ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА В МАТЕРИАЛОПРОВОД ВСАСЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2008 года по МПК B65G53/40 

Изобретение относится к трубопроводному пневмотранспорту сыпучих материалов и может найти применение, например, в сельском хозяйстве при транспортировании зерна в бункер, применяя его в качестве загрузочного устройства, вместо винтового шнека, для системы всасывающего типа.

Известно устройство для ввода сыпучего материла в горизонтальный трубопровод нагнетательной пневмотранспортной установки, содержащее смесительную камеру с подводящим воздухопроводом, а в камере установлена с возможностью регулирования угла наклона рама, на которой закреплены лотки, имеющие форму синусоидальных дуг и расположены последовательно вдоль смесительной камеры с образованием между смежными из них конфузорно-диффузорного зазора (Паринов В.Ф., Грек А.И. и Дыняк А.И., авт. свид. №737327, по кл. В65G 53/40, опубл. 30.05.80. Б., №20).

Особенностью известного устройства является образование нижними кромками лотков с нижней стенкой смесительной камеры, конфузор, вследствие чего в области ввода материала происходят постепенное нарастание скорости воздуха и резкое увеличение статического сопротивления. Однако упомянутое известное устройство не обладает высокой эффективностью, потому что из-за нарастающего статического сопротивления часть воздуха вынуждена выходить вверх через конфузорно-диффузорные зазоры, забирая с собой часть вводимого материла, при этом выбивание воздуха препятствует свободному движению материла по криволинейной поверхности лотков.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по своему назначению, технической сущности и достигаемому техническому результату является авт. свид. на изобретение "Устройство для ввода сыпучего материала в транспортный трубопровод нагнетательной пневмотранспортной установки" №874532, автор Паринов В.Ф., по классу В65G 53/40, опубл. 23.10.1981, Б., №39, содержащее отражательный козырек, консольно закрепленный в подводящем воздухопроводе, свободная консоль которого расположена под первым лотком на расстоянии от его нижней кромки, равном 10...100 мм, а отводящий материалопровод имеет в поперечном сечении форму эллипса, меньшая ось которого равна диаметру отводящего материалопровода, проведенная к нижним кромкам лотков образует угол подъема в направлении транспортирования, равный 13÷15°, а между боковыми стенками смесительной камеры и торцами лотков образованы сквозные щели.

Устройство для ввода сыпучего материла в материалопровод можно эффективно использовать только в нагнетательных установках. Отражательный козырек и его свободная консоль имеют возможность регулировать скорость воздушного потока и устанавливать длину смесительной камеры.

Использование известного устройства в пневмосистеме всасывающего типа не обеспечит равномерного поступления материала по всей длине смесительной камеры из-за разности разряжений, возникающих в конфузорно-диффузорных зазорах от первого лотка до последнего. У последних лотков смесительной камеры, перед входом в отводящий материалопровод, количество воздуха поступает в камеру в несколько раз больше, чем у лотков в начале смесительной камеры.

Происходит это из-за возникающих сопротивлений, которые вызывают нижние свободные консоли лотков, образующие, при процессе всасывания, конфузор с дном смесительной камеры, если рассматривать расположение загрузочного устройства относительно вентилятора, потому что процесс всасывания является обратной стороной процесса нагнетания, где максимальный вакуум находится в местах разгрузки, а минимальный у первого лотка смесительной камеры. В результате начальное движение сыпучего материала у первых лотков происходит неустойчиво, что приводит его к выпаданию на дно смесительной камеры, а в дальнейшем к закупорке материалопровода.

В основу изобретения поставлена задача создать загрузочное устройство, обеспечивающее повышенную производительность и надежное поступление сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы и обладающее способностью в использовании его с высокой эффективностью в нагнетательных, нагнетательно-всасывающих и всасывающе-нагнетательных кольцевых системах.

Заявляемое загрузочное устройство обеспечивает повышенную производительность и надежное поступление сыпучего материла в материалопровод всасывающей системы и обладает способностью в использовании с высокой эффективностью в других пневмосистемах различных типов.

Загрузочное устройство содержит ρ-образные лотки, расположенные на раме в ряд, образуя между собой конфузорно-диффузорные зазоры, а на входе в смесительную камеру установлен отражательный козырек, выполненный в виде дуги и консоль которого расположена ниже кромки первого лотка и воздуховодов, причем дуга отражательного козырька изготовлена с радиусом закругления от 2 до 3 диаметров воздухопровода, консоль отражательного козырька образована половиной его дуги, а конец другой половины дуги находится между винтовыми фиксаторами на уровне средней части смесительной камеры, с размещением консоли отражательного козырька с его кромкой с возможностью перекрытия заданного количества лотков в начале смесительной камеры, причем часть второй половины дуги расположена в полости подводящего воздухопровода и помещена в эластичных направляющих в стенке воздухопровода, кромка консоли отражательного козырька расположена ниже осевой линии материалопровода, а рама контактирует с обеими торцевыми стенками камеры, имеющими вертикальные пазы и фиксаторы для ее установки.

Заявляемое загрузочное устройство для ввода сыпучего материла в материалопровод всасывающей системы имеет следующие общие с наиболее близким аналогом (прототипом) признаки:

1. Лотки выполнены ρ-образными по форме.

2. Расположены лотки на раме в ряд, образуя конфузорно-диффузорные зазоры.

3. Рама с лотками и боковые стенки материалопровода образуют смесительную камеру.

4. Отражательный козырек выполнен в виде дуги.

5. Консоль отражательного козырька расположена ниже кромки первого лотка.

6. Смесительная камера соединена с подводящим воздухопроводом.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого загрузочного устройства, обеспечивающими совместно с их общими признаками получение указанного технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются:

1. Дуга отражательного козырька выполнена с радиусом закругления от 2 до 3 диаметров воздухопровода.

2. Консоль отражательного козырька образована половиной его дуги.

3. Конец другой половины дуги отражательного козырька находится между винтовыми фиксаторами.

4. Фиксаторы смонтированы на уровне средней части смесительной камеры.

5. Консоль отражательного козырька с его кромкой размещена с возможностью перекрытия заданного количества лотков в начале смесительной камеры.

6. Часть второй половины дуги расположена в полости подводящего воздухопровода.

7. Дуга помещена в эластичных направляющих в стенке воздухопровода.

8. Кромка консоли отражательного козырька расположена ниже осевой линии материалопровода.

9. Рама контактирует с обеими торцевыми стенками камеры.

10. Стенки камеры имеют вертикальные пазы и фиксаторы для установки рамы.

Снабжение загрузочного устройства отражательным козырьком, выполненного в виде дуги с радиусом закругления от 2 до 3 диаметров воздухопровода, где консоль отражательного козырька образована половиной его дуги, а конец другой половины дуги отражательного козырька находится между винтовыми фиксаторами на уровне средней части смесительной камеры с размещением консоли отражательного козырька с его кромкой с возможностью перекрытия заданного количества лотков в начале смесительной камеры, причем часть второй половины дуги расположена в полости подводящего воздухопровода и помещена в эластичных направляющих в стенке воздухопровода, кромка консоли отражательного козырька расположена ниже осевой линии материалопровода, а рама контактирует с обеими торцевыми стенками камеры, имеющими вертикальные пазы и фиксаторы для ее установки, позволило повысить производительность, обеспечить надежное поступление сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы и использовать его с высокой эффективностью в нагнетальных и нагнетательно-всасывающих системах.

На фиг.1 изображено заявленное загрузочное устройство для ввода сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы (вид сверху), на фиг.2 изображено заявленное загрузочное устройство для ввода сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы (сечение АА фиг.1). На фиг.3 изображено заявленное загрузочное устройство для ввода сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы (сечение ББ увеличено фиг.1). На фиг.4 изображено заявленное загрузочное устройство для ввода сыпучего материала в материалопровод всасывающей системы (узел I фиг.2).

Заявленное загрузочное устройство для ввода сыпучего материала в материалопровод всасывающей установки содержит подводящий воздухопровод 1 и фиксаторы 2, которые фиксируют раму 3 после ее установки в боковых образующих 8, образуя смесительную камеру. На раме 3 установлены ρ-образные лотки 4 в ряд, где между каждой парой лотков получены конфузорно-диффузорные зазоры 5. Материал поступает в смесительную камеру с помощью боковых направляющих 6, а далее перемещается по отводящему материалопроводу 7. Винты 9 и их упорные гайки 14 удерживают отражательный козырек 10 в заданном положении. Кромка отражательного козырька 11 находится между осевой линией материалопровода и его дном 15.

Второй конец козырька помещен в эластичных направляющих 12. Для регулировки положения рамы в смесительной камере на ее торцевых стенках выполнены вертикальные пазы 13.

Заявленное изобретение осуществляется с реализацией указанного назначения и с достижением технического результата следующим образом.

Для использования заявленного загрузочного устройства для всасывающей системы рама 3 с лотками 4 устанавливается параллельно дна 15 материалопровода или углом подъема не более 3...5° в зависимости от длины смесительной камеры и вида транспортируемого материала.

Для этого используют фиксаторы 2 и вертикальные пазы 13. С помощью винтов 9, упорных гаек 14 и эластичных направляющих 12 устанавливаются консоль 10 отражательного козырька и его кромка 11. В результате перекрывается заданное количество первых лотков 4 в начале смесительной камеры и вместе с этим регулируется высота расположения кромки козырька 11 в смесительной камере. На основе этого более трети объема смесительной камеры разделяется на две полости верхнюю и нижнюю. Верхняя полость находится над отражательным козырьком, а нижняя располагается под ним и ограничена снизу дном 15 материалопровода. Кромка 11 отражательного козырька устанавливается на расстоянии от дна 15 смесительной камеры, равным от до диаметра материалопровода, в зависимости от угла подъема рамы с лотками и длины смесительной камеры. За счет вакуума, создаваемого вентилятором, воздух перемещается в отводящий материалопровод 7 через смесительную камеру, куда он поступает двумя потоками (частями) через отражательный козырек 10 подводящего воздухопровода 1 и конфузорно-диффузорные зазоры 5.

Движение воздушного потока под отражательным козырьком, имеющего радиус закругления дуги от 2 до 3 диаметров воздухопровода, сопровождается его плавным сжатием, что вызывает снижение сопротивления в этой области. Это оказывает существенное влияние на величину вакуума в верхней части смесительной камеры за счет регулирования высоты расположения кромки отражательного козырька над дном материалопровода и числа лотков рамы, перекрываемых его консолью, которое объясняется следующим:

- во-первых, сопротивление под отражательным козырьком способствует проникновению вакуума в верхнюю часть смесительной камеры по всей ее длине от входного окна отводящего материалопровода 7 до первого лотка подводящего воздухопровода 1;

- во-вторых, сжатая струя воздушного потока при выходе из-под кромки 11 отражательного козырька приобретает максимальную скорость движения, что можно сравнить с принципом струйного насоса. В результате в области кромки 11 отражательного козырька 10 возникает давление ниже атмосферного, что способствует увеличению вакуума в верхней полости над отражательным козырьком.

Это позволяет осуществлять перемещение двух потоков, верхнего из конфузорно-диффузорных зазоров, а нижнюю из-под кромки 11 отражательного козырька, параллельно друг друга. Оба потока перемещаются с ускорением, взаимодействуя между собой, что помогает им поступать однородной воздушной массой в отводящий материалопровод 7. Так как оба потока ускоряются от первого лотка до последнего, то и величина вакуума в каждом конфузорно-диффузорном зазоре увеличивается по той же зависимости. Это происходит за счет внутреннего трения воздушной среды и трения воздушного потока о стенки смесительной камеры и лотки, потому что длина смесительной камеры загрузочного устройства заявленного изобретения превосходит диаметр материалопровода более чем в 6...8 раз.

Однако это явление оказывает влияние на улучшение формирования аэросмеси при входе ее в отводящий материалопровод. Обусловлено оно тем, что наличие разного по величине вакуума в конфузорно-диффузорных зазорах между лотками, увеличивающегося от первого до последнего, позволяет получать в такой же последовательности увеличение скорости отрыва частиц от консолей лотков. Вакуум у последних лотков перед входом в отводящий материалопровод несколько выше, чем у первых лотков, как упоминалось ранее, у них пропорционально этому выше скорость отрыва частиц от консолей лотков, аэросмесь является более насыщенной и достигает больших концентраций. В результате аэросмесь у последних лотков перемещается в верхних слоях воздушного потока выше осевой линии материалопровода, а аэросмесь первых лотков движется в области осевой линии и ниже ближе к нижней стенке материалопровода. Отсюда следует, что в смесительную камеру не весь материал поступает одновременно. Процесс ввода материала как бы растягивается вдоль смесительной камеры с нарастающей интенсивностью. У последних лотков ввод сыпучего материала осуществляется с большей интенсивностью, чем у первых лотков, причем траектория движения аэросмеси происходит послойно в поперечном сечении смесительной камеры. Это помогает получать однородную аэросмесь во взвешенном состоянии при входе ее в отводящий материалопровод.

При поступлении сыпучего материала в загрузочное устройство весь его поток с шириной более 1000 мм разбивается на мелкие струйки (малые потоки). Сыпучий материал каждой струйки движется по криволинейной поверхности лотка рассредоточено без внутреннего трения и сводообразования. Такое движение сыпучего материала способствует ускорению, а наличие вакуума в конфузорно-диффузорных зазорах увеличивает его в 2...3 раза. В результате частицы материала при отрыве от кромки лотка приобретают значительную начальную скорость движения, которая по величине близка к скорости движения частиц в конце разгонного участка.

Это снизит потери давлений, затрачиваемые на пневмотранспортировку сыпучего материала, увеличит производительность пневмосистемы на 30...35% и уменьшит удельную энергоемкость.

Изобретение относится к трубопроводному пневмотранспорту сыпучих материалов и может найти применение, например, в сельском хозяйстве при транспортировании зерна в бункер для системы всасывающего типа. Устройство содержит смесительную камеру, где расположена рама с ρ-образными лотками, установленные на ней в ряд. На входе в смесительную камеру имеется отражательный козырек с радиусом закругления от 2 до 3 диаметров воздухопровода и половина его дуги представляет собой консоль, кромка которой расположена ниже осевой линии материалопровода, перекрывая заданный ряд лотков. Конец другой половины козырька находится между винтовыми фиксаторами на уровне средней части смесительной камеры, где часть второй половины дуги расположена в полости подводящего воздухопровода и помещена в эластичные направляющие в стенке воздухопровода. Упомянутая рама контактирует с обеими торцевыми стенками камеры, имеющими вертикальные пазы и фиксаторы для ее установки. Изобретение обеспечивает повышение производительности и надежности процесса загрузки сыпучего материала. 4 ил.

Загрузочное устройство для ввода сыпучего материла в материалопровод всасывающей системы, включающее ρ-образные лотки, расположенные на раме в ряд, образуя между собой конфузорно-диффузорные зазоры, смесительную камеру, отражательный козырек, выполненный в виде дуги, и консоль которого расположена ниже кромки первого лотка, и воздухопровод, отличающееся тем, что дуга отражательного козырька выполнена с радиусом закругления от 2 до 3 диаметров воздухопровода, консоль отражательного козырька образована половиной его дуги, а конец другой половины дуги отражательного козырька находится между винтовыми фиксаторами на уровне средней части смесительной камеры с размещением упомянутой консоли отражательного козырька с его кромкой с возможностью перекрытия заданного количества лотков в начале смесительной камеры, причем часть другой половины дуги расположена в полости подводящего воздухопровода и помещена в эластичных направляющих в стенке воздухопровода, кромка консоли отражательного козырька расположена ниже осевой линии материалопровода, а рама контактирует с обеими торцевыми стенками камеры, имеющими вертикальные пазы и фиксаторы для ее установки.