Устройство для вытеснения дисперсного материала

 

Изобретение относится к области трубопроводного транспортирования сыпучих материалов. Устройство для вытеснения дисперсного материала содержит источник давления в виде пиротехнического генератора на твердом топливе, емкость с дисперсным материалом, соединенную с источником давления через буферную емкость, и мембрану, герметизирующую выход из емкости с дисперсным материалом. В указанном устройстве емкость с дисперсным материалом выполнена в виде трубопровода, имеющего форму цилиндрической пружины, а источник давления и буферная емкость установлены внутри цилиндрической пружины. При этом емкость с дисперсным материалом может быть выполнена с дополнительными трубопроводами, образующими пакет трубопроводов. Изобретение позволяет уменьшить габариты и получить компактное устройство. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пневмотранспорту, а именно к устройствам для транспортировки сыпучих материалов, и может быть использовано для подачи дисперсного материала потребителю.

Известны устройства периодического действия для пневматического транспортирования, перемещения или выброса сыпучих материалов. При анализе патентных материалов рассмотрены некоторые аналоги изобретения: 1) Устройство для пневматического транспортирования сыпучих материалов (А.с. 1079563, МПК⁶ B 65 G 53/28, опубликованного в БИ 10, 1984 г.) содержит корпус, в котором перед загрузкой материала создается разрежение, а после загрузки осуществляют подачу воздуха через патрубок, расположенный соосно с разгрузочным патрубком, и дополнительные патрубки, расположенные перпендикулярно оси корпуса в шахматном порядке. С целью повышения надежности материал аэрируется в процессе выгрузки во всем объеме корпуса с помощью приспособления, выполненного в виде усеченного перфорированного конуса, расположенного в зоне разгрузочного патрубка и перфорированных труб, расположенных соосно с дополнительными патрубками.

2) Устройство для перемещения сыпучих материалов (А.с. 971749, МПК⁶ В 65 G 53/10, опубликованное в Б.И 41, 1982 г.) содержит емкость, сообщенную через управляемые вентили с трубопроводами, сообщенными с атмосферой, с источниками вакуума и сжатого воздуха, и установленные последовательно заборный и входной патрубки, смежные торцы которых размещены в кожухе и последний из которых закреплен на нижней части емкости. С целью повышения срока службы входной и заборный патрубки установлены соосно, а между их торцами установлен диск, диаметр которого больше наружного диаметра патрубков, а высота кожуха выбирается в зависимости от диаметра диска, наружного диаметра патрубков, угла естественного откоса перемещаемого материала и толщины диска. Загрузка емкости сыпучим материалом производится с помощью вакуумирования емкости, а выгрузка - с помощью сжатого воздуха.

3) Газобаллонный пистолет для выбрасывания порошков (патент РФ 2065558, МПК⁶ F 41 B 11/04, опубликованный в Б.И. 23, 1996 г.) содержит корпус, в котором помещен газовый баллон, например стандартный баллон от бытовых сифонов по ГОСТ 1913-80, и механический привод в виде двуплечего рычага для перемещения баллона вдоль оси корпуса. К корпусу прикреплен ствол с торцовыми расточками, разделенными перфорированной диафрагмой. В передней расточке помещен снаряд с порошком, удерживаемый в стволе пыжом из картона, а в задней - закрепленная на диафрагме острием назад игла для прокола мембраны баллона, уплотнение и горловина баллона, расположенного в корпусе. Выброс порошка из пистолета производится сжатым газом, поступающим из баллона после прокола его мембраны иглой.

Общим недостатком рассмотренных аналогов является наличие источника сжатого газа, что увеличивает потенциальную опасность при эксплуатации и снижает их надежность.

Наиболее близким аналогом является устройство для вытеснения дисперсного материала, содержащее источник давления в виде пиротехнического генератора на твердом топливе, емкость с дисперсным материалом, соединенную с источником давления через буферную емкость, и мембрану, герметизирующую выход из емкости с дисперсным материалом - RU 2043778 С1, 20.09.1995.

Недостатком известного устройства являются его увеличенные габариты при увеличении объема емкости с дисперсным материалом.

Технический результат заявленного изобретения заключается в уменьшении габаритов и получении компактного устройства при увеличении объема емкости с дисперсным материалом.

Это достигается тем, что в устройстве для вытеснения дисперсного материала, содержащем источник давления в виде пиротехнического генератора на твердом топливе, емкость с дисперсным материалом, соединенную с источником давления через буферную емкость, и мембрану, герметизирующую выход из емкости с дисперсным материалом, упомянутая емкость с дисперсным материалом выполнена в виде трубопровода, имеющего форму цилиндрической пружины, а источник давления и буферная емкость установлены внутри цилиндрической пружины. Емкость с дисперсным материалом может быть выполнена в виде пакета трубопроводов.

Изобретение поясняется чертежами, где На фиг. 1 показано устройство при выполнении емкости с дисперсным материалом в виде трубопровода.

На фиг.2 - узел А фиг. 1.

На фиг. 3 - устройство при выполнении емкости с дисперсным материалом в виде одной пружины.

На фиг. 4 - устройство при выполнении емкости с дисперсным материалом в виде пакета трубопроводов.

На фиг. 5 - устройство при выполнении емкости с дисперсным материалом в виде пакета трубопроводов, выполненных в форме цилиндрической пружины.

На фиг. 6 - устройство при размещении буферной емкости и источника давления внутри трубопроводов, выполненных в форме цилиндрических пружин.

Устройство для вытеснения дисперсного материала (фиг.1) содержит источник давления 1 и емкость с дисперсным материалом 2, соединенные друг с другом трубопроводом 3. К емкости с дисперсным материалом 2 подсоединен выходной трубопровод 4. Источник давления 1 содержит электрический запал 5. Емкость с дисперсным материалом 2 на выходе загерметизирована металлической мембраной 6. В источнике давления 1 размещен генерирующий газ заряд твердого топлива 7; в емкости с дисперсным материалом 2 - дисперсный материал 8.

В варианте устройства (фиг.2) вместо трубопровода 3 установлена буферная емкость 9.

В варианте устройства (фиг.3) вместо емкости с дисперсным материалом 2 установлен вариант емкости с дисперсным материалом 2, выполненный в виде одно- или многослойной цилиндрической пружины.

В варианте устройства источник давления 1 и буферная емкость 9 расположены внутри емкости с дисперсным материалом 2, выполненной в виде цилиндрической пружины.

Устройство работает следующим образом.

Для вытеснения дисперсного материала устройство трубопроводом 4 направляют в сторону обрабатываемой поверхности или подсоединяют к приемному устройству, имеющему соответствующие элементы против разлета мелкодисперсного материала. К устройству подсоединяют внешний источник постоянного или переменного тока.

При подаче электропитания на контакты электрозапала 5 воспламеняется заряд твердого топлива 7 и выделяемый из него при горении рабочий газ поступает в емкость с дисперсным материалом 2, в которой под давлением газа дисперсный материал 8 насыщается и аэрируется. Образовавшаяся газовзвесь прорывает мембрану 6 и по трубопроводу 4 поступает под давлением на обрабатываемую поверхность или в приемное устройство.

Для повторного срабатывания устройства источник давления 1 заменяется на новый, а емкость с материалом 2 перезаряжается дисперсным материалом 8 и мембраной 6.

Практические результаты, достигнутые при использовании изобретения, показывают, что: 1) За счет выбора объема закладки газа в пиротехническом генераторе 1 и объема дисперсного материала в емкости 2 обеспечивается выход дисперсного материала из емкости 2 с точностью не менее 15% и необходимое время срабатывания устройства, при этом объем перемещаемого материала, может быть весьма значительным; 2) За счет выбора формы емкости с материалом 2 и расположения источника давления 1 и буферной емкости 9 внутри емкости 2 устройство может быть весьма компактным, а за счет использования прочных конструкционных материалов низкой плотности (например, титана) устройство может быть достаточно легким; 3) Использование буферной емкости значительно повышает надежность и стабильность работы устройства, а также снижает не менее чем в 1,5 раза рабочие давления в устройстве; 4) Применение пиротехнического генератора в качестве источника давления позволяет при эксплуатации многократно снизить потенциальную опасность устройства по сравнению с применением баллона (в прототипе), обеспечить более длительный (до десятков лет) срок эксплуатации с высокой надежностью, а также упростить технологию изготовления устройства.

Кроме того, при применении пиротехнического генератора за счет более высокой кинетической энергии газа (в результате его самоподогрева при горении заряда твердого топлива) увеличивается до ~5 м радиус действия, при этом снижается расход газа.

5) За счет выбранной формы емкости 2 устройство может быть применено для вытеснения жидкостей и суспензий с техническим результатом, как и для дисперсного материала.

Формула изобретения

1. Устройство для вытеснения дисперсного материала, содержащее источник давления в виде пиротехнического генератора на твердом топливе, емкость с дисперсным материалом, соединенную с источником давления через буферную емкость, и мембрану, герметизирующую выход из емкости с дисперсным материалом, отличающееся тем, что емкость с дисперсным материалом выполнена в виде трубопровода, имеющего форму цилиндрической пружины, а источник давления и буферная емкость установлены внутри цилиндрической пружины.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкость с дисперсным материалом выполнена в виде пакета трубопроводов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6