Колено трубопровода для транспортирования сыпучих материалов

 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а имен-но к колену трубопровода для транспортирования сыпучих материалов. Цель изобретения - уменьшение износа. Колено трубопровода содержит изогнутый по радиусу патрубок 1, соединенный Pui.1 с входным 2 и выходным 3 прямолинейными патрубками. В полости изогнутого патрубка 1 последовательно,установлены рассекатели 5, каждьм из которых в поперечном сечении имеет форму полукольца , коаксиально расположенного относительно внутренней поверхности стенки 4. В продольном сечении стенка рассекателя 5 имеет аэродинамический профиль, образованный со стороны стенки большего радиуса кривизны прямолинейной образующей 6, а со стороны центра кривизны патрубка - выпуклой образукяцей 7. Острый конец В рассекателя направлен по ходу газопотока . В стенке рассекателя образованы наклонно расположенные в сторону движения газопотока каналы 15, оси которых пересекаются в центре поперечного сечения патрубка 1. При обтекании S . (Л QO СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (111 (51) 4 В 65 С 53!52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4171864/29-11 (22) 30.12.86 (46) 07.06.88, Бюп, № 21 (71) Государственный проектный институт "Ярославский промстройпроект" (72) Г.А.Лызлов, В.Я.Морев, А.Г.Панфилов и Л.П.Морена (53) 621.867.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ô 1206213, кл. В 65 G 53/52, 1984. (54) КОЛЕНО ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к.области трубопроводного транспорта, а именно к колену трубопровода для транспортирования сыпучих материалов. Цель изобретения — уменьшение износа. Колено трубопровода содержит изогнутый по радиусу патрубок 1, соединенный с входным 2 и выходным 3 прямолинейными патрубками. В полости изогнутого патрубка 1 последовательно установлены рассекатели 5, каждый из которых в поперечном сечении имеет форму полукольца, коаксиально расположенного относительно внутренней поверхности стенки 4. В продольном сечении стенка рассекателя 5 имеет аэродинамический профиль, образованный со стороны стенки большего радиуса кривизны прямолинейной образующей 6, а со стороны центра кривизны патрубка — выпуклой образующей 7. Острый конец 8 рассекателя направлен по ходу газопотока. В стенке рассекателя образованы наклонно расположенные в сторону движения газопотока каналы 15, оси которых пересекаются в центре поперечного сечения патрубка 1. При обтекании

1400990 рассекателей 5 потоком аэроматериальной смеси образуется радиально воздействующая на него эжектирующая сила, обеспечивающая отклонение частиц

Изобретение относится к трубопроодному транспорту, а именно к колену рубопровода для транспортирования

ыпучих материалов.

Цель изобретения — уменьшение из оса.

На фиг.1 изображено колено труборовода, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,З вЂ” сечение

E-Б на фиг.2.

Колено трубопровода для транспортирования сыпучих материалов содержит зогнутый по радиусу натрубок 1, содиненный с входным 2 и выходным 3 рямолинейными патрубками (фиг.1 и

), В плоскости патрубка 1 в зоне, оответствующей внутренней поверхнос- и стенки 4, изогнутой по большому радиусу, установлена группа последо- 20 вательно расположенных рассекателей

5, выполненных из износостойкого мат риала.

Каждый из рассекателей в поперечн м сечении имеет форму полукольца, 25 к аксиально расположенного относит льно внутренней поверхности соот-: в тствующего ему локального полуперим трического участка изогнутого патр бка 1. В продольном сечении каждый и рассекателей имеет аэродинамическ и несимметричный профиль, ограниченный со стороны стенки патрубка большого радиуса кривизны прямолинейн зй образующей — .. основанием б, а с другой стороны, обращенной к центру изгиба патрубка, — выпуклой образующфй 7. Острый конец 8 рассекателя раср, сположен по ходу движения газопоток, П в сторону выходного отверстия.

Таким образом внутренняя поверхн сть рассекателя уподобляется известному в струйной технике высокоскоростному соплу Лаваля (точнее, его э цементу), а наружная поверхность 9 рФссекателя в поперечном сечении экматериала, отбрасываемых центробежной силой к стенке 4 с большим радиусом кривизны, к центру поперечного сечения патрубка 1. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. видистантно расположена относительно соответствующей ей внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1, изогнутой по большому радиусу, и имеет форму полуцилиндра. Отогнутые продольные боковые концы 10 и 11 каждого из рассекателей 5 обращены в сторону центра изгиба патрубка i и каждый из них фиксируется своей наружной поверхностью 9 внутри патрубка 1 с помощью ребер 12, имеющих обтекаемые концевые участки 13, и электрозаклепок 14 (фиг.3).

В серединной части стенки каждого из рассекателей выполнены перфорациинаклонно расположенные к наружной поверхности рассекателя под острым углом в направлении хода газопотока каналы 15 с проходным сечением, увеличивающимся от наружной цилиндрической поверхности рассекателя к его внутренней выпуклой активной поверхности, причем продольные оси каналов не только наклонно, но и радиально расположены по отношению к полуцилиндрической поверхности рассекателя так, что они (оси) пересекаются в одной общей точке — центре поперечного сечения натрубка 1 (фиг,2).

Колено трубопроводе работает следующим образом.

Поток аэроматериальной смеси (фиг. 1) из входного патрубка 2 поступает в патрубок 1, где под действием центробежной силы наблюдается тенден" ция к сепарации сыпучего материала на внутренней поверхности стенки 4 большого радиуса кривизны. В этот момент локальный аэроматериальный поток, направляемый стенкой 4 (так называемый пристенно скользящий), претерпевает возмущение, рассекаясь при встрече с рассекателями 5. При обтекании теЛа несимметричного профиля воздушной или газовой средой возника90 мума. з

14009 ет перепад давлений в этой среде, так как частицы среды газопотока П (применительно к рассекателю 5) обтекающие прямолинейную образующую — осно- .

5 вание 6 рассекателя, за тот же промежуток времени проходят меньший путь, чем частицы газопотока, обтекающие выпуклую образующую 7.

Следовательно, последние, из усло- 10 вия неразрывности газопотока, имеют значительно большую скорость по сравнению с частицами газопотока на прямолинейной образующей — основании 6.

Если скорость частиц газопотока больше, то давление газовой среды меньше и наоборот (уравнение Бернулли), т.е. давление локальных газопотоков, омывающих прямолинейное основание 6 рассекателей 5 (их наружную 0 полуцилиндрическую поверхность), больше, чем в среде газопотока, омывающего его внутреннюю выпуклую (кри. волинейную) поверхность — полость рассекателя. 25

В результате разности давлений в указанных газ опотоках аэроматериальной смеси из условия неразрывности, газовой среды имеет место постоянный интенсивный массообмен — поперечная эжекция частиц сыпучего материала из локальных газопотоков с большим давлением, обтекающих полуцилиндрическую поверхность 9 рассекателя, в соответствующие более высокоскоростные и

35 разряженные потоки; обтекающие его внутреннюю выпуклую криволинейную поверхность, т.е. от внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1 с большим радиусом кривизны к серединным зонам 4

его поперечного сечения.

В результате указанной поперечной эжекции на каждую частицу сыпучего материала, стремящуюся под действием 45 центробежной силы F„ âoéòè в скользящий контакт со стенкой 4, действует радиально направленная эжектирующая сила Г,, которая, компенсируя силовое центробежное влияние, отклоняет час- 5р тицы сыпучего материала от стенки 4 к центральным зонам поперечного сечения патрубка 1 через каналы 15 рассекаталей 5 и наиболее эффективно в зонах схода газопотока с их остроконеч- 5 ных концов 8, где разница в скоростях надпрофильного и подпрофильного локальных газопотоков достигает максиПричем в отличие от работы плоских пластинчатых рассекателей полукольцевая в поперечном сечении форма рассекателей 5 предлагаемого колена трубопровода обеспечивает копирование профиля поперечного сечения патрубка i на соответствующем, защищаемом от износа полупериметрическом (значительно большем, чем в известном колене трубопровода) участке внутренней поверхности стенки 4 и располагается на оптимальном, достаточно близком и постоянном расстоянии Н = const (эквидистайтно своей наружной поверхностью) относительно внутренней поверхности стенки 4, что обеспечивает постоянство и оптимальное, близкое к максимально возможному значение эжектирующей силы, отклоняюще воздействующей на наиболее активный в части абразивного износа пристенно скользящий аэроматериальный поток, что обеспечивает оптимальный износ (близкий по значению к износу, точнее к скорости износа внутренней поверхности стенки

4 патрубка 1 меньшего радиуса кривизны), что в итоге выразится в повышении долговечности (ходимости) колена путем обеспечения его равноизносостойкости — достаточного и неизбежного минимального значения износа, обусловленноro естественной и случайной растечкой аэроматериального потока по внутреннему периметру поперечного сечения патрубка 1.

Итак, износ, будучи стабильным по всей полупериметрической внутренней поверхности поперечного сечения патрубка 1, одновременно уменьшается в наиболее подверженных износу окрестностях точек, Полукольцевая форма рассекателя позволяет экранировать от абразивного износа пленку 4 даже в боковых зонах, т.е. на всем полупериметрическом (дуговом} участке, значительно большем аналогичного участка, защищаемого от износа плоским рассекателем. Кроме того, так как rcîìoòðè÷åñêèå размеры, а следовательно, и активная аэродинамическая (криволинейная) поверхность полукольцевого рассекателя значитель-. но больше пластинчатого (для данного условного прохода колена) и она зонально уподобляется форме высокоскоростного сопла Лаваля, обладающего повь.щенной эжектирующей способностью, 5 14009 суммарная эжектирующая сила в изобретении, а следовательно, и ее общее отклоняющее влияние на направление перемещения аэроматериального потока будут больше, чем в известном объ-.

5 е1<те.

При обтекании газовой средой полук льцевого рассекателя 5 последний, о ватывая ее, обеспечивает механичес- 1О к е фокусирование этой среды в центре с одновременным аэродинамическим фок сированием этой среды в том же цент е поперечного сечения патрубка о еспечиваемым радиальным направлен ем эжектирующей силы F к центру п перечного сечения патрубка 1. Этому ж фокусированию (в центре) будет с особствовать и радиальное (в центр поперечного сечения) направление 2О к налов 15 (фиг.2).

Гравитационная силовая составляющ я, постоянно вертикально вниз дейс вующая на частицы сыпучего материал; и тоже способствующая износу в осн<вном самых нижних участков стенки

4 всегда подвержена влиянию полук<льцевого рассекателя 5, эквидистант о экранирующего на дуге полуперим тра внутреннее поперечное сечение п трубка 1, Итак, гравитационная силовая сост; вляющая всегда в наиболее подверж нных ее воздействию (через частицы сыпучего материала) нижних участках ЗБ с енки 4 будет иметь. направление по н< рмали (радиально) к полукольцевой и< верхности рассекателя к центру поп< речного сечения патрубка 1, т.е. диаметрально противоположно эжектирующей силе Р, при котором в отличие о известного колена трубопровода к<компенсация гравитационного воздей" с вия наиболее эффективна, в частнос; и, при расположении колена в нак- 45 л< нной под углом к горизонту плоскостй, что чаще бывает на практике.

Отсутствие прямого примыкания раб< чих поверхностей рассекателя к с.. енке 4 исключает так называемый 50

90 6

lt ll контактный износ стенки 4 патрубка 1.

В отличие от известных технологических трудностей изготовления профилей выпуклой обтекаемой поверхности пластинчатых рассекателей (ручная трудоемкая операция механической обработки со шлифовкой на финише) полукольцевые рассекатели менее трудоемки в изготовлении (выполняются из цилиндрической заготовки с обработкой внутренней полости — сопла Лаваля— по копиру и с финишной операцией шлифовки на том же станке с последующей

lI и распиловкои на обрезном станке на два полуцилиндра — рассекателя).

Формула и з о б р е т е н и я

1 ° Колено трубопровода для транспортирования сыпучих материалов, содержащее изогнутый по радиусу патрубок и закрепленные на внутренней поверхности по всей его длине последовательно один за другим пластинчатые рассекатели, имеющие в сечении, расположенном в плоскости изгиба патрубка, форму аэродинамического профиля с прямолинейным основанием, обращенного выпуклой образующей в сторону центра изгиба патрубка, а вершиной— в сторону выходного отверстия патрубка, и выполненные с наклонными в сторону выходного отверстия патрубка каналами, отличающее с я тем, что, с целью уменьшения износа, каждая пластина рассекателя выполнена изогнутой в полукольцо, коаксиально расположенное относительно внутренней поверхности изогнутого патрубка.

2. Колено по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что оси каналов каждого полукольца в радиальном сечении расположены по радиусу окружности полукольца, 3. Колено по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что каждое полукольцо закреплено на внутренней поверхности стенки патрубка, изогнутой по большому радиусу, посредством продольного ребра обтекаемой формы.

1400990

Д -Д

Составитель Г.Киселева

Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Редактор С.Пекарь

Заказ 2764/24

Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4