Сыпучий материал по трубе

Изобретение относится к транспортированию сыпучих материалов, к частности к способу пневматического транспортирования сыпучих материалов по трубопроводу в потоке среды, и предназначено для использования в химической, пищевой, промышленности строительных материалов и других отраслях, в частности в технологических процессах при транспортировании сыпучих материалов. Технический результат — повышение производительности и надежности работы трубопровода и предотвращение потерь материала вследствие его осаждения на стенках трубопровода. Способ включает в себя загрузку материала в трубопровод и импульсную подачу в зоны трубопровода последовательно по его длине в направлении транспортирования материала транспортирующей среды под углом к оси трубопровода через зону импульсной подачи по винтовой линии. При этом в трубу, соединяющую питатель и трубопровод, подают горячий воздух но винтовой линии под углом к оси трубы, а в трубе устанавливают разделитель потока материала, с помощью которого направляют последний вдоль стенок трубы. 3 ил.

Формула изобретения

Способ транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в потоке транспортирующей среды, включающий загрузку материала из питателя посредством трубы в трубопровод и импульсную подачу в зоны трубопровода последовательно по его длине в направлении транспортирования материала транспортирующей среды под углом к оси трубопровода через зону импульсной подачи по винтовой линии к нему, отличающийся тем, что в трубу, соединяющую питатель и трубопровод, подают горячий воздух по винтовой линии под углом к оси трубы, а в трубе устанавливают разделитель потока материала, с помощью которого направляют последний вдоль стенок трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортированию сыпучих материалов, в частности к способу пневматического транспортирования сыпучих материалов по трубопроводу в потоке среды.

Известен способ пневматического транспортирования сыпучего материала, в котором на сыпучий материал, подаваемый в трубопровод, воздействуют потоком газа под давлением и потоком разреженного газа при отделении транспортированного материала одновременно, при этом расход разреженного газа в 1,2-1,3 раза больше расхода газа под давлением (см. авт. свид. СССР №1108058, кл. В 65 G 53/28, 1984 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при его реализации требуется высокая герметичность стыков трубопровода, высокий расход транспортирующей среды и сложная система обеспечения заданного отношения расходов разреженного газа и газа под давлением, отклонение от которого приведет к опасности отложения сыпучего материала на дно трубопровода.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в потоке среды, в котором осуществляют загрузку материала в трубопровод и импульсную подачу в зоны трубопровода последовательно и поочередно по его длине в направлении транспортирования материала транспортирующей среды под углом к оси трубопровода и попеременно через зону импульсной подачи по винтовой линии к нему (см. авт. свид. СССР №1615089, кл. В 65 G 53/04, 1990 г.), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то что в известном способе при его реализации возможно отложение транспортируемого материала в зонах между стенками трубопровода и местами установки патрубков по причине коагуляции частиц материала в агрегаты и мелкие комочки вследствие колебания влажности материала и транспортирующей среды (воздуха).

Сущность изобретения заключается в следующем. Многие сыпучие материалы гигроскопичны и повышенная важность окружающей среды приводит к сцеплению частиц материала в агрегаты и мелкие комочки. Поступая в трубопровод сплошным потоком, материал содержит достаточно большие куски, на перемещение которых требуются повышенные энергетические затраты. Кроме того, в трубопроводах имеются «мертвые зоны» на стенках трубопровода, куда не достигают потоки транспортирующей среды, где и скапливаются тяжелые скоагулированные частицы материала, что приводит к осаждению материала на стенках трубопровода, уменьшению рабочего сечения и снижению производительности работы трубопровода.

Технический результат — повышение производительности и надежности работы трубопровода и предотвращение потерь материала вследствие его осаждения на стенках трубопровода.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе осуществляют загрузку материала из питателя посредством трубы в трубопровод и импульсную подачу в зоны трубопровода последовательно по его длине в направлении транспортирования материала транспортирующей среды под углом к оси трубопровода через зону импульсной подачи по винтовой линии к нему.

Особенность заключается в том, что в трубу, соединяющую питатель и трубопровод, подают горячий воздух по винтовой линии под углом к оси трубы, а в трубе устанавливают разделитель потока материала, с помощью которого направляют последний вдоль стенок трубы.

На чертежах представлено:

— на фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

Транспортируемый материал из питателя 1 подается в трубопровод 2 через трубу 3 (фиг.1). В трубопроводе 3 установлен конусообразный разделитель 4 потока материала (фиг.2, 3). Материал отбрасывается к стенкам трубы и попадает под струи горячего воздуха подаваемого через патрубки 5, под воздействием которого происходит просушивание и механическое разрушение комков материала. Патрубки 5 (фиг.1-3) расположены по касательной к стенкам и под углом к оси трубы 3, что обеспечивает подачу горячего воздуха по винтовой линии. Затем транспортируемая среда вводится в трубопровод 2 вдоль оси и по винтовой линии и импульсами последовательно через входные патрубки 6 и 7 под углом к оси трубопровода в направлении транспортирования. Определенная порция материала захватывается потоком воздуха и перемещается к последующим патрубкам, откуда также под действием импульса транспортирующей среды продолжает движение по трубопроводу. Таким образом образуется воздушно-вихревая «бегущая волна», которая перемещает транспортируемый материал. Наличие вихревого импульса предотвращает повторную коагуляцию сыпучего материала в трубопроводе. Если трубопровод имеет большую протяженность, то он разбивается на секции, в каждую из которых параллельно вводятся импульсы сжатого воздуха, т.е. создаются несколько параллельных «бегущих волн». Во избежание оседания транспортируемого материала на выходе из трубопровода импульсы транспортирующей среды вводятся туда постоянно.

Таким образом, предварительный прогрев и механическое разрушение комков транспортируемого материала наряду с вводом воздуха импульсами по винтовой линии предотвращает оседание частиц сыпучего материала на стенках трубопровода, повышает производительность и надежность трубопровода для транспортирования сыпучих материалов в потоке среды.

Источник

Способы транспортировки сыпучих материалов: механическое, самотечное или пневматическое оборудование выбрать

Благодаря инновационным технологиям на рынке появляется усовершенствованное оборудование для транспортировки сыпучих материалов.

Производители такой техники разрабатывают, внедряют системы автоматизации оборудования. Линии транспортировки являются не только средством передвижения сыпучих материалов, но и важным элементом технологических процессов, существенно влияющих на весь производственный цикл.

Рассмотрим основные способы транспортировки, используемое оборудование, его преимущества.

Способы транспортирования сыпучих материалов

Использование сыпучих материалов в производстве подразумевает их перемещение по территории. Существует два способа внутризаводского транспортирования: механический и пневматический. На выбор способа перемещения груза влияют конкретные задачи:

• требуемая производительность;
• условия компоновки агрегатов;
• особенности транспортируемого материала.

Самотечное оборудование

Транспортировочная система применяется для доставки сыпучих материалов и жидкостей самотеком по трубам. Транспортируемый груз перемещается под действием собственного веса.

Главным элементом агрегатов является самотечная труба. В зависимости от типа сечения она бывает трех видов:

Чтобы заказать самотечное оборудование для перемещения сыпучих материалов, нужно знать, как его правильно выбирать. Для продолжительного срока эксплуатации и эффективной работы системы, в некоторых моделях на трубы наносят специальное полимерное покрытие.

На стадии разработки производится точный расчет элементов системы, чтобы транспортируемый материал мог беспрепятственно пройти через участки. Для создания углов наклона устанавливают секторы с коленами.

Соединение системы осуществляется с помощью фланцев, которые создают единую конструкцию. Направление потоков сырья осуществляет перекидной клапан.

Привод оборудования может производиться механическим, пневматическим или ручным способом. В зависимости от эксплуатационных особенностей, типа сырья, производится расчет труб, составляется проект и выполняются замеры узлов.

Самотечная техника востребована во многих отраслях промышленности благодаря экономической выгоде.

Металлическая труба работает без применения моторов, датчиков и редукторов, которые значительно удорожают проект. Самотечные агрегаты являются менее затратными, простыми и дешевыми вариантами производственного оборудования. Использование такой техники позволяет снизить себестоимость продукта, уменьшить его розничную цену.

Стоимость техники зависит от сложности и количества узлов, дополнительных элементов.

Самотечные транспортировочные системы применяют в различных отраслях:

• в сельском хозяйстве;
• пищевой промышленности;
• перерабатывающей промышленности.

Конструкция устройств содержит отдельные элементы, поэтому их применяют на различных предприятиях от малой до большой мощности.

Механическое транспортирование

Такой вид перемещения сыпучих материалов позволяет оптимизировать процесс производства. Данный способ автоматизирует производство, сокращает затраты на электроэнергию. Механическое транспортирование применяют в цехах с небольшим расстоянием между машинами.

Механический способ транспортирования применяют для сокращения трудозатрат, снижения расходов на оборудование. Его удобно применять в уже действующем производстве. Механический транспорт выгодно использовать на малых производственных предприятиях с небольшой площадью.

В большинстве случаев для внутризаводского транспортирования сыпучих материалов применяют следующее оборудование:

1. Шнековые конвейеры. Такие устройства способны подавать материал со скоростью 20-40 км/ч в горизонтальном, вертикальном направлении, а также под уклоном. Оборудование позволяет перемещать материал по нужной траектории при установке в него гибкого вала.
2. Ленточные конвейеры. Такой тип устройства применяется в любых отраслях промышленности. Универсальность такого оборудования заключается в том, что его можно использовать как непрерывно, так и периодически. Ленточные конвейеры подходят для транспортировки штучного, кускового, сыпучего материала.
3. Ковшовые элеваторы. Такие устройства перемещают материал в вертикальном направлении. Элеваторы могут использоваться как самостоятельная техника, так и в качестве узлов в установках.
4. Спиральные транспортные системы. Универсальные агрегаты способны подавать сыпучий материал одновременно по трем и более направлениям. Основные элементы устройства выполнены из гибкого материала, поэтому они способны передавать груз не только по прямой, но и по изогнутой трассе.

Пневматическое транспортирование

Пневматическое оборудование предназначено для перемещения груза в производстве средней и большой мощности. Транспортировка сырья осуществляется потоком сжатого воздуха. Пневмотранспорт обладает высокой энергоемкостью и эксплуатационными характеристиками, которые незаменимы в больших производствах.

Пневматическое транспортирование выполняется двумя типа транспорта:

• транспорт с положительным давлением, используется перемещения сырья на расстояние 10-150 метров;
• вакуумный транспорт, доставляет сырье из нескольких точек в одну точку сбора.

К достоинствам пневматического оборудования относят возможность транспортировки сырья внутри производства на дальние расстояния. Во время перемещения полностью исключена потеря продукта, попадание инородных частиц.

Техника передает материал из одной точки в несколько точек сбора и, наоборот. Установки отличаются простотой сборки и монтажа, безопасным использованием.

При выборе соответствующего оборудования для транспортировки сыпучего материала опираются на такие нюансы, как удобство использования машин, размеры оборудования и площадь цеха, себестоимость устройств.

Источник

Устройство для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный горизонтальный трубопровод

Полезная модель относится к оборудованию для пневмотранспорта различных сыпучих материалов и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности, химической, цементной, пищевой и других отраслях промышленности. Полезная модель позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении производительности процесса пневмотранспортирования и существенном упрощении конструкции устройства. Устройство для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный горизонтальный трубопровод, содержащее загрузочную воронку, соединенную с верхней частью последнего, внутри которого под углом к горизонтальной оси шарнирно установлена перфорированная пластина, расположенная под выпускным отверстием загрузочной воронки. Перфорированная пластина смонтирована под углом естественного откоса сыпучего материала, а диаметр отверстий перфорации не менее наибольшего размера частиц сыпучего материала, причем площадь отверстий перфорации составляет 0,1-0,15 площади поперечного сечения пневмотранспортного горизонтального трубопровода. 1 с.п. Ф-лы, 2 илл.

Предлагаемое устройство относится к области пневматического транспорта, в частности, к устройствам для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный трубопровод, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, в строительной для разгрузки цистерн с цементом, в целлюлозно-бумажной для выгрузки кальцинированной соды из содовозов.

Известны устройства для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный трубопровод, включающие загрузочную воронку или патрубок, смесительную камеру и пористую перегородку, отделяющие смесительную камеру от трубопровода сжатого воздуха (см. А.Э.Ридель, А.П.Игнатов. Погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте М., Транспорт, 1986, рис.13, б). Наличие пористой перегородки (тканевой или керамической), предназначенной для аэрирования поступающего в камеру сыпучего материала, обусловливает большие потери напора транспортирующего воздуха для преодоления аэродинамического сопротивления поритой перегородки. Экономичность (или коэффициент полезного действия) таких загрузочных устройств невысока, кроме этого данный тип устройств на всем пути движения воздуха и аэросмеси не имеет зоны разрежения, что требует для ввода сыпучего материала использование напорного шнека, усложняющего конструкцию устройства, и повышает расход энергии на транспортирование.

Наиболее целесообразны по экономичности и простоте конструкции являются устройства для ввода сыпучего материала в

пневмотранспортный трубопровод принципиально иного (эжекционного) типа — эжекторные питатели, позволяющие за счет создания в потоке зоны разрежения создать эффект эжекции, т.е. засасывания сыпучего материала в трубопровод непосредственно из загрузочного патрубка или воронки (бункера). Известен эжекторный питатель (заявка N57-41412, МПК В65G 53/40, Япония), состоящий из воздушного и загрузочного патрубков и элемента, обеспечивающего создание разрежения в зоне поступления сыпучего материала в транспортный трубопровод. Таким элементом является наклонная пластина, образующая со стенками воздушного патрубка сужающийся канал-сопло. Недостатком этого устройства является возможность завала трубопровода сыпучим материалом из-за того, что последний поступает в трубопровод сплошным потоком из загрузочного патрубка. Как известно, для обеспечения надежного транспортирования, сыпучий материал должен подвергнуться двум операциям: отделению частиц материала друг от друга т.е. псевдоожижению и разгону частиц до скорости транспортирующего потока. В связи с большой энергоемкостью этих операций, осуществить их одновременно не всегда возможно из-за ограниченной энергии потока, вследствие чего не успевший разогнаться материал скапливается под загрузочным патрубком, забивая трубопровод.

Известно устройство для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный горизонтальный трубопровод (а.с. 592687, МПК В65G 53/40, опуб. Б.И., N6, 1978 г.). Устройство содержит загрузочную воронку, соединенную с верхней частью транспортного трубопровода, внутри которого под углом к горизонтальной оси установлена перфорированная площадка, один конец которой шарнирно закреплен в трубопроводе, а другой конец соединен с приводом для изменения угла ее наклона. Данное устройство выбрано в

качестве прототипа. Существенным недостатком прототипа является неучет свойств транспортируемого материала, выражающийся в том, наклон перфорированной площадки не связан с углом естественного откоса транспортируемого материала. Когда перфорированная площадка наклонена под небольшим углом, то в этом случае значительная часть энергии потока расходуется на аэрирование материала, находящегося на площадке. Когда она наклонена под углом, превышающим угол естественного откоса, то в этом случае материал, находящийся на площадке, будет сваливаться с нее в пневмотранспортный трубопровод, обусловливая возможность завала. Другим недостатком прототипа является то, что размер отверстий перфорации не обозначен, если предположить, что размер частиц транспортируемого материала значительно больше диаметра перфорации, то в этом случае материал будет скатываться по наклонной площадке в пневмотранспортный трубопровод, а наличие специального привода для изменения угла наклона перфорированной площадки значительно усложняет конструкцию устройства.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, т.е. повышение надежности работы предлагаемого устройства, упрощение его конструкции и увеличение коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что перфорированная пластина смонтирована под углом естественного откоса сыпучего материала, а диаметр отверстий перфорации не менее наибольшего размера частиц сыпучего материала, причем площадь отверстий перфорации составляет 0,1-0,15 площади поперечного сечения пневмотранспортного горизонтального трубопровода. Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез устройства, на фиг.2 представлен вид А.

Устройство для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный горизонтальный трубопровод состоит из воздушного патрубка 1 например прямоугольного сечения, загрузочного патрубка 2, шарнира 3, соединенного с перфорированной пластиной 4, расположенной под разгрузочным отверстием загрузочного патрубка 2. Перфорация выполнена в виде круглых равномерно расположенных отверстий 5, оси которых перпендикулярны плоскости пластины 4, причем размер диаметра отверстий перфорации 5 не менее наибольшего размера частиц сыпучего материала. Угол наклона перфорированной пластины 4 равен углу естественного откоса транспортируемого материала. Площадь отверстий перфорации 5 составляет 0,1-0,15 площади поперечного сечения пневмотранспортного горизонтального трубопровода.

Устройство работает следующим образом. Транспортирующий воздух поступает в воздушный патрубок 1 пневмотранспортного горизонтального трубопровода и, попадая на перфорированную пластину 4, обусловливает аэрацию сыпучего материала, поступающего из загрузочного патрубка 2. Основная масса транспортирующего воздуха, перемещаясь по сужающемуся каналу, образованному перфорированной пластиной 4 и стенками воздушного патрубка 1, набирает скорость и в сечении под нижней кромкой последней имеет максимальную скорость, за счет чего давление транспортирующего уменьшается. За счет этого давление под перфорированной пластиной 4 становится меньше давления сыпучего материала в загрузочном патрубке 2, поэтому возникает эффект эжекции (засасывания) сыпучего материала в воздушный патрубок 1 пневмотранспортного трубопровода. Небольшая часть воздуха поступает через отверстия 5 перфорированной пластины 4, аэрирует сыпучий

материал и снижает трение сыпучего материала на последней, что, с одной стороны, обеспечивает равномерность подачи его на смешение с возжухом и высокое качество смешения, исключает возникновение завалов материала в трубопроводе, а, с другой стороны, снижает аэродинамическое сопротивление перфорированной пластины 4. Экспериментально установлено, что расход воздуха через отверстия 5 на аэрацию сыпучего материала не должен превышать 10-15% от общего расхода воздуха, по этой причине площадь отверстий 5 перфорированной пластины составляет 0,1-0,15 площади поперечного сечения пневмотранспортного трубопровода. Угол наклона перфорированной пластины 4 выбран равным углу естественного откоса сыпучего материала, что при наличии в предлагаемом устройстве последней устраняет зависание материала на ней, что также обусловливается размером диаметра отверстий 5 перфорации не менее наибольшего размера частиц сыпучего материала. В предлагаемом устройстве отсутствует привод для изменения угла наклона перфорированной пластины 4, что значительно упрощает конструкцию питателя по сравнению с конструкцией прототипа.

Предлагаемое устройство, кроме повышения надежности в работе и существенного упрощения конструкции по сравнению с прототипом, позволяет сократить затраты энергии при пневмотранспортировании сыпучих материалов, т.е. повысить коэффициент полезного действия за счет снижения потерь напора при обтекании перфорированной пластины транспортирующим воздухом.

Техническое задание на проектирование предлагаемого устройства разрабатывается в университете растительных полимеров для последующей реализации на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности.

Устройство для ввода сыпучих материалов в пневмотранспортный горизонтальный трубопровод, содержащее загрузочную воронку, соединенную с верхней частью последнего, внутри которого под углом к горизонтальной оси шарнирно установлена перфорированная пластина, расположенная под выпускным отверстием загрузочной воронки, отличающееся тем, что перфорированная пластина смонтирована под углом естественного откоса сыпучего материала, а диаметр отверстий перфорации не менее наибольшего размера частиц сыпучего материала, причем площадь отверстий перфорации составляет 0,1-0,15 площади поперечного сечения пневмотранспортного горизонтального трубопровода.

Источник