Способ загрузки шихты окиси алюминия и устройство для его осуществления

 

1. Способ загрузки шихты окиси алюминия, включающий ее транспортировку по пневмопроводу и подачу в группу кристаллизационных аппаратов, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности труда, транспортировку ведут со скоростью 8-10 м/с с одновременной подачей шихты в каждый из группы кристаллизационных -аппаратов. 2. Устройство для загрузки шихты окиси алюминия, включающее исходную емкость для шихты, соединенную транспортирующим пневмопроводом с питателем группы кристаллизационных аппаратов , снабженньм воздушньм фильтром, пневмоклапаном для возврата избытка шихты в исходную емкость и злементами контроля уровня загрузки кристаллизационных аппаратов, отлича (Л ющееся тем, что,с целью повышения производительности труда, питатель вьшолнен в виде горизонтального трубопровода диаметром в 1,62 ,5 раза больше диаметра пневмопровода и имеет в дне отверстия, соединяющие его с каждом из группы кристаллизационных аппаратов. 4

СОЮЗ. СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (512

3i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ к двторсном свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21 ) 3568445/23-26 (22) 07 .01.83 (46) 30.03.85. Бюл. 12 (72) А.И.Алешкин, Л.А.Зименкова, Ю.M.Åпифанов, В.А.Масляков, Н.И.Стрельников, В.С.Суздаль и А.В.Цуранов (53) 621. 315. 592 (088. 8) (56) 1. Попов С.К. Выращивание кристаллов синтетического корунда в виде буль и стержней . — В кн.: "Рост кристаллов", т. 2. М., Изд-во Академии

Наук СССР, 1959, с. 161. 2. Заявка ФРГ ¹ 2923672, кл. В 01 J 4/02, 1980.

3. Заявка Великобритании № 1484425, кл. В 65 С 53/00, 1977 (прототип). (54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ ОКИСИ

АЛЮМИНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ загрузки шихты окиси алюмнния, включающий ее транспортировку по пневмопроводу и подачу в

„„SU„„ 4 А группу кристаллизационных аппаратов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, транспортировку ведут со скоростью 8-10 м/с с одновременной пода" чей шихты в каждый из группы кристаллизационных-аппаратов.

2. Устройство для загрузки шихты окиси алюминия, включающее исходную емкость для шихты, соединенную транспортирующим пневмопроводом с питате-. лем группы кристаллизационных аппаратов, снабженньм воздушньм фильтром, пневмоклапаном для возврата избытка шихты в исходную емкость н элементами контроля уровня загрузки кристал- 3 лизационных аппаратов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительности труда, С питатель выполнен в виде горизонтального трубопровода диаметром в 1,62,5 раза больше диаметра пневмопровода и имеет в дне отверстия, соединяющие его с каждым из группы кристаллизационных аппаратов.

1 1147

Изобретение относится к транспортировке и загрузке порошковых материалов с помощью потока газа и может быть использовано в химической про-. мышленности в производстве монокрис5 таллов синтетического корунда.

В настоящее время для выращивания монокристаллов корунда широко используется газопламенный метод (метод Вернейля), в котором шихта (порошковый материал) окиси алюминия пбдается непрерывным потоком через водороднокислородное пламя на затравку. Шихта в зону кристаллизации подается из специального стакана с сеткой, размещенного в питателе кристаллиэационного аппарата, при этом существует ряд способов загрузки шихты в стаканы кристаллизационных аппаратов.

Известен способ загрузки шихты

20 в кристаллизационные аппараты и устройство для его -осуществления Ц .

Известный способ заключается в том, что вручную загружают бункер, соединенный со стаканом питателя кристаллизационного аппарата, а затем воздействуют на бункер вибрацией для заполнения стакана питателя.

Устройство для осуществления данного способа представляет собой бун30 кер с затвором для засыпки шихты, выходную трубку, соединенную со стаканом кристаллизационного аппарата, вибратора, состоящего из эксцентрика с пружиной и штока с решетками. Перед началом выращивания кристалла откры- З5 вают затвор бункера, включают вибратор и при помощи штока с решетками проталкивают шихту из бункера через трубку в стакан до его заполнения.

Недостатком известного способа и устройства является необходимость ручной загрузки бункера, которая приводит к большим перерасходам шихты из-за ее летучести, загрязнению шихты, а значит и к ухудшению качества монокристаллов и низкой производительности труда.

Известен способ загрузки шихты в кристаллизационные аппараты и

Устройство для его осуществления (2).

Способ заключается в том, что шихту в бункер подают при помощи шнекового загрузчика с последующим

-воздействием вибрации на бункер для заполнения стакана кристаллизационного аппарата.

774

Устройство для осуществления данного способа представляет собой бункер с клапаном, вибратор, состоящий из штока с диафрагмами, шнековый загрузчик для подачи шихты по трубопроводу иэ емкости в бункер. После заполнения. бункера открывают его выходной клапан и при помощи вибратора заполняют стакан кристаллиэационного аппарата.

Недостатками известного технического решения является сложность и невозможность использования его для одновременной загрузки группы кристаллизационных аппаратов, так как мелкодисперсный характер шихты и способность к агломерации не позволяют перемещать ее по трубопроводу на большие расстояния с помощью шнекового загрузчика, "что снижает производительность труда.

Наиболее близким к предлагаемому является способ загрузки шихты в кристаллизационные аппараты и устройство для его осуществления (3) .

Известный способ заключается в том, что в емкость с шихтой через регулятор давления подводят сжатый воздух с давлением tS00-4000 Па, который переводит ее в состояние пневмотранспорта и затем вместе, с шихтой подают в транспортирующий пневмопровод с постоянной скоростью потока 12-15 м/с, осуществляют последовательную загрузку группы питателей, начиная с первого; причем загрузка последующего йитателя происходит только. после загрузки предыдущего, а последний питатель через клапан соединяют с исходной емкостью, который открывают при его заполнении, после чего открывают затворы питателей и заполняют стаканы кристаллиэационных аппаратов.

Устройство для осуществления известного способа состоит иэ емкости, в которой находится шихта, регулятора давления воздуха для транспортировки шихты, .транспортирующего пневмопровода, промежуточных питателей, затворов, вибраторов и кристаллизационных аппаратов, элемента контроля уровня загрузки последнего бункера и фильтра.

При подаче воздуха в емкость через регулятор давления шихты транспортируется по пневмопроводу для последовательного заполнения

3 11477 промежуточных питателей, которые соединены с кристаллизационными аппаратами через затвор и вибрационный механизм. После заполнения последнего питателя сигнал с элемента контроля обеспечивает прекращение подачи шихты в пневмопровод, выгрузку шихты иэ питателей в кристаллизационные аппараты и подачу избытка шихты в исходную емкость. 10

Недостатком способа и устройства для его осуществления является его сложность из-за наличия дополнительного питателя для каждого кристаллизационного аппарата и специального механизма (например,вибратора) для равномерного заполнения стакана крис таллизационного аппарата, причем при выгрузке из питателя она попадает в кристаллизационный аппарат в уплот- gp ненном состоянии, что затрудняет ее дальнейшую подачу на затравку кристалла, а последовательное заполнение бункеров снижает производительность труда за счет значительного увеличе— ния времени загрузки группы аппаратов.

Цель изобретения — повышение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу загрузки шихты окиси алюминия, включающему транспортировку ее по пневмопроводу и подачу в группу кристаллиэационных аппаратов, транспортировку ведут со скоростью

8-10 м/с с одновременной подачей шихты в каждый из группы кристаллизаци- 35 онных аппаратов.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что в устройстве для загрузки шихты окиси алюминия, включающем .исходную емкость для шихты, соединенную транспортирующим пневмопроводом с питателем группы .кристаллизационных аппаратов, снабженньм воздушным фильтром, пневмоклапаном для возврата избытка шихты в исходную емкость и элементами контроля уровня загрузки кристаллизационных аппаратов, питатель выполнен в виде горизонтального трубопровода диаметром в 1,6-2,5 раза больше диаметра 50 пневмопровода и имеет в дне.отверстия, соединяющие его с каждьм из группы кристаллизационных аппаратов.

На чертеже показана схема устройства для загрузки шихты окиси алю- 55 мнния.

Сущность способа загрузки шихты окиси алюминия в кристаллизационные аппараты заключается в том, что шихту транспортируют из исходной емкости по пневмопроводу со скоростью

8-10 м/с, а загрузку в каждый из группы кристаллизационных аппаратов осуществляют одновременно на гори-зонтальном участке трубопровода, в котором происходит разделение воздуха и окиси алюминия и скольжение шихты по дну горизонтального участка.

В устройстве для осуществления способа горизонтальный трубопровод имеет диаметр в 16,-2,5 раза больше диаметра пневмопровода и имеет в дне отверстия, соединяющие его с каждьм из группы кристаллизационных аппаратов.

Диапазон скорости потока в пневмопроводе, равный 8-10 м/с,выбран исходя из условий уверенной транспортировки шихты с определенной массовой концентрацией твердой фазы и максимальной производительности загрузки кристаллизационных аппаратов при подаче в питатель. Данный диапазон скоростей получают., создавая избыточное давление воздуха на входе емкости, равное 1000-3000 Па.

Уменьшение скорости потока ниже

8 м/с приводит к увеличению времени загрузки. Увеличение скорости потока свыше 10 м/с приводит к уменьшению массовой расходной концентра- . ции твердой фазы и также к увеличению времени загрузки. Следовательно, скорость 8-10 мlс в пневмспроводе является оптимальной.

При переходе пневмовзвеси в горизонтальный трубопровод, диаметр которого в 1,6-2,5 раза больше диаметра пневмопровода, скорость потока уменьшается в 2 раза (до 4-5 м/с).

При такой скорости происходит разделение пневмовзвеси на твердую фазу (окись алюминия) и воздух.

Частицы шихты, оседая, скользят по дну горизонтального участка и через отверстия одновременно загружают каждый из группы кристаллизационных аппаратов. Избыток шихты поступает s исходную емкость, а транспортирующий воздух уходит через фильтр, расположенный на выходе горизонтального труб6провода.

Загрузку кристаллизационных àïïàратов осуществляют следующим образом.

В исходной емкости 1 с шихтой цр помощи регулятора давления воэ1147774 духа 2 создают избыточное давление

1000-3000 Па и шихту переводят во взвешенное состояние. Пневмовзвесь со скоростью 8-10 м/с по пневмопроt воду 3 транспортируют в горизонтальный трубопровод 4 с воздушным фильтром 5. Через загрузочные отверстия, выполненные на дне горизонтального трубопровода, по переходным трубкам шихта одновременно поступает в каждый из группы кристаллизационных аппаратов 6. С выхода трубопровода 4 избыток шихты через открытый клапан 7 по трубопроводу 3 подают в емкость 1. Элемент контроля уровня загрузки кристаллизационных аппаратов 8 фиксирует момент заполнения последнего аппарата 6 из группы, через схему управления 9 закрывает клапан 7 и доступ воздуха через регулятор давления 2 к емкости 1.

Пример. Предлагаемым способом с помощью устройства для его осуществления была проведена загрузка шихтой окиси алюминия группы кристализационных аппаратов "Корунд-1" по 45 шт. в каждой группе.

В емкости засыпали по 30 кг шихты со средним диаметром частиц д

30 мкм; давление воздуха для транспортировки шихты 2500 Па, скорость газового потока в пневмопроводе длиной 3 м и диаметром 50 мм 9 M/ñ, при этом величина массовой расходной концентрации твердой фазы окиси алюминия находилась в пределах 12 кг/ч.

5 В горизонтальном трубопроводе диаметром 100 мм и длиной 9 м, установленном на высоте 0,7 м над кристаллизационными аппаратами, скорость потока понижалась до 4,5 м/с.

Загрузочные отверстия на дне горизонтального трубопровода по переходным трубкам диаметром 15 мм соединяли через уплотнители с кристал15 лизационными аппаратами. Уровень загрузки последнего аппарата контролировали pMKocTHbM датчиком сигг нал которого после преобразования подавали на схему управления ком-.

У щ мутирующей работу клапанов и регуляторов давления.

При данных условиях эксплуатации время загрузки двух групп аппаратов (90 шт.) составляло 3-5 мин.

25 Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет по сравнению с прототипом в 9 раз сократить время загрузки из расчета заполненигг 90 аппаратов, значительно упростить прозп цесс загрузки за счет исключения промежуточных бункеров и вибрационо ных механизмов.

1147774

Составитель В.Голованов

Техред M.Гергель :Корректор Е.Снрохман

Редактор В.Ковтун

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1509/26 Тираж 357 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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