Устройство для подъема материалогазовой смеси

Разработка относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам для вертикального и наклонного пневмотранспорта материалогазовой смеси с повышенной концентрацией в газовой смеси, и может быть использована в металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой горячих и холодных сыпучих материалов.
Известны устройства для подъема материалогазовой смеси, содержащие вертикальный трубопровод, рассредоточенно установленные в нем поперечные вставки и газораспределительную пористую перегородку (Патент №2194661. Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси. Авторы: Давыдов С.Я., Рукомойкин А.А., Пономарев А.В. Опубл. 20.12.2002, Бюл. №19; Патент №2294886. Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси. Авторы: Давыдов С.Я. Опубл. 10.03.2007. Бюл. №7).
Практика показала, что в вертикальных транспортных трубопроводах при нарушении оптимального режима подъема происходит завал нижней части трубопровода, для ликвидации которого требуются энергозатраты. Это приводит к снижению производительности и к уменьшению эффективности работы пневмотранспорта.
Эта проблема решается известным устройством для подъема материалогазовой смеси, содержащем вертикальный трубопровод, рассредоточенно установленные в нем поперечные вставки с лепестками и газораспределительную пористую перегородку. (Патент №204694. Устройство для подъема материалогазовой смеси. Авторы: Костюк П.А., Давыдов С.Я., Евсеев Н.А., Шамына М.М. Опубл. 07.06.2021 Бюл. №16).
При нарушении транспортного режима подъема лепестки под действием сыпучего материала в обратную сторону (вниз) резко опускаются и перекрывают поперечное сечение трубопровода. Сыпучий материал задерживается на лепестках. После запуска транспортного режима под действием избыточного давления лепестки поднимаются, преодолевая вес столба сыпучего материала. При этом затрачиваются дополнительные энергозатраты на преодоление веса столба сыпучего материала, лежащего на лепестках.
Техническим результатом разработки является увеличение производительности и эффективности работы пневмоподъема за счет уменьшения дополнительных энергозатрат на преодоление веса столба сыпучего материала, лежащего на лепестках при запуске подъемника после его остановки при нарушении транспортного режима подъема.
Это достигается тем, что в устройстве для подъема материалогазовой смеси, содержащем вертикальный трубопровод, рассредоточенно установленные в нем поперечные вставки с лепестками и газораспределительную пористую перегородку, лепестки установлены под углом α к стенке трубопровода и снабжены пористыми перегородками, которые для удержания частиц материала и пропуска сжатого газа сквозь них выполнены в виде беспровальных сеток с зазорами А, мм, между проволоками, определяемыми по зависимости
А = 150/n – d,
где n - число проволок утка на 1 дм основы;
d - фактический диаметр проволоки утка, мм,
при этом размер зазоров А не должен превышать размер транспортирующих частиц материала.
На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для подъема материалогазовой смеси; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1 сверху на лепестки в закрытом состоянии; на фиг. 3 - вставки в виде беспровальных сеток.
Устройство для подъема материалогазовой смеси содержит вертикальный трубопровод 1, снабженный рассредоточенно установленными в нем поперечными вставками 2 с лепестками 3. Каждый край 4 лепестков 3 установлен внахлест 5 к соседнему краю для обеспечения перекрытия и раскрытия поперечного сечения вертикального трубопровода 1. Установка лепестков под углом α к стенке трубопровода обеспечивает надежное опускание вертикальных лепестков. Для удержания транспортируемых частиц материала на лепестках 3 и пропуска сжатого газа лепестки 3 снабжены вставками 6 (фиг. 3) в виде беспровальных сеток (Сетка СД 200-08Х18Н10 ГОСТ 3187-76). Сетки имеют зазоры А, мм, между проволоками утка в местах перекрещивания для двухсторонних сеток саржевого переплетения определяемыми по зависимости
А = 150/n – d,
где n - число проволок утка на 1 дм основы;
d - фактический диаметр проволок утка, мм,
при этом размер зазоров А (фиг. 3) не должен превышать размер транспортирующих частиц материала.
Номинальный диаметр и номинальное число проволок основы и утка должны соответствовать указанным параметрам в таблице. (http://docs.cntd.ru/document/1200004281).
Сетки саржевого переплетения двухсторонние
Условное обозначение сетки
Номинальное число проволок на 1 дм
Номинальный диаметр проволоки, мм
основы
утка
основы
утка
СД200
200
1100
0,20
0,14
Проволоки утка в местах перекрещивания должны вплотную прилегать друг к другу. Допускаются зазоры между проволоками утка в местах перекрещивания, не превышающие 0,1 диаметра проволоки утка.
Материалогазовая среда непрерывно подается по трубопроводу 1. В транспортном режиме под воздействием движущейся материалогазовой среды лепестки 3 расположены в поднятом вертикальном состоянии. Материалогазовая среда под действием избыточного давления и постоянного подпора движется по вертикальному трубопроводу мимо лепестков 3.
При нарушении транспортного режима подъема (аварийные ситуации) лепестки 3 под действием материалогазовой среды в обратную сторону (вниз) резко опускаются и перекрывают поперечное сечение трубопровода. Надежное опускание вертикальных лепестков достигается наличием установки лепестков под углом α к стенке трубопровода. Частицы материала задерживаются на лепестках 3, а сжатый газ проходит через зазоры беспровальных сеток. При этом размер зазоров А не должен превышать размер транспортирующих частиц материала.
После запуска транспортного режима сжатый газ снизу вверх проходит через зазоры беспровальных сеток в слой материала. Воздействуя на материал, сжатый газ аэрирует его до псевдоожиженного (кипящего) состояния. Под действием избыточного давления сжатого газа псевдоожиженный материал поднимется по трубопроводу. В результате подъемник работает в своем транспортном режиме. Таким образом, лепестки 3 под действием материалогазовой среды перекрывают или раскрывают поперечное сечение вертикального трубопровода 1.
Техническим результатом разработки является увеличение производительности и эффективности работы пневмоподъема за счет уменьшения дополнительных энергозатрат на преодоление веса столба сыпучего материала, лежащего на лепестках при запуске подъемника после его остановки при нарушении транспортного режима подъема. Под действием избыточного давления сжатый газ снизу вверх проходит через зазоры беспровальных сеток в слой материала. Воздействуя на материал, сжатый газ аэрирует его до псевдоожиженного (кипящего) состояния. Под действием избыточного давления сжатого газа псевдоожиженный материал поднимется по трубопроводу. В результате подъемник работает в своем транспортном режиме.