ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАЗГРУЗКИ

Область техники
Полезная модель относится к устройствам для разгрузки вагонов-хопперов, барж прочих транспортных средств и емкостей и подачи материала в емкости временного хранения (силоса, бункера) или другие транспортные средства.
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является пневморазгрузчик (с 54-56 «Пневмотранспортное оборудование: справочник», М.П.Калинушкин, М.Л.Коппель, В.С.Серяков, М.М.Шалунов; под общей редакцией М.П.Калинушкина. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1986 - 286 с.). Пневморазгрузчик состоит та механического заборного устройства, в частном случае дискового питателя, камеры фильтров (осадительной камеры) с датчиком наполнения и механизмом выгрузки, в частном случае напорным шнеком, смесительной камеры, вакуум-насоса, трубопроводов и электрооборудования. Разгружаемый материал через заборное устройство поступает в камеру фильтров. Воздух, поступивший вместе с разгружаемым материалом в камеры фильтров очищается, проходя через рукавные фильтры и выбрасывается наружу устройства вакуум-насосом. Материал из камеры фильтров поступает и смесительную камеру, где смешивается со сжатым воздухом и перемещается им к месту выгрузки. Общими признаками известного технического решения (прототипа) с предлагаемым к патентованию техническим решением являются наличие камеру осаждения с датчиком наполнения, выполненным с обеспечением срабатывания при наполнении камеры осаждения до определенного уровня, фильтров, насоса, а также трубопровода одним конном присоединенного к камере осаждения, другого трубопровода одним концом подсоединенного к насосу, и еще одного другого трубопровода подсоединенного одним концом к нижней части камеры осаждения.
Недостатками прототипа являются наличие механических устройств (механического заборного устройства и механизма выгрузки), что снижает его надежность, особенно при наличии посторонних предметов или комьев слежавшегося транспортируемого материала; низкий уровень безопасности вследствие большего объема камеры, что увеличивает вероятность самовзрыва для некоторых веществ и отягчает возможные последствия подобной аварии; а также большие габариты прототипа, усложняющие его транспортирование.
Целью (техническим результатом) предлагаемой полезной модели является повышение надежности и безопасности, а так же упрощение транспортирования устройства.
3
Поставленная цель достигается за счет того, что в пневматической системе разгрузки, содержащей камеру осаждения с датчиком наполнения, фильтры, первый трубопровод, насос, третий трубопровод, второй трубопровод, первый трубопровод одним концом присоединен к камере осаждения, третий трубопровод одним кондом подсоединен к насосу, второй трубопровод подсоединен одним концом к нижней части камеры осаждения, датчик наполнения выполнен с обеспечением срабатывания при наполнении камеры осаждения до определенного уровня, в псе введены шестой трубопровод, четвертый трубопровод, пятый трубопровод, фильтровальная камера, первый затвор, второй затвор, третий затвор, четвертый затвор, пятый затвор и датчик разгрузки, первый затвор установлен на первом трубопроводе, второй затвор установлен на четвертом трубопроводе, третий затвор установлен на третьем трубопроводе, четвертый затвор установлен на пятом трубопроводе, пятый затвор установлен па втором трубопроводе, при этом шестой трубопровод одним концом присоединен к камере осаждения, а противоположным концом присоединен к фильтровальной камере, присоединение первого трубопровода и шестого трубопровода к камере осаждения выполнено в верхней частя камеры осаждения, третий трубопровод другим конном присоединен к фильтровальной камере, четвертый трубопровод одним концом присоединен к фильтровальной камере, а противоположным концом присоединен к системе подачи воздуха под давлением, пятый трубопровод одним концом присоединен к камере осаждения, а противоположным концом присоединен к системе подачи воздуха под давлением, причем фильтры установлены в фильтровальной камере с обеспечением прохождения через них воздушного потока из шестого трубопровода в третий трубопровод и осаждения на них частиц транспортируемого материала, датчик разгрузки выполнен с обеспечением срабатывания при понижении уровня материала ниже определенного уровня, в частном случае объем камеры осаждения и/или фильтровальной камеры выполнен не более 1 м.
Краткое описании чертежей
Полочная модель поясняется чертежом, на котором покачана система содержащая две линии, в каждой из которых установлено по две фильтровальные камеры.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: пятый трубопровод 1, первый трубопровод 2, первый затвор 3, камера осаждения 4, шестой трубопровод 5, фильтровальная камера 6, фильтр 7, третий трубопровод 8, второй затвор 9, третий затвор 10, система подготовки воздуха 11, накопитель 12, насос 13, компрессор 14, четвертый трубопровод 15, второй трубопровод 16, пятый затвор 17, датчик разгрузки 18, датчик наполнения 19, четвертый затвор 20.
Основными элементами устройства являются камера осаждения 4, фильтровальная камера 6 с фильтрами 7, насос 13, система подачи воздуха под давлением (система подготовки воздуха 11, накопитель 12, компрессор 14) и блок управления.
3
3
Камера осаждения 4 представляет собой емкость для перекачки через нее сыпучего материала и его осаждения в ней. Камера осаждения 4 может быть выполнена любой формы, например цилиндрической, конической, пирамидальной или любой другой. В частном случае камера осаждения 4 представляет собой замкнутую емкость, состоящую из цилиндрической части и конической части. При этом цилиндрическая часть соединена с конической частью но краю с большим диаметром, чем диаметр другого края конической части. Камера осаждения 4 в нижней части снабжена разгрузочным отверстием. Под нижней частью камеры осаждения 4 понимается коническая часть со стороны ее меньшего диаметра, т.е. часть, обращенная в сторону вектора тяжести п процессе эксплуатации устройства. Камера осаждения 4 по периметру разгрузочного отверстия соединена с вторым трубопроводом 16. В верхней части камеры осаждения 4 выполнено загрузочное отверстие. Под верхней частью камеры осаждения 4 понимается цилиндрическая часть со стороны, противоположной соединению цилиндрической части с конической частью, т.е. часть, обращенная в сторону противоположную направлению вектора силы тяжести в процессе эксплуатации устройства. Камера осаждения 4 по периметру загрузочного отверстия соединена с первым трубопроводом 2. В верхней части камеры осаждения 4 выполнено отверстие для соединения камеры осаждения 4 со шестым трубопроводом 5. В камере осаждения 4 выполнено отверстие для соединения камеры осаждения 4 с пятым трубопроводом 1. Отверстие для соединения камеры осаждения 4 с пятым трубопроводом 1 в частном случае выполнено в конической части вблизи соединения конической части с цилиндрической частью. Объем применяемой камеры осаждения 4 составляет 0,7-1,0 м(в частном случае 0,9 м). Камера осаждения 4 снабжена в верхней части датчиком наполнения 19 и в нижней части датчиком разгрузки 18.
Датчик наполнения 19 выполнен с обеспечением возможности определения наличия транспортируемого материала па определенном уровне и выдачи соответствующего сигнала при наполнении камеры осаждения до определенного уровня камеры осаждения 4, на котором установлен датчик наполнения 19.
Датчик разгрузки 18 выполнен с обеспечением возможности определения отсутствия транспортируемого материала на определенном уровне и выдачи соответствующего сигнала при разгрузке камеры осаждения 4 до определенного уровня, на котором установлен датчик разгрузки 18.
3
3
Фильтровальная камера 6 представляет собой устройство для фильтрования воздуха с целью защиты насоса 13 от частиц материала. Фильтровальная камера 6 может быть выполнена любой формы, например цилиндрической, конической, пирамидальной или любой другой. В частном случае фильтровальная камера 6 представляет собой цилиндрическую емкость, состоящую из двух основных элементов, камеры и крышки. Внутри фильтровальной камеры 6 установлены фильтры 7. например тканевые. В частном случае в фильтровальной камере 6 установлены фильтры 7, выполненные рукавными. В верхней части фильтровальной камеры 6, ближе к плоскости стыка с крышкой, имеется перегородка с отверстиями, в которых установлены рукавные фильтры 7 (каркас на который надет фильтровальный рукав из специальной ткани). Эта перегородка совокупно с фильтрами 7 условно делит фильтровальную камеру 6 на две части (два объема): грязную и чистую. Таким образом, при работе насоса 13 происходит очистка воздуха от пыли (частиц транспортируемого материала), а при работе компрессора 14 происходит очистка фильтров 7 от собранной пыли, которая уносится потоком воздуха в камеру осаждения 4. Объем фильтровальной камеры 6 составляет 0,7-1 м (в частном случае 0,9 м). В фильтровальной камере 6 выполнено отверстие для соединения фильтровальной камеры 6 со шестым трубопроводом 5. В фильтровальной камере 6 выполнено отверстие для подсоединения к фильтровальной камере 6 третьего трубопровода 8.
В частном случае в системе может быть установлено две фильтровальные камеры 6 с фильтрами 7. При атом каждая из фильтровальных камер 6 подсоединена ко шестому трубопроводу 5 и к третьему трубопроводу 8.
Насос 13 представляет собой устройство для напорного перемещения (нагнетания, всасывания) воздуха через систему. В системе может быть использован любой из известных вакуумных насосов. В частном случае насос 13 представляет собой насос вакуумный механический. Насос 13 выполнен с обеспечением возможности прокачки воздуха через всю систему.
Система подачи воздуха под давлением предназначена для нагнетания в систему очищенного воздуха под давлением. В частном случае система подачи воздуха под давлением выполнена состоящей из системы подготовки воздуха 11, компрессора 14 с накопителем 12. Возможно выполнение устройства без компрессора 14 и накопителя 12, а также без системы подготовки воздуха. При этом устройство подключают к сторонней системе подачи воздуха под давлением, например к заводской системе воздуха высокого давления.
Система подготовки воздуха 11 выполнена с обеспечением очистки воздуха, поступающего от компрессора 14, от механических примесей и водяных и масляных паров. Система подготовки воздуха 11 может представлять собой любой из известных воздухоочистительных фильтрующих устройств. Система подготовки воздуха 11 соединена с накопителем 12. В системе подготовки воздуха 11 выполнено отверстие для соединения системы подготовки воздуха 11 с четвертым трубопроводом 15 и/или пятым трубопроводом 1 с обеспечением подачи в четвертый трубопровод 15 и пятый трубопровод 1 воздуха, очищенного системой подготовки воздуха 11.
Накопитель 12 представляет собой емкость для накопления воздуха под давлением, нагнетаемого компрессором 14.
Компрессор 14 представляет собой устройство для сжатия и подачи в систему воздуха под давлением.
Накопитель 12 вместе с компрессором 14 предназначены для создания избыточного давления в системе камера осаждения 4 - фильтровальная камера 6 и аэрирования материала в камере осаждения 4 с целью обеспечения цикла разгрузки камеры осаждения 4.
В частном случае компрессор 14 и насос 13 могут быть объединены в одно устройство. В этом случае используют компрессор, работающий на нагнетание в систему воздуха под давлением и на создание в системе вакуума.
Первый трубопровод 2 одним концом подсоединен к камере осаждения 4, а другой конец выполнен свободным с обеспечением возможности забора сыпучего материала из разгружаемой емкости. На первом трубопроводе 2 установлен первый затвор 3.
Шестой трубопровод 5 одним своим концом подсоединен к камере осаждения 4, а противоположным концом подсоединен к фильтровальной камере 6. При этом в случае использования в системе двух фильтровальных камер 6 шестой трубопровод 5 выполнен раздвоенным, т.е. имеющим ответвление для подсоединения двух фильтровальных камер 6.
Тритий трубопровод 8 одним своим концом подсоединен к фильтровальной камере 6, а противоположным концом подсоединен к насосу 13. При этом в случае использования в системе двух фильтровальных камер 6 третий трубопровод 8 выполнен раздвоенным, т.е, имеющим ответвление для подсоединения двух фильтровальных камер 6. На третьем трубопроводе 8 установлен третий затвор 10.
Четвертый трубопровод 15 одним своим концом подсоединен к системе подготовки воздуха 11, а противоположным концом подсоединен к фильтровальной камере 6. При этом в случае использования в системе двух (фильтровальных камер 6 четвертый трубопровод 15 выполнен раздвоенным, т.е. имеющим ответвление для подсоединения двух фильтровальных камер 6. Па четвертом трубопроводе 15 установлен второй затвор 9.
Пятый трубопровод 1 одним своим концом подсоединен к системе очистки воздуха 11 или к четвертому трубопроводу 15, а противоположным концом подсоединен к камере осаждения 4. На пятом трубопроводе 1 установлен четвертый затвор 20.
Второй трубопровод 16 одним своим концом подсоединен к разгрузочному отверстию камеры осаждения 4, а противоположным концом подсоединен к магистральному трубопроводу или выполнен свободным для выгрузки сыпучего материала в необходимую емкость Б. На втором трубопроводе 16 установлен пятый затвор 17.
Блок управления представляет собой набор датчиков (датчик наполнения 19, датчик разгрузки 18), затворов (первого затвора 3, второго затвора 9, третьего затвора 10, четвертого затвора 20, пятого затвора 17 и т.п.) и измерительных устройств (например манометра, установленного на накопителе 12), которыми оснащена данная система, а также устройство, выполненное с обеспечением управления всеми устройствами, датчиками, затворами и измерительными устройствами.
Возможно выполнение системы состоящей из двух линий. При этом под линией понимается часть первого трубопровода 2, камера осаждения 4, шестой трубопровод 5, одна или две фильтровальные камеры 6, часть третьего трубопровода 8, часть четвертого трубопровода 15, часть пятого трубопровода 1 и часть второго трубопровода 16. При этом первый трубопровод 2, третий трубопровод 8, четвертый трубопровод 15, пятый трубопровод 1 и второй трубопровод 16 снабжены ответвлениями для подсоединения второй линии.
3
Предлагаемое к патентованию техническое решение отличается от наиболее близкого технического решения (прототипа) наличием четвертого трубопровода 15, пятого трубопровода 1, шестого трубопровода 5, фильтровальной камеры 6, первого затвора 3, второго затвора 9, третьего затвора 10, четвертого затвора 20, пятого затвора 17 и датчика разгрузки 18. При этом первый затвор 3 установлен на первом трубопроводе 2, второй затвор 9 установлен на четвертом трубопроводе 15, третий затвор 10 установлен на третьем трубопроводе 8, четвертый затвор 20 установлен на пятом трубопроводе 1, пятый затвор 17 установлен на втором трубопроводе 16. Шестой трубопровод 5 одним концом присоединен к камере осаждения 4, а противоположным конном присоединен к фильтровальной камере 6. Присоединение первого трубопровода 2 и шестого трубопровода 5 к камере осаждения 4 выполнено в верхней части камеры осаждения 4. Третий трубопровод 8 другим концом присоединен к фильтровальной камере 6. Четвертый трубопровод 15 одним концом присоединен к фильтровальной камере 6, а противоположным концом присоединен к системе подачи воздуха под давлением. Пятый трубопровод 1 одним концом присоединен к камере осаждения 4, а противоположным концом присоединен к системе подачи воздуха под давлением. Причем фильтры 7 установлены в фильтровальной камере 6 с обеспечением прохождения через них воздушного потока из шестого трубопровода 5 в третий трубопровод 8 и осаждения на них частиц транспортируемого материала. Датчик разгрузки 18 выполнен с обеспечением срабатывания при понижении уровня материала ниже определенного уровня. Объемом камеры осаждения 4 и/или фильтровальной камеры 6 выполнен не более 1 м.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом. Изготавливают камеру осаждения 4. фильтровальную камеру 6, систему подготовки воздуха 11, накопитель 12, насос 13, компрессор 14, датчик наполнения 19, датчик разгрузки 18 первый трубопровод 2, шестой трубопровод 5, третий трубопровод 8, четвертый трубопровод 15, пятый трубопровод 1, второй трубопровод 16, а также датчики и измерительные устройства. Первый трубопровод 2 подсоединяют к загрузочному отверстию камеры осаждения 4 одной линии или к загрузочным отверстиям каждой из двух камер осаждения 4 двух линий. Посредством шестого трубопровода 5 в каждой линии соединяют камеру осаждения 4 с фильтровальной камерой 6 или двумя фильтровальными камерами 6. Посредством третьего трубопровода 8 фильтровальные камеры 6 каждой из линий соединяют с насосом 13. Компрессор 14 соединяют с накопителем 12, а накопитель 12 соединяют с системой подготовки воздуха 11 посредством соответствующего трубопровода или непосредственно. В случае использования сторонней (заводской) системы подачи воздуха под давлением к укачанной системе подключают либо систему подготовки воздуха 11 либо непосредственно четвертый трубопровод 15 и/или пятый трубопровод 1. Посредством четвертого трубопровода 15 соединяют фильтровальные камеры 6 обеих линий с системой подготовки воздуха 11 или со сторонней системой подачи воздуха под давлением. Посредством пятого трубопровода 1 соединяют камеру осаждения 4 обеих линий с системой подготовки воздуха 11 или со сторонней системой подачи воздуха под давлением. Второй трубопровод 1 6 подсоединяют к камере осаждения 4 каждой линии по периметру его разгрузочного отверстия. Противоположный конец второго трубопровода 16 подсоединяют к магистральному трубопроводу или оставляют свободным для непосредственной выгрузки сыпучего материала в необходимые емкости. Камеру осаждения 4 устанавливают конической часть. Вниз, т.е. в направлении вектора силы тяжести. Датчики наполнения 19 и датчики разгрузки 18 устанавливают на камере осаждения 4 каждой линии. На части первого трубопровода 2 одной из линий устанавливают первый затвор 3. па части первого трубопровода другой линии устанавливают другой первый затвор 3. На части третьего трубопровода 8 одной из линий устанавливают третий затвор 10, на части третьего трубопровода 8 другой линии устанавливают другой третий затвор 10. На части четвертого трубопровода 15 одной из линий устанавливают второй затвор 9, на части четвертого трубопровода 15 другой линии устанавливают другой второй затвор 9. На части пятого трубопровода 1 одной из линий устанавливают четвертый затвор 20, на части пятого трубопровода 1 другой линии устанавливают другой четвертый затвор 20. На части второго трубопровода 16 одной из линий устанавливают пятый затвор 17, на части второго трубопровода 16 другой линии устанавливают другой пятый затвор 17.
Свободный конец первого трубопровода 2 помещают в разгружаемую емкость (на схеме обозначена как точка А). При этом затворы второй линии и второй затвор 9, четвертый затвор 20 и пятый затвор 17 закрыты. Первый затвор 3 и третий затвор 10 открыты. Включают насос 13. Насос 13 работает, создавая вакуум в системе. Воздушный поток, создаваемый насосом 13, увлекает за собой материал по пути: камера осаждения 4 - фильтровальная камера 6. При этом скорость воздушного потока должна быть больше чем скорость питания частиц транспортируемого материала, именно при этом условии частицы начинают движение вместе с воздухом в заданном направлении. Согласно законам аэродинамики при расширении канала (переход из первого трубопровода 2 в камеру осаждения 4) происходит снижение скорости потока при условии постоянного расхода. В камере осаждения 4 воздушный поток резко теряет скорость и уже не может увлекать частицы материала. Таким образом происходит его оседание в камере осаждения 4.
Воздушный поток из камеры осаждения поступает во шестой трубопровод, откуда поступает в фильтровальную камеру. Часть транспортируемого материала, проникшего в фильтровальную камеру 6 с потоком воздуха, оседает на поверхности фильтров 7. Очищенный в фильтровальной камере 6 воздух проходит насос 13 и выбрасывается им наружу. Цикл загрузки продолжается до тех пор, пока внутренний объем камеры осаждения 4 не заполнится до уровня датчика наполнения 19. В этот момент по команде блока управления происходит отключение насоса 13 от первой линии путем закрывания третьего затвора 10. Поток воздуха приостанавливается, загрузка материала прекращается, закрывается первый затвор 3. В тот же момент начинается цикл разгрузки.
По команде блока управления открывают второй затвор 9 и четвертый затвор 20. Компрессором 14 подает в систему воздух под давлением, который накапливается в накопителе 12, затем поступает с систему подготовки воздуха 11. В системе подготовки воздуха 11 происходит очистка воздуха от механических примесей, а также от водяных и масляных паров. Очищенный сжатый воздух по четвертому трубопроводу 15 поступает в фильтровальную камеру 6 или фильтровальные камеры 6. При проходе сжатого воздуха через фильтровальную камеру 6 или фильтровальные камеры 6 происходит унос осевшего материала с фильтров 7 и камеры, таким образом, происходит очистка фильтров 7 от частиц транспортируемого материала. Далее, поток воздуха по шестому трубопроводу 5 поступает в камеру осаждения 4. При достижении определенного уровня давления в системе камера осаждения 4 - фильтровальная камера 6 по команде блока управления открывается пятый затвор 17. Сжатый воздух, прошедший через систему подготовки воздуха, но пятому трубопроводу 1 поступает в камеру осаждения 4. За счет полсоединения пятого трубопровода 1 вблизи соединения конической части и цилиндрической части камеры осаждения 4 воздух из пятого трубопровода 1 поступает в объем загруженного материала для псевдоожижения транспортируемого материала. Под действием сжатого воздуха транспортируемый материал вытесняется из камеры осаждения 4 в второй трубопровод 16. Но второму трубопроводу 16 транспортируемый материал поступает в магистральный трубопровод или в необходимую емкость (на схеме обозначена как точка Б). Наддув системы производится до тех пор, пока датчик разгрузки 18 не сигнализирует о том, что весь материал вышел. Пятый затвор 17 перекрывается. Для сброса избыточного давления из системы открывается специальный шестой затвор (на схеме не показан), установленный на одном из трубопроводов. После уравнивания давления с атмосферным шестой затвор перекрывается. В тот же момент начинается цикл загрузки.
3
За счет использования камеры осаждения 4 и/или фильтровальной камеры 6 объемом не более 1 м а также за счет разделения камеры осаждения 4 и фильтровальной камеры 6 шестым трубопроводом 5 уменьшается вероятность самовоспламенения или самовзрыва разгружаемого материала, при этом повышается надежность и безопасность устройства и уменьшаются габариты пневматической системы разгрузки, что упрощает ее транспортирование.
Циклы разгрузки и загрузки другой линии происходит аналогичным образом, по в протитзофазе линии описанной выше, т.е. при загрузке другой линии происходит разгрузка вышеописанной линии, а при загрузке вышеописанной линии происходит разгрузка другой линии. Таким образом устанавливается постоянный поток материала от точки А до точки Б.
3
Таким образом, выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает повышение безопасности и надежности устройства за счет выполнения камеры осаждения и/или фильтровальной камеры объемом менее 1 м, а также за счет разделения камеры осаждения и фильтровальной камеры посредством шестого трубопровода. При этом обеспечено уменьшение габаритов устройства повышено удобство его эксплуатации.