Колено трубопровода для пневмотранспорта сыпучих материалов Советский патент 1984 года по МПК B65G53/52 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к коленам трубопровода для пневмотранспорта сыпучих материалов.

Известно колено трубопровода для пневмотранспорта сыпучих материалов, содержащее изогнутую с переменным радиусом кривизны под УГЛОМ 90° трубу 1.

Однако данное колено быстро изнашивается при транспортировании абразивных материалов. Это объясняется тем, что при указанных конструктивных параметрах частицы, входящие в поворот около внутренней стенки, ударяются о противоположную стенку при углах атаки от О до 65°, образуя зону износа. При этом на участке колена, в области которого частицы имеют угол атаки 25-30°, образуется раковина с последующим развитием до сквозного отверстия. Срок службы известного колена определяется развитием локального износа.

Целью изобретения является повыщение срока службы колена за счет равномерного распределения износа по длине колена.

Цель достигается тем, что в колене трубопровода для пневмотранспорта сыпучих материалов, содержащем изогнутую с переменным радиусом кривизны трубу, последняя на начально.м участке, расположенном по дуге окружности 10-25°, изогнута по радиусу Ri m d, а на последующем участкепо радиусу d; где d - диаметр проходного сечения трубы при выполнении ее цилиндрической или диаметр вписанной окружности при выполнении трубы прямоугольной; m от 10 до 40, п - от 9 до 2.

Указанные соотнощения были получены экспериментально (табл. 1).

На входном участке транспортируемый материал оказывает ударное воздействие на стенку колена (частица от места входа в поворот до удара движения почти прямолинейно) с углами атаки от нуля (место входа в поворот) до максимального (участок, атакуемый частицами, которые входят в поворот около внутренней стенки колена). Максимальный угол атаки тем меньще, чем больше радиус кривизны колена. Для стальных колен при критическом угле атаки (2527°) наблюдается наиболее -интенсивный износ.

Выполнение в колене R lOd обеспечивает удар твердых частиц с углами атаки менее критическими, за счет чего резко снижается интенсивность износа входного участка. Колено с радиусом кривизны на первом участке более 40d выполнять нецелесообразно, так как это приводит к чрезмерному увеличению его размеров. Оптимальным по сроку службы и габаритам является колено, радиус кривизны которого на первом участке .

При ударе движущиеся частицы затормаживаются трением о стенку колена. На

выходном участке твердые частицы за счет центробежных сил, которые во много раз больще сил, вызывающих витание частиц при движении по трубопроводу, продолжают свое движение вдоль стенки колена, не возвращаясь от наружной стенки в поток транспортирующего газа. На выходном участке твердые частицы контактируют с поверхностным слоем стенки колена при углах атаки менее 10°, при которых наблюдается незначительный износ. На этом участке с целью уменьшения размеров колена радиус поворота выполнен последовательно уменьшающимся с 9 до 2 d.

Такое конструктивное выполнение колена обеспечивает равномерное распределение износа по его периметру (в продольном сечении), и, как следствие, увеличение срока его службы.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого колена с постоянной площадью и формой поперечных сечений и углом поворота 90°, которое имеет вытянутый криволинейный профиль; на фиг. 2 - движение материала в колене трубопровода; на фиг. 3 - траектории движения частиц на входном

участке колена при Ri 8 d; на фиг. 4 - траектории движения частиц на входном участке колена при d; на фиг. 5 - траектории движения частиц на входном участке колена при Rj 13 d; на фиг. 6 - траектории движения частиц на входном

участке колена при Rj 40 d; на фиг. 7 - траектории движения частиц на входном участке колена при Rj 50 d.

Колено состоит из трубы, изогнутой под 90°. Ось трубь (фиг. 1) разбита по длине

на два участка. Первый участок 1 колена имеет постоянный радиус изгиба R. С целью упрощения изготовления второго участка 2 колена его ось разбита по длине на четыре равные дуги, очерченные последовательно

уменьщающимися радиусами R, , R™, R Варианты примера конкретного выполнения колена приведены в табл. 1.

Колено работает следующим образом. Порощкообразный абразивный материал с газом-носителем поступает на первый участок колена, который выполнен с постоянным радиусом поворота (Ri), и ударяется о противоположную стенку (частица от места входа в поворот до удара движется почти прямолинейно) с углами атаки от О до максимального, при котором наблюдается для данного колена наиболее интенсивный износ. При ударе движущиеся частицы затормаживаются трением о стенку и на втором участке за счет центробежных сил, которые во много раз больще вызывающих витание частиц при движении по трубопроводу, продолжают свое движение вдоль стенки, не возвращаясь от наружной стенки колена в потоке транспортирующего газа. На втором участке абразивные частицы контактируют с поверхностным слоем стенки колена при углах атаки менее 10°.

Предлагаемая форма колена может быть распространена и на колена с отличными от 90° углами поворота. Для этого следует лишь изменить выходную часть колена на такую длину, чтобы оставшаяся часть имела заданный угол поворота.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известными обеспечивает более равномерный износ, снижение

расхода металла на транспортные пылепроводы, повышение надежности технологического оборудования и уменьшение количества нарушений технологических процессов (в металлургической, химической, цементной промышленности и т.п.) вследствие выхода из строя по причине износа пневмотранспортных систем.

Срок службы колена пневмотранепортных трубопроводов за счет обеспечения равномерного износа для оптимальной конструкции увеличится в 2,5 раза.

КОЛЕНО ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее изогнутую с переменным радиусом кривизны трубу, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы, труба на начальном участке, расположенном по дуге окружности 10-25°, изогнута по радиусу Ri md, а на последующем участке - по радиусу R2 nd, где d - диаметр проходного сечения трубы при выполнении ее цилиндрической или диаметр вписанной окружности при выполнении трубы прямоугольной; гп от 10 до 40, п - от 9 до 2. W со ;о ;о

Радиус кривизны первого участка, Ri/d

Максимальный угол встречи частиц со стенкой колена, град

Угол поворота первого учака, град

Радиусы кривизны второго участка

Ra./d Ra/d Ra/d Ra/d

50

40

13

10

12

11

22

25

14

25

11

25

Фиг Л