Трубопровод для пневматического транс-портирования дисперсных материалов

 

(11) 8 1 90 I O

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.79 (21) 2727072/27-11 с присоединением заявки № (51) М.К .

В 65G 53/52

Приоритет

Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07,04.81

Государственный комитет (23) СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 621.867.87 (088.8) (45) ирова политехническии институт им. (54) ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО

ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ. МАТЕРИАЛОВ

Изобретение касается пневмотранспорта по трубам дисперсных порошкообразных материалов, а именно трубопроводов для пневматического транспортирования дисперсных материалов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например химической, фармацевтической, пищевой, производстве взрывчатых веществ.

Известна конструкция трубопровода, выполненного из двух материалов, один из которых электризует транспортируемый порошок положительным зарядом статического электричества, а второй — отрицательным (1). Уменьшается суммарный заряд порошка. Однако практически это обеспечить очень трудно, так как электризация как положительным, так и отрицательным зарядом по-разному зависит от скорости транспортировки химсостава транспортируемого материала, влажности воздуха и многих других факторов.

Известен трубопровод для пневматического транспортирования дисперсных материалов, снабженный установленными на его внутренней поверхности заземленными электродами )(2).

Известное устройство имеет существенный недостаток — низкую технологичность

g изготовлении. Действительно, изготовление такого трубопровода требует значительных-ручных работ по сверлению стенки, по установке штырей в отверстия (особенно при длинных трубах), их закреплению в

5 отверстиях и удержанию в них при клепке или сварке наружного конца каждого штыря с трубопроводом. Второй главный недостаток заключается в том, что при транспортировке по трубопроводу смеси дисперс10 ных материалов с различным удельным объемным сопротивлением возможен разряд со значительно большей площади, чем

a)(b(1000, так как проводимость осевшей смеси порошков с разных сторон единично15 го штыря будет разной, а площадь, с которой возможен разряд, ничем не ограничена, поэтому при транспортировке смеси порошков с разным удельным объемным сопротивлением взрывобезопасность не обеспечи20 вается.

Целью изобретения является повышение взрывобезопасности при транспортировке смесей порошкообразных материалов сраз25 личным удельным объемным сопротивлением.

Достигается это тем, что электроды выполнены в виде продольных ребер, имеющих скругленные кромки, при а — . 5а, где

30 а — максимальный размер транспортирче819010 и= CU

65 мых частиц, а толщина — не менее удвоенного максимального размера последних.

Кроме того, если при транспортировании используется токопроводящий трубопровод, то высота каждого ребра h равна или менее 2000/а, где а — расстояние между соседними ребрами.

Если используется трубопровод из диэлектрика, то высота каждого ребра h равна или менее 37,5/а .

На фиг. 1 схематично изображен трубопровод; на фиг. 2 и 3 — узел 1 фиг. 1 в различном исполнении.

На внутренней поверхности трубопровода 1 размещены электроды, выполненные в виде ребер 2. Эти ребра могут быть выполнены по всей длине трубопровода, а могут быть установлены только в местах снижения скорости транспортировки, где преимущественно оседает транспортируемый материал 3. При изготовлении трубопровода из металла эти ребра получают при прокатке самой трубы. При изготовлении трубопровода из диэлектрика эти ребра выполнены, например из круглого прутка, приклепанного, привернутого или приклеенного к внутренней поверхности трубы.

Удаленная от стенки сторона ребра выполнена по большому радиусу закругления (не менее 10 мм). Размеры ребра, т. е. его высота h и толщина T связаны с максимальным размером частиц транспортируемого материала а следующими соотношениями а(й(5а; Т) 2а.

Указанные ребра могут быть конструктивными элементами трубопровода (например ребрами жесткости) .

Ребра 2 установлены так, что расстояние а между соседними ребрами и высота h ребра связаны соотношением а Ь(37,5 для металлического трубопровода, и а 6(2000 для трубопровода из диэлектрика.

Работа предлагаемого трубопровода осуществляется следующим образом.

При транспортировке электризующегося дисперсного материала и его оседании на стенках трубопровода 1 как на этом материале, так и на стенках трубопровода образуются и накапливаются одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды статического электричества. При этом не имеет никакого значения заземлен или нет металлический трубопровод. Заряды на нем удерживаются по индукции зарядом дисперсного материала, осевшем на внутренней стенке трубопровода.

При накоплении критического заряда статического электричества между стенкой и порошком может возникнуть искровой разряд, вызывающий взрыв пылевоздушной смеси. При этом возможны два варианта искрового разряда: разряд со стенки трубопровода на дисперсный порошок; разряд с порошка на оголенную от порошка стенку трубопровода.

Первый из них весьма опасен, так как в связи с высокой электропроводностью стенки (металл) в этом искровом разряде оудут сосредоточены заряды статического электричества, накопленные на всей стенке трубопровода, и разряд будет обладать большой энергией.

Второй вариант разряда менее опасен, так как из-за большого удельного объемного сопротивления порошка в разряде будут участвовать заряды только с небольшой площади этого порошка, и энергия разряда будет невелика.

Конструктивные особенности трубопровода — закругленный конец ребра, удаленный от стенки, соотношение максимальных размеров транспортируемых частиц с размерами высоты и толщины ребра исключают разряд со стенки на порошок (с высокой энергией разряда). Более того, эти конструктивные особенности (меньший радиус закругления транспортируемых частиц по сравнению с размерами верхней части ребер) обеспечивают образование сначала коронного разряда с частиц транспортируемого материала на стенку трубопровода, а уже затем искрового разряда. При этом образующийся вначале коронный разряд с частиц на стенку снижает величину заряда статического электричества, и тем самым резко снижает энергию искрового разряда.

Таким образом, вышеуказанные конструктивные особенности трубопровода исключают наиболее опасный вид разряда — с проводника на диэлектрик.

Для воспламенения или взрыва смеси порон ка и воздуха искровой электростатический разряд должен обладать определенной энергией, большей, чем так называемая минимальная энергия конкретного дисперсного материала, транспортируемого по трубопроводу а т и, Эта энергия может быть выражена через электрическую емкость С участка осевшего порошка и его потенциала U соотношением или с учетом Q=CU и Q=o — S, где Q — заряд статического электричества (кулон);

o — поверхностная плотность заряда (кул/см );

S — площадь диэлектрика, с которого возможен разряд, получим w=

= о 5 /2С.

Если указанное в правой части выражение будет меньше >min, то такой искровой разряд не может вызвать взрыв или воспламенение смеси порошка и воздуха. На этом и основана конструкция предлагаемого трубопровода. Устанавливая на внутренней поверхности трубы ребра, мы ограни819010 чиваем площадь, с которой одновременно может произойти разряд, а следовательно ограничиваем энергию разряда. В связи с тем, что высота ребра не меньше, чем максимальные размеры частиц, каждое ребро служит четко определенной границей вышеуказанной площади. И при разнице в удельном объемном сопротивлении отдельных составляющих смеси транспортируемых материалов эти границы будут определяться только расположением ребер.

Приняв емкость осевшего порошка, как емкость плоского конденсатора, о=

=2,65 10 9 кул/см, ещ =0,85.10 " ф/см, ы ш-а=1 мдж и выразив площадь S через расстояние между ребрами а и высоту h, получим для металлического трубопровода а Ь(2000, для трубопровода из диэлектрика а й(37,5, Другими словами, если выдержаны вышеуказанные соотношения, то энергия искрового разряда статического электричества с поверхности осевшей смеси дисперсных материалов с различной проводимостью на ближайшее ребро трубопровода будет значительно меньше энергии воспламенения смеси любых материалов, в связи с чем воспламенение или взрыв не возможны.

Формула изобретения

1. Трубопровод для пневматического транспортирования дисперсных материалов, 5 снабженный установленными на его внутренней поверхности заземленными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения взрывобезопасности при транспортировке смесей порошкообразных мате10 риалов с различным удельным объемным сопротивлением, электроды выполнены в виде продольных ребер, имеющих скругленные выступающие кромки, при этом высота каждого ребра равна а —.5а, где а — мак15 симальный размер транспортируемых частиц, а толщина — не менее удвоенного максимального размера последних.

2. Трубопровод по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что высота каждого ребра h равна

2о или меньше 2000/а, где а — расстояние между соседними ребрами.

3. Трубопровод по п. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что высота каждого ребра h равна или менее 37,5/а .

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 348458, кл. В 65G 53/40, 26.12.68.

2. Авторское свидетельство СССР

ЗО № 550322, кл. В 65G 53/52, 1975.