Устройство для метания сыпучих материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ пульсирукяцим потоком продуктов сгорания, содержащее закрытую с одного торца каг-тру с перфорированной трубой, патрубок для подвода горючей смеси и.запальник , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения стабильности метания материала в режиме переброса ,выхлопной участок камеры вьшолнен под углом 20-80°к ее горизонтально расположенному корпусу, снабжен приемной воронкой и встроенным каналом, у которого выходной торец заглушен и выполнен с радиальными отверстиями , а площадь его проходного сече ,ния составляет 1-5% от площади сеIчения камеры. С шА ю 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3ЦР С 21 В 13/00

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ д. списочник изов кткния j

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиа. f (21) 3529441/22-02 (22) 01.11.82 (46) 07.05..84. Бюл. Р 17 (72) А.А.Винтовкин, Я.М.Щелоков, С.М.Суслов, В.Т.Рязанови В.A.×èñòîïoëîâ (71) Всесоюзный научно-исследоватЖьский институт металлургической теплотехники и Производственно-техническое предприятие "Уралэнергочер-. мет" (53) 669.421.183 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 931009, кл. F 27 В 15/10, 1976 .

2.Авторское свидетельство СССР

9 612122," кл. F 23 R 1/12, 1978.

i °

aeSUau A (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТАЙИЯ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержащее закрытую с одного торца каг ".ру с перфорированной трубой, патрубок цля подвода горючей смеси и.запальник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения стабильности метания материала в режиме переброса,выхлопной участок камеры выполнен под углом 20-80 к ее горизонтально расположенному корпусу, снабжен приемной воронкой и встроенным каналом, у которого выходной торец заглушен и выполнен с радиальными отверстия» ми, а площадь его проходного сече,ния составляет 1-5Ъ от площади се чения камеры.

1090723

Изобретение относится к металлургии и к другим отраслям техники, где осуществляется перемещение сыпучих материалов.

Из вестны устройст ва, в которых транспортирование сыпучих материалов в режиме переброс а о сущест вляют при помощи сопел, установленных в ступенчатом полу рабочего объема печи.

Сопла выполнены в виде двухпроводных высокосортных горелок. Mesa- t0 ние сыпучего материала осуществляется топливовоздушной струей. Воспламенение топлива происходит в объеме печи.

Эти устройства для создания пуль- 15 сирующего потока, могут уметь камера сгорания разной формы и выполнены с подводом топлива и окислителя с запальным устройством и блоком управ. ления.

Такие устройства также используются для метания сыпучих материалов, в частности для нанесения покрытий (1)

Наиболее близким к изобретению является устройство для метания сыпучих материалов пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержащее закрытую с одного торца камеру с перфорированной трубой, патрубок для подвода горючей смеси и запальник.

При работе устройства через смеситель подводится топливоокислительная смесь. Когда поток этой смеси достигает выходного отверстия устрой- Ç5 ства, осуществляют поджигание смеси и образовавшееся пламя в смесителе через перфорацию в его стенках воспламенчет всю основную массу смеси в камере. Это способствует образова- 40 нию мощного ударного импульса и высокоскоростного потока продуктов сгорания на выходе камеры. Вместе с продуктами сгорания из камеры выбрасываются частицы помещенного 45 в нее материала (2)

Известная конструкция имеет недостатки, обусловленные ограниченными воэможностями импульсной камеры как метательного устройства.

В таком исполнении камеры могут метать порции помещенного в них мате- . риала только очень малого веса и объема на расстояние 1-2 м, причем частицы материала должны быть измельчены до порошкообразного состояния.

В металлургии имеется потребность в метании больших масс материала, например, до 5 и даже 10 т/ч рудного материала или угля на расстояние

20-50 м. Экспериментальное опробо- 60 ванне известной конструкции для метания больших порций материала показала ее неработоспособной, особенно при работе в режиме перебрасывания, когда сыпучий. материал загружается 65 в камеру и метается из нее через открытый торец.

Общеизвестные технические решения для транспортировки или перебрасывания больших количеств сыпучих материалов с использованием воздуха высокого давления непригодны, так как требуют значительных расходов воздуха. Кроме того, использование воздуха неприемлемо для агрегатов, в которых необходимо поддерживать восстановительную газовую атмосферу.

Целью изобретения является повышение эффективности эа счет обеспечения стабильности метания материала в режиме переброса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для метания сыпучих материалов пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержащем закрытуг с одного торца камеру с перфорированной трубой, патрубок для подвода горючей смеси и запальник, выхлопной участок камеры выполнен под

0 углом 20-80 к ее горизонтально расположенному корпусу, снабжен приемной воронкой и встроенным каналом, у которого выходной торец заглушен и выполнен с радиальными отверстиями, а площадь его проходного сечения составляет 1-5% от площади сечения.

Соотношение ооновных размеров устройства определяет его работоспособность и эффективность.

При выполнении выходного участка камеры под углом менее 20 к ее оси сыпучий материал, например руда, рассыпается в камере тонким слоем.

Образовавшаяся в камере ударная волна и продукты горения проходят над материалом, не сообщая ему ускорения, достаточного для кучного выброса на большОе расстояние. При выбросе происходит рассеивание материала.

Если угол более 80, то значительно увеличивается сопротивление выбросу, уменьшается дальность и высота полета метаемой порции.

Площадь проходного сечения во встроенном канале не должна быть менее 1Ъ от площади сечения камеры, В противном случае увеличивается время, необходимое для продувки камеры после сгорания, и невозможно обеспечить оптимальную частоту ее работы - 0,2-0,5 Гц. Если эта величина превышает 5%, значительно снижается мощность выброса иэ-эа потери части газа.

На фиг. 1 изображено устройство для метания, общий вид; на фиг. 2 то же, пример использования при транспортировке сыпучего материала в печном агрегате для восстановительного обжига железной руды.

Устройство имеет камеру 1, заключенную в воздухоохлаждаемый корпус 2

10907?3

Со стороны заглушенного торца установлена труба 3, на внутреннем участ. ке выполненная с перфорацией, а на внешнем — имеющая патрубок 4 и запальник 5. Выходной участок б имеет приемную воронку 7 и канал 8, один торец 9 которого открыт, а другой заглушен и имеет боковые отверстия

10. При использовании устройства в печи для восстановительного обжига камеры устанавливаются в нижней части пода 11, который выполнен в виде ступеней 12, образующих приемные воронки.,Выхлопное отверстие камер сообщается с рабочим объемом

10 область 17 обозначает слой сыпучего материала.

Устройство работает следующим образом.

По патрубку 4 в трубу 3 подводят топливовоздушную смесь, которая через перфорированные стенки заполняет камеру 1, продвигаясь к выходному участку б, Одновременно в приемную воронку 7 через загрузочное отверстие 14 или любым известным способом загружается сыпучий материал, который проникает через входной участок 6 и накапливается в камере.

После того, как камара 1 полностью заполняется горючей смесью, запальник 5 воспламеняет ее, сначала в трубе 3, а затем через перфорацию в камере 1. При этом развиваются высокие скорости горения, приводящие к детонации и ударной волне в камере 1. Образовавшиеся продукты горения и ударная волна воздейству20

25 о

35 ют на порцию материала 17 и выбрасы- 40 вают ее из выходного участка б в рабочий объем печи 13. После этого снова производится заполнение камеры 1 горючей смесью, загрузка сыпучего материала в камеру 1 через воронку 7, воспламенение и выброс материала. Таким образом, камера работает в режиме переброса загружаемых компонентов.

В этом случае, если заполнение камеры 1 сыпучим материалом произошло быстрее, чем камера успела освободиться от продуктов сгорания и вновь заполниться горючей с лесью, а материал полностью перекрыл канал между стенками камеры и трубой, как показано.на фиг.1, продувка камеры осуществляется через канал 8. При этом оставшиеся продукты сгорания, а за ними частично и горючая смесь проходят в канал 8 через открытый входной торец 9 и выходят через боковые отверстия 10 на выходном торце трубы. Если заполнение камеры материалом полно"тью не происходит, отработанные продукты сгорания вы50

65 печи 13, в которой имеются загрузоч- )5 ное 14 и разгрузочное 15 отверстия и нагреватели 16. Заштрихованная ходят между стенками камеры 1 и слоем материала.

Для обеспечения работоспособност метательной камеры при длительной эксплуатации стенки ее, а также другие элементы должны быть интенсивно охлаждаемыми, например, водой.

При работе нескольких устройств в агрегате для восстановительного обжига руд материал через впускное отверстие 14 попадает в одну из приемных воронок 7 первого ряда камер, в каждой из которых осуществляется импульсное сжигание топлива с частотой 0,2-0,5 Гц. Выхлопной импульс выбрасывает сыпучий материал в сторону свода. При падении материал частично возвращается в это же отверстие или же по близко расположенной наклонной плоскости скатывания в выхлопное отверстие следующего ряда импульсныхх камер. Таки.л образом, переr.ещаясь от одного ряда импульсных камер к другому, материал продвигается вдоль печи к разгрузочному отверстию 15, при этом основное время находясь во взвешенном состоянии. Нагрев материала осуществляют при помощи встроенных в рабочий объем печи 13 нагревателей 16.

Предлагаемая конструкция в сравнении с базовы л объктом имеет сущест венные технические преимущества: устройство способно транспортировать материал пульсирующим пстоком газов в режиме переброса; выхлопной учас- ток устройства:является одновременно приемной воронкой, что исключаетнеобходимость иметь загрузочное устройство; специально встроенный канал с радиальными отверстиями обеспечивает продувку камеры и ее работоспособность при полностью перекрытом сыпучим материалом рабочем участке камеры.

При использовании изобретения в промышленнccòè может быть получен экономический эффект. Так, для обеспечения транспортировки руды в печи ступенчато-взвешенного слоя (CBC}

Лисаковского горно-обогатительного комбината при производительности

-т 0 т/ч требуется около 90 тыс. м/ч

9 воздуха с давлением 0,2 ати перед соплами. Кром» того,. ".. сопла подают тГ до 3, 0 тыс. м-(ч природного газ а:, При установке предлагаемого устройства на печи СРС для транспортировки того же количества руды требуется от 150 до 300 м /ч воздуха.

Причем, давление газа и воздуха требуется в пределах 100-500 мм вод, ст.

Этот эффект объясняется тем, что энергия, необходимая для метания материала, выделяется в импульсной камере при детонационном сгорании топлива. При сгорании газа и пол1090723

Составитель A.Ñàýåëüåâ

Редактор Н.Джуган Техред,м.Тепер ., Корре ктор О. Билак

45 Ol ВВ Ю °

;Заказ 301б/23 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Ю ° ФЮФ ЮВЭ ВФ ЮВФФ ФВЮ4В Ю4В q

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Проектная,4 ностью перекрытом входном участке ь давление в камере при детонации достигает около 10 ати..

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость иметь высокие параметры газовой среды, способной перемещать большие массы сыпучего материала на большне расстояния, так как

° высокое давление среды .генерируется естественным образом в процессе взрывного горения в камере.

Экономичность предложения по сравнению с устройствами печи СВС обеспечивается также тем, что оно позволяет метать материал слабовос- 15 становительным или нейтральными продуктами сгорания и поддерживать необходимый потенциал (состав газов). в печной атмосфере. таким образом, экономический эф-,20 фект от внедрения изобретения слагается из снижения энергетических затрат на транспортировку материала и улучшения качества готового продукта

В денежном выражении он может быть подсчитан только после реализации устройства в конкретных промааленнйх условиях.

Однако даже по приближенной оценке эффективность устройства только от снижения затрат на йойаФ31 *воздуха в печь без учета замены дорогостояшей воздуходувки на вентилятор составляет для условий Лисаковского горно-обогатительного комбината около 200 тыс. руб. в год.

В результате экспериментальной 1 проверки предлагаемого устройства установлено, что один из вариантов устройства. при диаметре камеры

100 мм и расходе газа 2 - 4 м /ч при коэффициенте расхода воздуха

0,9 — 1,2 обеспечивает переброс

2-4 т сыпучего материала при метании

его на высоту около 10 М.