Устройство для подъема сыпучих материалов в транспортном трубопроводе

Устройство относится к трубопроводному транспорту, а именно к подъемным устройствам с вертикальными и наклоненными от вертикали трубопроводами с повышенной концентрацией сыпучих материалов в несущей среде.
Известны устройства для подъема сыпучих материалов в транспортном трубопроводе, содержащие вертикальный и наклоненный от вертикали транспортный трубопровод и рассредоточенно установленные в нем поперечные перфорированные вставки. (Патент RU №2194661. Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси. Опубл. 20.12.2002. Бюл. №35; патент RU №2294886. Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси. Опубл. 10.03.2007. Бюл. №7; патент RU №138223. Устройство для непрерывного подъема сыпучих материалов. Опубл. 10.03.2014. Бюл. №7).
В данных устройствах затруднительна ориентированная переустановка поперечных перфорированных вставок в заданном положении по высоте в зависимости от технико-экономических параметров подъемника, что приводит к уменьшению надежности его работы и увеличению расхода энергозатрат.
Известно также устройство для подъема сыпучих материалов в транспортном трубопроводе, содержащее вертикальный и наклоненный от вертикали транспортный трубопровод, в котором поперечные перфорированные вставки рассредоточенно смонтированы на продольных элементах каркасов, которые размещены во внутренних полостях упомянутых отрезков трубопровода. (Патент 157658. Устройство для подъема сыпучих материалов. Опубл. 10.12.2015. Бюл. №34).
В данном устройстве отсутствует возможность изменения расстояния между ними в процессе перенастройки подъемника в зависимости от свойств транспортируемого материала с учетом установленной величины.
Задачей предлагаемого устройства является обеспечение изменения режимных и конструктивных параметров в процессе перенастройки подъемника в зависимости от изменения физико-механических свойств сыпучих материалов и гидродинамики несущей среды для увеличения надежности работы подъемника и уменьшения расхода энергозатрат.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для подъема сыпучих материалов в транспортном трубопроводе, содержащем наклоненные и вертикальные участки, в которых поперечные перфорированные вставки рассредоточенно установлены на продольных элементах каркасов, размещенных во внутренних полостях трубопровода, поперечные перфорированные вставки установлены на продольных элементах каркасов подвижно по высоте с возможностью изменения расстояния между ними в процессе перенастройки подъемника в зависимости от изменения физико-механических свойств сыпучих материалов и гидродинамики несущей среды, не превышающего величины, определяемой по зависимости:
пер
0
КР
где H - расстояние между поперечными перфорированными вставками, м; Н - высота неподвижного (фильтрующего) слоя частиц сыпучего материала, м; W - скорость воздушного потока, м/с; W - критическая скорость псевдоожижения сыпучего материала, м/с, при сохранении установленной величины по всей высоте трубопровода, при этом расстояние между поперечными перфорированными вставками не должно превышать 5 диаметров транспортного трубопровода.
На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 представлена зависимость отношения высоты кипящего слоя к высоте неподвижного от скорости газа.
Устройство для подъема сыпучих материалов содержит смесительную камеру 1 с вертикальным транспортным трубопроводом 2. В нижней части смесительной камеры установлены патрубки 3 для подвода сжатого воздуха и пористая газораспределительная перегородка 4. Подпитывающая часть 5 смесительной камеры 1 расположена над входным патрубком 6 транспортного трубопровода 2. Поперечные вставки 7 в виде решеток установлены во внутреннюю полость трубопровода 2 на продольных элементах каркаса 8 подвижно по высоте.
0
По результатам расчетных и опытных работ на графике (фиг. 2) представлена зависимость отношения высоты кипящего слоя к высоте неподвижного от скорости газа. Эти результаты показали, что отношение Н/Н может быть аппроксимировано зависимостью:
0
КР
КР
где Н - высота кипящего слоя, м; Н - высота неподвижного (фильтрующего) слоя частиц сыпучего материала, м; W - скорость воздушного потока, м/с; W - критическая скорость псевдоожижения сыпучего материала, м/с. Для частиц глинозема крупностью минус 25 мкм W=0,00047 м/с.
пер
Для нашего случая поперечные вставки 7 в виде решеток установлены подвижно по высоте с возможностью изменения расстояния H между ними в процессе перенастройки подъемника, не превышающего величины, определяемой по зависимости:
и с учетом изменения физико-механических свойств сыпучих материалов и гидродинамики несущей среды, м/с, при сохранении установленной величины по всей высоте трубопровода, при этом расстояние между поперечными перфорированными вставками не должно превышать 5 диаметров транспортного трубопровода.
пер
Сыпучий материал из подпитывающей части 5 непрерывно поступает в смесительную камеру 1. Несущая среда через пористую перегородку 4 подается под слой сыпучего материала. Аэрированный сыпучий материал с повышенной концентрацией подается в трубопровод 2 через его входной патрубок 6. За счет перепада давления сжатого воздуха сыпучий материал перемещается по трубопроводу 2 в заторможенном состоянии путем создания дополнительных сопротивлений в виде поперечных вставок 7 с отверстиями, установленных рассредоточенно по высоте трубопровода 2 с определенным шагом H. Частицы материала последовательно перетекают через отверстия поперечных вставок 7 под действием перепада давления сжатого воздуха, поднимаясь по трубопроводу. Посредством поперечных вставок 7 происходит выравнивание материального потока по всему сечению трубопровода.
Данное устройство обеспечивает изменение режимных и конструктивных параметров в процессе перенастройки подъемника для увеличения надежности работы подъемника и уменьшения расхода энергозатрат.