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 №84829, МПК B65G 53/40, опубл. 2008 г.) Пневмокамерный насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи материала и клапан выпуска сжатого воздуха, клапан подачи сжатого воздуха, разгрузочный трубопровод, под разгрузочным трубопроводом соосно ему встроен рассеиватель для формирования струи из пылевоздушной смеси перед входом в разгрузочный трубопровод, причем рассеиватель связан с клапаном подачи сжатого воздуха, кроме того под загрузочным трубопроводом вокруг рассеивателя по концентрическим окружностям встроены сопла, расположенные таким образом, что расстояние между ними на окружности увеличивается от центра камеры к периферии, при этом сопла первой от центра и последующих нечетных окружностей закреплены под углом 45-60° к горизонтальной оси, а сопла четных окружностей направлены под тем же углом в противоположенную сторону, при этом сопла также связаны с клапаном подачи сжатого воздуха.
Недостатками этого насоса являются недостаточное псевдоожижение материала возле стенок в нижней части насоса, что приводит к увеличению времени разгрузки, а следовательно, увеличению расхода сжатого воздуха. Так как аэрационные сопла направлены вверх, то возможно их забивание при загрузке насоса материалом, что при включении насоса может спровоцировать истечение воздуха не из всех сопел, тем самым снижая эффективность работы насоса.
Известно устройство, наиболее близкое по совокупности существенных признаков, «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.
Предлагаемая полезная модель направлена на снижение расхода сжатого воздуха за счет улучшения псевдоожижения материала аэрационным устройством, создания дополнительных турбулентных полей сжатым воздухом в нижней части камеры перед разгрузочной трубой, увеличения скорости транспортируемого материала в разгрузочной трубе при действии воздуха, выходящего из сопла. Кроме того, использование заявляемого решения позволяет существенно снизить металлоемкость.
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, и размещенными в камере аэрационное устройство, разгрузочная труба, сопло, компенсационная труба, согласно предлагаемому решению аэрационное устройство представляет собой трубы, расположенные по концентрическим окружностям, в нижней части которых встроены сопла, направленные в сторону днища, находящееся в нижней части камеры, разгрузочная труба снабжена диффузором, соосно ей в нижней части камеры встроено сопло, пневматически связанное с компенсационной трубой, соединенной с источником сжатого воздуха.
Аэрационное устройство, представляющее собой трубы, расположенные по концентрическим окружностям, в нижней части которых встроены сопла, улучшает псевдоожиженный слой из пылевоздушной массы для улучшения вовлечения материала в разгрузочную трубу. Диффузор на разгрузочной трубе необходим для образования дополнительных вихревых полей, при действии которых материал вовлекается вовнутрь трубы.
Сопло, пневматически связанное с компенсационной трубой, соединено с источником сжатого воздуха и способствует увеличению скорости движения материала в разгрузочной трубе, позволяет регулировать подачу сжатого воздуха, что улучшает вовлечение пылевоздушной среды в сторону выгрузки.
Полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. 1 изображена схема насоса, на фиг. 2 - поперечный разрез Α-A на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Пневмокамерный насос содержит камеру 1 с загрузочным клапаном 2 для подачи подлежащего транспортировке материала и клапаном 3 для выпуска сжатого воздуха. В камере насоса размещено аэрационное устройство, представляющее собой трубы 4, выполненные по концентрическим окружностям, в нижней части которых встроены сопла 5, направленные к днищу корпуса. Разгрузочная труба 6 представляет собой вертикальную трубу, в нижней части оснащенную диффузором 7. В нижней части камеры насоса расположено сопло 8, необходимое для увеличения скорости двухфазного потока в разгрузочной трубе. Внутри камеры установлена компенсационная труба 9, верхний конец которой открыт и располагается над слоем материала, а нижний соединен с источником сжатого воздуха.
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 компенсационную трубу 9, которая служит для подачи 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 (цемента), одновременно сжатый воздух из компенсационной трубы 9 давит на поверхность цемента 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 разгрузка насоса. При полной разгрузке насоса открывается клапан спуска воздуха 3, оставшегося внутри насоса, а затем загрузочный клапан 2. Цикл загрузки камеры повторяется.
Таким образом, обеспечивается сокращение расхода сжатого воздуха за счет улучшения псевдоожижения материала, создания дополнительных турбулентных полей сжатым воздухом в нижней части камеры, увеличения скорости транспортируемого материала в разгрузочной трубе. Кроме того, использование заявляемого решения позволяет существенно снизить металлоемкость.