УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОРАЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области борьбы со смерзанием сыпучих материалов, а именно к системам обогрева при размораживании, и может быть использована, например, для размораживания больших объемов угля в портовых терминалах, на тепловых электростанциях, крупных котельных и других объектах в условиях низких температур, когда груз находится в железнодорожных полувагонах и других транспортных средствах.
Все меры борьбы со смерзанием сыпучих материалов в настоящее время можно разделить на две группы: профилактика смерзания или восстановление сыпучести смерзшихся углей перед выгрузкой или в процессе их выгрузки.
Известно применение различных профилактических средств против примерзания углей и вскрышных пород, которыми обрабатывают влажные сыпучие материалы или стенки полувагонов при их загрузке.
Довольно широкое применение получили профилактические составы на основе крекинг-остатка сернистых нефтей, хлористого кальция, поливинилхлорида и т.д., гидрофобные материалы (силикон, тефлон, полипропилен) и др. (а.с. №507702 кл. E21F 5/06, а.с. №723185 кл. E21F 5/06, а.с. №968472 кл. E21F 5/06 и др.). Однако данные профилактические составы эффективны только при перевозках на сравнительно короткие расстояния и при температурах до -15°С.
Известен способ восстановления сыпучести углей механическим воздействием с использованием бурорыхлительных машин, виброрыхлителей и виброударных установок (журнал «Промышленный транспорт». - 1972. - №9. - С.16). Данный способ имеет ряд крупных недостатков, из которых необходимо отметить следующие:
устройства имеют невысокую производительность, в связи с чем применение их целесообразно только на предприятиях небольшой мощности;
быстрое изнашивание оборудования;
высокая доля ручного труда;
устройства не обеспечивают полной выгрузки материала вследствие конструктивных особенностей ряда транспортных средств.
В качестве прототипа принято устройство для восстановления сыпучести смерзающихся грузов методом теплового воздействия (Иванов В.М., Радовицкий И.В. Предотвращение потерь и смерзаемости углей при транспортировании. - М.: Недра, 1979. - С.87-91).
Известное тепловое устройство с конвекционным обогревом одновременно до 48 полувагонов содержит помещение, оборудованное топочным устройством с калорифером, вентилятор для подачи горячего воздуха, трубопроводы, соединенные с соплами, и контрольно-измерительную аппаратуру.
Недостатками известного устройства являются:
невозможность равномерного нагревания всех участков наружных поверхностей полувагонов и опасность повреждения их уязвимых узлов;
недостаточная плотность теплового потока, передаваемая конвекцией, что сказывается на времени размораживания;
низкий к.п.д., особенно при сильных морозах.
Техническим результатом полезной модели является сокращение расхода тепла на размораживание за счет уменьшения времени интенсивного нагрева и повторного использования отводимого горячего воздуха на конвекционный нагрев.
Предложено устройство для размораживания сыпучих материалов, например, в средствах железнодорожного транспорта, содержащее помещение для размещения транспортных средств с размораживаемым материалом, воздухонагревательную установку, вентиляторы горячего воздуха, трубопроводы для подачи его к транспортным средствам, соединенные с соплами, и контрольно-измерительную аппаратуру.
Отличием является то, что помещение для размещения транспортных средств с размораживаемым материалом содержит два последовательно расположенных блока комбинированного и конвекционного нагрева, оборудованных установленными на входе и выходе каждого блока автоматическими шторами, при этом трубопроводы для подачи горячего воздуха оборудованы в блоке комбинированного нагрева тепловыми панелями и соплами для выпуска горячего воздуха, а помещение снабжено дополнительными вентиляторами, всас которых соединен с всасывающими коробами, размещенными над транспортными средствами в блоке комбинированного нагрева, а отводящие трубопроводы снабжены воздухораспределителями и установлены в блоке конвекционного нагрева.
Отличием является также то, что на входе в блок комбинированного нагрева дополнительно установлена воздушная тепловая завеса.
Наличие в помещении для размораживания двух блоков, в одном из которых происходит интенсивный первоначальный нагрев, а в другом используется только теплоноситель из первого блока, позволяет на 20-30% снизить расход горячего воздуха. Во второй блок транспортные средства с сыпучим материалом поступают после интенсивного прогрева и требуется только поддерживать режим размораживания пристеночного слоя при температуре, не опасной для уязвимых узлов транспортных средств. Таким образом, предложенное устройство позволяет снизить расход тепла на размораживание материала и исключить его отрицательное воздействие на уязвимые узлы транспортных средств.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. приведена принципиальная конструктивная схема устройства для размораживания сыпучего материала.
Устройство содержит помещение для размещения транспортных средств с размораживаемым сыпучим материалом, состоящее из двух блоков - комбинированного 1 и конвекционного 2 нагрева.
Горячий воздух к помещению поступает от воздухонагревательной установки 3, который подают на вентиляторы 4 и далее по трубопроводам 5 направляют в блок комбинированного нагрева 1.
В блоке 1 трубопроводы 5 снабжены нагревательными панелями 6, которые на уровне днищ транспортных средств имеют сопла 7 для выпуска горячего воздуха. В этом же блоке установлены вытяжные короба 8, которые соединены со всасами вентиляторов 9. К выхлопам указанных вентиляторов присоединены отводящие трубопроводы 10, которые проходят по блоку конвекционного нагрева 2 и снабжены воздухораспределителями 11. В местах контроля параметров нагрева установлена контрольно-измерительная аппаратура, данные от которой поступают в центр управления (не показаны). На входе и выходе каждого блока установлены автоматические шторы 12 известной конструкции, например двойные мягкие шторы, а на входе в блок 1 дополнительно установлена воздушная тепловая завеса 13.
Ниже приведено описание работы устройства.
Железнодорожные составы с сыпучим грузом (углем), подлежащим размораживанию, через автоматические шторы 12 и включенную тепловую завесу 13 поступают в блок комбинированного нагрева 1, например, по 7 полувагонов на каждый железнодорожный путь. Тепловая завеса производит отсечку поступившей части состава от внешней холодной среды и начинается интенсивный нагрев пристеночного слоя материала (4-6 см) горячим воздухом по комбинированной схеме, т.е. горячий воздух от вентиляторов 4 по трубопроводам 5 поступает в нагревательные панели 6, обеспечивающие радиационный нагрев, а выходящий из сопел 7 горячий воздух поднимается вверх к вытяжным коробам 8, обеспечивая конвекционный нагрев. Температура воздуха в блоке 1 может достигать 100°С. За счет высокой плотности теплового потока начинается интенсивный прогрев пристеночного слоя, который длится 50-60 мин, после чего полувагоны через автоматические шторы 12 переводят в блок конвекционного нагрева 2, а в блок 1 поступает новая партия полувагонов. В блоке 2 горячий воздух с температурой
около 60°С поступает из блока 1 через вентиляторы 9, проходит по трубопроводам 10 и выходит через воздухораспределители 11, обеспечивая дальнейшее размораживание пристеночного слоя материала за счет непосредственного контакта горячего воздуха со стенками полувагонов. За 50-60 мин происходит окончательное оттаивание пристеночного слоя и транспортные средства через автоматические шторы 12 на выходе из блока 2 через проемы 14 направляют для разгрузки на опрокид, а освободившиеся места в блоках 1 и 2 занимают новые партии транспортных средств.
Предложенное устройство обеспечивает:
снижение затрат тепла на 20-30%;
время размораживания пристеночного слоя (4-6 см) - не более 2 ч;
защиту уязвимых узлов транспортных средств без применения дополнительных вентиляторов и других устройств.