Способ управления установкой для пневматического транспортирования сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу и устройство для его осуществления

 

Использование: пневматическая подача сыпучих материалов по трубопроводу. Сущность изобретения: сыпучий материал загружается в камеру питателя, после чего подается сжатый газ в верхнюю часть камеры питателя и в начальный участок транспортного трубопровода. Измеряется статическое давление в начальном участке транспортного трубопровода,сравнивается его величина с заданной максимальной величиной рабочего давления и выпускают сжатый газ из верхней части камеры после достижения давления в начальном участке транспортного трубопровода максимальной заданной величины. После падения давления в начальном участке транспортного трубопровода до половины заданной максимальной его величины прекращают выпуск газа из верхней части камеры питателя и возобновляют подачу в нее сжатого газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1791300 А1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГOCIlATEHT СССР)

OIlVICAHVtE ИЗОБРЕТЕНИЯ

)s В 65 G 53/66

К А

908481/11

4.02.91

0.01.93. Бюл. ¹ 4 (21) (22) (46) (Л

C1

О (л)

О

ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) нститут горного дела им. А.А.Скочинског и Комплексный научно-исследователь кий и проектно-конструкторский институт по проблемам центрального рэйо1 на Донбасса (72) И.П.Верменчук, Е.А.Ельчанинов, С.А. стапенко и А.В.Литвинцев (56) 1. Заявка ФРГ № 1781025, кл. В 65 G 53/06, . 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

N . 10/8575. кгк. В 55 G 53/04. 1981.

3. аявка Франции ¹ 2332210, кл, В 65 G 53/22, 1977. (54) ПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ

ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИ

Р0В НИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА КАМЕРНЫМ ПИТАТЕЛЕМ ПО

TPA СПОРТНОМУ ТРУБОПРОВОДУ И УСТРО СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к пневматическому транспортированию и может быть исполь овано в любой отрасли пром (шлвнности для транспортирования сыпу их грузов.

Известен способ пневматического транспортирования сыпучих материалов, заключающийся в том, что в трубопровод цикл чески подают сыпучий материал и сжатый воздух (1).

Недостатком данного способа является то, что длина "пробки" определяется емкостью загрузочной камеры, а при изменяющихся свойствах транспортируемого (57) Использование: пневматическая подача сыпучих материалов по трубопроводу. Сущность изобретения: сыпучий материал загружается в камеру питателя, после чего подается сжатый газ в верхнюю часть камеры питателя и в начальный участок транспортного трубопровода. Измеряется статическое давление в начальном участке транспортного трубопровода, сравнивается его величина с заданной максимальной величиной рабочего давления и выпускают сжатый гэз из верхней части камеры после достижения давления в начальном участке транспортного трубопровода максимальной заданной величины, После падения давления в начальном участке транспортного трубопровода до половины заданной максимальной его величины прекращают выпуск газа из верхней части камеры питателя и возобновляют подачу в нее сжатого газа. 1 з,п. ф-лы, 2 ил. материала проницаемость ее также изменяется, в результате чего может произойти либо развал "пробки", либо закупорка трубопровода.

Известен также способ, предусматривающий одновременную подачу сжатого воздуха в трубопровод и в камеру питателя с целью создания подпора (2), а также прекращение подачи воздуха раньше, чем "пробка" выгружателя из трубопровода.

При этом способе также не предусматривается регулирование длины "пробки", но данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности к

1791300

10

30

40

55 заявляемому способу управления рабочим режимом пневматического транспортирования сыпучего материала.

Наиболее близким к заявляемому устройству является техническое решение (3), содержащее пневмотранспортную установку с камерным питэтелем и смонтированный на начальном участке транспортного трубопровода датчик давления, по сигналу которого производится регулирование режима подачи сжатого газа в установку, Недостатком данного технического решения является то, что оно не позволяет регулировать подачу сыпучего материала из камерного питателя в транспортный тру. бопровод без нарушения режима движения порции материала, уже сформированной в трубопроводе.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение знергоемкости трансйортирования сыпучего материала за счет стабилизации расчетного режима работы пневмотранспортной установки, Цель достигается тем, что подают сжатый газ в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питателя, подают сыпучий материал из нижней части камеры питателя в начальный участок транспортного трубопровода и непрерывно измеряют давление в начальном участке транспортного трубопровода, причем, предварительно задают максимальную величину давления транспортирования в начальном участке транспортного трубопровода, а в процессе транспортирования по достижения давления в начальном участке транспортного трубопровода заданной максимальной величины прекращаloT подачу c)l

Данный способ управления установкой для пневматического транспортирования сыпучего материала может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего камерный питатель, сообщенный своей нижней частью посредством выпускного патрубка с начальным участком транспортного трубопровода, газопровода подачи сжатого газа от источника в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питателя и датчик давления, установленный на начальном участке транспортного трубопровода, причем, оно снабжено отводным газопроводом, сообщенным одним своим концом с верхней частью камеры питателя. а другим — с атмосферой, и выполненным с приводным выхлопным клапаноМ и редукционным клапаном максимального давления в начальном участке транспортного трубопровода, и приводным запорным клапаном, установленным на газопроводе подачи сжатого газа в верхнюю часть камеры питателя, при этом датчик давления выполнен с двумя выходными каналами, максимального и нижнего давлений в начальном участке транспортного трубопровода, первый из которых связан с приводами открывания выхлопного и закрывания запорного клапанов, а второй — с приводами закрывания выхлопного и открывания запорного клапанов, а нижняя часть камеры питателя в зоне ее сообщения с начальным участком транспортного трубопровода в виде колена с горизонтальным участком, сопряженным с выпускным патрубкам.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг, 1 показана схема устройства для осуществления способа управления установкой для пневматического транспортировэния сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу; на фиг. 2 — графики изменения давлений в начальном участке транспортного трубопровода и в верхней части камеры питателя.

Устройство для осуществления способа управления установкой для пневматического транспортирования сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу (фиг,1) содержит газопровод 1 подачи сжатого газа от источника питания к последующим конструктивным звеньям установки, транспортный трубопровод 2, сообщенный с газопроводом 1 через рабочий вентиль 3. На начальном участке транспортного трубопровода 2 установлен датчик давления 4 с двумя выходными каналами управляющего сигнала: максимального 5 нижнего 6 давлений. Выходной канал максимального давления 5 отрегулирован так, что по нему поступает управляющий сигнал в момент, когда в начале транспортного трубопровода 2, т.е. в месте установки датчика давления, статическое давление газа достигает предварительно заданного максимального значения, Выходной канал нижнего давления отрегулирован на давление, равное половине его максимального значения в начале транспортного трубопровода. Устройство содержит также камерный пита1791300

55 тель, выполненный в виде герметичной камеры, состоящей из нижней 7 и верхней 8 частей, В верхней части 8 камеры питэтеля установлены загрузочный клапан 9 и направляющая воронка 10. Нижняя часть 7 камеры питателя сообщена посредством выпускного патрубка 11 с начальным участком транспортного трубопровода 2. Устройство снабжено приводным запорным клапаном 12, установленным на газопроводе 19, сообщающем газопровод 1 с верхней частью 8 камеры питэтеля, Зэпорный клапан 12 оснащен приводами закрывания 13 и открывания 14. Кроме того, установка снабжена отводным газопроводом 20, сообщенным одним своим концом с верхней частью 8 камеры питателя, al другим — с атмосферой. Отводной газопровод выполнен с приводным выхлопным клэйэном 15 и редукционным клапаном 16, отрегулированным нэ давление, равное мак имэльному давлению в начальном участке транспортного трубопроводэ 2. Выхлойной клапан 15 оснащен приводами закрывания 17 и открывания 18. Системы

1 упрэвления приводов 13, 14, 17 и 18 параметрически согласованы с выходными канэ1 лами 5 и 6 датчика давления 4, причем, выхбдной канал максимэльного авления 5

А датчика давления 4 связан с приводом открывания 18 выхлопного клэпэна 15 и с при одом закрывания 13 запорного клапана 1, э выходной канал нижнего давления

6 да чика давления 4 — с приводом закрывания 7 выхлопного клапана 15 и с приводом откр1ывания 14 запорного клапана 12. Нижняя часть 7 камеры питателя в.зоне ее сообщения с начальным участком транспортного 1 труоопроводэ 2 выполнена в виде колена с гори1зонтальным участком, сопряженным с выпускным пэтрубком.

Чпособ управления установкой для пневматического транспортирования сыпучего мэтериалэ осуществляется следующим образом. камеру питателя через воронку 10 загружают сыпучий материал. За счет открывани рабочего вентиля 3 подают сжатый

1 газ о источника по газопроводу 1 в начэльный участок транспортного трубопровода 2 и в верхнюю часть 8 камеры питателя по газопроводу 19 через приводной запорный хпап н 12. исходном положении зэпорный клапан 12 открыт, э выхлопной 15 закрыт, тэк как давление газа в нэчэльном участке ! трэн портного трубопровода меньше половинь1 максимального. В начальный момент транрпортный трубопровод 2 не загружен, гэз проходит по нему свободно и выходит в

45 атмосферу, так что давление в его начале повышается незначительно. Поступление газа в верхнюю часть 8 камеры питателя зэ счет скоростного напора газовой струи обеспечивает закрывание загрузочного клапана 9, после чего начинает повышаться давление, под действием которого загруженный в камеру материэл поджимается к выпускному пэтрубку 11 и подается в транспортный трубопровод 2. По мере подачи транспортируемого мэтериалэ в транспортный трубопровод из него образуется поршнеобразная порция — "пробка". Увеличение длины этой "пробки" приводит к увеличению сопротивления ее перемещению и повышению давления в начальном участке транспортного трубопровода 19 (фиг.2), Одновременно повышается давление в верхней части 8 камеры питэтеля. Но здесь давление растет быстрее и в каждый момент времени имеет большую величину, чем s начальной части транспортного трубопровода — график 20. Обьясняется это тем, что

ПОЛНОЕ ДЭВПЕНИЕ Гдэв Рполн, ПОСТУПЭЮЩЕГО из газопровода 1 в транспортный трубопровод раскладывается на две составляющие: статическое давление Р, и скоростной напор, равный р V/2,,где p — плотность газа

2 при давлении рт, à V — скорость движения пробки. Кроме того. часть давления теряется нэ входе в транспортный трубопровод—

Лр, Поэтому давление в начальном участке транспортного трубопровода меньше полНОГО и рдвно p = рполн р Ч /2 — Л р.

Скорость опускания сыпучего материала в камере пренебрежимо мала, поэтому давление газа в верхней ее части практически равно полному дэвлению подаваемого из газопровода газа и, следовательно; выше давления в начальной части транспортного трубопровода. За счет этого избытка давления и силы тяжести сыпучий материал поджимается к выпускному пэтрубку 11 и поступает в транспортный трубопровод 2.

Загрузка материала в транспортный трубопровод происходит до тех пор, пока давление в его начальном участке достигнет максимальной величины, предварительно определенной расчетным путем и регистрируемой датчиком давления 4. Величина максимального давления в начальном участке транспортного трубопровода определяется известными методами, исходя из необходимости обеспечения формирования "пробки" из транспортируемого материала максимэльно возможной длины по условиям исключения опасности застревания ее в трубопроводе, К моменту повышения давления в начальной части транспортного тру1791300

20

50

55 бопровода до максимального значения (Рилакс) давление в верхней части KGMepbt питателя Р будет на (4-5;ь) выше (фиг.2), В этот момент срабатывает датчик давления 4, по его выходному каналу максимального давления 5 поступает управляющий угнал на приводы 18 и 13, которые соответственно открывают выхлопной 15 и закрывают запорный 12 клапаны. Запорный клапан 12 прекращает подачу газа в верхнюю часть 8 камеры питателя, а выхлопной клапан 15 через воздуховод 23 и редукционный клапан 16 соединяет ее с атмосферой. Часть газа выходит из камеры, за счет чего давления в верхней 8 и нижней 7 частях камеры питателя выравниваются. Вследствие этого прекращается поджимание сыпучего материала к выпускному патрубку 11 и подача его в транспортный трубопровод. Далее, TRK как газ продолжает поступать в транспортный трубопровод, то, в силу естественной способности газа расширяться, скорость движения "пробки" повышается, увеличивается скоростной напор, а статическоедавление падает. В этот период давление в верхней части камеры питателя остается равным или несколько меньшим, чем в начальной части транспортного трубопровода, поэтому материал в него не подается.

Избыток газа иэ верхней части камеры питателя выходит за счет фильтрации материала, а возможные утечки могут вызвать некоторое понижение давления, не влияющее на рабочий режим установки. Когда давление в начальном участке транспортного трубопровода упадет до величины, равной половине максимального, от датчика давления 4 по каналу нижнего давления 6 подается управляющий сигнал на приводы открывания 14 и закрывания 17, которые открыванием запорного 12 и закрыванием выхлопного 15 клапанов соединяют верхнюю часть 8 камеры питателя газопроводами 1 и 22 с источником сжатого газа и изолируют ее от атмосферы. Подача газа в камеру питателя обеспечивает повышение давления и подачу сыпучего материала в транспортный трубопровод. Образование следующей порции материала вызывает уменьшение скорости движения газа вслед за ней и повышение давления в начальной части трубопровода, Цикл повторяется несколько раз до тех пор, пока камера питателя освободится от .транспортируемого материала. В последнем цикле после падения давления ниже половины максимального устано.вка остается в исходном. положении. После освобождения транспортного трубопровода от сыпучего материала закрывают управляющий вентиль 3, загрузочный клапан 9 под действием силы тяжести открывается и камеру питателя снова загружают. Если камера питателя сообщена по известной схеме с бункером-накопителем шлюзовым устройством, транспортирование можно продол>кать непрерывно.

Выбор нижнего предела давления в начальном участке транспортного трубопровода определен следующими условиями, Нижняя составляющая давления, ограниченная прямой линией 21 (фиг.2), обеспечивает движение следующей впереди порции груза. Для того, чтобы эта порция не остановилась во время подачи в трубопровод следующей, нижняя составляющая должна быть по возможности большей. Но для того, чтобы при дальнейшем движении обе порции не соединились и не создали условий для закупорки трубопровода, и верхняя составляющая давления, амплитуда которой равна разности максимального рабочего давления и нижней составляющей, также должна быть как можно большей. Поэтому наиболее устойчивое движение системы поршнеобразных порций, "пробок", материала обеспечивается, когда переключение режима работы установки происходит при давлении, равном половине максимального.

Положительный эффект достигается за счет следующих факторов. Эффективное перемещение поршнеобраэной порции материала обеспечивается, если ее проницаемость равна определенной величине, зависящей от ее длины и свойств транспортируемого материала. Величина ее определяется экспериментально. При дозировании порций по обьему или массе вследствие нестабильности крупности, вла>кности и других характеристик сыпучего материала проницаемость порций изменяется, В случае высокой проницаемости происходит размывание порции потоком газа, теряется поршневой эффект, материал оседает в трубопроводе, соединяется в большие порции, создается аварийная ситуация.

При низкой проницаемости порции материала прекращается ее аэрация, начинает проявляться эффект распора сыпучего материала, что так>ке приводит к закупорке тру- бопровода, Изменение проницаемости порции транспортируемого материала в первую очередь отражается на давлении позади нее. По этому давлению в изобретении и осуществляется дозирование порций материала, что исключает влияние нестабильности его характеристик. Кроме того, подача материала в транспортный трубопровод за счет избыточного давления в верхней части камеры питателя и прекращение его подачи за счет того, что нижняя часть камеры вы1791300

10 полнена в виде колена, позволяет не уменьшать подачу газа в транспортный трубопровод во время его загрузки, что обеспечивает устойчивый и рациональный режим движения всей системы последовательных порций материала, э следовательно, повышение производительности и сниже! ние энергоемкости пневматического транспор тирования сыпучего материала.

Конкретным примером выполнении изобретения служит пневмотранспортная уст новка мТурбо-К-150", разработанная и изг товленная ДонНИИ. Параметры установ и следующие: производительность — 50 т/ч, дальность транспортирования — 500 м, диэ етр трубопровода — 150 мм, емкость камеры питателя — 0,6 м, максимальное з давление в начальном участке транспортного трубопровода — 0,25 МПа, максимальное давление в верхней части камеры питателя — 0,36 МПа. Удельный расход воздуха на 1 м т!ганооортИруемой горнон массы составил 10-15 м"/м, что ниже соответствующего йоказателя, например, для серийно выпускаемых закладочных пневмотранспорТных установок ZK-200 (ЧССР). ДЗМ-2 (ССЧР) — 70-100 м /м . !

Формула изобретения

1. Способ управления установкой для пне матического транспортирования сыпучег материала камерным питателем по транспортному трубопроводу,,-заключающийся в том что, ! поддают сжатый газ в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питателя, подают сыпучий материал из нижней части камеры питателя в начальный участок транспортного трубопровода и непрерывно измеряют давл!ение в начальном участке транспортного трубопровода, отличающийся тем, ! что, с целью повышения производительно! сти и снижения энергоемкости, предвари! тельно задают максимальную величину давления транспортирования в начальном участке транспортного трубопровода, а в процессе транспортирования по достиже5

45 нию давления в начальном участке транспортного трубопровода заданной максимальной величины прекращают подачу сжатого газа в верхнюю часть камеры питателя, выпускают сжатый газ из верхней части камеры питателя до достижения в ней величины давления, равной упомянутой заданной величине давления и возобновляют подачу сжатого газа в верхнюю часть камеры питателя после снижения давления в начальном участке транспортного трубопровода до величины, равной половине максимальной величины давления транспортирования.

2. Устройство для осуществления способа по п,1. содержащее камерный питатель, сообщенный своей нижней частью посредством выпускного патрубкэ с йачальным участком транспортного трубопровода, газопроводы подачи сжатого газа от источника в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питателя и датчик давления, установленный на начальном участке транспортного трубопроводаа. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено отводным газопроводом, сообщенным одним своим концом с верхней частью камеры питателя, а другим — с атмосферой, и выполненным с приводным выхлопным клапаном и редукционным клапаном максимального давления в начальном участке транспортного трубопровода, и приводным запорным клапаном, установленным на газопроводе подачи сжатого газа в верхнюю часть камеры питателя, при этом датчик давления выполнен с двумя выходными каналами максимального и нижнего давлений в начальном участке транспортного трубопровода, первый из которых связан с приводами открывания выхлопного и закрывания запорного клапанов, а второй — с приводами закрывания выхлопного и открывания запорного клапанов, а нижняя часть камеры питателя в зоне ее сообщения с начальным участком транспортного трубопровода выполнена в виде колена с горизонтальным участком, сопряженным с выпускным патрубком.

Составитель И.Верменчук

Техред М.Моргентал Корректор Л,Ливринц

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 126 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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