Камерный питатель с ультразвуковым побуждением
Владельцы патента RU 2405730:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение предназначено для использования в различных отраслях промышленности, строительстве, сельском хозяйстве для обеспечения равномерной подачи трудносыпучих материалов в трубопровод, находящийся под избыточным давлением, или из области более низкого давления в зону с повышенным давлением. Камерный питатель содержит вертикальный цилиндрический корпус, который снабжен сферической крышкой и коническим днищем, имеющим возможность совершения колебательных движений и связанным через виброизолирующие прокладки с побуждающим устройством. Побуждающее устройство выполнено в виде капсулы, внутри которой помещен ультразвуковой излучатель, подключенный к генератору ультразвуковых колебаний. Капсула установлена в центральной части корпуса и связана через вибропроводящие стержни с дополнительным конусом, соединенным через виброизолирующие прокладки с коническим днищем. Выходное отверстие конического днища сообщено с приемным патрубком шлюзового дозатора. Технический результат заключается в обеспечении устойчивого транспортирования трудносыпучих материалов с минимальными удельными энергозатратами. 2 ил.
Изобретение относится к области пневматического транспорта, преимущественно к транспортированию трудносыпучих материалов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, строительстве, сельском хозяйстве для обеспечения равномерной подачи материала в трубопровод, находящийся под избыточным давлением.
В пневмотранспортных установках с камерными питателями при транспортировании трудносыпучих материалов из-за зависания в камере и образования «воронки» снижается производительность, увеличиваются затраты энергии, нарушается устойчивость процесса транспортирования. Для снижения отрицательного влияния сводо- и воронкообразования используются различного рода побуждающие устройства: пневматические, механические и другие. Однако полностью избежать вышеуказанных недостатков не удается, а применяемые для их устранения побуждающие устройства имеют большие габариты и массу.
Известен камерный питатель с побуждением для установок пневматического транспорта, повышающий технико-экономические показатели работы системы за счет снижения вероятности сводообразования, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным устройством, внутри которого вертикально установлен материалопровод, выполненный из двух частей, связанных эластичной муфтой, патрубок для подачи сжатого воздуха, связанный с корпусом. Днище корпуса выполнено коническим. К нижней подвижной части материалопровода жестко прикреплена концом, изогнутым по дуге, гибкая металлическая полоса, являющаяся побуждающим устройством. Другой конец гибкой металлической полосы выведен за пределы корпуса и соединен с генератором колебаний. В результате воздействия колебаний, передающихся от генератора через названную полосу и подвижную часть материалопровода на материал, находящийся в области его входного конца, вероятность сводообразования снижается, равномерность поступления его в материалопровод увеличивается, снижается удельный расход энергии (авторское свидетельство SU 678004, М.Кл.2 B65G 53/40, B65G 65/70).
К недостаткам описанного устройства можно отнести нарушение устойчивости процесса транспортирования трудносыпучих материалов, а также снижение производительности транспортирования и повышение удельных затрат энергии, так как интенсивность колебаний периферийных, находящихся у стенок корпуса участков материала существенно ниже вследствие затухания колебаний при прохождении через слой сыпучего материала, поэтому вероятность образования воронки сохраняется, особенно на заключительной стадии разгрузки корпуса, когда в нем остается небольшое количество материала, следовательно, сохраняется неравномерность подачи, и появляются периоды, когда материал в материалопровод не подается.
В качестве прототипа выбрана установка для пневматического транспортирования сыпучих материалов в плотном слое с побуждением, содержащая вертикальный цилиндрический корпус с загрузочным патрубком и коническим днищем, патрубок подачи сжатого воздуха, расположенный в верхней части корпуса, а также транспортный трубопровод, входной конец которого расположен в корпусе в области его конического днища, имеющего возможность совершения колебательных движений с помощью подвижной плиты, связанной посредством виброизолирующих прокладок с днищем и, следовательно, стенками корпуса. На подвижной плите смонтировано побуждающее устройство, выполненное в виде вибратора. Побуждающее устройство связано с днищем через виброизолирующие прокладки. Корпус установлен на амортизаторах для уменьшения динамических нагрузок на опорные элементы установки (авторское свидетельство SU 515702, М.Кл.2 B65G 53/04, B65G 53/40).
Наличие подвижной плиты и вибраций корпуса в установке для пневматического транспортирования сыпучих материалов в плотном слое с побуждением позволяют в значительной степени избавиться от сводо- и воронкообразования и связанных с ними последствий. Однако полностью исключить образование свода в центральной части корпуса и последующего его обрушения нельзя, поскольку вибрации в сыпучей среде быстро затухают. Следовательно, сохраняется вероятность наличия периодов неравномерного транспортирования, а значит - снижение средней производительности, увеличение удельных затрат энергии и нарушение устойчивости транспортирования трудносыпучих материалов. Кроме того, вибрационное движение больших масс - плиты и корпуса - приводит к дополнительным затратам энергии.
Задачей изобретения является обеспечение устойчивого транспортирования трудносыпучих материалов с минимальными удельными энергозатратами.
Снижение удельных затрат энергии достигается как за счет повышения производительности в результате снижения вероятности появления периодов неустойчивого транспортирования, так и вследствие снижения мощности побуждающего устройства из-за уменьшения массы колеблющихся элементов. В свою очередь снижение вероятности наличия периодов неустойчивого транспортирования обеспечивается благодаря выполнению побуждающего устройства в виде капсулы, внутри которой помещен ультразвуковой излучатель, подключенный к генератору ультразвуковых колебаний, установленной в центральной части корпуса и связанной через вибропроводящие стержни с дополнительным конусом, соединенным через виброизолирующие прокладки с коническим днищем, при воздействии побуждающего устройства как на центральную область корпуса - место образования сводов, так и на периферийные участки, то есть конусную часть, - место прекращения движения материала и образование воронки.
Обеспечение устойчивого транспортирования трудносыпучих материалов достигается вследствие одновременного побуждающего воздействия ультразвуковых колебаний на центральную область корпуса - место образования сводов, и на периферийные участки, где образуются воронки, а также в результате применения шлюзового дозатора, исключающего поступление в трубопровод большего, чем расчетное количество, материала.
Предложенное изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен камерный питатель с ультразвуковым побуждением, и на фиг.2 представлена капсула с ультразвуковым излучателем.
Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- горизонтальной линией со стрелкой, обращенной слева направо, показано направление движения сжатого воздуха;
- вертикальной линией, перечеркнутой косой чертой, со стрелкой, обращенной сверху вниз, показано направление загрузки трудносыпучего материала;
- горизонтальной линией с квадратом и стрелкой, обращенной слева направо, показано направление движения аэросмеси.
Камерный питатель с ультразвуковым побуждением содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, оборудованный сферической крышкой 2 с загрузочным патрубком 3 и клапаном 4, коническим днищем 5, имеющим возможность совершения колебательных движений. Выходное отверстие патрубка конического днища 5 сообщено с приемным патрубком шлюзового дозатора 6, имеющего ячейки. Шлюзовый дозатор 6 связан со смесителем 7 и приводом 8.
В центральной части корпуса 1, вблизи конического днища 5, расположено побуждающее устройство, выполненное в виде капсулы 9, связанной через вибропроводящие стержни 10 с дополнительным конусом 11, который через виброизолирующие прокладки 12 соединен с коническим днищем 5. Таким образом, коническое днище 5 через виброизолирующие прокладки 12 связано с побуждающим устройством. Капсула 9 содержит герметичный обтекатель 13 с нижней крышкой 14, внутри которого помещен ультразвуковой излучатель 15, соединенный через кабель 16 с генератором 17 ультразвуковых колебаний.
Камерный питатель с ультразвуковым побуждением работает следующим образом.
Трудносыпучий материал подается в корпус 1 через загрузочный патрубок 3 при открытом клапане 4. При заполнении внутреннего пространства корпуса 1 клапан 4 закрывается, и в смеситель 7 подается сжатый воздух. После включения генератора 17 ультразвуковых колебаний и привода 8 шлюзового дозатора находящийся в корпусе 1 материал в результате побуждающего воздействия капсулы 9 и дополнительного конуса 11 в заданном количестве поступает в смеситель 7, где образующаяся аэросмесь по материалопроводу транспортируется к месту назначения. Когда корпус 1 опорожняется, шлюзовый дозатор 6 останавливается, и генератор 17 ультразвуковых колебаний отключается. Подача воздуха в смеситель 7 прекращается, и цикл работы устройства повторяется.
Равномерность подачи материала в смеситель 7 обеспечивается в результате одновременного и совместного возмущающего воздействия ультразвуком на материал, находящийся в центральной части корпуса 1 в области капсулы 9 и на днище дополнительного конуса 11. Это позволяет увеличить среднюю производительность питателя. Даже в результате обрушения, вызванного случайными причинами, устойчивость транспортирования не нарушится, поскольку в смеситель 7, а затем и в материалопровод не может поступить транспортируемого материала больше расчетного количества, которое задается объемом ячеек шлюзового дозатора 6 и частотой вращения его ротора. Снижение энергозатрат достигается за счет того, что масса колеблющихся элементов - капсулы 9 и дополнительного конуса 11 - сравнительно мала.
Таким образом, использование предложенного изобретения позволяет обеспечить устойчивое транспортирование трудносыпучих материалов с минимальными удельными энергозатратами.
Камерный питатель с ультразвуковым побуждением, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с загрузочным патрубком и коническим днищем, имеющим возможность совершения колебательных движений и связанным через виброизолирующие прокладки с побуждающим устройством, отличающийся тем, что побуждающее устройство выполнено в виде капсулы, внутри которой помещен ультразвуковой излучатель, подключенный к генератору ультразвуковых колебаний, причем капсула установлена в центральной части корпуса и связана через вибропроводящие стержни с дополнительным конусом, соединенным через виброизолирующие прокладки с коническим днищем, а к выходному отверстию конического днища присоединен приемный патрубок шлюзового дозатора.
