Система пневматического транспортирования сыпучего материала и аэроконвейер для использования в указанной системе
Изобретение может быть использовано на строительных предприятиях, предприятиях химической и металлургической промышленности, а также предприятиях по хранению и переработке зерна, где существует необходимость транспортирования порошкообразного или мелко гранулированного материала. Система пневматического транспортирования сыпучего материала содержит приемный бункер и аэроконвейер, соединенный со спутниковым трубопроводом сжатого воздуха. Предусмотрены накопительный бункер и расходный бункер. Аэроконвейер соединяет упомянутые бункеры и состоит из секций, выполненных с возможностью создания в них разности давления и индивидуальной регулировки в каждой из них скорости транспортировки материала. Каждая секция аэроконвейера включает трубу с аэрокамерой и блок рукавных фильтров с клапаном сброса воздуха, имеющим индивидуальную регулировку. Аэрокамера для создания псевдоожиженного слоя транспортируемого материала соединена со спутниковым трубопроводом сжатого воздуха через регулировочный клапан и состоит из пластинчатой пружины, натягивающей разделительную ткань, и торцовых заглушек. Соединение пластинчатой пружины и разделительной ткани осуществляется за счет профилей их краев, образующих замок. Изобретение обеспечивает транспортировку материала с регулируемой скоростью вверх по наклонной плоскости на разные высотные отметки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение может быть использовано на строительных предприятиях, предприятиях химической и металлургической промышленности, а также предприятиях по хранению и переработке зерна, где существует необходимость транспортирования сыпучего материала, например порошкообразного или мелко гранулированного.
В патенте Германии DE №2645047, МПК7 B 65 G 53/08, 09.03.1978 раскрыто транспортирующее устройство, содержащее множество резервуаров, разгружаемых с помощью группы накопителей, расположенных под воронками указанных резервуаров, в котором во время разгрузки одного из указанных резервуаров воздушный поток направляется через разгрузочную трубу, а материал вводится в этот воздушный поток в открытый перекрывающий элемент воронки одного указанного резервуара, в котором воздушный поток ориентирован в направлении нижней части прохода выходного отверстия накопителя. Перекрывающий элемент образован воздухонаправляющей пластиной, установленной с возможностью перемещения между закрытым положением и положением направления воздуха, в положении направления воздуха. Перекрывающий элемент уменьшает проходное сечение воздушного потока так сильно, что необходима другая пластина, которая проходит вертикально в проходное сечение разгрузочной трубы для предотвращения обратного движения воздушного потока. При подобной конструкции возможно достижение большой производительности устройства, однако, оно не надежно и не позволяет производить транспортирование материала на разные высотные отметки.
Известна также система пневматического транспортирования сыпучего материала по авт. свид. СССР №1669830, МПК B 65 G 53/00, 15.08.1991, которая включает расходный бункер с аэрирующим приспособлением, сообщенный своим разгрузочным отверстием посредством затвора с транспортным трубопроводом, газоподводящую магистраль с газопроводами аэрирующего приспособления, транспортной трубой, вихревой трубой, сообщенной своим входным каналом с газоподводящей магистралью, выходным каналом горячего потока с газопроводом аэрирующего приспособления и выходным каналом холодного потока с газопроводом транспортного трубопровода, установленными на газопроводе аэрирующего приспособления фильтром и эжектором с клапаном, сообщенным посредством последнего с атмосферой, и масловлагоотделителем, установленным на газопроводе транспортного трубопровода.
К недостаткам указанной установки можно отнести повышенную экологическую опасность, возникающую при аэрации порошкообразного материала при негерметично закрытом бункере. Кроме того, его использование также не обеспечивает транспортирования материала на разные высотные отметки.
Наиболее близкой к предложенной является система пневматического транспортирования сыпучего материала, содержащая приемный бункер, соединенный с аэроконвейером, состоящим из секций, каждая из которых включает трубу с расположенной в ней аэрокамерой и спутниковый трубопровод сжатого воздуха, соединенный через регулировочные клапаны с аэрокамерой (US 3056632, опубл. 2.10.1962).
В известной системе танспортирование материала на разные высотные отметки достигается за счет использования нескольких компрессоров, соединенных со спутниковым трубопроводом, а также за счет использования дополнительных перегородок в верхней части трубы аэроконвейера, что ведет к повышенному потреблению энергии и повышенной материалоемкости аэроконвейера, а также невозможности регулирования скорости транспортировки материала.
Из уровня техники известны пневматические устройства, в которых транспортировка сыпучего материала происходит с созданием псевдоожиженного слоя, когда материал имеет такие размеры частиц и силы сцепления между ними, что скорость впускного потока воздуха постепенно снижает силы сцепления и силы внутреннего трения между частицами, заставляя сформированную таким образом взвесь вести себя как гомогенная жидкость. Так, например, из RU 2133013 С1, МПК7 G 01 F 13/00, 10.07.1999 известно устройство, содержащее контейнер в виде удлиненного закрытого канала с впуском для подачи порошкообразного материала из хранилища в указанный канал контейнера и с выпуском для дозированной разгрузки порошкообразного материала из указанного канала контейнера и установленный в основании контейнера псевдоожижающий элемент для подачи воздуха в указанный канал контейнера из линии подачи воздуха с обеспечением псевдоожижения порошкообразного материала, находящегося в указанном канале контейнера, в котором псевдоожижающий элемент стандартного типа с использованием грубого полотна, растянутого не некотором расстоянии над основанием и прикрепленного к каналу, смещен относительно впуска указанного канала контейнера в направлении его выпуска с образованием под указанным впуском неактивной для псевдоожижения порошкообразного материала области, а линия подачи воздуха в псевдоожижающий элемент выполнена с возможностью подачи сжатого воздуха. Это устройство является наиболее близким аналогом предлагаемого аэроконвейера.
Недостатком упомянутого аэроконвейера является его невысокая надежность, невозможность регулирования скорости подачи порошка и возможности его транспортировки вверх по наклонной плоскости.
Техническим результатом, достигаемым предложенной системой, является снижение ее энергоемкости, материалоемкости аэроконвейера, а также обеспечение возможности регулирования скорости транспортировки материала.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в системе пневматического транспортирования сыпучего материала, содержащей приемный бункер и аэроконвейер, состоящий из секций, каждая из которых включает трубу с расположенной в ней аэрокамерой и спутниковый трубопровод сжатого воздуха, соединенный через регулировочные клапаны с аэрокамерой, при этом каждая секция аэроконвейера включает блок рукавных фильтров с клапаном сброса воздуха, имеющим индивидуальную регулировку.
Кроме того, приемный бункер снабжен герметизирующими клапанами, а система снабжена аэрирующим приспособлением, выполненным в виде примыкающего к приемному бункеру полого наружного конуса с двойными стенками, в котором размещены два внутренних конических элемента, соединенных между собой основаниями и направленных вершинами в противоположные стороны с образованием между наружным и одним из внутренних конусами камеры для смешивания транспортируемого материала с воздухом перед подачей его в секцию аэроконвейера, при этом внутренняя стенка наружного конуса выполнена из пористого материала.
Система может также быть снабжена накопительным бункером и расходным бункером, а аэроконвейер расположен таким образом, что его первая часть между приемным и накопительными бункерами выполнена наклонной с подъемом в сторону накопительного бункера, вторая часть расположена над накопительным бункером, а третья часть между накопительным и расходным бункером расположена горизонтально или с наклоном в сторону расходного бункера.
Кроме того, указанный технический результат достигается за счет усовершенствования аэроконвейера для транспортирования сыпучего материала, содержащего размещенную в трубе аэрокамеру с разделительной тканью, предназначенную для создания псевдоожиженного слоя транспортируемого материала, и средство подачи сжатого воздуха в аэрокамеру, отличающийся тем, что аэрокамера образована пластинчатой пружиной, расположенной вдоль трубы в ее нижней части, разделительной тканью, закрепленной на краях пластинчатой пружины, натягивающей ткань, и торцовыми заглушками.
Группа изобретений иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 приведена транспортно-технологическая схема движения материала по системе транспортирования.
На фиг.2 показана конструкция приемного бункера.
На фиг.3 схематически приведена конструкция секции аэроконвейера, используемого в системе транспортирования.
На фиг.4 приведена конструкция аэроконвейера в соответствии со вторым изобретением предлагаемой группы.
Система транспортирования (фиг.1) включает в себя последовательно соединенные приемный бункер 1 с аэрирующим приспособлением 2, наклонную часть аэроконвейера 3, накопительный бункер 4 с антисегрегационным элементом 5 и аэролифтом 6, горизонтальную часть аэроконвейера 7 и расходный бункер 8.
Приемный бункер 1 (фиг.2) предназначен для герметизации объема материала, который будет транспортироваться в одном цикле. Приемные бункеры могут быть различного объема. Например, приемный бункер для разгрузки вагонов должен обладать вместимостью одного вагона.
Приемный бункер 1 снабжен герметизирующими клапанами 9 и аэрирующим приспособлением 2 для подготовки сырья к дальнейшей транспортировке, наружный конус которого выполнен с двойными стенками. Приспособление 2 включает верхний 10 и нижний 11 внутренние конические элементы, образующие с наружным конусом приспособления 2 межсекционное пространство - камеру 12 для смешивания транспортируемого материала с воздухом, для подачи которого предусмотрен штуцер 13.
Наклонные и горизонтальные части аэроконвейера 3, 7 имеют секционную конструкцию. Каждая секция (фиг.3) аэроконвейера представляет собой трубу, в которой расположен псевдоожижающий элемент - аэрокамера 26 с разделительной тканью 14. Секция содержит спутниковый трубопровод 15 сжатого воздуха, соединенный с аэрокамерой через клапаны 16 регулировки расхода сжатого воздуха, и блок 17 рукавных фильтров с клапаном 18 сброса воздуха.
Антисегрегационный элемент 5 является частью аэроконвейера, расположенной в верхней части накопительного бункера 4. Он позволяет осуществлять разгрузку аэроконвейера в накопительный бункер 4 во многих точках, предотвращая при этом разделение сыпучего материала на фракции.
Аэролифт 6 при необходимости транспортирует материал из накопительного бункера 4 в аэроконвейер для его дальнейшей транспортировки в расходный бункер 8.
Аэрокамера 26 аэроконвейера изготавливается из профильных модульных материалов. Аэрокамера 26 (фиг.4) состоит из пластинчатой пружины 19, имеющей ленточную форму, разделительной ткани 21, торцовых заглушек 22 и штуцера 23 для подвода сжатого воздуха. Пластинчатая пружина 19 имеет профильные загнутые края, образующие полости, в которых размещаются оплавленные утолщенные края разделительной ткани 21, выполненной из синтетического материала, образуя замок. Аэрокамера 26 монтируется в трубе 24 по всей ее длине. В трубе прорезаны отверстия для штуцеров 22 подвода сжатого воздуха, соединенных с аэрокамерой 26. Труба по торцам имеет монтажные фланцы 25.
Герметизация труб по фланцам и в местах подвода воздуха обеспечивается за счет резиновых прокладок.
Труба 24 с установленной в ней аэрокамерой 26 представляет собой секцию аэроконвейера, ряд которых образует транспортный трубопровод для транспортировки сыпучих, в частности, порошкообразных материалов.
Сборочные операции по монтажу секции аэроконвейера включают:
- поперечное сжатие пластинчатой пружины 19 по длине с помощью специального приспособления;
- установку краев разделительной ткани 21 в полостях на краях пластинчатой пружины 19;
- натяжение разделительной ткани 21 за счет снятия приспособления для сжатия пластинчатой пружины;
- герметизацию торцов аэрокамеры эпоксидной смолой;
- установку аэрокамеры в трубе 24.
Принцип работы аэроконвейера 3 (7) заключается в следующем. В аэрокамеру 26 через штуцер 22 поступает сжатый воздух. Воздух, проходя через разделительную ткань 14, создает псевдоожиженный слой порошкообразного материала, который подается в верхнюю часть аэроконвейера 3 (7). Приобретая свойства воды, материал движется в сторону движения сжатого воздуха.
Задача транспортировки сырья вверх по наклонной плоскости решается следующим образом.
После разгрузки транспортируемого материала из вагона приемный бункер 1 герметизируется клапанами 9. Затем включается аэрирующее приспособление 2 подготовки материала, которое создает избыточное давление в приемном бункере 1 и готовит смесь материала с воздухом, придавая ей необходимое ускорение перед подачей в аэроконвейер 3.
Для аэрирующего приспособления подготовки материала и для функционирования аэроконвейера используется сжатый воздух глубокой осушки не ниже 3-го класса чистоты.
Аэрирующее приспособление 2 расположено в нижней части бункера 1. Внутренняя стенка наружного конуса аэрирующего приспособления выполнена из пористой нержавеющей стали, через которую подается осушенный сжатый воздух для аэрации транспортируемого материала. Внутри наружного конуса расположены два конуса. Верхний конус 12, с большей конусностью, направлен вверх и предназначен для предотвращения обрушения зависшего сырья в конусной части, что может привести к неравномерной подаче материала в аэроконвейер. Нижний корпус 11, с меньшей конусностью, создает межконусное пространство - камеру 12, где готовится смесь материала с воздухом и создается необходимое ускорение смеси перед подачей в наклонный аэроконвейер 3.
Производительность аэрирующего приспособления подготовки материала и скорость материала при подаче в аэроконвейер 3 регулируются расходом воздуха, подаваемого в аэрокамеру конусной части бункера 1 через штуцер 13.
Далее материал по течке подается в аэроконвейер.
Транспортировка материала вверх по аэроконвейеру 3 происходит за счет создания избыточного давления воздуха в приемном бункере 1 и аэроконвейере 3, которое регулируется клапаном 18 сброса воздуха, установленным после блока 17 рукавных фильтров. Клапан 18 имеет индивидуальную регулировку на каждой секции аэроконвейера 3 на определенное значение избыточного давления, которое зависит от высотной отметки и требуемой скорости транспортировки материала. Сжатый воздух из спутникового трубопровода 15 через клапан 16 регулировки расхода подается в нижнюю часть аэроконвейера. Проходя через разделительную ткань 21, он создает псевдоожиженный слой материала, подаваемого в верхнюю часть аэроконвейера 3. Регулировочным клапаном 18 сброса воздуха в блоке 17 рукавных фильтров создается избыточное давление Р, в следующем блоке рукавных фильтров клапаном создается давление Р-Н, если материал транспортируется по аэроконвейеру вверх, где Н - давление, создаваемое транспортируемой смесью за счет разности высот двух секций аэроконвейера. Соответственно в следующем блоке рукавных фильтров создается давление Р - (Н+Н1).
За счет разности создаваемого давления в секциях аэроконвейера создается движение материала вверх. Избыточный воздух из аэроконвейера проходит очистку в блоке 17 рукавных фильтров и через регулировочный клапан 18 выбрасывается в атмосферу.
Скорость транспортировки материала регулируется расходом воздуха, подаваемого в нижнюю часть аэроконвейера, и установками регулировочного клапана 18 сброса воздуха в блоке 17 рукавных фильтров на соответствующее избыточное давление.
1. Система пневматического транспортирования сыпучего материала, содержащая приемный бункер и аэроконвейер, состоящий из секций, каждая из которых включает трубу с расположенной в ней аэрокамерой и спутниковый трубопровод сжатого воздуха, соединенный через регулировочные клапаны с аэрокамерой, отличающаяся тем, что каждая секция аэроконвейера включает блок рукавных фильтров с клапаном сброса воздуха, имеющим индивидуальную регулировку.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемный бункер снабжен герметизирующими клапанами, а система снабжена аэрирующим приспособлением, выполненным в виде примыкающего к приемному бункеру полого наружного конуса с двойными стенками, в котором размещены два внутренних конических элемента, соединенных между собой основаниями и направленных вершинами в противоположные стороны с образованием между наружным и одним из внутренних конусами камеры для смешивания транспортируемого материала с воздухом перед подачей его в секцию аэроконвейера, при этом внутренняя стенка наружного конуса выполнена из пористого материала.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена накопительным бункером и расходным бункером, а аэроконвейер расположен таким образом, что его первая часть между приемным и накопительными бункерами выполнена наклонной с подъемом в сторону накопительного бункера, вторая часть расположена над накопительным бункером, а третья часть между накопительным и расходным бункерами расположена горизонтально или с наклоном вниз в сторону расходного бункера.
4. Аэроконвейер для транспортирования сыпучего материала, содержащий размещенную в трубе аэрокамеру с разделительной тканью, предназначенную для создания псевдоожиженного слоя транспортируемого материала, и средство подачи сжатого воздуха в аэрокамеру, отличающийся тем, что аэрокамера образована пластинчатой пружиной, расположенной вдоль трубы в ее нижней части, разделительной тканью, закрепленной на краях пластинчатой пружины, натягивающей ткань, и торцовыми заглушками.
