, имеющий возможность соединения с вентилятором и пылеочистительным приспособлением соответствующими патрубками, распределитель воздушно-пылевого концентрата, содержащий воздушные каналы, выполненные таким образом, что их форма обеспечивает возникновение эффекта Коанда - Коандовские воздушные каналы.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность работы аспирационного укрытия, вследствие высокого расхода воздуха, эжектируемого сыпучим материалом при движении по течке.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение энергоэффективности, за счет уменьшения расхода воздуха, эжектируемого сыпучим материалом при движении по течке.
Решение задачи обеспечивается за счет того, что узел перегрузки с рециркуляцией аспирируемого воздуха, включающий короб, имеющий возможность соединения с вентилятором и пылеочистительным приспособлением соответствующими патрубками, распределитель воздушно-пылевого концентрата, содержащий воздушные каналы, выполненные таким образом, что их форма обеспечивает возникновение эффекта Коанда - Коандовские воздушные каналы. Согласно предлагаемому решению, в верхней части короба жестко закреплен перегрузочный желоб, при этом распределители, содержащие сообщающиеся с перегрузочным желобом Коандовские воздушные каналы, расположены на верхней грани перегрузочного желоба последовательно относительно продольной оси желоба.
Благодаря последовательному расположению (относительно продольной оси желоба) распределителей воздушно-пылевого концентрата на верхней грани перегрузочного желоба, содержащих сообщающиеся с перегрузочным желобом Коандовские воздушные каналы, возникает дополнительный эффект Коанда. Данный эффект заключается в наложении зон разрежения от Коандовских воздушных каналов, которых может быть более 2-х, в результате чего пылевоздушная струя «прилипает» к внутренней поверхности перегрузочного желоба. Это обеспечивает больший угол между векторами скоростей «прилипшей» пылевоздушной среды и эжекционного воздуха, что приводит к возникновению дополнительного аэродинамического сопротивления движению эжекционного воздуха. Увеличение аэродинамического сопротивления желоба создает аэродинамический затвор, что приводит к снижению расхода эжекционного воздуха.
Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит повышение энергоэффективности, за счет уменьшения расхода воздуха, эжектируемого сыпучим материалом при движении по течке.
Полезная модель поясняется чертежом: на фиг. 1 показан продольный разрез узла перегрузки с рециркуляцией аспирируемого воздуха; фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (продольный разрез распределителя воздушно-пылевого концентрата); фиг. 3 разрез В-В на фиг. 2 (поперечный разрез распределителя воздушно-пылевого концентрата), фиг.4 представлена схема распределений полных давлений в сечении перегрузочного желоба при использовании двух последовательно расположенных каналов.
Узел перегрузки с рециркуляцией аспирируемого воздуха включает короб 1, устанавливаемый над приемником перегружаемого сыпучего материала, например, конвейерной лентой 2. К верхней части короба 1 жестко закреплены, например, фланцевыми соединениями, перегрузочный желоб 3 и аспирационный патрубок 4. К аспирационному патрубку 4 последовательно присоединены, например, фланцевыми соединениями, вентилятор 5, напорный патрубок 6, пылеочистительное приспособление 7, например, циклон-пылеконцентратор. Один выход пылеочистительного приспособления 7 соединен, например, фланцевым соединением, с патрубком 8 отвода очищенного воздуха. Другой выход, через обводную трубу 9, соединен, например, фланцевым соединением, с распределителями 10 воздушно-пылевого концентрата. Распределители 10 воздушно-пылевого концентрата, в количестве не менее двух, расположены последовательно и присоединены к верхней грани перегрузочного желоба 3 и соединенный с ним, например, сваркой. При этом каждый распределитель 10 содержит Коандовский воздушный канал 11, сообщающийся с перегрузочным желобом 3. Коандовские воздушные каналы 11 выполнены криволинейной формы, содержащей выпуклую криволинейную поверхность, таким образом, что их расположение обеспечивает возникновение эффекта Коанда. Верхний конвейер 12 предназначен для подачи в перегрузочный желоб 3 перегружаемого сыпучего материала 13.
Узел перегрузки с рециркуляцией аспирируемого воздуха работает следующим образом.
При перегрузке, например, с верхнего конвейера 12 в короб 1 сыпучий материал 13, например, железная руда, движется по перегрузочному желобу 3 вниз, эжектируя воздух, создавая тем самым воздушный запыленный поток. При падении сыпучего материала на конвейерную ленту 2 создается зона повышенного давления. Для обеспечения санитарно-гигиенических условий мест перегрузки сыпучего материала, т.е. не выбивания воздушного запыленного потока, из короба 1 вентилятором 5 через аспирационный патрубок 4 отсасывается воздух, который поступает по напорному патрубку 6 на вход пылеочистительного приспособления 7 для выделения воздушно-пылевого концентрата. Очищенный воздух по патрубку 8 поступает в атмосферу или в следующую ступень очистки (на фиг. не показана), а воздушно-пылевой концентрат благодаря обводной трубе 9 отводится в распределители воздушно-пылевого концентрата 10. Распределители 10, расположенные последовательно по ходу движения эжекционного воздуха на верхней части перегрузочного желоба 3, обеспечивают подачу воздушно-пылевого концентрата в перегрузочный желоб 3 через Коандовские воздушные каналы 11. При этом за счет их криволинейной формы, содержащей выпуклую криволинейную поверхность, возникает Эффект Коанда, за счет которого поток воздушно-пылевого концентрата «прилипает» к верхней грани перегрузочного желоба 3. Последовательное расположение Коандовских каналов обуславливает возникновение дополнительного эффекта Коанда в верхней части перегрузочного желоба, который приводит к возникновению дополнительного аэродинамического сопротивления движению эжекционного воздуха, и в итоге приводит к снижению его расхода. Возникающий дополнительный эффект Коанда полностью согласуется с основополагающим уравнением гидродинамики H уравнением Бернулли для идеальной жидкости:
,
1
2
3
1
2
3
где P, P, P,U, U,U - соответственно гидростатические давления и скорости в точках; g - ускорение свободного падения.
din
st
Согласно данному уравнению, сумма статического  и динамического  напоров, которая является полным давлением, есть величина постоянная. В рассматриваемом (фиг. 4) верхнем потоке №1 имеется наибольшая скорость, определяя тем самым высокое значение P и, следовательно, низкое P. Коандовский поток 2, двигаясь параллельно, будет поджиматься к потоку 1 за счет перепада статических давлений в сечении 3 и 1, в общей сложности усиливая, таким образом, используемый эффект Коанда.
Применение рассматриваемой конструкции позволит повысить энергоэффективность системы аспирации за счет снижения расхода воздуха, эжектируемого сыпучим материалом при движении по перегрузочному желобу и расхода аспирационного воздуха. Кроме того, расположение каналов на верхней кромке перегрузочного желоба исключает их закупорку (забитие).