Спосіб пневматичного транспортування сипкого матеріалу в розвантажувальну камеру та установка для його здійснення

(19) (И) (ІЗ) С1 «us В 65 G 53/04 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ПНЕВМАТИЧНОГО ТРАНСПОРТУВАННЯ СИПКОГО МАТЕРІАЛУ В РОЗВАНТАЖУВАЛЬНУ КАМЕРУ ТА УСТАНОВКА ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 1 (20)942 70867,02.04.93 (21)4816472/11 (22)29.08.90, SU (46)29.12.94. Бюл. №8-1 . (56) 1. Г.Ф.Козорис "Пневматический транспорт деревообрабатывающих предприятий". М., Машиностроение, 1968, с.6-15. 2 Заявка ФРГ fsfe 1781025. «п. В 6* q53/06, 1968 •' (прототмп), S Авторское свидетельство СССР № 282139,кл. В 65q 53/40, 1968. (71) Комплексний науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут з проблем Центрального району Донбасу (72) Вєрмєнчук Іван Петровім, RU, ЛІтвІнцев Олександр Васильович, Остапенко Сергій Олександрович (73) Остапенко Сергій Олександрович, UA (57) 1. Способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру, заключающийся в том, что во входной конец трубопровода подают с постоянным расходом сжатый газ и сыпучий материал, перемещают материал по трубопроводу потоком сжатого газа и периодически выгружают материал из выходного конца трубопровода в разгрузочную камеру путем открытия выходного участка трубопровода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что предварительно устанавливают заданную величину верхнего рабочего давления на вы ходном участке трубопровода и нижнего давления, равного давлению в разгрузочной камере, непрерывно в процессе транспортирования измеряют текущую величину давления в выходном участке транспортного трубопровода и сравнивают ее с установленными величинами давления, при этом выгрузку материала начинают и прекращают по достижению текущей величины давления в выходном участке трубопровода установленных величин, соответственно, рабочего давления и давления в разгрузочной камере. 2. Установка для осуществления способа по п.1, содержащая пневматический питатель, сообщенный с входным концом транспортного трубопровода, разгрузочную камеру, сообщенную с выходным концом транспортного трубопровода, и установленный на выходном участке последнего запорный клапан с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленным на выходном участке транспортного трубопровода между питателем и запорным клапаном блоком сигнализации величины верхнего и нижнего давления в трубопроводе, связанным с исполнительным механизмом запорного клапана с возможностью открытия последнего по сигналу о верхнем и закрытия - по сигналу о нижнем давлении в трубопроводе. Изобретение относится к области пневматического транспорта и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Преимущественными об ластями использования являются горная промышленность, строительство, сельское хозяйство. 6445 Известен способ пневматического транспортирования сыпучего материала заключающийся в том, что материал вводят в трубопровод и перемещают по нему потоком газа (воздуха) до загрузочной камеры [1]. При этом способе транспортирования вследствие расширения газа происходит увеличение скорости потока по длине трубопровода, что приводит к ограничению максимально допустимой дальности транспортирования, и повышению энергоемкости транспортирования. Из известных решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру [2]. Известный способ заключается в том, что во входной конец трубопровода поочередно подают порции сыпучего материала и сжатого воздуха, перемещают материал по трубопроводу и периодически выгружают материал из выходного конца трубопровода в разгрузочную камеру, путем открытия выходного участка трубопровода. Однако при таком способе транспортирования вследствие проницаемости порций материала имеет место утечка воздуха, кроме того, пробки разваливаются, поэтому данный способ эффективен только при малых длинах трубопровода. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа пневматического т р а н с п о р т и р о в а н и я сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру, в котором за счет контроля и регулирования рабочего давления в трубопроводе обеспечивается повышение устойчивости сыпучего материала, в результате чего увеличивается дальность транспортирования материала. Поставленная задача решается тем, что в известном способе пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру, заключающемся в том, что во входной конец трубопровода подают с постоянным расходом сжатый газ и сыпучий материал, перемещают материал по трубопроводу потоком сжатого газа и периодически выгружают материал из выходного конца трубопровода в разгрузочную камеру путем открытия выходного участка трубопровода, согласно изобретению, предварительно устанавливают заданную величину верхнего рабочего дзвления на выходном участке трубопровода и нижнего давления, равного давлению в разгрузочной камере, непрерывно в процессе транспортирования измеряют текущую ве 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 личину давления в выходном участке транспортного трубопровода и сравнивают ее с установленными величинами давления, при этом выгрузку материала начинают и прекращают по достижению текущей величины давления в выходном участке трубопровода установленных величин, соответственно, рабочего давления и давления в разгрузочной камере. Из известных устройств для реализации предложенного способа пневматической транспортировки сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка [3]. Известное устройство содержит пневматический питатель, сообщенный с входным концом транспортного трубопровода, разгрузочную камеру, сообщенную с выходным концом транспортного трубопровода, и установленный на выходном участке последнего управляемый реле времени запорный клапан, открывающий и закрывающий трубопровод при постоянной подаче сжатого воздуха. Недостатком известного устройства является его низкая надежность из-за закупорки т р а н с п о р т н о г о т р у б о п р о в о д а при изменении физических свойств материала, высокая энергоемкость и малая дальность транспортирования. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру, в котором за счет иного конструктивного выполнения исполнительного механизма обеспечивается поршневой эффект, в результате чего снижается энергоемкость транспортирования сыпучего материала. Поставленная задача решается тем, что известная установка для осуществления пневматического транспортирования сыпучего материала, включая пневматический питатель, сообщенный с выходным концом транспортного трубопровода, разгрузочную камеру, сообщенную с выходным концом транспортного трубопровода, и установленный на выходном участке последнего запорный клапан с исполнительным механизмом, согласно изобретению, снабжена установленным на выходном участке транспортного трубопровода между питателем и запорным клапаном блоком сигнализации величины верхнего и нижнего давления в трубопроводе, связанным с исполнительным механизмом запорного клапана с возможностью открытия последнего по сигналу о верхнем 6445 и закрытии - по сигналу о нижнем давлении в трубопроводе. В предложенном техническом решении используется поршневой эффект, что по сравнению со скоростными способами пневматического транспортирования обеспечивает снижение энергоемкости транспортирования и износа трубопровода; по сравнению с импульсными способами он обладает теми преимуществами, что формирование порций груза происходит за счет движения газа, причем, так как. амплитуда колебаний увеличивается к разгрузочному выходному участку, то повышается и устойчивость порций сыпучего материала, это позволяет увеличивать дальность транспортирования. Если увеличивать длину трубопровода при неизменном давлении газа в его начале, то увеличится продолжительность возрастания давления перед запорным клапаном до Рр, следовательно увеличится период между волнами и снизится скорость движений порций материала, то при этом снижаются и сопротивления, как движения сыпучего материала, так и распространение волны, следовательно система саморегулируется. Как показали экспериментальные исследования, при неизменном значении начального давления можно увеличить дальность т р а н с п о р т и р о в а н и я . Уменьшение производительности в данном случае можно компенсировать, увеличив поперечное сечение трубопровода. Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг 1 показано схематическое изображение примера практического исполнения установки для осуществления способа пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру; на фиг.2 - графическое изображение возбуждаемого в потоке аэросмеси волнового процесса. Установка для пневматического транспортирования сыпучего материала включает пневматический питатель 1 с системой подачи сжатого газа 2, транспортный трубопровод 3 с установленным на выходном конце блоком сигнализации 4, имеющим специальные выходы низкого 5 и высокого 6 давления, и запорным клапаном 7, оснащенным исполнительным механизмом 8. включая открывающий 9 и закрывающий 10 блоки. Выход 5 низкого давления блока сигнализации 4 соединен с входом закрывающего блока 10 запорного клапана 7, а выход 6 высокого давления блока сигнализации 4 соединен с открывающим блоком 9 запорного клапана 7. Выходной участок транспортного трубопровода 3 соединен с разгрузочной камерой 5 10 15 20 25 30 35 40 (бункером, отделителем, трубопроводом) 12 Исполнительный механизм 8 запорного клапана 7 может основываться на различных принципах действия электрическом, пневматическом, механическом и т.д. В зависимости от этого в качестве блока сигнализации 4 могут быть использованы электроконтактный, пьезорезисторный, пневматический и др. приборы с выходами, соответствующими типу исполнительного механизма 8 запорного клапана 7. Тип пневматическою питателя 1 также может быть любой. Способ пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу в разгрузочную камеру осуществляется следующим образом. В исходном положении запорный клапан 7 закрыт, так как избыточное давление в транспортном трубопроводе 3 равно нулю С помощью системы 2 подают сжатый газ к питателю 1 и в трубопровод 3. По мере заполнения последнего сжатым газом поднимается давление перед запорным клапаном 7 и при достижении расчетной величины верхнего предела Ра рабочего давления (фиг 2), на которое настраивается блок сигнализации 4. с его выхода б подается сигнал открывающего блока 9 запорного клапана 7. Исполнительный механизм 8 отрабатывает и открывает запорный клапан 7 Газ выходит из выходного участка 11, трубопровода 3. В этот момент скорость в точке присоединения блока сигнализации А достигает значения (фиг 2), а давление упадет до значения Рн (фиг 2), с выхода 5 низкого давления блока сигнализации 4 на вход закрыв а ю щ е г о блока 10 п о д а е т с я с и г н а л , исполнительный механизм 8 срабатывает и запорный клапан 7 закрывается. В сечение II трубопровода (фиг.2) скорость падает до нуля, а давление начинает возрастать. Волна спада давления всплеска скорости распространяется навстречу движению газа. Эти волны накладываются соот45 ветственно на падающую в направлении движения газа кривую давления 13 и возрастающую кривую 14 скорости Когда волны спада давления и всплеска скорости достигают сечения 1 трубопровода (фиг.2), в кото50 ром установлен пневматический питатель, последний должен быть включен в работу. Волны захватывают порцию сыпучего материала и транспортируют ее по трубопроводу на некоторое расстояние. Система "запор55 ный клапан - блок сигнализации", образующая автоколебательный контур с обратной связью по давлению работает независимо or распространения волны подлине транспортного трубопровода, вследствие чего волны распространяются последовательно 8 6445 одна за другой и в каждый момент времени в трубопроводе формируются чередующиеся зоны спадов давления и импульсов скорости, кривые 15 и 16. В каждом сечении также чередуются периоды импульсов движения, спада давления и периоды торможения и роста давления постоянной амплитуды, соответствующей величины для данного поперечного сечения транспортного трубопровода. Несмотря на то. что волны распространяются навстречу потоку, порция газа перемещается в прямом направлении с пульсирующей скоростью, соответствующей кривой 16, и в момент роста (всплеска) скорости захватывает сыпучий материал, формируя его в поршнеобразные порции и перемещая от питателя в загрузочную камеРУ 12 Вследствие сопротивления стенок транспортного трубопровода и сыпучего материала происходит затухание волны спада давления по мере ее распространения от сечения II к сечению I. Этот процесс оценивается коэффициентом затухания, определяемым экспериментально. 5 волны в сечении II должна быть больше величины затухания волны на всей длине транспортного трубопровода. Принимая запас... 20% необходимо верхний предел рабочего давления, а соответственно и установку выхода верхнего давления блока сигнализации, устанавливать не ниже 1,1.. 1, величины затухания волны, т.е. Рв = (1,1...1,2)Рк- Кз -I . При увеличении значения верхнего давления масса порций транспортируемого материала будет больше и производительность установки возрастает, но при этом увеличатся и затраты энергии, поэтому в 15 каждом случае величину верхнего давления определяют на основании расчета по условию экономичности либо по требуемым техническим параметрам. Величина нижнего давления равна дав20 лению в разгрузочной камере. Если последняя открыта, то нижнее давление равно атмосферному. Если разгрузочная камера закрыта и в ней поддерживается давление выше атмосферного, то на такую же величи25 ну устанавливается выход нижнего давления блока сигнализации 4. От нижнего давления отсчитывается и избыточное давление в транспортном трубопроводе. 10 dP _ ДРи — АРі dL~ "L " • где ДРи = Рв - Рн - высота волны (удвоенная Заявленное изобретение предназначеамплитуда колебаний давления) в сечении 30 но для использования в промышленности, II; может быть осуществлено с помощью известных средств и методов и при его осущестДРі - высота волны в сечении 1; влении способно обеспечить достижение L - длина трубопровода. усматриваемого заявителем технического Для экономичной работы пневмотранспортной установки необходимо, чтобы вол- 35 результата, а следовательно соответствует требованию промышленной применимости на достигала питателя, поэтому высота К з 9 -fO 6445 Упорядник Замовлення 628 Техред М.Моргентал Коректор Л.ЛіврІнц Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655 ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІиа, 101