Установка для пневматического транспортирования сыпучих материалов

 

Изобретение относится к установкам для пневматического транспортирования . Цель изобретения - упрощение конструкции путем исключения сложной системы автоматического управления подачей газа и снижение энергозатрат. Установка содержит соединенные по кольцевой схеме питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3, всасывающий трубопровод (ВТ) 4, источник 5 сжатого воздуха, а также соединенный с отделителем 3 источник-компрессор 8 подпитки. Во всасывающем трубопроводе установлен обратный клапан 11. Источник-компрессор 8 подпитки соединен с ВТ 4 посредством обратного клапана 7. При пуске установки включаются источники 8 и 5. Последний подает сжатьш газ последовательно в транспортньш трубопровод 2 и отделитель 3. Когда давление газа в отделителе 3 достигнет расчетной величины , включают питатель 1 и подают транспортируемый материал в транспортный трубопровод 2. При пуске установки обратный клапан 11 давлением газа, создаваемым источником 8, удерживается в закрытом положении, предотвращая движение газа в направлении,обратном транспортированию. После повышения давления в отделителе 3 до расчетной величины обратньв клапан 11 под действием этого давления открывается и газ поступает в ВТ 4. Утечки газа пополняются посредством источника-компрессора 8. 2 ил. 1 табл. сл to 00 оо 4 o Н ::л Ш. . Риг.{

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪЬЛИН (58 4 В 65 G 53/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДелАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3872146/22-11 (22) 04.02.85 (46) 07.02.87. Вюл. № 5 (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А. Скочинского (72) И.П. Верменчук (53) 621.867(088.8) (56) Патент Японии ¹ 56-106587, кл. В 65 G 53/66, 1983. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО

ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к установкам для пневматического транспортирования. Цель изобретения — упрощение конструкции путем исключения сложной системы автоматического управления подачей газа и снижение энергозатрат.

Установка содержит соединенные по кольцевой схеме питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3, всасывающий трубопровод (ВТ) 4, источник

5 сжатого воздуха, а также соединен„„SU„„1288142 А 1 ный с отделителем 3 источник-компрессор 8 подпитки. Во всасывающем трубопроводе установлен обратный клапан

11. Источник-компрессор 8 подпитки соединен с ВТ 4 посредством обратного клапана 7. При пуске установки включаются источники 8 и 5. Последний подает сжатый газ последовательно в транспортный трубопровод 2 и отделитель 3. Когда давление газа в отделителе 3 достигнет расчетной величины, включают питатель 1 и подают транспортируемый материал в транспортный трубопровод 2. При пуске установки обратный клапан 11 давлением газа, создаваемым источником 8, удерживается в закрытом положении, предотвращая движение газа в направлении,обратном транспортированию. После повышения давления в отделителе 3 до расчетной величины обратный клапан 11 под действием этого давления открывается и газ поступает в ВТ 4. Утечки газа пополняются посредством источника-компрессора 8. 2 ил. t табл.

1 128814

Изобретение относится к трубопро-, водному транспорту и может быть ис-. пользовано в горной, металлургической, химической и других отраслях промышленности. 5

Цель изобретения — упрощение конструкции и снижение энергозатрат.

На фиг. 1 показано устройство для пневматическоГо транспортирования сыпучих материалов; на фиг. 2 — rpa- 10 фик зависимости скорости витания частиц материала от давления газа, поясняющий сущность работы устройства.

Установка для пневматического транспортирования сыпучих материалов 15 (фиг. 1) содержит замкнутые по кольцевой схеме питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3, всасывающий трубопровод 4, источник 5 сжатого газа и источник сжатого газа 20 для пополнения утечек газа из отделителя 6. К всасывающему трубопроводу 4 через обратный клапан 7 подключен источник подпитки — компрессор

8 с газосборником 9. Между отделителем 3 и местом 10 присоединения компрессора во всасывающий трубопровод 4 включен обратный клапан 11.

Между компрессором 8 и воздухосборником 9 в соответствии с общеприня- 30 той схемой также имеется обратный клапан 12, противоположного клапану

11 действия.

Работа установки осуществляется следующим образом. 35

С помощью питателя 1 в транспортный трубопровод 2 вводят сыпучий материал, перемещающийся до отделителя 3 в котором разделяют сыпучий материал и газ. Сыпучий материал 40 одним из известных способов, например путем Шлюзования, выпускают на последующие звенья технологической цепи так, чтобы не нарушалась герметичность отделителя, а газ отсасы- 45 вают по всасывающему трубопроводу 4 с помощью основного источника 5 сжатого газа и подают по нагнетательному патрубку к питателю 1, замыкая цикл. Для пополнения утечек газа,не- 50 избежных при выпуске транспортируемого материала из отделителя 3, предназначен компрессор 8 с газосборником 9. При пуске устройства включают компрессор 8 и источник 5 сжатого газа, который подает сжатый газ последовательно в нагнетательный патрубок, питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3. Когда давле2 2 ние газа в отделителе 3 достигнет расчетной величины, включают питатель 1 и подают транспортируемый материал в транспортный трубопровод 2.

При пуске устройства обратный клапан

11 давлением газа, создаваемым источником 8, удерживается в закрытом положении, предотвращая движение газа в направлении, обратном транспортированию. После повьппения давления в отделителе 3 до расчетной величины обратный клапан 11 под действием этого давления открывается и газ к источнику 5 поступает из отделителя 3 по всасывающему трубопроводу 4 через обратный клапан 11. Утечки газа пополняются из газосборника

9 через обратный клапан 7. Источник

8 включают периодически, поддерживая давление в газосборнике 9 на уровне, примерно равном расчетному давлению в отделителе 3.

Такая схема обеспечивает исполь- ., зование энерг.)и, создаваемой источником 9, для транспортирования материала, так как газ для пополнения утечек поступает в отделитель З,проходя весь цикл. Давление (Па) в отде- . лителе 3 устанавливают путем регулировки компрессора 8 в пределах соотношения

Р= (3-8) i0 — —— (1)

У„w которое может быть получено на основании известной формулы (2) где 8 — ускорение свободного падения, 9,81 м/с, — плотность материала кусков плотность газа; (i — поперечные размеры кусков; — экспериментальный коэффициент, для горных пород Ц> =

=0,7 и графиков (фиг. 2).

В связи с тем, что плотность мате.риала, как правило, на несколько порядков выше плотности газа, формула (2) с достаточной точностью может быть записана в следующем виде: (3)

Плотность газа, как известно, зависит от абсолютного давления: (4) 3 где p — плотность газа при атмосфердГ ном давлении P о

- . — плотность газа при давлении P

Г1

Подставляя зависимость (4) в формулу (3), получают зависимость скорости витания кусков материала от абсолютного давления Р, 142

1288 верхности земли Р, 0,1 МПа и

1,2 кг/м . Можно определить, например, скорость витания кусков материала с характерной для горных пород плотностью Р,„= 2000 кг/мз с поперечными размерами d = 0,025 м, d

= 0,003 м, d = О, l м по формуле (5) для значений давления от О, 1 до

1,0 МПа.

Зависимость плотности воздуха и. скорости витания кусков материала различных размеров от давления, показана в таблице.

П 2@У . Р. (5) 10

3Р Рч

Если в качестве транспортирующего газа применяют воздух, то на поP МПа О 1 О 2 О 3 О 4 О 5 О 6 О 7 О 8 О 9 1 О

2,4 3,6 4,8 6 р „,/з

7,2 8,4

9,6 10,8 12,м/с ь при

d=0 1м

28 23 20 18 16 16

13,2 12,5

d=0,003 ì 6,8

d=0,025 м 19,7

4,8 3,9 3,4

2,4

3 05 2,8 2,6

2,3 2,2

6,4 6,25

1411599838075

7,0

На основании таблицы строят графики (фиг. 2) зависимости скорости витания от давления газа для кусков материала размером d = 0,003 м (график 1), d = 0,025 м (график 2), d = — О, 1 .м - (график 3) .

Из графиков 1 и 2 (фиг. 2) видно, что насыпной материал мелкодиспер- 35 сный может транспортироваться пневматическим транспортом при небольших скоростях при атмосферном давлении и при вакууме. Для материала крупностью, например, 0,1 мм (график 3, 4р фиг.2) при Р = 2000 кг/м и атмосферном давлении Р = Р„ =O, 1 МПа скорость должна быть не ниже 39 м/с, но при такой скорости имеет место интенсивное измельчение материала и износ трубопровода. Кроме того, расчет показывает, что при диаметре трубопровода, например, 0,4 м такую скорость невозможно обеспечить по условиям потерь давления. Увеличение диаметра трубопровода приводит к необходимости повьппения расхода транспортирующего газа, стоимости установки, что обуславливает практическую невозможность транспортирования крупных. кусков материала, если давление в конце транспортного трубопровода равно или близко к атмосферному.

Из графика 3 (фиг. 2) видно, что при давлении P = 0,4 МПа для кусков

d = 0,1 м достаточно обеспечить скорость, равную 20-25 м/с.. Такая скорость приемлема по условиям измельчения материала и износа трубопровода. При дальнейшем увеличении давления скорость витания частиц размером О, 1 м изменяется незначительно.

Кроме того, при давлении в отделителе 0,4 МПа обеспечивается применение пневмотранспорта для угольной шахты глубиной 500 м с протяженностью горных выработок 4000 м (характерные для существующих шахт размеры) и более. Для транспортирования материалов с большими размерами кусков давление в отделителе должно быть соответственно большим. На основе известных принципов пневмотранспортную систему для шахты с аналогичными параметрами построить невозможно.

Давление, которое необходимо устанавливать в отделителе, зависит от крупности, физико-механических свойств транспортируемого материала и газа, а также от параметров пневмотранспортной установки. Так, например, для кусков плотностью 2000 кг/м и размером 0,1 м при транспортировании воздухом в зависимости от параметров пневмотранспортной установки

1288142

tgg = -1,77 10 .

Р н 3,22 10

4 Я d

to„9 (8) P в (9) 8,04 10 -Р— "-1 —

or откуда (7) давление в отделителе может быть принято в пределах от 0,2 до 0,5 МПа.

При меньшем давлении преимущества предлагаемого способа пневматического транспортирования не реализуются, так как скорость витания уменьшается всего лишь íà 25Х. Повьппение давления (вьппе 0,5 .MIIa) также не дает эффекта, так как график выполаживается и снижение скорости витания незначительно. Для других размеров пределы регулирования будут иными. Величиной, характеризующей границы регулирования давления в отделителе, не зависящей от размеров кусков и их свойств„15 является угол c(наклона касательной к кривой зависимости скорости витания от. давления. Нижний предел давления определяется углом наклонами, соответствующим минимальному по усло- 20 виям эффективности способа снижению скорости витания кусков материала 25Õ. Верхний предел давления определяется началом .выполаживания кривой — углом с(Известно, что тангенс угла наклона касательной к графику какой-либо функции определяется первой производной от этой функции по абсциссе, в дансК П 30 ном случае tg

ЫР

На основании выражения (5) находим

o b «1 2 м go Po В" = ЫР «2 ЗЧР,„ (6) 35 б

Для верхнего предела Р = 5 10 Па, Подставляя значение tg4„-=-2,45 10

5 в (7а), получают формулу для определения нижнего предела регулирования давления

Аналогично, подставляя значение

tgct = -1,77 10 в (7а), получают формулу для определения верхнего предела регулирования давления в отделителе

Объединяя формулы (8) и (9) в одну и округляя численный коэффициент, получают выражение (1) для определения граничных значений давления в отделителе, в пределах которых обеспечивается эффективное транспортирование насыпных материалов с определенной, в принципе любой-. крупностью кусков. Пределы регулирования давления имеют приближенный характер, но достаточный для достижения процесса транспортирования, реализуемого данной установкой.

Формула и з обретения р gр Р б - Ро„Ч (7а) В связи с тем, что граничные значения угла a((tg ac) одинаковы для кусков любой крупности и плотности, определяют.их из примера для кусков и = 0,1 м, p< 2000 кг/м по формуле (б).

Для нижнего предела Р 2 10 Па, Б

tg о(„= -2,45 "10

Можно выделить величины, не зависящие от физико-механических свойств транспортируемого материала и транспортирующего газа, в отдельный сомножитель:

Установка для пневматического транспортирования сыпучих материалов, содержащая соединенные по кольцевой схеме питатель, транспортный трубо45 провод, отделитель, всасывающий трубопровод и источник сжатого газа и соединенный с отделителем источник подпитки, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструк50 ции и снижения энергозатрат, во всасывающем трубопроводе установлен обратный клапан, при этом источник подпитки сообщен с указанным трубопроводом через другой. обратный кла55 пан, включенный противоположно первому обратному клапану и после него.

1288142

Вэ

Ю го

Фиг. 2

Составитель Г. Бочкарева

Техред Л.Сердюкова

КорректорA Зимокосов

Редактор Н. Гунько

Заказ 296 Тираж 799

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4