Способ восстановления сыпучести смерзшихся материалов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 65 О 88/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ решетку 2, выполненную из полых остроугольных призматических нагревательных элементов, угол при вершине каждого из которых составляет 300, а одна из его боковых сторон расположена вертикально, а также приспособление для продавливания материала сквозь решетку 2. составляющее из горизонтальных рамок-крышек 5 и свободно установленных в них вставок-крышек

6. Поперечины рамок-крышек 5. параллельные нагревательным элементам 3. расположены (в исходном положении при наличии материала на решетке 2) над зазорами между нагревательными элементами, а их высота превышает: высоту, поперечин, размещенных перпендикулярно нагревательным элементам, на высоту последних.

При этом выступы вставок-крышек 6 расположены аналогично поперечинам рамоккрышек 5. а их высота равна высоте нагревательных элементов. K решетке 2 нагревательных элементов крепится коллектор 7 для подвода теплоносителя. 2 с.п.ф-лы, 5 ил., 2 табл.

° ю

° ю

ЪЮ 3

О

ы

0л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4663019/13 (22) 17.03.89 (46) 07.01.92. Бюл. 1Ф 1 (71) Всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт промышленного транспорта (72) Э.П. Северинова, Н.Ф. Гостев и Е.В. Дамаскина (53) 621.798.34(088.8) (56) Патент США

hk 2834189, кл. 63-73, 1958.

Патент США

N. 2006623, кл, 63 — 73, 1932. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СЫПУЧЕСТИ СМЕРЗШИХСЯ МАТЕРИАЛОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к промышленному транспорту. Целью изобретения является повышение эффективности процесса оттаивания и снижение энергоемкости. Устройство содержит корпус 1 приемного отсека концентратов, установленную на нем 12,, 1703576 А1

1703576

Изобретение относится к промышленному транспорту, в частности к способам и устройствам для восстановления сыпучести смерзшихся грузов и материалов.

Известный способ и устройство для обеспечения проваливзния монолитных объектов (восстановления сыпучести смерзшихся грузов), состоящее на нагревательных полых элементов круглого или овального сечения, продольных и поперечных, закрепленных на опорах и расположенных на разных горизонтальных уровнях.

Недостатками способа и устройства являются большое время разогрева и большие энергозатраты, тэк как нагревательные элементы расположены на разных горизонтальных уровнях и выполнены круглыми или овальными в сечении, иэ-зэ чего имеют большую опорную поверхность и влияние собственного веса смерзшегося груза (материала) на интенсивность расчленения его на куски невелико.

Наиболее близким к изобретению является способ, реализуемый в устройстве для получения кусочков льда (восстановление сыпучести льда), в котором поверхности контакта с рабочим телом выполнены остроугольными.

Недостаток указанного способа заключается в том, что не определен зазор между нагревательными элементзмн: при большом зазоре смерзшиеся куски проваливаются, почти не оттаивая, а при малом зазоре смерзшийся материал излишне задерживается на решетке нагревательных элементов, перегреваясь, т.е. аккумулируя тепло сверх количества, необходимого для восстановления сыпучести в процессе дальнейшей его технологической переработки.

Цель изобретения — снижение энергозатрат процесса восстановления сыпучести за счет, способа расположения йагревательных элементов, обеспечивающего оптимальный зазор между ними, и повышение эффективности процесса оттаивания, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления сыпучести смерзшихся материалов, заключающемуся в помещении кагериала на решетку, образованную полыми остроугольными призматическими элементами, оттаивании его с последующим продзвливанием сквозь решетку, расстояние между нагревательными элементами устанавливают равным 2/3 максимального размера (аиакс) смерзшегося материала.

Соотношение размеров зазоров между нагревательными элементами и максимальным размером куска обеспечивает восстзвление сыпучести смерзшихся материалов с

ЗО

55 минимальными энергозатрзтами. Это подтверждено проведенными экспериментальными исследованиями. При расстояниях между нагревательными панелями более

2/3 а с аккумулированного куском смерзшегося материала тепла недостаточно для полного его оттаивания в процессе дальнейшей транспортировки, т.е. не происходит полного восстановления сыпучести материала, При расстояниях менее этой величины куски смерзшегося материала аккумулируют тепла больше, чем необходимо для полного его восстановления сыпучести, т.е. материал перегревается, а тепло нерационально используется.

При расстоянии более 2/3 амакс (В экспеРименте дцакс 220 мм) объем неоттаявшей провалившейся сквозь решетку части куска велик (537ь), что не обеспечивает его полного оттаивания за счет аккумулированного при разогреве количества тепла, хотя время этого процесса меньше (сравни 65 мин и 60 мин). При расстоянии менее, чем

2-3 айзакс, оттаявший материал перегревается, но удерживается на панелях и не проваливается сквозь решетку (! - 150 мм).

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же. вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5- расположение приспособления для продавливания материала на нагревательных панелях, аксонометрия (крайнее нижнее положение), Устройство содержит корпус 1 приемного отсека концентратов, установленную нз нем решетку 2, выполненную из полых оотроугольных призматических нагревательных элементов 3, угол при вершине каждого из которых составляет ЗО, а одна иэ его боковых сторон расположена вертикально, а также приспособление 4 для продавливания материала сквозь решетку 2, состоящие из горизонтальных рамок-крышек 5, и свободно установленных в них вставок-крйшек

6, поперечины рамок-крышек 5, параллельные нагревательным элементам 3, расположены (в исходном положении при наличии материала на решетке 2, фиг, 1) над зазорами между нагревательными элементами 3, а их высота п1 превышает высоту поперечин, расположенных перпендикулярно нагревательным элементам 3 на высоту последних, при этом выступы вставок-крышек 6 расположены аналогично поперечинам рамоккрышек 5, а их высота равна высоте нагревательных элементов 3, т.е. h> М. К решетке 2 нагревательных элементов 3 крепится коллектор 7 для подвода теплоносителя, Рядом с устройством расположен полувагон с контейнерами 8, из которых

17035"5 смерзшийся груз (глыбы) выгружают на нагревательные панели 3, Устройство работает следующим образом, Из контейнеров 8 смерзшийся груз (рудный концентрат) после пленочного оттаивания выгружается в корпус 1 на нагревательные элементы 3 с помощью крана (не показан). Затем на груз устанавливают также с помощью крана рамки-крышки 5 с установленными в них вставками-крышками 6 так, что поперечины рамок-крышек 5 вставок-крышек 6 с выступами на нижних торцах параллельны нагревательным элементам 3 и находятся над зазорами между этими элементами 3. Иэ коллектора 7 в полые нагревательные панели 3 поступает теплоноситель. Под действием тепла и собственного веса смерзшийся груз расчленяется и постепенно оседает между нагревательными элементами 3. Рамкикрышки 5 с установленными в них вставками-крышками 6 своими выступами на нижних торцах в месте контакта со смерзшимся грузом (над зазорами между нагревательными элементами 3) давят на него, обеспечивая дополнительный пригруз на оттаивающий груз, что способствует более интенсивному его расчленению и проваливанию в корпус 1, откуда оттаивший груз может транспортироваться, например, ленточным транспортером. В процессе оттаивания груза рамки-крышки 5 и вставки-крышки 6 опускаются до своего нижнего положения (фиг. 5). После этого краном рамки-крышки 5 со вставкамикрышками 6 поднимаются, производится повторная загрузка смерзшегося груза и процесс повторяется. При этом в результате исследований установлено, что наибольшая эффективность (производительность) и наименьшая энергоемкость достигается в том случае, когда угол при вершине каждого нагревательного элемента 3 состфЪляет 30, а одна из его боковых сторон расположена вертикально (табл. 1).

При угле менее 30 уменьшается кандуктивная теплоотдача вследствие уменьшения площади контакта нагревательного элемента 3 со смерзшимся грузом, при угле более 30 уменьшается удельное давление в месте контакта смерзшегося груза с нагревательными элементами 3, что ведет к снижению скорости расчленения смерзшегося груза, а значит, и к снижению производительности (табл. 1).

Таким образом, рамка-крышка 5 служит как для уменьшения потерь тепла,так и для увеличения удельного давления на смерзшийся материал в месте контакта его

55 с нагревательными панелями 3. При этом вна гале э1о давление ока;ц вает стае акрышка 5 на наиболее выступающий кусок смерзшегося материала, по мере его оседания это давление переходит на следующие по высоте куски. Аналогично работают вставки-крышки 6.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа и устройства для восстановления сыпучести смерзшихся материалов по сравнению с прототипом выражаются в снижении расходов энергии на

0,01 и повышении производительноГйж

- т сти на 307ь.

В табл. 1 даны результаты оптимального угла при вершине нагревательных панелей: замерз.образца -50 С, Чформы - 10570 смз, вес груза G - 18,5 кг, yoe - 1,75 г/см з

W 7,7 8,14, !между панелями 200 мм, N

«0,5 — 0,55 кВт (тленели - 160 С); в табл. 2 результаты определения оптимального расстояния между нагревательными панелями (две нагревательные панели в форме прямоугольного треугольника с углом при вершине 30", причем больший его катет перпендикулярен горизонтальной плоскости.

Формула изобретения

1. Способ восстановления сыпучести смерзшихся материалов, заключающийся в помещении материала на решетку, образованную полыми остроугольными призматическими нагревательными элементами, оттаивании его с последующим продавливанием сквозь решетку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса оттаивания. расстояние между нагревательными элементами устанавливают равным 2/3 максимального размера куска смерзшегося материала.2. Устройство для восстановления сыпучести смерзшихся материала, содержащее корпус, установленную в нем.решетку, выполненную из полых оСтроугоЛьных призматических нагревательных элементов, и смонтированное над решеткой с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения приспособления для продавливания материала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения энергоемкости, угол при вершине каждого нагревательного элемента составляет 30, а одна из о его боковых сторон расположена вертикально, приспособление для продавливания материала состоит из горизонтальных рамок и свободно установленных в них вставок с выступами на нижних торцах, поперечины рамок, параллельные нагревательным эле1703576 ментам, расположены над эаэорами между последующих элементов, при этом выступы элементами, а их высота превышает высоту вставок расположены аналогично поперечипоперечин, расположенных перпендику- нам рамок, а их высота равна высоте элелярно нагревательным элементам на высоту ментов.

Таблица 1

Удельная энергоемкость, Дж/т

Вес неоттаившей части груза, кг

Экспе- Тип, количество и установ- Время раримент ка нагревательных панелей эогрева. мин

Примечание (f KBfl ) т

1 69 10 004) С предварительным пленочным оттаиванием

Сечение панели в форме

Ас

t . Два горизонтальных

ТЭНа (т.е. а- 90 ) 3,9 (21) 0,82 10 (0,02) 87

1,31 10 (0,0314) 3,73 (20,3) 77

Сечение панели в форме

А.

l Два ТЭНа накрыты уголками (т.е. a= 90 ), глыба установлена вертикально

А.

Сечение панели в l l -форме (а= 60 ), глыба поставлена вертикально

Сечение панели в виде прямоугольного треугольника с углом при вершине (а = 30 ), глыба установлена вертикально

Сечение панели в форме равнобедренного треугольника с углом при вершине

30 (a - 30О), глыба установлена вертикально

Сечение панели в форме прямоугольного треугольника с углом при вершине

28 С,глыба установлена ве тикально

1,14 10 (0,0272) 4.0 (21,6) 70

1,04 ° 10 (0,025) 3,7 (20) 65

1,12 10 (0,027) 3,6 (1 9,5) 69

6,0 (32,4) 1.17 (0,028) 72

Таблица 2

П р и м е ч а н и е. Предварительно осуществляют пленочное оттаивание формы с песком.

17035 6

1703576

Составитель А, Слезина

Редактор Н. Гулько . Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Максимишинец

Заказ 35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101