УСТРОЙСТВО СНИЖЕНИЯ ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИ СКЛАДИРОВАНИИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК B65G69/18 B65G53/60 

Изобретение относится к области транспортирования сыпучих материалов, к устройствам, снижающим запыленность при складировании сыпучих материалов, перемещаемых потоком воздуха.

При перемещении сыпучих материалов пневмотранспортом вместе с потоком воздуха при складировании материалов возникает большое количество пыли. Это связано с тем, что сыпучие материалы, например цемент, при перемещении вообще пылят, но при перемещении с потоком воздуха в месте складирования возникает еще и "раздувание" складируемого сыпучего материала потоком воздуха, который сталкивается с препятствием.

Известны устройства снижающие пылеобразование при транспортировании сыпучих материалов. В их конструкциях применяются две основные идеи.

Во первых, когда это возможно, орошают водными струями или водной пылью объем вокруг складируемого сыпучего материала. Примером такой конструкции может служить "Устройство для предотвращения пылеобразования" [1], в котором вращающиеся оросители монтируются над штабелем сыпучего материала и складировании материала образуют подвижную дождевую завесу.

Водная завеса используется и в техническом решении [2]. При подаче цемента в бетономешалку, часть воды, подающаяся на замес цемента, рассеивается в пределах резервуара с помощью вращающейся тарелки.

Использование водных завес не всегда возможно. Кроме того, возникает проблема очистки площадок от грязи.

Во вторых, используются различные завесы, которые препятствуют распространению пыли в окружающее пространство. Завесы часто дополняются устройствами отсоса запыленного воздуха, который направляется на очистку.

Можно привести следующие примеры таких технических решений.

В [3] используют юбку из гибкого материала, которая обрамляет каркас, ограничивающий ее раздувание. Внутри юбки проходит загрузочный патрубок для сыпучего материала. Конструкция может смещаться при качке судна.

В конструкции, описанной в [4], закрытие в виде капюшона накрывает зону перегрузки цемента. Из бункера цемент перегружается во вращающийся шар, имеющий отдельные секции для порций цемента. При вращении цемент ссыпается в место разгрузки. Такая конструкция разделяет место, где из бункера подается цемент и место его складирования. Капюшон предотвращает распространение пыли.

Разборная конструкция, предотвращающая распространение пыли в атмосферу [5] , выполнена из гофрированного материала и закрывает кузов загружаемого грузовика. Пыль высасывается из-под закрываемого объема.

Любые пассивные закрытия не позволяют достаточно эффективно бороться с выходом пыли. Кроме того, они достаточно объемы и сложны при эксплуатации, так как их очистка от пыли является трудоемкой операцией.

В наиболее близком решении [6], которое выбрано в качестве прототипа, центральная труба для нисходящей подачи порошкового материала окружена внешней концентрической трубой для восходящего движения пыли. К трубам прикреплена венчикообразная насадка, внутри которой перемещается сыпучий материал и одновременно из объема которой отсасывается пыль. Кроме того, над местом складирования материала расположена полусфера, которая собирает и отсасывает пыль из объема вокруг складируемого материала.

Рассмотренное устройство достаточно сложное и материалоемкое.

Предлагаемое изобретение решает задачу эффективного снижения пылеобразования при складировании сыпучих материалов, например цемента, перемещаемых потоком воздуха. При этом конструкция устройства проста и не материалоемка.

Устройство снижения пылеобразования при складировании сыпучих материалов, перемещаемых с помощью потока газа, включает щелевое сопло для подачи сыпучих материалов вместе с потоком газа. У упомянутого щелевого сопла установлен разрезной цилиндр, причем кромка прорези разрезного цилиндра расположена у кромки щелевого сопла. Над упомянутым разрезным цилиндром расположен воздухозаборник, соединенный с устройством для отвода газа.

Щелевое сопло направляет поток сыпучего материала и газа, в частности воздуха, в место складирования. Размещенный у щелевого сопла разрезной цилиндр обеспечивает разворот потока воздуха на 180^o благодаря использованию эффекта Коанда.

Струя воздуха, вытекая из сопла из-за своей скорости, увлекает воздух, понижая тем самым его давление. При встрече с поверхностью цилиндра струя воздуха "прилипает" к ней, благодаря пониженному давлению и разворачивается в направлении воздухозаборника. Наличие разреза в образующей цилиндра способствует возникновению турбулентного вихревого потока внутри цилиндра, который способствует "прилипанию" основной струи к стенке цилиндра и развороту вокруг его образующей. При этом сыпучее вещество ведет себя по другому, оно под действием импульса, количества движения, продолжает двигаться в направлении, в котором ориентировано сопло.

Тем самым потоки разделяются. Поток сыпучего вещества движется в место складирования, а воздух разворачивается и направляется в воздухозборник. Поток воздуха, транспортирующий материал по трубе, не воздействует на уже складированный сыпучий материал и не увеличивает пылеобразование. С другой стороны, мельчайшие частички сыпучего материала, которые не имеют заметного импульса движения, увлекаются потоком воздуха в воздухозаборник и отводятся с места складирования. Для того, чтобы поток воздуха отводился от воздухозаборника он соединен с устройством для отвода газа. Для того, чтобы поток воздуха, выходящий из щелевого сопла, не растекался с боковых кромок цилиндра, к каждому торцу разрезного цилиндра прикреплена шайба, кромка которой выступает за диаметр цилиндра.

Разрезной цилиндр может быть установлен относительно щелевого сопла в некотором диапазоне углов. Угол α между осью щелевого сопла и касательной к разрезному цилиндру, проведенной через кромку прорези цилиндра, расположенной у кромки щелевого сопла, выполнен в пределах +5 - -15^o.

Для повышения эффективности действия эффекта Коанда кромка прорези цилиндра расположена у кромки щелевого сопла с зазором для прохода газа, циркулирующего вокруг образующей упомянутого разрезного цилиндра.

Ширина прорези разрезного цилиндра в поперечном сечении может составлять центральный угол β = 1-45^°.
Для того, чтобы поток у кромок цилиндра не встречал дополнительных препятствий, кромки прорези упомянутого разрезного цилиндра выполнены скошенными внутрь его.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 приведен общий вид установки;
на фиг.2 схема расположения щелевого сопла и разрезного цилиндра;
на фиг.3 примеры расположения сопла относительно разрезного цилиндра;
на фиг.4 поперечное сечение разрезного цилиндра;
на фиг.5 выполнение прорези разрезного цилиндра.

Устройство снижения пылеобразования (фиг.1) включает щелевое сопло 1, у которого установлен разрезной цилиндр 2. Кромка 3 прорези 4 цилиндра 2 расположена у кромки 5 щелевого сопла 1. Над разрезным цилиндром 2 расположен воздухозаборник 6, соединенный с устройством 7 для отвода газа. В качестве устройства для отвода газа может применяться вытяжной вентилятор. Для того чтобы не выбрасывать в атмосферу частички сыпучего вещества, после воздухозаборника может быть установлена система пылеочистки (на чертежах не показана).

К каждому торцу разрезного цилиндра 2 (фиг.2) прикреплена шайба 8, кромка которой выступает за диаметр цилиндра 2 и образует препятствие для растекания в боковом направлении потока, выходящего из щелевого сопла 1.

Разрезной цилиндр 2 установлен относительно щелевого сопла 1 (фиг.3) таким образом, угол α между осью щелевого сопла 1 и касательной к разрезному цилиндру 2, проведенной через кромку 3 прорези 4 разрезного цилиндра 5, расположенной у кромки 5 щелевого сопла 1, выполнен в пределах +5 - -15^o. На фиг. 3(а) показан пример, когда разрезной цилиндр 2 установлен под углом α примерно равным +5^o, а на фиг.3(б) приведен пример установки разрезного цилиндра под углом примерно равным -15^o.

На фиг. 3 также показан зазор 9 между кромкой 3 прорези 4 цилиндра 2 и кромкой 5 щелевого сопла 1 для прохода газа, циркулирующего вокруг образующей упомянутого разрезного цилиндра 2. Такая циркуляция в некоторых случаях выполнения необходима для поддержания режима поворота потока воздуха.

Ширина прорези 4 разрезного цилиндра 2 в поперечном сечении лежит в пределах 1-45^o центрального угла β.
Для того, чтобы не возникало дополнительных препятствий процессу визреобразования внутри разрезного цилиндра (фиг.5) кромки 10 прорези 4 разрезного цилиндра 2 выполнены скошенными внутрь цилиндра 2.

Устройство работает следующим образом.

Сыпучий материал вместе с потоком воздуха поступает на выход щелевого сопла 1 (фиг.1). Далее сыпучий материал 12, например цемент, под действием сил инерции и сил тяжести продолжает двигаться в направлении заданным щелевым соплом 1. Давление воздуха у щелевого сопла 1 понижается и поток воздуха, истекающий из сопла 1 частично попадает через прорезь 4 разрезного цилиндра 2 внутрь его, где возникает циркуляционный вихревой поток, а основная масса воздуха 13 "прилипает" к наружной стенке цилиндра и совершает поворот на 180^o и попадает в воздухозаборник 6, откуда отводится с помощью устройства для отвода газа 7, например центробежного вентилятора.

Таким образом осуществляется разделение сыпучего материала 12, который складируется в месте 11, и потока воздуха 13. Поток воздуха не контактирует с уже складированным сыпучим материалом 11, поэтому не возникает пылеобразования. Мельчайшие частички пыли увлекаются потоком воздуха 13 и попадают в воздухосборник 6, откуда поток воздуха может поступать на систему пылеочистки.

Диаметр разрезного цилиндра 2, размеры прорези 4, параметры щелевого сопла 1 и его установки относительно разрезного цилиндра 2 определяются исходя из вида сыпучего материала, расхода воздуха.

Использованные источники
1. Патент РФ 2048404, МПК B 65 G 69/18, опубл. 20.11.1995.

2. Патент Японии 1249305, МПК В 28 С 5/16, заявл. 30.03.88.

3. Патент США 4652199, МПК B 65 G 69/18, опубл. 24.03.1987.

4. Патент США 3672646, МПК В 28 С 5/06, заявл. 15.04.1971.

5. Патент США 3707998, МПК B 65 G 69/18, заявл. 2.01.1973.

6. Патент США 4340136, МПК B 65 G 69/18, заявл. 19.05.1980.

Изобретение относится к области транспортирования сыпучих материалов, в частности к устройствам, снижающим запыленность при складировании сыпучих материалов, перемещаемых с помощью потока газа. Устройство включает в себя щелевое сопло для подачи сыпучих материалов вместе с потоком газа, у упомянутого щелевого сопла установлен разрезной цилиндр, причем кромка прорези разрезного цилиндра расположена у кромки щелевого сопла. Над упомянутым разрезным цилиндром расположен воздухозаборник, соединенный с устройством для отвода газа. К каждому торцу разрезного цилиндра прикреплена шайба, кромка которой выступает за диаметр цилиндра и образует препятствие для растекания в боковом направлении потока, выходящего из щелевого сопла. Изобретение обеспечивает снижение материалоемкости устройства и его упрощение конструкции. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство снижения пылеобразования при складировании сыпучих материалов, перемещаемых с помощью потока газа, характеризующееся тем, что включает щелевое сопло для подачи сыпучих материалов вместе с потоком газа, у упомянутого щелевого сопла установлен разрезной цилиндр, причем кромка прорези разрезного цилиндра расположена у кромки щелевого сопла, а над упомянутым разрезным цилиндром расположен воздухозаборник, соединенный с устройством для отвода газа. 2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что к каждому торцу разрезного цилиндра прикреплена шайба, кромка которой выступает за диаметр цилиндра и образует препятствие для растекания в боковом направлении потока, выходящего из щелевого сопла. 3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что разрезной цилиндр установлен относительно щелевого сопла таким образом, что угол α между осью щелевого сопла и касательной к разрезному цилиндру, проведенной через кромку прорези цилиндра, расположенной у кромки щелевого сопла, выполнен в пределах (+5) - (-15)^o. 4. Устройство по п. 3, характеризующееся тем, что кромка прорези разрезного цилиндра расположена у кромки щелевого сопла с зазором для прохода газа, циркулирующего вокруг образующей упомянутого разрезного цилиндра. 5. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что ширина прорези разрезного цилиндра в поперечном сечении образована центральным углом β, равным 1-45^o. 6. Устройство по п. 5, характеризующееся тем, что кромки прорези упомянутого разрезного цилиндра выполнены скошенными внутрь цилиндра.