ПНЕВМОКАМЕРНЫЙ НАСОС ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к пневматическим устройствам нагнетательного действия, в частности к пневмокамерным насосам и может быть использована в промышленности строительных материалов, в горной, химической и других отраслях промышленности.
Известно устройство «Пневмокамерный насос для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов» (Пат. RU №2312808, МПК B65G 53/40, опубл. 2006 г.). Изобретение представляет собой пневмокамерный насос для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов с их верхней загрузкой и выгрузкой. Насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном для выпуска сжатого воздуха и размещенные в камере: аэрационное устройство, пневматически связанный с ним трубопровод с входным клапаном для подачи сжатого воздуха, оснащенную дросселем трубу для выдачи из камеры аэрированного материала и с открытым со стороны загрузочного клапана компенсационную трубу, которая выполнена прямой и снабжена форкамерой. Форкамера связана через обратный клапан с трубопроводом, несет оснащенное турбулизатором сопло, расположенное перед входом в трубу для выдачи материала. Аэрационное устройство является мультисопловым аппаратом с выборочно оснащенными турбулизаторами соплами.
Недостатками данной конструкции являются большое гидравлическое сопротивление, на преодоление которого требуется дополнительное количество сжатого воздуха, а также большая металлоемкость внутренних устройств, которые занимают более 20% полезного объема корпуса насоса. Сжатый воздух, выходящий из сопел аэрационного устройства, направленных вверх, образует в слое материала каналы, по которым проходит сверху вниз воздух из компенсационной трубы, не вовлекая за собой в сторону разгрузочной трубы порошкообразный материал, что существенно снижает производительность пневмокамерного насоса.
Известно устройство, наиболее близкое по совокупности существенных признаков, «Пневмокамерный насос для транспортировки сыпучих материалов» (Пат. RU №141694, МПК B65G 53/16, B65G 53/40, опубл. 2014 г.) Пневмокамерный насос для транспортировки сыпучих материалов содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном для выпуска сжатого воздуха, в нижней части камеры находится аэрационное устройство, которое представляет собой трубы, расположенные по концентрическим окружностям, в нижней части которых встроены сопла, направленные в сторону днища, разгрузочная труба снабжена диффузором, соосно ей в нижней части камеры встроено сопло, пневматически связанное с компенсационной трубой, соединенной с источником сжатого воздуха.
Недостатками этого насоса являются недостаточное псевдоожижение материала возле стенок в нижней части камеры насоса, аэрационное устройство создает малый и неоднородный псевдоожиженный слой, что приводит к увеличению времени разгрузки, а, следовательно, увеличению расхода сжатого воздуха.
Предлагаемая полезная модель направлена на снижение расхода сжатого воздуха за счет создания аэрационным устройством вихреобразного поля в нижней части камеры перед разгрузочной трубой, увеличения скорости транспортируемого материала в разгрузочной трубе при действии воздуха, выходящего из сопла.
Это достигается тем, что в пневмокамерном насосе для транспортировки сыпучих материалов, содержащем камеру с загрузочным клапаном для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном для выпуска сжатого воздуха, находящимися в крышке камеры, и размещенными в камере аэрационным устройством, находящимся в нижней части камеры и представляющим собой трубы, выполненные по концентрическим окружностям, в нижней части которых вварены сопла, направленные к днищу, вертикальной разгрузочной трубой, снабженной на конце диффузором, соплом, представляющим собой трубу и расположенным в днище камеры согласно предлагаемому решению сопла аэрационного устройства относительно своей вертикальной оси имеют угол изгиба 50-70°, а относительно радиуса, проведенного через ось сопла из центра аэрационного устройства, имеют угол поворота 20-25°, в верхней части камеры вварен патрубок для подачи сжатого воздуха выше слоя загруженного материала.
Аэрационное устройство, представляющее собой трубы, расположенные по концентрическим окружностям, в нижней части которых вварены сопла, направленные в сторону днища, выходные концы которых относительно своей вертикальной оси имеют угол изгиба 50-70°, а относительно радиуса, проведенного через ось сопла из центра аэрационного устройства, имеют угол поворота 20-25°, создает псевдоожиженный слой из пылевоздушной массы для улучшения вовлечения транспортируемого материала в разгрузочную трубу. За счет угла изгиба сопел устраняются пустые каналы, по которым проходит воздух, не действуя на материал, в результате чего повышается однородность псевдоожиженного слоя. За счет угла поворота сопел создается вихреобразное поле пылевоздушной массы в нижней части камеры, что тем самым перемещает материал от стенок камеры насоса к центру. Диффузор на разгрузочной трубе создает разряжение, что дополнительно облегчает условия вовлечения материала вовнутрь трубы.
Сопло, пневматически связанное с источником сжатого воздуха способствует увеличению скорости движения материала в разгрузочной трубе, позволяет регулировать подачу сжатого воздуха, что улучшает вовлечение пылевоздушной среды в сторону выгрузки.
Патрубок подачи воздуха вварен в верхнюю часть камеры и необходим для ввода дополнительного количества сжатого воздуха с целью создания над слоем материала давления, которое действует на поверхность материала, продвигая его вниз, тем самым ускоряя разгрузку.
Полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. 1 изображена схема пневмокамерного насоса, на фиг. 2 - поперечный разрез насоса Α-A с видом аэрационного устройства на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез сопла Б-Б на фиг. 2.
Пневмокамерный насос содержит камеру 1 с находящимися в верхней части загрузочным клапаном 2 для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном 3 для выпуска сжатого воздуха. Внизу камеры насоса размещено аэрационное устройство, представляющее собой трубы 4, выполненные по концентрическим окружностям, в нижней части которых вварены сопла 5, направленные в сторону днища, выходные концы которых относительно своей вертикальной оси имеют угол изгиба 50-70°, а относительно радиуса, проведенного через ось сопла из центра аэрационного устройства, имеют угол поворота 20-25°. Разгрузочная труба 6, находящаяся в центре камеры насоса, представляет собой вертикальную трубу, в нижней части оснащенную диффузором 7. В центре днища камеры насоса расположено сопло 8, необходимое для увеличения скорости двухфазного потока в разгрузочной трубе. Внутрь верхней части камеры вварен патрубок 9 для подачи сжатого воздуха выше слоя загруженного материала.
Пневмокамерный насос работает следующим образом: материал, например цемент, подается в камеру 1 через загрузочный клапан 2, который герметизирует камеру после окончания загрузки. При открытом загрузочном клапане 2 открыт клапан выпуска воздуха 3. При заполнении камеры материалом до заданного уровня закрываются загрузочный клапан и клапан выпуска воздуха. Включается подача сжатого воздуха в трубопроводы, ведущие к аэрационному устройству, которое представляет собой трубы 4, расположенные по концентрическим окружностям и в патрубок подачи воздуха 9, который служит для ввода сжатого воздуха с целью создания дополнительного давления над слоем материала в камере насоса, что способствует лучшему продвижению транспортируемого материала к зоне выгрузки. Выходящий из сопел 5 сжатый воздух создает псевдоожиженный слой материала, а также за счет конструктивного расположения сопел создается вихреобразное поле пылевоздушной массы, которое перемещает материал от стенок камеры насоса к центру, одновременно сжатый воздух из патрубка подачи воздуха 9 давит на поверхность материала сверху, продвигая его вниз, тем самым ускоряя разгрузку. Затем, при создании необходимого псевдоожиженного слоя у входа в разгрузочную трубу 6 включается клапан (на рисунке не показан) на подачу воздуха в сопло 8 и происходит ускорение разгрузки насоса. При полной разгрузке насоса открывается клапан спуска воздуха 3, оставшегося внутри насоса, а затем загрузочный клапан 2. Цикл загрузки камеры повторяется.
Таким образом, за счет геометрического расположения сопел аэрационного устройства создается вихреобразное поле, за счет которого улучшается псевдоожижение материала и образуется однородный с отсутствием пустых каналов псевдоожиженный слой у входа в разгрузочную трубу, что обеспечивает сокращение расхода сжатого воздуха, а, следовательно, увеличение производительности пневмокамерного насоса.