УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ИЗМЕЛЬЧЕННОГО УГЛЯ В ПЕЧЬ Российский патент 2008 года по МПК F23K3/02 

Область использования изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для подачи измельченного угля в печь. Настоящее изобретение в основном относится к системе подачи измельченного угля в печь, например печь с трубой для сбрасывания угля.

Настоящее изобретение может найти применение при изучении химической реакционной способности и сгорания различных углей в экспериментальной печи, например печи с трубой для сбрасывания угля.

Предпосылки к созданию изобретения

Экспериментальные печи обычно используются для имитации сгорания и условий отложения в бойлерах, питаемых измельченным топливом. Особыми отличительными особенностями таких реакторов являются: скорость нагрева, высокая температура, динамика фазы существования твердых частиц и атмосферные моделирующие условия. Например, существенными компонентами экспериментальной печи, например печи с вертикальной трубчатой системой для сбрасывания угля, являются топливный питатель, реактор и оборудование для взятия проб и проведения анализов. Печь с трубой для сбрасывания угля является ценным инструментом при проведении экспериментов по моделированию процессов сгорания угля в небольшом масштабе. В этой печи измельченный уголь подается вниз через питатель, охлаждаемый водой, в нагретую керамическую трубу, содержащую предварительно нагретый воздух. После прохождения через трубу частицы собираются в охлаждаемом водой образце в различных зонах, где реакции эффективно охлаждаются. Поддерживают достаточно низкую скорость потока этих газов для обеспечения условий существования ламинарного потока. При турбулентном потоке снижается эффективность сбора и целостность образца. Степень разложения, испытываемая частицами, зависит от условий в печи. Время выдержки в печи, содержание кислорода и температуру можно менять в зависимости от требований.

Приведена ссылка на патент США №5997234, в котором описана система подачи гранул кремния, предназначенная для использования с печью для плавления кремния, используемой для наращивания волокнистого слоя кремния. Резервуар для содержания подаваемых частиц соединен с верхним концом питающей трубы. Нижний конец питающей трубы примыкает к паре вращаемых приводных валов, приводимых с помощью двигателя через муфту и пару шестерен. Валы установлены под углом к горизонту, а выпускной конец траектории подачи валов расположен над подающей трубой, ведущей в печь для плавления кремния. Элементы окружены кожухом, имеющим выпуск для создания вакуума для обеспечения возможности создания рабочего уровня вакуума в кожухе, и впуск для газа для обеспечения возможности инертного газа возвращаться для заполнения кожуха. Расход при подаче определяется посредством угла приводных валов, скоростью двигателя и формой нижнего конца питающей трубы. Валы выполнены упругими для обеспечения хорошего поверхностного трения относительно потока частиц и предотвращения заедания двигателя из-за забивания при подаче частиц. Упомянутая система не пригодна для использования с экспериментальной печью, например вертикальной печью с трубой для сбрасывания угля, для которой требуется подача измельченного угля.

Был проведен поиск системы подачи среди известных решений для подачи измельченного угля в печь на основе литературного обзора и изучения патентов, который не дал сколько-нибудь существенных результатов.

Таким образом, существует определенная потребность в создании системы питания печи, более конкретно системы подачи измельченного угля в печь, например печь с трубой для сбрасывания угля.

Задачи изобретения

Основная задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для подачи измельченного угля в печь, например печь с трубой для сбрасывания угля.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании системы подачи, обеспечивающей постоянный расход при подаче.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании системы подачи, с помощью которой можно обеспечить точную подачу постоянно.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании системы подачи, которой можно легко управлять и которая не требует технического обслуживания.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для подачи измельченного угля в печь, например печь с трубой для сбрасывания угля. Система подачи состоит из бункерного питателя, пневматического вибратора, расположенного на периферии бункерного питателя, игольчатого клапана, установленного в бункерном питателе; микрометрического глубиномера; распределительной камеры с первичной и вторичной линиями сжатого воздуха, расположенной в нижней части бункерного питателя. Путем регулирования давления сжатого воздуха можно устанавливать частоту вибрации пневматического вибратора. С помощью игольчатого клапана, установленного совместно с вибропитателем можно регулировать расход при подаче. Расход угольного потока при подаче измеряется с помощью микрометрического глубиномера. С помощью распределительной камеры с первичной и вторичной линиями сжатого воздуха, расположенной в нижней части бункерного питателя, можно обеспечивать равномерное смешивание воздуха с углем перед загрузкой смеси в реактор печи.

В соответствии с настоящим изобретением создано устройство для подачи измельченного угля в печь, содержащее бункерный питатель 1, содержащий игольчатый клапан 3 и микрометрический глубиномер 8, с помощью которого можно контролировать и измерять расход при подаче, причем бункерный питатель 1 снабжен на наружной его периферии пневматическим вибратором 2, бункерный питатель 1 снабжен также на нижнем конце распределительной камерой 6, содержащей первичную 4 и вторичную 5 линии сжатого воздуха, распределительная камера 6 снабжена средствами для соединения с реактором 7 печи.

В варианте осуществления изобретения бункерный питатель 1 выполнен из нереакционноспособного материала, например из нержавеющей стали.

В варианте осуществления изобретения игольчатый клапан 3 состоит из средств 3.1, 3.2 и 3.4 для регулирования расхода при подаче для регулирования расхода при подаче посредством перемещения иглы 3.3 в вертикальном направлении.

В еще одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одно средство для регулирования подачи содержит подвижный вал 3.2.

В еще одном варианте осуществления изобретения микрометрический глубиномер 8, пригодный для измерения расхода при подаче, присоединен посредством подвижного вала 3.2 к игольчатому клапану 3.

В еще одном варианте осуществления изобретения пневматический вибратор снабжен средствами для регулирования сжатого воздуха для регулирования давления сжатого воздуха.

В еще одном варианте осуществления изобретения распределительная камера 6 соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор 7 печи.

В еще одном варианте осуществления изобретения распределительная камера 6 соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор 7 печи посредством фланцевого соединения.

На чертежах, приложенных к настоящему описанию, изображены различные элементы, которые в комбинации представляют собой устройство согласно настоящему изобретению, показанному на Фиг.1 и 2.

Краткое описание прилагаемых чертежей

На Фиг.1 изображен и далее описан вариант осуществления общей конструкции устройства согласно настоящему изобретению для подачи измельченного угля в печь, например печь с трубой для сбрасывания угля. Различные части, показанные на Фиг.1, следующие:

1 - Бункерный питатель.

2 - Пневматический вибратор, расположенный на периферии бункерного питателя.

3 - Игольчатый клапан, установленный в бункерном питателе, с помощью которого регулируется расход при подаче.

4 - Первичная линия сжатого воздуха, выполненная в распределительной камере в нижней части бункерного питателя.

5 - Вторичная линия сжатого воздуха, выполненная в распределительной камере в нижней части бункерного питателя.

6 - Распределительная камера с первичной и вторичной линиями сжатого воздуха в нижней части бункерного питателя, посредством которой обеспечивается равномерное смешивание воздуха с углем перед их загрузкой в реактор печи.

7 - Реактор печи.

8 - Микрометрический глубиномер, с помощью которого измеряется расход потока угля при подаче в реактор.

На Фиг.2 изображены и далее описаны различные части игольчатого клапана.

Различные части, показанные на Фиг.2, следующие:

3.1 - Игольчатый клапан.

3.2 - Подвижный вал.

3.3 - Игла.

3.4 - Контргайка.

Подробное описание изобретения

Согласно настоящему изобретению создано устройство для подачи измельченного угля в печь, содержащее бункерный питатель 1, который содержит игольчатый клапан 3 и микрометрический глубиномер 8, с помощью которого можно регулировать и измерять расход при подаче, причем бункерный питатель 1 снабжен на его наружной периферии пневматическим вибратором 2, бункерный питатель 1 также снабжен в нижней части распределительной камерой 6 с первичной 4 и вторичной 5 линиями сжатого воздуха, причем распределительная камера 6 снабжена средствами для присоединения к реактору 7 печи.

В варианте осуществления настоящего изобретения бункерный питатель 1 предпочтительно выполнен из нереакционноспособного материала, например из нержавеющей стали.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения игольчатый клапан 3 состоит из частей 3.1, 3.2 и 3.4, пригодных для регулирования расхода при подаче посредством иглы 3.3, перемещаемой в вертикальном направлении.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения микрометрический глубиномер 8, с помощью которого можно измерять расход потока, присоединен посредством подвижного вала 3.2 к игольчатому клапану 3.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения пневматический вибратор обеспечивается сжатым воздухом с регулируемым давлением.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения распределительная камера 6 соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор 7 печи.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения распределительная камера 6 соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор 7 печи посредством фланцевого соединения.

Задача устройства согласно настоящему изобретению для подачи измельченного угля в печь заключается в создании системы подачи, с помощью которой можно обеспечивать регулируемый и измеряемый постоянно расход подачи измельченного угля в реактор печи.

Технический результат достигается посредством устройства для подачи измельченного угля в печь, содержащего бункерный питатель, содержащий игольчатый клапан, пневматический вибратор сжатого воздуха с регулируемым давлением, микрометрический глубиномер и распределительную камеру с первичной и вторичной линиями сжатого воздуха, посредством которой можно измерять постоянный расход при подаче измельченного угля в реактор печи.

Устройство согласно настоящему изобретению для подачи измельченного угля в печь работает следующим образом.

Измельченный уголь собирается в бункерном питателе 1. Измельченный уголь выталкивается из бункера в распределительную камеру 6 с помощью пневматического вибратора 2 и первичного сжатого воздуха 4. Первичный сжатый воздух составляет около 15-30% всего количества воздуха. Путем изменения частоты вибрации и путем регулирования положения игольчатого клапана 3 регулируется расход потока угля при подаче. Частота вибрации пневматического вибратора 2 устанавливается путем регулирования давления сжатого воздуха. Расход потока угля при подаче измеряется с помощью микрометрического глубиномера 8. После того как уголь из бункера с первичным сжатым воздухом поступает в распределительную камеру 6, уголь равномерно смешивается с вторичным потоком сжатого воздуха. Из распределительной камеры 6 смесь измельченного угля и воздуха проходит в реактор 7.

Приведены следующие примеры для иллюстрации устройства согласно настоящему изобретению для подачи измельченного угля в печь в реальных условиях, но не для ограничения объема настоящего изобретения.

Пример 1

Измельченный уголь собирался в бункерном питателе в количестве 5 кг. Измельченный уголь выталкивался из бункера в распределительную камеру с помощью пневматического вибратора. Давление сжатого воздуха пневматического вибратора составляло 1,5 кг/см². Расход первичного сжатого воздуха составлял 60 л/мин, а давление составляло 1,6 кг/см². Расход вторичного сжатого воздуха составлял 130 л/мин. Из распределительной камеры смесь измельченного угля и воздуха направлялась в реактор печи. Расход потока угля при подаче, измеряемый с помощью микрометрического глубиномера, составлял 1,5 кг/ч.

Пример 2

Измельченный уголь собирался в бункерном питателе в количестве 5 кг. Измельченный уголь выталкивался из бункера в распределительную камеру с помощью пневматического вибратора. Давление сжатого воздуха пневматического вибратора составляло 1,8 кг/см². Расход первичного сжатого воздуха составлял 65 л/мин, а давление составляло 1,7 кг/см². Расход вторичного сжатого воздуха составлял 140 л/мин. Из распределительной камеры смесь измельченного угля и воздуха направлялась в реактор печи. Расход потока угля при подаче, измеряемый с помощью микрометрического глубиномера, составлял 2,0 кг/ч.

Пример 3

Измельченный уголь собирался в бункерном питателе в количестве 5 кг. Измельченный уголь выталкивался из бункера в распределительную камеру с помощью пневматического вибратора. Давление сжатого воздуха пневматического вибратора составляло 1,3 кг/см². Расход первичного сжатого воздуха составлял 50 л/мин, а давление составляло 1,3 кг/см². Расход вторичного сжатого воздуха составлял 123 л/мин. Из распределительной камеры смесь измельченного угля и воздуха направлялась в реактор печи. Расход потока угля при подаче, измеряемый с помощью микрометрического глубиномера, составлял 1,2 кг/ч.

Основные преимущества устройства согласно настоящему изобретению для подачи измельченного угля в печь следующие:

1. Система подачи обеспечивает постоянную и точную подачу.

2. Система для подачи легко управляется.

3. Система подачи обеспечивает легкое техническое обслуживание.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для подачи измельченного угля в печь содержит бункерный питатель, который содержит игольчатый клапан и микрометрический глубиномер, с помощью которого регулируется и измеряется расход при подаче, причем бункерный питатель снабжен на его наружной периферии пневматическим вибратором, бункерный питатель также снабжен в нижней части распределительной камерой, содержащей первичную и вторичную линии сжатого воздуха, при этом распределительная камера снабжена средствами для присоединения к реактору печи. Бункерный питатель выполнен из нереакционноспособного материала, например из нержавеющей стали. Игольчатый клапан состоит из частей для регулирования расхода подачи для регулирования расхода подачи посредством перемещения иглы в вертикальном направлении. По меньшей мере одно средство для регулирования расхода подачи содержит подвижный вал. Микрометрический глубиномер, с помощью которого измеряется расход подачи, соединен посредством подвижного вала с игольчатым клапаном. Пневматический вибратор снабжен средствами для регулирования сжатого воздуха для регулирования давления сжатого воздуха. Распределительная камера соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор печи. Распределительная камера соединена с нижней частью бункерного питателя и реактором печи посредством фланцевого соединения. Изобретение позволяет обеспечить регулируемый и измеряемый постоянно расход подачи измельченного угля в реактор печи. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для подачи измельченного угля в печь, содержащее бункерный питатель (1), который содержит игольчатый клапан (3) и микрометрический глубиномер (8), с помощью которого регулируется и измеряется расход при подаче, причем бункерный питатель (1) снабжен на его наружной периферии пневматическим вибратором (2), бункерный питатель (1) также снабжен в нижней части распределительной камерой (6), содержащей первичную (4) и вторичную (5) линии сжатого воздуха, при этом распределительная камера (6) снабжена средствами для присоединения к реактору (7) печи.2. Устройство по п.1, в котором бункерный питатель (1) выполнен из нереакционноспособного материала.3. Устройство по п.1, в котором бункерный питатель (1) выполнен из нержавеющей стали.4. Устройство по п.1, в котором игольчатый клапан (3) состоит из частей 3.1, 3.2 и 3.4 для регулирования расхода подачи для регулирования расхода подачи посредством перемещения иглы 3.3 в вертикальном направлении.5. Устройство по п.3, в котором, по меньшей мере, одно средство для регулирования расхода подачи содержит подвижный вал (3.2).6. Устройство по п.1, в котором микрометрический глубиномер (8), с помощью которого измеряется расход подачи, соединен посредством подвижного вала (3.2) с игольчатым клапаном (3).7. Устройство по п.1, в котором пневматический вибратор снабжен средствами для регулирования сжатого воздуха для регулирования давления сжатого воздуха.8. Устройство по п.1, в котором распределительная камера (6) соединяет нижнюю часть бункерного питателя и реактор (7) печи.9. Устройство по п.1, в котором распределительная камера (6) соединена с нижней частью бункерного питателя и реактором (7) печи посредством фланцевого соединения.