ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ КОЛЛЕКТОР (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области аспирации, пневмотранспорта и предназначена для объединения всасывающих трубопроводных ответвлений, обеспечив равенство перепадов давления в них, по которым с помощью воздуха транспортируется плотный пылевидный или кускообразный материал, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например, в деревообрабатывающей промышленности.
Известен аэродинамический сепаратор (Авторское свидетельство СССР № 1590106, MПК B01D 46/00, 45/04, 1990 г.), имеющий корпус, входные патрубки для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений, и еще два патрубка, один из которых подсоединяется к транспортному трубопроводу для вывода смеси воздуха и плотных частиц, а другой может использоваться для подсоединения компенсационного трубопровода с целью поддержания необходимой скорости потока в транспортном трубопроводе при уменьшении количества используемых входных патрубков.
Недостаток указанного аэродинамического сепаратора - завышенные потери давления (энергии) из-за необходимости прохождения воздуха через фильтрующую поверхность, а при отсутствии фильтрующих элементов возможно оседание крупных частиц на дно корпуса коллектора, т.к. в нем скорость воздуха недостаточна для перемещения плотных частиц.
Известен горизонтальный коллектор-сепаратор (В.Л. Ларионов, В.П. Созинов "Регулируемые системы аспирации в деревообрабатывающей промышленности". - М.: Легкая промышленность, 1989. - 240., стр. 99 рис. 42), состоящий из корпуса, разделенного перегородкой на нижнюю и верхнюю полости, нижняя полость имеет входные патрубки для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений и фланец для подсоединения транспортного трубопровода, верхняя полость снабжена фланцем для подсоединения компенсационного трубопровода для поступления воздуха в верхнюю полость и через проход в нижнюю полость, в котором установлена консольная заслонка, укрепленная на валу.
Недостатком указанного коллектора-сепаратора является то, что при использовании всех всасывающие трубопроводных ответвлений, заслонка перекрывает проход и за счет увеличения свободного пространства над входящими потоками, образуется застойная зона (зона вихреобразования). Эго вызывает ненужный рост потерь давления.
Известен горизонтальный коллектор-сепаратор (В.Л. Ларионов, В.П. Созинов "Регулируемые системы аспирации в деревообрабатывающей промышленности". - М.: Легкая промышленность, 1989. - 240., стр. 99 рис. 43) принятый за прототип, состоящий из корпуса, разделенного перегородкой на нижнюю и верхнюю полости, нижняя полость имеет входные патрубки для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений и фланец для подсоединения транспортного трубопровода, верхняя полость снабжена фланцем для подсоединения компенсационного трубопровода для поступления воздуха в верхнюю полость и через проход в нижнюю полость, в котором установлена консольная заслонка, укрепленная на валу, расположенном у передней стенки коллектора.
Недостатком этого коллектора-сепаратора является то, что при использовании части всасывающих трубопроводных ответвлений или, тем более, только одного всасывающего трубопроводного ответвления транспортируемый воздухом материал, особенно в виде крупных, кускообразных частиц, войдя в нижнюю полость коллектора, может осесть на дно из-за удаления зоны слияния потоков от входа в эту полость. Кроме того, заслонка в этом случае расширив проход может стать препятствием для входа потока из работающего всасывающего трубопроводного ответвления, что снизит его производительность и эффективность работы, а крупный транспортируемый материал, выйдя из него, ударится о заслонку и окажется на дне коллектора в неподвижном состоянии.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении надежности работы коллектора и в снижении потери давления.
Технический результат достигается тем, что горизонтальный коллектор, состоящий из корпуса, имеющего нижнюю и верхнюю полости, соединенные проходом с заслонкой, нижняя полость имеет входные патрубки для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений и фланец для подсоединения транспортного трубопровода, верхняя полость снабжена фланцем для подсоединения компенсационного трубопровода, проход расположен над входными патрубками в зоне входа потоков из всасывающих трубопроводных ответвлений в нижнюю полость, при этом площадь прохода выбирают из условия: , где
п
S - площадь прохода,
отв
S - площадь отверстия входного патрубка,
n - количество входных патрубков,
заслонка установлена горизонтально с возможностью частичного или полного перекрытия прохода.
Технический результат достигается тем, что горизонтальный коллектор, состоящий из корпуса, имеющего нижнюю и верхнюю полости, соединенные проходом с заслонкой, нижняя полость имеет входные патрубки для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений и фланец для подсоединения транспортного трубопровода, верхняя полость снабжена фланцем для подсоединения компенсационного трубопровода, снабжен дополнительной заслонкой установленной перед фланцем для подсоединения компенсационного трубопровода, проход расположен над входными патрубками в зоне входа потоков из всасывающих трубопроводных ответвлений в нижнюю полость, при этом площадь прохода выбирают из условия: , где
п
S - площадь прохода,
отв
S - площадь отверстия входного патрубка,
n - количество входных патрубков,
заслонка прохода установлена горизонтально с возможностью частичного или полного перекрытия прохода.
На фиг. 1 изображен горизонтальный коллектор по первому варианту исполнения. На фиг. 2 изображен горизонтальный коллектор по второму варианту исполнения.
Горизонтальный коллектор (фиг. 1) состоит из корпуса 1, имеющего нижнюю полость 2 и верхнюю полость 3, соединенные проходом с заслонкой 4, установленной горизонтально с возможностью частичного или полного перекрытия прохода. Нижняя полость 2 имеет входные патрубки 5 для подсоединения всасывающих трубопроводных ответвлений и фланец 6 для подсоединения транспортного трубопровода. Верхняя полость 3 снабжена фланцем 7 для подсоединения компенсационного трубопровода. Проход между нижней полостью 2 и верхней полостью 3 расположен непосредственно над входными патрубками 5, над зоной входа потока воздуха с транспортируемым материалом в нижнюю полость 2. В верхней полости 3 на ее нижней горизонтальной образующей установлена заслонка 4 со стороны подсоединения компенсационного трубопровода с возможностью горизонтального перемещения и частичного или полного перекрытия прохода. Степень перекрытия прохода заслонкой 4 зависит от количества используемых входных патрубков 5. При использовании всех входных патрубков 5 проход полностью перекрыт заслонкой 4. При использовании только одного входного патрубка 5 проход полностью открыт. Заслонку 4, перемещают в горизонтальной плоскости над входными патрубками 5, изменяя площадь прохода от величины, равной суммарной площади отверстий входных патрубков минус площадь одного из них, до нуля, обеспечивая оптимальную и надежную работу коллектора.
Коллектор работает следующим образом.
Воздух с транспортируемым материалом (плотными частицами) через входные патрубки 5 входит в нижнюю полость 2 и из нее направляется в сторону фланца 6 в транспортный трубопровод. Если используются все входные патрубки 5, то заслонка 4 перекрывает проход из нижней полости 2 в верхнюю полость 3. В этом случае в нижней полости 2 скорость воздуха достаточна для транспортирования плотных частиц. Когда используют часть входных патрубков 5, то заслонка 4 частично закрывает проход, перемещаясь в сторону входных патрубков 5, и воздух по компенсационному трубопроводу, через верхнюю полость 3 и проход поступает в необходимом количестве в нижнюю полость 2, а именно в зону входа потоков из входных патрубков 5, и скорость воздуха в нижней полости 2 становится достаточной для транспортирования плотных частиц. Работоспособность коллектора сохраняется даже при использовании только одного входного патрубка 5, когда проход полностью открыт, поскольку его площади достаточно для поступления в зону входа потоков из входных патрубков 5 в нижнюю полость 2 недостающего количества воздуха.
Во втором варианте исполнения (фиг. 2) горизонтальный коллектор снабжен дополнительной заслонкой 8 установленной перед фланцем 7 для подсоединения компенсационного трубопровода, обеспечивающей снижение потери давления в коллекторе. Указанный эффект достигается следующим образом. При уменьшении количества используемых входных патрубков 5, одновременно регулируя положение заслонки 4 и дополнительной заслонки 8, обеспечивают равенство перепада давления в компенсационном трубопроводе при необходимом расходе воздуха в нем и всасывающих трубопроводных ответвлениях. При этом скорость воздуха в проходе приближается но величине к скорости воздуха, выходящего из входных патрубков 5 в полость 2, что и обеспечивает снижение потери давления при слиянии потоков. Таким образом, конструкция горизонтального коллектора не только повышает надежность его работы, но и способствует снижению потери давления в нем.