УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ШЛАКА Российский патент 1995 года по МПК C04B5/02 

Изобретение относится к способам автоматического управления высоконапорными пневмотранспортными установками и устройствами для его осуществления и может найти применение в химической, горнообогатительной и других отраслях промышленности.

Известен способ автоматического управления установкой с двумя шлюзовыми с разгрузочными клапанами и одной магистральной камерами для пневматического транспортирования сыпучего материала по трубопроводу, заключающийся в том, что в первую шлюзовую камеру загружают материал, подают сжатый газ, открывают ее разгрузочный клапан, выгружают из нее материал в магистральную камеру, транспортируют материал из магистральной камеры по трубопроводу потоком сжатого газа, одновременно загружают материал во вторую шлюзовую камеру, и непрерывно измеряют давление в шлюзовых камерах, а после окончания выгрузки материала из первой шлюзовой камеры закрывают ее разгрузочный клапан и производят выгрузку материала из второй шлюзовой камеры, аналогичной первой.

Устройство для осуществления способа содержит две шлюзовые камеры, каждая из которых выполнена с загрузочным приспособлением в ее верхней части, приводным разгрузочным клапаном в нижней части, а полостью сообщена с газоподводящей магистралью посредством газоподводящего патрубка с клапаном, магистральную камеру, сообщенную с шлюзовыми камерами посредством разгрузочных клапанов последних и с начальным участком транспортного трубопровода, датчики давления, по одному в каждой шлюзовой камере, каждый из которых связан электроцепью через блок управления соответствующей ему шлюзовой камеры с приводом ее разгрузочного клапана.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.1 представлена схема трехкамерной пневмотранспортной установки; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства управления пневмотранспортной установкой; на фиг.3 - временные диаграммы изменения относительно давления в шлюзовой камере РШ/РО; на фиг.4 - относительной разности давлений между шлюзовой и магистральной камерами (РШ-РМ)/РО в процессе выгрузки.

Схема, по которой реализуется способ, содержит две шлюзовые камеры 1 и 2, связанные через загрузочные клапаны 3 и 4 с бункерами. Шлюзовые камеры 1 и 2 связаны через клапаны подачи давления 5 и 6 с давлением рабочего воздуха, они также содержат клапаны сброса 7 и 8 избыточного давления. Камеры 1 и 2 через выгрузные клапаны 9 и 10 связаны с магистральной камерой 11, соединенной с транспортным трубопроводом 12.

В процессе работы установки каждая из шлюзовых камер 1 (2) поочередно загружается через клапан 3 (4) при открытом клапане сброса 7 (8), затем эти клапаны закрываются, открывается клапан 5 (6), а затем открывается выгрузной клапан 9 (10) и начинается процесс выгрузки, при этом другая шлюзовая камера загружается.

Устройство для автоматического управления пневмотранспортной установкой содержит датчики давления шлюзовых 14 и 15 и магистральной 16 камер, датчик давления рабочего воздуха 17, для каждой шлюзовой камеры по одному элементу вычитания 18 и 19, по два элемента давления 20, 21 и 22, 23, по три пороговых элемента 24, 25, 26 и 27, 28 и 29, снабженных регуляторами пороговых напряжений (К₁-К₃), по одному элементу совпадения 30 и 31. Датчики 14, 15 и 16 подключены к входам элементов вычитания 18 и 19. К входам элементов деления 20-23 подключены датчики 14, 15 и 17 и выходы элементов 18 и 19. К входам пороговых элементов 24-29 подключены выходы элементов 20-23. Выходы пороговых элементов 24, 25, 26 и 27, 28, 29 подключены соответственно к входам элементов совпадения 30 и 31. К выходам элементов совпадения подключены схемы загрузки 32 и 33 шлюзовых камер и исполнительные механизмы переключения клапанов выгрузки 34 и 35.

Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом. В процессе выгрузки шлюзовой камеры, например первой (фиг.1), клапаны 3 и 7 закрыты, клапаны 5 и 9 открыты и материал транспортируется через клапан 9, магистральную камеру 11 и транспортный трубопровод 12.

Давление в камере 1 (фиг.1) вначале выгрузки имеет максимальное значение, затем начинает снижаться относительно рабочего давления за счет уменьшения слоя материала в шлюзовой камере и его большей аэрации. Сигнал на выходе элемента давления 20 (фиг.2) при этом уменьшается, достигая порога срабатывания К₂ элемента 25, на инверсном выходе которого появляется единичный сигнал, поступающий на вход элемента совпадения 30. Одновременно, по мере выгрузки материала уменьшается разность давлений между шлюзовой и магистральной камерами, уменьшается сигнал на выходах элементов 18 и 21. Момент опорожнения шлюзовой камеры характеризуется отсутствием материала в выгрузном трубопроводе, соединяющем камеры, снижением относительной разности давления между камерами и уменьшением напряжения на выходе элемента деления 21 ниже величины К₁ входного порога элемента 24. При этом единичный сигнал с инверсного выхода этого элемента поступает на один из входов элемента 30. На третий вход этого элемента единичный сигнал поступает с выхода элемента 26. Этот сигнал появляется после заполнения находящейся под загрузкой второй шлюзовой камеры и набора в ней давления, о чем свидетельствует превышение сигнала относительного давления на выходе элемента 23 порога К₃ элемента 26. Единичный выходной сигнал элемента совпадения 30, свидетельствующий об окончании выгрузки первой шлюзовой камеры и готовности к выгрузке второй шлюзовой камеры, поступает на исполнительный механизм, закрывающий клапан 9 (фиг.1) и открывающий клапан 10 второй шлюзовой камеры. Этот же единичный сигнал поступает на вход устройства загрузки первой шлюзовой камеры 32 (фиг.2), осуществляющего последовательно сброс давления, заполнение камеры материалом и набор давления. Загрузка камеры производится заведомо быстрее ее выгрузки.

Автоматический процесс выгрузки второй шлюзовой камеры выполняется аналогично описанному.

Таким образом, при попеременной загрузке и выгрузке шлюзовых камер 1 и 2 (фиг.1) в транспортном трубопроводе 12 создается непрерывный плотный поток аэросмеси. В данном устройстве, реализующем предложенный способ, стабильность потока материала обеспечивается снижением в 2-3 раза по сравнению с другими способами скачков плотности аэросмеси в моменты переключения клапанов выгрузки. Этот эффект достигается за счет переключения выгрузных клапанов по соотношениям давлений в камерах и рабочего давления описанным способом.

Конкретные значения пороговых величин К₁, К₂, К₃ выбираются для конкретной установки и вида материала. Согласно результатам проведенных экспериментов эти величины должны находиться в пределах 0,2<К₁<0,6<К₂<0,9; К₁<К₃<1.

Способ поясняется следующим примером.

П р и м е р. Трехкамерная пневмотранспортная установка кальцинированной соды имеет две шлюзовые и магистральную камеры. Объем камер 0,7 м³, внутренний диаметр транспортного трубопровода 150 мм, длина по горизонтали 200 м, по вертикали 30 м. Давление рабочего воздуха 0,4-0,6 МПа. Датчиками системы автоматического управления являются преобразователи давления "САПФИР".

На фиг.3 участок А-В характеризует наиболее плотное состояние аэросмеси на выходе установки, в это время вероятность забивки транспортного трубопровода наиболее велика. Участок В-С диаграммы фиг.3 характеризует устойчивый режим работы установки. Коэффициент К₂=0,7 выбран в начале этого участка.

На фиг.4 участок А-С соответствует наличию материала в шлюзовой камере. Участок С-Д диаграммы фиг.4 соответствует отсутствию материала в шлюзовой камере. Экспериментально определенная точка С на диаграмме фиг.4 является моментом полного опорожнения шлюзовой камеры. Этой точке соответствует коэффициент К₁= 0,4. Эта точка является моментом завершения выгрузки и переключения выгрузных клапанов. В противном случае дальнейшее продолжение выгрузки приводит по мере опорожнения транспортного трубопровода к резкому возрастанию расхода сжатого воздуха (см. участок С-Д на фиг.4).

Если бы переключение выгрузных клапанов осуществлялось, как в прототипе, по абсолютной разности давлений между шлюзовой и магистральной камерами, то изменение давления питающего воздуха соответствовало бы изменению коэффициента на фиг.4 (в таком случае он бы имел вид К_1П/РО). На фиг.4 показано изменение коэффициента К_1П/РО, вызванное изменениями питающего давления РО на ± 20% и соответствующее изменение участка С-Д на графиках. Подобные изменения приводят к такого же порядка нестабильности потока материала и дополнительным потерям сжатого воздуха (в указанном случае 20-30% ).

Для описываемой в качестве примера установки коэффициент К₃, характеризующий нижний относительный предел набора давления в загружаемой камере, после ряда экспериментов равен 0,7. Обязательным для его выбора является условие К₃>РШ/РО при (РШ-РМ)/РО=К₁ и К₃<1.

Основные характеристики пневмотранспортной установки с данной системой управления следующие. При производительности установки 50 т/ч расход воздуха на транспортирование составляет 2,5˙10³ м³/ч, нестабильность расхода воздуха не превышает ± 10%, тогда как при управлении установкой в аналогичном случае согласно прототипу расход воздуха (3-3,5)˙10³ м³/ч при нестабильности расхода воздуха ± 20%.

Технико-экономические преимущества способа автоматического управления пневмотранспортной установкой и устройство для его осуществления по сравнению с прототипом состоят в повышении стабильности плотного потока сыпучего материала на выходе пневмотранспортной установки и, как следствие, снижении в 1,2-1,4 раза расхода рабочего воздуха на транспортирование, а также в повышении надежности за счет уменьшения вероятности забивки транспортного трубопровода.

Сущность изобретения: установка включает шлаковый желоб, гранулятор в виде полого металлического барабана с наружными ребрами и ребордами, установленного с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, заполненное водой элеваторное колесо с перфорированными внутренними полками. Установка также снабжена системой оросительного охлаждения барабана и шлака при его транспортировке в элеваторное колесо, которая выполнена с водоподающими соплами в верхней части, направленными на барабан сбоку и с торцов. Боковые водоподающие сопла установлены по крайней мере в два ряда по длине барабана в нижней его полуокружности. Расстояние между продольными ребрами в грануляторе равно 0,4-1,0 его высоты, отношение суммарной площади поверхности барабана и продольных ребер с одной их стороны к площади внутренней поверхности элеваторного колеса составляет 1,2-2,0, а разность диаметров элеваторного колеса и осевого отверстия в нем превышает в 2,0-3,0 раза высоту продольного ребра барабана. Перфорированные внутренние полки элеваторного колеса установлены под углом 5-15 ° к его оси. Пространство между двумя продольными ребрами и поверхностью полого металлического барабана разделено по длине посредством перемычек по крайней мере на две секции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛЯЦИИ ШЛАКА, включающая шлаковый желоб, расположенный под ним гранулятор, заполненное водой элеваторное колесо с перфорированными внутренними полками, отличающаяся тем, что, с целью снижения влажности гранулированного шлака за счет использования его физического тепла и повышения технологичности, она снабжена системой оросительного охлаждения барабана и шлака при его транспортировке в элеваторное колесо, которая выполнена в виде наклонного желоба с водоподающими соплами в верхней части, направленными на барабан сбоку и с торцов, причем боковые водоподающие сопла установлены по крайней мере в два ряда по длине барабана в нижней его полуокружности, гранулятор выполнен в виде полого металлического барабана с наружными ребрами и ребордами и установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, расстояние между продольными ребрами равно 0,4-1,0 их высоты, а отношение суммарной площади поверхности барабана и продольных ребер с одной их стороны к площади внутренней поверхности элеваторного колеса составляет 1,2-2,0, а разность диаметров элеваторного колеса и осевого отверстия в нем превышает в 2,0-3,0 раза высоту продольного ребра барабана. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что перфорированные внутренние полки элеваторного колеса установлены под углом 5-15^o к его оси. 3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что пространство между двумя продольными ребрами и поверхностью полого металлического барабана разделено по длине посредством перемычек по крайней мере на две секции.