ВОРОНКА И МЕТОД ВЫРАВНИВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В НЕЙ Российский патент 2019 года по МПК B65D88/28 

Настоящее изобретение относится к способу выравнивания давления газа в воронке массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера, причем воронка массового потока оснащена как минимум одним предохранительным штуцером или одной внутренней воронкой. Изобретение также относится к соответствующей воронке массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера, оснащенного как минимум одним предохранительным штуцером или одной внутренней воронкой.

Для хранения сыпучих материалов используются бункеры. Бункеры заполняются сверху, а опорожнение происходит через отверстие в нижней части по необходимости, обычно путем гравитационного формирования выходного потока сыпучего материала. Разгрузка в основном производится на конвейерный элемент, такой как, к примеру, многошнековый конвейер со шнеками, по мере того, как отводится разгрузочное устройство, с помощью которого транспортируется сыпучий материал. В ходе опорожнения бункера геометрически и динамически сложные массовые потоки образуются в бункере в зависимости от его геометрии, высоты наполнения, насыпной плотности, а также типа и состава сыпучего материала. В отличие от опорожнения, которое происходит неконтролируемым образом, чтобы выровнять выходной поток сыпучего материала в плане скорости выходного потока на единицу времени (а также в плане диапазона колебаний таких параметров, как плотность, распределение частиц по размеру и пропорция смешивания), бункеры оснащаются относительно наклонными воронками в их нижней части. Даже в случае выходных участков воронкообразной формы могут появляться возмущения на выходе. В частности, образование мостиков из сыпучего материала, которые проходят через нижнюю выходную зону, блокируя поток, или валов, которые позволяют материалу проходить только в прямом вертикальном направлении, препятствует равномерному потоку сыпучего материала из бункера. При хранении мелкозернистых связных сыпучих материалов, во избежание возмущений на выходе зачастую используются средства пневматической разгрузки (см., например, документ DE 29900434 U1; и статью Дитмара Шульце «Основы и возможности оборудования для хранения сыпучих материалов», часть 5, в журнале «Сыпучие материалы. Информация об отрасли сыпучих материалов», №6, сентябрь 1994 г.). Как правило, воздух подается непрерывно с помощью вентиляционных элементов, находящихся в области воронки. Таким образом, трение о стенки сокращается, а сыпучий материал разрыхляется. Однако даже в таких естественно вентилируемых бункерах возникают проблемы с потоком материала и соответствующие возмущения на выходе, если сыпучий материал очень мелкий и проявляет тенденцию к образованию каналов, в которых материал движется на высокой скорости (что также называется «выстрелом»). В этом случае задутый воздух больше не проходит равномерно через сыпучий материал, могут происходить неконтролируемые «выстрелы», выходной поток сыпучего материала резко колеблется, и могут возникать проблемы с достижением полного опорожнения бункера, в частности, если бункеры имеют плоские днища.

Следовательно, воронки, используемые для крайне мелкозернистого сыпучего материала, являются воронками массового потока (без естественной вентиляции) (см. статью Дитмара Шульце «Порошкообразные и сыпучие материалы», Берлин/Гейдельберг, 2-е издание, 2009 г., главы 10-11). Образование массового потока во время разгрузки сыпучего материала из бункера, в котором все содержимое бункера приходит в движение, является гораздо менее проблематичным в плане возникновения возмущений потока, чем в случае воронкообразных потоков, когда сыпучий материал фактически проходит только по вертикальной осевой зоне, в то время как вокруг осевой зоны происходит образование так называемых «застойных зон» сыпучего материала, и сыпучий материал, по сути, не движется. В частности, осуществление воронки массового потока требует соответствующего наклона стенок воронки (приспособленного под тип сыпучего материала), который в этом случае сравнительно большой.

Тем не менее, как было отмечено выше, даже воронки или бункеры массового потока могут иметь возмущения на выходе. В особенности, может происходить явление «выстрелов», когда большие выходные потоки проходят неконтролируемым образом на высокой скорости, и их невозможно остановить даже с помощью сравнительно герметически закрывающихся разгрузочных устройств, таких как затворы элеваторного колеса и разгрузочные шнеки. Помимо времени выдерживания сыпучего материала в бункере после наполнения, время выдерживания слишком коротко для вентиляции, и помимо использования неравномерно отводящихся разгрузочных устройств, возникновение высокого отрицательного давления в воронке массового потока является конкретной причиной «выстрелов» в бункере массового потока. Отрицательное давление возникает из-за образования полости в области воронки, тем самым наружный воздух всасывается в бункер против выходного потока сыпучего материала. Если сыпучий материал поддается флюидизации, т.е. во время сквозного потока воздуха он легко переходит в состояние, подобное жидкости по свойствам текучести, время вентиляции сыпучего материала является недостаточным, и он немедленно «выстреливает» как жидкость из разгрузочного отверстия. Флюидизация происходит в случае, если сыпучие материалы крайне мелкозернистые и имеют низкую истинную плотность (плотность отдельной частицы); согласно классификации Гельдарта (Д. Гельдарт, статья «Типы флюидизации» в журнале «Порошковая технология», 7, (1973 г. ), с. 285-292), сюда входят сыпучие материалы классов А и С (в пределах А).

Возмущение потока в форме «выстрела» подобным образом возникает, когда в соответствии с концепцией «расширяющегося потока» (А.В. Дженике, «Хранение и поток сухих веществ», периодическое издание 123 Инженерно-технической испытательной станции Университета Юты, ред. 1964/1980) в бункерах комбинируется (предпочтительно в отношении высоты воронки с учетом воронок массового потока) изначально менее наклонный воронкообразный поток и наклонный массовый поток для соединения с последним в нижней части.

Следует подчеркнуть, что описанные возмущения потока могут возникать даже при наличии предохранительных штуцеров, которые по существу являются предпочтительными, или внутренних воронок. Предохранительные штуцеры, такие как предохранительные подкладки (например, описанные в DE 2253607 А) или осесимметричные тела вытеснения, находящиеся выше разгрузочного отверстия, осуществляют не только снижение давления, оказываемого на разгрузочные устройства или конвейерные элементы; в особенности, вертикальное давление на участке воронки, которое действует на сыпучие материалы и приводит к отвердеванию, также снижается. Кроме того, известно (см. статью Дитмара Шульце «Порошковые и сыпучие вещества», Берлин/Гейдельберг, 2-е издание, 2009 г., глава 11), что внутренние воронки устанавливаются в воронки бункера, которые имеют меньший наклон и поэтому по существу не способствуют массовому потоку, из-за чего участок потока затем расширяется и возникает эффект массового потока; эта концепция также известна как «binsert» (Дж.Р. Йоханссон, «Контроль формы потока в бункерах путем использования ввода», журнал «Обращение с сыпучими материалами», 2 (1982 г.), с. 495-498).

По этой причине целью изобретения является способ выравнивания давления газа в воронке массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера таким образом, чтобы «выстрел» выходного потока сыпучего материала, возникающий в результате возможного образования разности давлений, не происходил; кроме того, цель изобретения включает создание соответствующей воронки массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера с аппаратурой для выравнивания давления.

Цель настоящего изобретения достигается способом выравнивания давления газа в воронке массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера с признаками пункта 1 и использования воронки массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера с признаками пункта 7. Далее указаны полезные усовершенствования в зависимых пунктах для пункта 1 и в зависимых пунктах для пункта 7.

Изобретение предусматривает уменьшение разности давлений между давлением газа в сыпучем материале, находящегося в состоянии потока, и давлением газа с другой стороны или в верхнем пространстве бункера путем как минимум одного уравнительного трубопровода и подачей сжатого газа (предпочтительно воздуха) во внутреннюю часть воронки массового потока. Соответствующим методом для такой воронки массового потока по соответствующему изобретению обеспечивается как минимум один уравнительный трубопровод для уменьшения разности давлений между давлением газа в сыпучем материале, находящегося в состоянии потока, и давлением газа с внешней стороны или в верхнем пространстве бункера, а также как минимум одно сопло для подачи сжатого газа (предпочтительно воздуха) во внутреннюю часть воронки массового потока.

Исходя из предложения по настоящему изобретению, тенденции к образованию полостей, т.е. возникновению сильного отрицательного давления в области воронки массового потока и, следовательно, описанных выше причин «выстрелов» поддающегося флюидизации сыпучего материала, прежде всего, противодействует уравнительный трубопровод. Нижний открытый конец уравнительного трубопровода располагается в штуцерах (предохранительных штуцерах, внутренних воронках) в любом месте, из-за их геометрической, обычно сужающейся снизу и расширяющейся сверху, или воздухопроницаемой формы; предусматриваются заполненные воздухом или газом полости, которые главным образом не содержат сыпучие материалы. В случае («невыстрела») выходного потока сыпучего материала из бункера вместе с давлением газа в сыпучем материале и в штуцерах обеспечивается негативное давление по отношению к атмосферному давлению вне бункера, так как оно также действует в нижней части на разгрузочном отверстии. Другой верхний конец уравнительного трубопровода проводится через стенку в другую сторону бункера. В случае отрицательного давления газа в воронке массового потока, воздух, дополнительно для этого также предусматривается газ, отсасывается из этой части, в результате чего происходит снижение, в оптимальном варианте - выравнивание разности давлений газа между внутренней и внешней областями воронки. В случае альтернативной конструкции также допускается, чтобы верхний конец уравнительного трубопровода выходил в верхнее пространство бункера, которое не содержит сыпучие материалы, когда атмосферное давление имеет приоритет. Целесообразно могут также предоставляться несколько таких уравнительных трубопроводов.

Однако в зависимости от рабочего состояния бункера, в частности, в зависимости от высоты наполнения, плотности и типа сыпучего материала, а также от размера выходного отверстия, процесс выравнивания давления посредством уравнительного трубопровода может проходить очень медленно относительно скорости процесса увеличения отрицательного давления газа в воронке массового потока. В этом случае разность давлений просто уменьшается. Кроме того, при динамическом взаимодействии указанных процессов, может также происходить только локальное значительное уменьшение разности давлений, а именно в пространственной среде конца уравнительного трубопровода. Во избежание отрицательного давления, оказывающего неблагоприятное воздействие на поток сыпучего материала, давление газа в сыпучем материале в начале и на этапе выхода сыпучего материала должно быть задано достаточно быстро и равномерно во всей внутренней части воронки массового потока до давления окружающей среды снаружи бункера. В серии испытаний было продемонстрировано, что ускорение и стабилизация выравнивания давления могут быть достигнуты за счет того, что во взаимодействии для обеспечения как минимум одного уравнительного трубопровода, газ (предпочтительно воздух, в частности, по финансовым и экологическим соображениям) подается периодически или непрерывно посредством сопел во внутреннюю часть воронки массового потока, исключая при этом возникновение проблем с технологическим потоком, как в естественно вентилируемом бункере, в частности, по причине наличия меньшего количества воздуха. Для этой цели сопла предусмотрены на стенке воронки массового потока и/или на штуцерах (предохранительные штуцеры, внутренние воронки). В случае если подача сжатого воздуха в отдельные сопла регулируется отдельно, подача в местах или в плоскости максимального отрицательного давления газа в сыпучем материале может осуществляться целенаправленно с использованием соответствующего количества на единицу времени. Для железобетонного бункера с воронкой массового потока величина и пространственное распределение отрицательного давления, в частности, находятся под воздействием физических свойств сыпучего материала, размера выходного отверстия, конструкции разгрузочных элементов и объема выходного массового потока.

В случае если в воронке массового потока имеется как минимум один частично расширяющийся в нижней части предохранительный штуцер, например, предохранительная подкладка или осесимметричное тело вытеснения, полезное усовершенствование метода по настоящему изобретению обеспечивает измерение давления газа как минимум при помощи одного манометрического прибора, как минимум, в одном отдельном трубопроводе, который главным образом не содержит сыпучие материалы, и открывающемся во внутреннюю часть предохранительного штуцера, и, кроме того, расположение как минимум одного уравнительного трубопровода предусмотрено таким образом, чтобы нижний открытый конец заходил во внутреннюю часть предохранительного штуцера, при этом верхний конец, ведущий к внешней стороне или в верхнюю часть бункера, предпочтительно закрыт шлангом воздухопроницаемого фильтра. Такой шланг фильтра предотвращает попадание пыли в окружающую среду. Аналогичным образом, ориентация уравнительного трубопровода от внутренней стороны снизу до внешней стороны сверху ограничивает возможный выход небольшого количества материала. При измерениях давления, предпочтительно с помощью манометрических приборов, по меньшей мере, в нисходящих воздухопроницаемых направленных вверх трубопроводах, которые главным образом не содержат сыпучие материалы и специально установлены для этой цели, обеспечивается предоставление информации об условиях давления газа в области воронки массового потока. В частности, указанные трубопроводы расположены в области заполненных газом полостей предохранительных штуцеров, при этом наличие нескольких манометрических приборов или отдельных трубопроводов - распределенных не только по окружности, но и по соответствующей протяженности по вертикали - является предпочтительным для определения, которое основано на этом, относительно того, в какое место следует подавать определенное количество воздуха. С помощью соответствующих манометрических приборов давление газа также может быть определено в других местах в воронке массового потока, при этом, должна быть обеспечена защита манометрических приборов от давления и воздействия частиц сыпучего материала.

В случае если в воронке массового потока имеется внутренняя воронка в соответствии с концепцией «binsert», полезное усовершенствование воронки массового потока по настоящему изобретению предусматривает опору внутренней воронки на стенку воронки массового потока посредством как минимум одного вертикального канала предпочтительно с двойными стенками, сужающегося в верхней части и расширяющегося в нижней, который также оснащен как минимум одним манометрическим прибором предпочтительно как минимум с одной измерительной головкой для измерения давления газа как минимум в одном вертикальном канале; а также уравнительный трубопровод с верхним и нижним концами, в котором как минимум один нижний конец открыт и установлен как минимум один вертикальный канал, а верхний конец как минимум одного уравнительного трубопровода закрыт шлангом воздухопроницаемого фильтра и установлен с внешней стороны воронки массового потока или в верхней части бункера. Таким образом, метод по настоящему изобретению, применяемый в данном усовершенствовании, характеризуется, в частности, тем, что измерение давления газа происходит в полой внутренней части данного вертикального опорного канала. Как правило, для устойчивости несколько подобных вертикальных каналов симметрично устанавливаются по окружности воронок и, таким образом, при измерении давления в каждом канале определение давления улучшается за счет лучшего пространственного распределения. Аналогично способу, используемому с предохранительными штуцерами, в случае настоящего усовершенствования метода нижний конец уравнительного трубопровода заходит во внутреннюю часть вертикального канала, в котором установлены несколько уравнительных трубопроводов для нескольких каналов, также выгодно расположенных для равномерности процесса уравнивания давления.

С учетом количества сжатого воздуха, который будет подаваться, и продолжительности данного действия, усовершенствование изобретения обеспечивает контролируемую, прерывистую подачу. При наличии соответствующих эмпирических значений, полученных путем испытаний и предыдущей эксплуатации настоящей воронки массового потока, с учетом оптимального количества газа или воздуха, которое будет подано, а также схемы временных промежутков и, дополнительно, соответствующих мест подачи, настоящие параметры необходимо задавать разным образом посредством контроллера только эпизодически - как правило, только в случае изменения режима работы. Режим работы изменяется, в частности, при значительном изменении высоты наполнения и пропускной способности сыпучего материала и его типа, состава и физического состояния. В крайних случаях будет достаточно выравнивания давления посредством уравнительного трубопровода. Таким образом, метод по настоящему изобретению, применяемый в данном усовершенствовании, характеризуется прерывистой подачей сжатого газа (предпочтительно воздуха) во внутреннюю часть воронки массового потока. Кроме того, посредством измерения давления газа в сыпучем материале, находящемся в состоянии потока через определенные промежутки времени (например, в случае изменения рабочего режима ввиду изменения высоты наполнения и пропускной способности сыпучего материала), а также посредством контроля подачи сжатого газа или воздуха устройством управления, количество сжатого газа или воздуха, продолжительность отдельного интервала подачи и время между интервалами относительно измеряемого значения давления газа, а также режим работы контролируются для предотвращения флюидизации сыпучего материала, чтобы предыдущие определенные отрицательные значения давления не были ниже по сравнению с дальнейшим ходом работы. Манометрические приборы в настоящем изобретении обеспечивают безопасность и успешный мониторинг работы при быстром и равномерном уравнивании давления с давлением окружающей среды.

Альтернативой контролю процесса подачи является установка контура управления. В данном полезном усовершенствовании изобретения способ, предложенный в настоящем изобретении для выравнивания давления газа в воронке массового потока, с помощью которого мелкозернистый, поддающийся флюидизации материал разгружается из бункера, характеризуется непрерывным измерением давления газа в сыпучем материале, который находится в состоянии потока, и управлением давлением газа в сыпучем материале, который находится в состоянии потока, посредством контура управления, с давлением газа в качестве регулирующей переменной, и вводимым объемным потоком сжатого газа, предпочтительно сжатого воздуха, чей объемный поток может регулироваться как минимум одним клапаном, в качестве регулируемой переменной, причем искомое значение давления газа устанавливается между верхним предельным значением, ниже которого выравнивание отрицательного давления во внутренней части воронки массового потока только с помощью уравнительного трубопровода больше не происходит в достаточной степени быстро и равномерно, и нижним предельным значением, ниже которого происходит флюидизация сыпучего материала вследствие сравнительно большого отрицательного давления, при этом давление газа регулируется таким образом, чтобы оно никогда не достигало нижнего предельного значения. Это обеспечивает достаточное выравнивание давления путем регулируемой подачи без возникновения даже небольшого критического отрицательного давления, при котором существует риск «выстрела» сыпучего материала. Предпочтительно, регулятор оснащен дисплеем и устройством записи условий давления газа в воронке массового потока. В редких случаях, если в воронке массового потока возникает относительное положительное давление, контур управления выполняется таким образом, чтобы подача сжатого воздуха не происходила. Выравнивание давление осуществляется с помощью уравнительного трубопровода.

Соответствующее полезное усовершенствование воронки массового потока по настоящему изобретению предусматривает, что на стенке воронки массового потока и/или предохранительном штуцере, или на внутренней воронке устанавливается как минимум одно сопло для подачи сжатого газа, предпочтительно сжатого воздуха, во внутреннюю часть воронки массового потока, и как минимум один клапан устанавливается в каждом сопле для регулировки подачи сжатого воздуха в сопло, причем давление газа в сыпучем материале, который находится в состоянии потока, в качестве регулирующей переменной и вводимый объемный поток сжатого газа в качестве регулируемой переменной включены в контур управления.

В полезном усовершенствовании изобретения способ по настоящему изобретению характеризуется подачей сжатого газа, предпочтительно сжатого воздуха, во внутреннюю часть воронки массового потока посредством множества сопел, причем сопла распределены по стенке воронки массового потока на разной высоте по окружности и/или находятся как минимум на одном предохранительном штуцере или одной внутренней воронке, при этом подача сжатого воздуха в сопла может регулироваться отдельно клапанами на каждом сопле. Таким образом, гарантируется, что в случае управления разомкнутым и замкнутым контуром при предпочтительной подаче в диапазоне наибольшего отрицательного давления будет происходить ускоренное и равномерное выравнивание давления.

Данное изобретение более подробно объяснено со ссылкой на следующие рисунки, где:

фиг. 1 воронка массового потока по настоящему изобретению в поперечном сечении согласно варианту осуществления с предохранительной подкладкой и бункером в соответствии с концепцией «расширяющегося потока»;

фиг. 2 компоновка по фиг. 2, повернутая на 90° на рисунке, с показанными дилатансионными связками;

фиг. 3 воронка массового потока по настоящему изобретению в поперечном сечении согласно варианту осуществления с внутренней воронкой;

фиг. 4 схематическое поперечное сечение по варианту осуществления. на фиг. 3 по горизонтальной плоскости А-А.

На фиг. 1 показан пример решения по настоящему изобретению для выравнивания давления в воронке массового потока 1. Бункер спроектирован в соответствии с концепцией расширяющегося потока, в котором только нижняя часть выполнена в виде воронки массового потока 1. Многошнековый конвейер 2 с четырьмя параллельными разгрузочными шнеками выбран в качестве разгрузочного устройства для бункера. Над многошнековым конвейером устанавливается предохранительная подкладка 3 с треугольным поперечным сечением для сброса давления на шнеках. В выходном участке шнеки представлены конвейерными шнеками 4 с нарастающим шагом. Таким образом, как известно, (мелкозернистый, поддающийся флюидизации) сыпучий материал равномерно отводится по всей длине подачи шнеков.

В соответствии с настоящим изобретением, расширяющийся книзу уравнительный трубопровод 5 вводится в предохранительную подкладку 3 поперечно в осевом направлении шнеков. Уравнительный трубопровод 5 направлен наклонно вверх (обычно на несколько метров), следовательно, когда сыпучий материал входит в уравнительный трубопровод 5 в результате положительного давления в области воронки, относительно большие количества материала не могут выйти наружу. Кроме того, как показано на рисунке, уравнительный трубопровод 5 может закрываться в верхней части шлангом воздухопроницаемого фильтра 6, чтобы предотвратить выход пыли наружу. Чистый воздух обычно всасывается в воронку массового потока 1 через шланг фильтра, так как при выходе сыпучего материала из воронки массового потока 1 возникает отрицательное давление.

Положительное давление возможно только в случае «выстрела».

Давление газа по настоящему изобретению измеряется в районе воронки с помощью манометрического прибора 7. Если измеряемое давление падает ниже определенного значения, в воронку массового потока 1 подается небольшое количество сжатого воздуха через одно или несколько сопел 8, прикрепленных к стенке воронки или предохранительной подкладке 3. Сопла 8 установлены по окружности на разной высоте и, таким образом, воздух подается в область самого низкого давления равномерно.

По достижении определенного значения отрицательного давления подача воздуха в воронку массового потока 1 происходит регулярно или, дополнительно, в заданные программируемые временные промежутки. Воздух или другой подходящий газ подается посредством максимального открытия клапана 9 при любом расходе до тех пор, пока давление газа внутри не сравняется с давлением окружающей среды снаружи. Если давление не измеряется непрерывно, как в случае управления замкнутым контуром, измерение давления газа необходимо провести один или несколько раз как минимум при пуске или во время работы, чтобы определить интервал для включения сопел и продолжительность подачи газа.

На фиг. 2 изображена компоновка бункера согласно фиг. 1 в виде сбоку таким образом, чтобы можно было рассмотреть треугольное поперечное сечение предохранительной подкладки 3 и уравнительного трубопровода 5. Кроме того, изображены так называемые дилатансионные связки 10, зачастую возникающие при выпуске. Дилатансионные связки 10 - зоны пониженной насыпной плотности по сравнению с зонами между ними. Это происходит из-за того, что сыпучий материал не выходит из воронки равномерным потоком, схожим с жидкостью, а скорее сдвигается порциями по поверхностям сдвига. Между указанными поверхностями попадаются разрывы, в результате которых в зоне сдвига происходит повышенное расширение (дилатансия). Такое расширение приводит к помповому действию, т.е. сыпучий материал движется быстрее, чем может подаваться из верхней части бункера. Этот эффект только усиливается с возрастанием выходного массового потока. Следовательно, при превышении критического показателя выходного массового потока может образоваться обратный поток газа, который приведет к флюидизации мелкозернистого сыпучего материала и, в результате, к неконтролируемым выстрелам. Посредством измерений по настоящему изобретательскому предложению по уравниванию давления газа отрицательное давление в районе воронки можно рассеять, предотвратив, таким образом, поток газа, обратный потоку сыпучего материала.

Как показано на рисунке, в случае бункера, выполненного в соответствии с правилами расширяющегося потока, т.е. бункера с двумя воронками с разным наклоном, нижняя воронка которого - воронка массового потока 1, дилатансионные связки 10 расширяются в сторону вертикальной части бункера. Таким образом, застойные зоны 12 возникают в верхней воронке 11 и в зоне перехода из верхней воронки 11 в вертикальную часть. Сыпучий материал над застойными зонами движется практически с одинаковой скоростью в виде пробкообразного потока 13 над поперечным разрезом бункера. Если при недостатке уровня наполнения наклонные части опускаются вдоль застойных зон, может возникать положительное давление газа. В таком случае посредством управления замкнутым контуром подача воздуха через сопла 8 не осуществляется.

На фиг. 3 и связанном с ним поперечном разрезе на фиг. 4 изображен примерный вариант осуществления изобретения, в котором вместо предохранительной подкладки 3 установлена внутренняя воронка 14. В настоящей концепции, известной как «binsert», зона потока в воронке и, следовательно, эффект массового потока достигаются даже с помощью воронок с меньшим наклоном β>α. Внутренняя воронка 14 по настоящему изобретению опирается на вертикальные каналы 15 с двойной стенкой. Каналы 15 расширяются в нижней части и сужаются в верхней. В свою очередь, в один или несколько каналов 15 входят уравнительные трубопроводы 5 для сброса давления. Уравнительный трубопровод 5 направляется в верхнюю часть бункера или может быть подсоединен снаружи.

Измерение давления газа по настоящему изобретению выполняется с помощью измерительной головки 7 в одном или нескольких вертикальных каналах 15, поддерживающих внутреннюю воронку 14. Также в настоящем варианте осуществления изобретения для существенного уравнивания давления по всему поперечному разрезу воронки массового потока 1 в дополнение к всосанному воздуху окружающей среды через сопла 8 подается сжатый воздух. Сопла 8 могут быть установлены как на внешней стенке внешней воронки массового потока 1, так и на внутренней воронке 14.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 Воронка массового потока

2 Многошнековый конвейер

3 Предохранительная подкладка

4 Шнек

5 Уравнительный трубопровод

6 Шланг фильтра

7 Манометрический прибор

8 Сопло

9 Клапан

10 Дилатансионная связка

11 Верхняя воронка

12 Застойная зона

13 Пробкообразный поток

14 Внутренняя воронка

15 Вертикальный канал

PIRC Регулятор давления с функцией записи и отображения.

Изобретение относится к способу выравнивания давления газа в воронке массового потока (1) для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера и соответствующей воронке (1), причем воронка массового потока (1) оснащена как минимум одним предохранительным штуцером (3) или одной внутренней воронкой (14). Изобретение предусматривает уменьшение разности давлений между давлением газа в сыпучем материале, находящегося в состоянии потока, и давлением газа с другой стороны или в верхнем пространстве бункера путем как минимум одного уравнительного трубопровода (5) и подачей сжатого газа (предпочтительно сжатого воздуха) во внутреннюю часть воронки массового потока (1) через как минимум одно сопло (8). Это обеспечивает более быстрое и более плавное выравнивание давления газа между давлением газа в сыпучем материале и атмосферным давлением, что предотвращает флюидизацию и разгрузку сыпучего материала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ выравнивания давления газа в воронке массового потока (1) для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера, в котором воронка массового потока (1) оснащена как минимум одним предохранительным штуцером (3) или одной внутренней воронкой (14),

отличающийся тем, что

- уменьшают разность давлений между давлением газа в сыпучем материале, находящемся в состоянии потока, и давлением газа с другой стороны или в верхнем пространстве бункера путем как минимум одного уравнительного трубопровода (5) и

- подают сжатый газ (предпочтительно, сжатый воздух) во внутреннюю часть воронки массового потока (1);

- измеряют давление газа как минимум при помощи одного манометрического прибора (7) как минимум в одном отдельном трубопроводе, который главным образом не содержит сыпучие материалы, и открывающемся во внутреннюю часть предохранительного штуцера (3), и

- располагают как минимум один уравнительный трубопровод (5) таким образом, чтобы нижний открытый конец заходил во внутреннюю часть предохранительного штуцера (3), при этом верхний конец, ведущий к внешней стороне или в верхнюю часть бункера, предпочтительно закрыт шлангом воздухопроницаемого фильтра (6).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воронка массового потока (1) оснащена как минимум одной внутренней воронкой (14) с опорой на стенку воронки массового потока (1) посредством как минимум одного вертикального канала предпочтительно с двойными стенками, сужающегося в верхней части и расширяющегося в нижней (15), при этом дополнительно

- измеряют давление газа как минимум при помощи одного манометрического прибора (7) как минимум в одном вертикальном канале (15) и

- располагают как минимум один уравнительный трубопровод (5) таким образом, чтобы нижний открытый конец заходил как минимум в один вертикальный канал (15), при этом верхний конец, ведущий к внешней стороне или в верхнюю часть бункера, закрыт предпочтительно шлангом воздухопроницаемого фильтра (6).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что

- периодически подают сжатый газ (предпочтительно, воздух) во внутреннюю часть воронки массового потока (1),

- измеряют давление газа в сыпучем материале, находящемся в состоянии потока через определенные промежутки времени (например, в случае изменения рабочего режима ввиду изменения высоты наполнения и пропускной способности сыпучего материала) и

- контролируют подачу сжатого газа или сжатого воздуха устройством управления,

при этом количество сжатого газа или сжатого воздуха, продолжительность отдельного интервала подачи и время между интервалами относительно измеряемого значения давления газа, а также режим работы контролируют для предотвращения флюидизации сыпучего материала, чтобы предыдущие определенные отрицательные значения давления не были ниже по сравнению с дальнейшим ходом работы.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что непрерывно измеряют давление газа в сыпучем материале, находящемся в состоянии потока, и регулируют давления газа в сыпучем материале, находящемся в состоянии потока в контуре управления вместе с давлением газа, в качестве регулирующей переменной и вводимый объемный поток сжатого газа (предпочтительно сжатого воздуха), объемный поток которого может регулироваться как минимум одним клапаном (9) в качестве регулируемой переменной,

- при этом искомое значение давления газа устанавливают между верхним предельным значением, ниже которого выравнивание отрицательного давления во внутренней части воронки массового потока (1) только с помощью уравнительного трубопровода (5) больше не происходит в достаточной степени быстро и равномерно, и нижним предельным значением, ниже которого происходит флюидизация сыпучего материала вследствие сравнительно большого отрицательного давления, и

- давление газа регулируют таким образом, чтобы оно никогда не достигало нижнего предельного значения.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что

подают сжатый газ, предпочтительно сжатый воздух, во внутреннюю часть воронки массового потока (1) посредством множества сопел (8),

- причем сопла (8) распределены по стенке воронки массового потока (1) на разной высоте по окружности и/или находятся как минимум на одном предохранительном штуцере (3) или одной внутренней воронке (14),

- при этом подача сжатого воздуха в сопла (8) может регулироваться отдельно клапанами (9) на каждом сопле (8).

6. Воронка массового потока для разгрузки мелкозернистого, поддающегося флюидизации сыпучего материала из бункера, включающая как минимум один предохранительный штуцер (3) или одну внутреннюю воронку (14),

отличающаяся тем, что снабжена

- как минимум одним уравнительным трубопроводом (5) для уменьшения разности давлений между давлением газа в сыпучем материале, находящегося в состоянии потока, и давлением газа с внешней стороны или в верхнем пространстве бункера, а также

- как минимум одним соплом (8) для подачи сжатого газа (предпочтительно воздуха) во внутреннюю часть воронки массового потока (1);

- как минимум одним частично расширяющимся в нижней части предохранительным штуцером (3), например, предохранительной подкладкой (3) или осесимметричным телом вытеснения.

7. Воронка по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит как минимум один как минимум частично расширяющийся в нижней части предохранительный штуцер (3), например предохранительную подкладку (3) или осесимметричное тело вытеснения,

- как минимум один манометрический прибор (7), как минимум с одной измерительной головкой для измерения давления газа как минимум в одном отдельном трубопроводе, который главным образом не содержит сыпучие материалы, и открывающемся во внутреннюю часть предохранительного штуцера (3) и

- как минимум один уравнительный трубопровод (5), включающий нижний и верхний концы,

- причем нижний конец как минимум одного уравнительного трубопровода (5) открыт и расположен во внутренней части предохранительного штуцера (3),

- при этом верхний конец как минимум одного уравнительного трубопровода (5) закрыт шлангом воздухопроницаемого фильтра (6) и расположен с внешней стороны воронки массового потока (1) или в верхнем пространстве бункера.

8. Воронка по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит как минимум одну внутреннюю воронку (14),

- внутренняя воронка (14) опирается на стенку воронки массового потока (1) посредством как минимум одного вертикального канала (15) предпочтительно с двойными стенками, сужающегося в верхней части и расширяющегося в нижней,

- предусмотрен один манометрический прибор (7) как минимум с одной измерительной головкой для измерения давления газа как минимум в одном вертикальном канале (15), а также

- уравнительный трубопровод (5), включающий нижний и верхний концы,

- причем нижний конец как минимум одного уравнительного трубопровода (5) открыт и расположен как минимум в одном вертикальном канале (15),

- при этом верхний конец как минимум одного уравнительного трубопровода (5) закрыт шлангом воздухопроницаемого фильтра (6) и расположен с внешней стороны воронки массового потока (1) или в верхнем пространстве бункера.

9. Воронка по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что на стенке воронки массового потока (1) и/или предохранительном штуцере (3), или на внутренней воронке (14) установлено как минимум одно сопло (8) для подачи сжатого газа, предпочтительно сжатого воздуха, во внутреннюю часть воронки массового потока, и как минимум один клапан (9) устанавливается в каждом сопле (8) для регулировки подачи сжатого воздуха в сопло (8), причем давление газа в сыпучем материале, который находится в состоянии потока, в качестве регулирующей переменной и вводимый объемный поток сжатого газа в качестве регулируемой переменной включены в контур управления.