Пристрій для безперервного тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями

Реферат: Винахід належить до галузі одержання водно-вугільного палива для газифікації з одержанням синтез-газу. Пристрій являє собою корпус, у якому розташована камера здрібнювання, оснащена завантажувальним і розвантажувальним пристроями, джерело вибуху; корпус виконаний у вигляді від кільця або витягнутого овалу, і складається із двох рознімних частин, що мають суцільні параболоїдальні порожнини, що утворюють при вертикально зустрічному сполученні овальну або кільцеву замкнуту камеру здрібнювання, до якої по всій її довжині приєднані камери вибуху із джерелами вибуху, виконані також у формі параболоїдів і утворюючи по осях камери здрібнювання й параболоїдів активні зони. У точці фокуса кожного верхнього параболоїда встановлений запальник, пов'язаний з генератором підпалу й маючий підведення компонентів паливної суміші. Камера здрібнювання оснащена скребковим конвеєром, обладнаним півовальними скребками з перфорованою поверхнею, пов'язаним із приводом переміщення й системою автоматичного керування швидкості обертання; у перерізах завантажувального й розвантажувального пристроїв установлені обертові обтюратори й дозатори, приводи яких зв'язані із системою автоматичного регулювання; камера здрібнювання UA 105339 C2 (12) UA 105339 C2 оснащена демпфером. Винахід дозволяє підвищити ефективність процесу при забезпеченні високого ступеня тонкості й однорідності здрібнювання. UA 105339 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв для безперервного тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями, наприклад, бурого вугілля й може знайти застосування при готуванні водно-вугільного палива для газифікації і одержання синтез газу. Водно-вугільне паливо, що одержується в традиційних установках, являє собою двофазну воднодисперсну систему із середнім розміром вугільних часток 50-100 мкм. Одержання більш дрібнодисперсних часток шляхом розмелу пов'язане з великими енергетичними витратами. Найефективнішим методом безперервного тонкого здрібнювання продукту в рідині вважається імпульсний метод впливу - ударними хвилями, що виникають при вибуху, що згенеровано, або підпалом, або електричним розрядом. Відомий пристрій для тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями, що являє собою резонансну робочу камеру НВЧ-генератора [див., наприклад, патент Росії № 2266313, C10L1/32, від 20.12.2005]. У відомому пристрої попередньо здрібнений до певного ступеня сировинний продукт насичують водою до заданого рівня вологовмісту, направляють у НВЧ-камеру, де проводять тонке здрібнювання методом "внутрішньопорового вибуху»під дією НВЧ електромагнітного поля Недоліком відомого пристрою є дуже слабкий руйнуючий вплив, що може забезпечити камера НВЧ-генератора, й необхідність попереднього здрібнювання сировинного продукту перед подачею в камеру НВЧ-генератора, що в цілому робить процес не ефективним. Відомий також пристрій для тонкого здрібнювання сировинних продуктів ударними хвилями, що представляє собою корпус, у якому розташована вибухова камера здрібнювання, верхня периферична частина якої виконана у формі зверненого усередину кільцевого жолоба, з'єднаного із циліндричною частиною, і завантажувальний пристрій у верхній центральній частині у вигляді люка, а в нижній конічній частині розвантажувальний пристрій, усередині камери розміщене джерело вибуху, є засіб для видалення, газоподібних продуктів вибуху, на внутрішній поверхні кришки люка встановлений обтічник вибухової хвилі [див., наприклад, патент Росії № 2471622, В29В17/04, В02С19/18, F42D1/00, від 10.01.2013]. По технічній суті й результату, що досягається, відомий пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється. Недоліками пристрою - прототипу є низька ефективність здрібнювання, обумовлена неможливістю досягнення необхідного ступеня однорідності здрібнювання через наявність заздалегідь неоднорідного середовища й переривчастості процесу, великі втрати енергії вибуху, можливість виходу енергії вибуху за межі пристрою. В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою для тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями, що дозволяє значно підвищити ефективність процесу при забезпеченні високого ступеня тонкості й однорідності здрібнювання. Поставлена задача вирішується в пристрої для безперервного тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями, що являє собою корпус, у якому розташована камера здрібнювання, оснащена завантажувальним і розвантажувальним пристроями, джерело вибуху; відповідно до винаходу, корпус виконаний у формі, що може бути перетворена від кільця до витягнутого овалу, і складається із двох рознімних частин, що мають суцільні параболоїдальні порожнини, що утворюють при вертикально зустрічному сполученні овальну або кільцеву замкнуту камеру здрібнювання, до якої по всій її довжині приєднані камери вибуху із джерелами вибуху, виконані також у формі параболоїдів, які утворюють по осях камери здрібнювання й параболоїдів активні зони, у точці фокуса кожного верхнього параболоїда встановлений запальник, пов'язаний з генератором підпалу й маючий підведення компонентів паливної суміші; камера здрібнювання оснащена скребковим конвеєром, обладнаним півовальними скребками з перфорованою поверхнею, пов'язаним із приводом переміщення й системою автоматичного керування швидкості обертання; у перерізах завантажувального й розвантажувального пристроїв установлені обертові обтюратори й дозатори, приводи яких пов'язані із системою автоматичного регулювання; камера здрібнювання оснащена демпфером. Відмінними ознаками винаходу, що заявляється, є: - корпус виконаний у формі, що може бути перетворена від кільця до витягнутого овалу, і складається із двох рознімних частин, що мають суцільні параболоїдальні порожнини, що утворюють при вертикальному зустрічному сполученні овальну або кільцеву замкнуту камеру здрібнювання: - до камери здрібнювання по всій її довжині приєднані камери вибуху із джерелами вибуху, виконані також у формі параболоїдів, які утворюють по осях камери здрібнювання й параболоїдів активні зони, у точці фокуса кожного верхнього параболоїда встановлений запальник, пов'язаний з генератором підпалу й маючий підведення компонентів паливної суміші; 1 UA 105339 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - камера здрібнювання оснащена скребковим конвеєром, обладнаним півовальними скребками з перфорованою поверхнею, пов'язаними із приводом переміщення й системою автоматичного керування швидкості обертання; - у перетинах завантажувального й розвантажувального пристроїв установлені обертові обтюратори й дозатори, приводи яких пов'язані із системою автоматичного регулювання; - камера здрібнювання оснащена демпфером. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що зазначені відмінності є новими. У пристрої, що заявляється, підвищення ефективності процесу й однорідності здрібнювання продукту досягається завдяки тому, що сировинний продукт, що подрібнюється, проходить по довгому шляху у витягнутій овальній або кільцевій камері здрібнювання, де на всьому шляху проходження він багаторазово піддається руйнуючому впливу ударних хвиль, що виникають у камерах вибуху. Наявність камер вибуху, установлених по всій довжині камери руйнування через певні проміжки, багаторазово збільшує кількість імпульсних руйнуючих впливів При цьому система скребкового механізму забезпечує його просування по камері від завантаження до вивантаження, а наявність перфорації на півовальних скребках запобігає руйнуванню скребкового механізму. Завдяки тому, що камера вибуху має параболоїдальну форму, а запальник розташований у точці фокуса параболоїда, а вибух має направлену дію, забезпечується найбільш повне використання енергії вибуху. Винахід, що заявляється, пояснюється наступними кресленнями: фіг. 1 - загальний вид пристрою в ізометрії; фіг. 2 - загальний вид зверху; фіг. 3 - вид А (збоку); фіг. 4 - вид Б (спереду) фіг. 5 - переріз В-В; фіг. 6 - переріз Г-Г фіг. 7 - перерізи Д-Д фіг. 8 - вид Е; фіг. 9 - переріз Ж-Ж; фіг. 10 - переріз І-І. фіг. 11 - переріз К-К. Пристрій для тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями містить корпус, виконаний у вигляді витягнутого овалу або кільця, що складається із двох рознімних частин, нижньої 1 і верхньої 2, що мають суцільні параболоїдальні порожнини, нижню параболоідальну порожнину 3 із точкою фокуса F1 і верхню параболоїдальну порожнину 4 с точкою фокуса F2, що утворюють при вертикальному зустрічному сполученні замкнуту камеру. По всій довжині камери здрібнювання до неї приєднані камери вибуху 5 із джерелами вибуху, виконані також у формі параболоїдів і утворюючи по осі камери здрібнювання й параболоїдів активні зони; у точці фокуса F3 кожного з параболоїдів камери вибуху 5 встановлені плазмові запальники 6, пов'язані з генераторами підпалу, і таки, що мають підводи компонентів вибухової суміші, водню 7 і кисню 8. Корпус пристрою оснащений кришкою 9 із кріпленням 10. Нижня рознімна частина має кріплення 11. Підведення водню 7 обладнане керованим вентилем 12, а підведення кисню - керованим вентилем 13. Камера здрібнювання оснащена скребковим конвеєром 14, на якому встановлені півовальні скребки 15 з перфорованою різними по розмірі отворами поверхнею, керованого привода переміщення 16 скребків 15, меншою зірочкою привода, більшою зірочкою привода переміщення, вала 17 привода 16, ухвата приводного ланцюга по більшому діаметру, ухвата привідного ланцюга по меншому діаметру, системи автоматичного керування швидкості руху 18. Вузол завантажувального пристрою містить: верхній проріз 19 у корпусі для подачі продукту, що подрібнюється, у камеру здрібнювання, корпус першого живильника-затвора 20, корпус другого живильника-затвора 21, шнек 22. Вузол розвантажувального пристрою містить: нижній проріз 23 у корпусі для видалення здрібненого продукту, корпус 24 першого шнека розвантажника-затвора, перший шнек розвантажника-затвора, другий шнек 25, корпус 26 третього розвантажника - затвора, третій шнек розвантажника-затвора. У зоні завантажувального пристрою встановлений протибризантний поплавковий демпфер, що складається з корпуса 27, кришки 28, каліброваного отвору повітряного гальма протибризантного поплавкового демпфера, поплавкового циліндра. У перерізі подачі й розвантаження продукту, що подрібнюється, установлені обертові обтюратори 29 з отворами 30 та з приводом переміщення 31, коротко крокові конусні шнекові завантажувально-розвантажувальні дозатори. 2 UA 105339 C2 5 10 15 20 25 30 Пристрій, що заявляється, працює таким чином. Сировинний продукт, у данному випадку, буре вугілля, попередньо здрібнений чи ні, через верхній проріз 19 у корпусі по послідовно встановлених першому 20 і другому 21 живильникахзатворах за допомогою шнека 22 безупинно подають у замкнуту камеру здрібнювання 6, заповнену водою. По камері здрібнювання від входу до виходу сировинний продукт переміщується за допомогою півовальних перфорованих скребків 15, які встановлено на скребковому конвеєрі 14, що приводиться у рух приводом переміщення 16, і пов'язаний з системою автоматичного керування 18. У камеру вибуху 5 подають водень по підведенню 7 і кисень по підведенню 8 у стехіометричному співвідношенні. Від генераторів підпалу на плазмові запальники 6 подають заряд, ініціюючий вибух газової суміші у всіх камерах вибуху 5 одночасно. Сировинний продукт, проходячи через активні, зони піддається руйнуючому впливу ударних хвиль, що виникають у результаті вибухів. Оскільки камера здрібнювання має витягнуту або кільцеву форму, кількість камер вибуху 5 і активних зон може бути досить великою, що забезпечує проходження ударної хвилі в безперервному середовищі, дозволяючи досягати необхідний ступінь здрібнювання сировини і його однорідності. Зв'язок скребкового конвеєра 14 з системою автоматичного керування швидкості обертання 18 дозволяє регулювати кількість вибухових впливів у камері здрібнювання на сировинний продукт. Далі сировинний продукт виводиться із пристрою через нижній проріз 23 і за допомогою шнеків 24, 25 і 26 подається на другу стадію обробки сировини у аератор. Щоб мінімізувати можливий частковий вихід енергії ударної хвилі за межі камери здрібнювання у перетинах завантаження й вивантаження сировинного продукту встановлені обертові обтюратори 29, які одночасно перекривають прорізи 19 та 23. Обтюратори 39 забезпечують циклічне роз'єднання зони завантаження й вивантаження й камери здрібнювання при здійсненні вибухів. Щоб виключити вихід з камери здрібнювання бризантної складової (метальної) вибуху через затвори, камера оснащена пневмогідродемпфером 27, наприклад, поршневим поплавцем або сильфоном з компенсаційним каліброваним отвором. Техніко-економічні переваги пристрою, що заявляється, у порівнянні із пристроєм прототипом складаються в підвищенні ефективності процесу здрібнювання при забезпеченні високого ступеня тонкості й однорідності здрібнювання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 Пристрій для безперервного тонкого здрібнювання твердопаливної сировини ударними хвилями, що являє собою корпус, у якому розташована камера здрібнювання, оснащена завантажувальним і розвантажувальним пристроями, джерело вибуху, який відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді кільця або витягнутого овалу і складається із двох рознімних частин, що мають суцільні параболоїдальні порожнини, що утворюють при вертикальному зустрічному сполученні замкнуту камеру здрібнювання, до якої по всій її довжині приєднані камери вибуху із джерелами вибуху, виконані також у формі параболоїдів і утворюючи по осі камери здрібнювання й параболоїдів активні зони, у точці фокуса кожного верхнього параболоїда установлений запальник, пов'язаний з генератором підпалу і маючий підведення компонентів паливної суміші, камера здрібнювання також оснащена скребковим конвеєром, обладненим овальними скребками з перфорованою поверхнею, пов'язаним із приводом переміщення й системою автоматичного керування швидкості обертання, у перерізах завантажувального й розвантажувального пристроїв установлені обертові обтюратори й дозатори, приводи яких пов'язані із системою автоматичного регулювання, камера здрібнювання оснащена демпфером. 3 UA 105339 C2 4 UA 105339 C2 5 UA 105339 C2 6 UA 105339 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7