АСПИРАЦИОННОЕ УКРЫТИЕ МЕСТ ПЕРЕГРУЗКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к технике обеспыливания процессов переработки сыпучих материалов и может быть использована при производстве строительных материалов, в металлургической, горнорудной и др. отраслях промышленности, где имеет место выделение пыли.
Известно аспирационное укрытие, содержащее корпус, образованный крышкой, двойными боковыми и торцевыми стенками, эластичные уплотнители, закрепленные на стенках корпуса, фартуки, закрепленные на торцевых стенках корпуса, аспирационную воронку и загрузочный желоб, установленные на крышке корпуса, внутри корпуса между аспирационной воронкой и загрузочным желобом установлена жесткая вертикальная перегородка [Минко В.А. «Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов» Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981, с. 147, рис. 44].
Недостатками данного устройства являются сложность эксплуатации и монтажа конструкции, а также его значительное аэродинамическое сопротивление.
Известно аспирационное укрытие с одинарными стенками [Минко В.А. «Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов» Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981, с. 145, рис. 41]. Данное аспирационное укрытие содержит короб, образованный крышкой, боковыми вертикальными и торцевыми стенками, а также, установленные на крышке, аспирационную воронку и загрузочный желоб. На боковых стенках укрытия закреплены эластичные уплотнители, на торцевых - фартуки.
Недостатками данного укрытия являются значительные объемы аспирации, а также высокая концентрация пыли на выходе из укрытия.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является аспирационное укрытие мест перегрузки сыпучего материала (патент 102603 РФ: МПК B65G 69/18 Аспирационное укрытие мест перегрузки сыпучего материала: Киреев В.М., Гольцов А.Б., Минко В.А., Семиненко А.С.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова". No.: 2010143830/11, заяв. 26.10.2010; опубл. 10.03.2011.), содержащее короб, образованный торцевыми стенками, крышкой и боковыми стенками, расположенными под внутренним углом наклона менее 90° к верхней крышке, эластичные уплотнители, фартуки, закрепленные на торцевых стенках корпуса, аспирационную воронку и загрузочный желоб.
Применение наклонных боковых стенок в аспирационном укрытии увеличивает внутренний объем его верхней части, за счет этого траектория движения эжекционного воздуха сместится в верхнюю часть укрытия к верхней крышке, при этом уменьшиться избыточное давление эжекционного воздуха в месте падения материала на конвейерную ленту. Изменение траектории движения воздуха приведет к снижению вероятности выбивания запыленного воздуха через неплотности укрытия в область рабочей зоны, и снижение, в сравнении с аналогами, концентрации пыли, содержащейся в аспирационном воздухе.
Недостатками данного укрытия является высокая концентрация пыли на выходе из укрытия.
Задача полезной модели состоит в повышении эффективности пылеулавливания, проявляющейся в снижении концентрации пыли в аспирационном воздухе на выходе из укрытия.
Для решения поставленной задачи в аспирационном укрытии мест перегрузки сыпучего материала, содержащем короб, образованный торцевыми стенками, крышкой и боковыми стенками, расположенными под внутренним углом наклона менее 90° к верхней крышке, эластичные уплотнители, фартуки, закрепленные на торцевых стенках корпуса, аспирационную воронку и загрузочный желоб, на крышке у загрузочного желоба, установлен обтекатель. Введение в аэродинамическую схему аспирационного укрытия обтекателя позволит привлечь дополнительные силы (на основе эффекта Коанда) для изменения траектории движения воздуха, что приведет к сепарации твердых частиц, а соответственно и снижению их концентрации на выходе из укрытия.
При значительных поперечных размерах загрузочного желоба конструкцию аспирационного укрытия необходимо дополнить разделителем потока образующим с обтекателем щелевое сопло на выходе из загрузочного желоба.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 изображен продольный разрез аспирационного укрытия.
Аспирационное укрытие с наклонными стенками состоит из короба, образованного верхней крышкой 1, установленной над наклонными боковыми стенками 2, расположенных под внутренним углом наклона, например, 60° к верхней крышке 1, а также вертикальными торцевыми стенками 3 жестко прикрепленных к крышке 1, например, на фланцах. Загрузка сыпучего материала осуществляется по желобу 4 во внутреннюю часть короба. Обтекатель 5, например, имеющий форму тора (характер поверхности и форма обтекателя 5 выбирается исходя из условий перегрузки: размеров желоба, объемов эжектируемого воздуха и т.п.) установлен у загрузочного желоба 4 по направлению движения воздушного потока, жестко прикреплен к крышке 1, например, болтовым соединением. Аспирационная воронка 6 установлена так, что отсос воздуха производится непосредственно из внутренней части короба. Эластичные боковые уплотнения (на фиг. не показаны), фартуки 7 жестко, например, на фланцах, крепятся к боковым и торцевым стенкам 2, 3 для предотвращения выбивания пыли из укрытия через неплотности между стенками укрытия и конвейерной лентой 8, а также для снижения объемов подсасываемого воздуха.
Конструкцию укрытия возможно дополнить разделителем потока 9, выполненным, например, в форме конуса вершиной вверх, установленного на выходе из загрузочного желоба 4, образуя щелевое сопло с обтекателем. Для возможности вертикального перемещения и неподвижного закрепления разделителя потока его вершина жестко, например сваркой, соединена со стержнем 10, закрепленным на загрузочном желобе 4, например контргайкой.
Аспирационное укрытие работает следующим образом.
Материал, например, железная руда, с подающего конвейера (на фиг. не показан) по загрузочному желобу 4, вместе с эжектируемым воздухом, поступает в короб аспирационного укрытия. Пылегазовый поток, попадая в аэродинамическую зону обтекателя 5 сепарируется: воздух, по эффекту Коанда, растекается по поверхности обтекателя 5, а пылевые частицы по инерции падают на ленту конвейера. Движение двухфазного потока вблизи верхней крышки 1 увеличивает эффективность процессов инерционной пылеочистки в укрытии, за счет более резкого изменения траектории движения воздуха, снижая тем самым концентрацию пыли на выходе. Вследствие меньшего аэродинамического сопротивления верхней части укрытия воздушный поток движется вблизи крышки 1 к аспирационной воронке 6.
При установке разделителя потока 9 предварительно осуществляется настройка устройства путем вертикального перемещения стержня 10 и жестко прикрепленному к нему разделителю потока 9. Исходя из расхода воздуха, а также вида, плотности и крупности сыпучего материала по известным зависимостям (Соколова И.Н. Экспериментальное исследование пристеночных струй / Труды ЦАГИ. 1982. В. 2148. с. 21-31) выбирается оптимальная величина щели между обтекателем 5 и разделителем потока 9, обеспечивающая наибольший угол отклонения потока при исключении возможности забивания сыпучим материалом сопла. После проведения настройки положение стержня 10 и разделителя потока 9 закрепляется контргайкой (на фиг. не показан), а по загрузочному желобу 4 подается материал, например, железная руда, с подающего конвейера (на фиг. не показан), вместе с эжектируемым воздухом, поступает в короб аспирационного укрытия. При движении через щелевое сопло сыпучий материал под действием сил инерции перемещается к стенке разделителя потока 9, что обеспечивает его смещение в периферийную зону потока еще до отрыва струи, облегчая выход частиц из струи. Струя воздуха, вытекая из сопла с высокой скоростью, увлекает окружающий воздух, но поверхность обтекателя препятствует свободному поступлению воздуха с одной стороны струи, способствуя понижению давления у поверхности обтекателя и «прилипанию» к ней струи воздуха.
Таким образом, предложенное аспирационное укрытие мест перегрузки сыпучего материала позволит снизить концентрацию пыли на выходе по сравнению с прототипом, также уменьшить избыточное давление в месте падения материала на конвейерную ленту. Смещение траектории потока запыленного воздуха в верхнюю часть укрытия снизит вероятность его выбивания через боковые неплотности, что позволит уменьшить требуемые объемы аспирируемого воздуха.