Способ перемешивания сыпучих материалов в герметичном бункере Советский патент 1985 года по МПК B28C5/38 B01F13/02 

Изобретение относится к механической переработке сыпучих материалов и может быть использовано для перемешивания сыпучих материалов в герметичном бункере. Цель изобретения - повышение качества смеси, устранение запыленности и снижение уровня шума. На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - схема выхлопного клапана устройства, первый вариант; на фиг. 3 - то же, второй вариант. Устройство содержит (фиг. 1) герметичный бункер 1 с горловиной 2 замкнутого сосуда 3, выполненного в виде циклона с отсасывающим пневмоэжектором 4. Сосуд соединен с горловиной 2, патрубком 5 и рукавом 6, прикрепленным к патрубку 7 сосуда 3 с помощью быстроразъемного соединения 8. Патрубки 5 и 7 подходят к сосуду 3 тангенциально его боковой поверхности. Внутри сосуда 3 смонтированы выхлопные клапаны 9 и 10 (фиг. 2 и 3), закрепленные на осях 11 и 12, которые проходят через сальниковые уплотнения втулок в стенках сосуда 3. На осях с наружной стороны сосуда закреплены рычаги 13 и 14, соединенные с рычажно-щарнирньши замками, имеющими рукоятки 15 и 16. В горловине 2 расположен отбойный щиток 17 из выгнутого листа резины. Устройство оборудовано мановакуумметрами 18 и 19, а также пневмосистемой с вентилями 20 и 21 для подачи сжатого воздуха к эжектору 4 и в бункер 1. На конце эжектора 4 расположена заглушка 22 с вентилем 23. Способ осуществляют следующим образом. Вначале производят загрузку бункера цементом и песком. Для этого снимают заглушку 22 с эжектора 4, отсоединяют рукав 6 от патрубка 7 с помощью быстроразъемного соединения 8, открывают рычажной замок патрубка 5, нажимая вверх на рукоятку 16, погружают наконечник рукава 6 в мерную емкость с цементом и открывают вентиль 20 к эжектору 4. Сжатый воздух поступает в эжектор, и последний создает разрежение в сосуде и в бункере 1. Под действием этого разрежения цемент засасывается из мерной емкости по рукаву 6 в горловину 2. В горловине поток газовзвеси разделяется на твердый материал и воздушную струю. Материал скользит по поверхности отбойного щитка 17 и выпадает в бункер. Воздущная струя уходит из горловины через патрубок 5 в сосуд 3 и выбрасывается эжектором 4 в атмосферу. В сосуде 3, выполненном в виде циклона, струя очищается от пыли. Пыль выпадает в нижнюю часть сосуда 3. После опорожнения мерной емкости с цементом наконечник рукава перебрасывают в вагонетку с песком и всасывают его в бункер 1 до нижнего торца горловины 2. При достижении торца всасывание автоматически прекращается. Затем подготавливают устройство к перемешиванию цемента, находящегося в нижней части бункера 1, с песком. Для этого закрывают вентиль 20, наконечник рукава 6 извлекают из вагонетки и с помощью быстроразъемного соединения 8 соединяют его с патрубком 7, закрывают рычажный замок патрубка 5, поворачивая против часовой стрелки до упора рукоятку 16, устанавливают на эжектор заглушку 22, слегка приоткрывают вентиль 23 и открывают вентиль 21. Сжатый воздух попадает в бункер 1 и насыщает пространство между частицами материала. Давление в бункере Р поднимается до давления в источнике сжатого воздуха. Контроль за величиной давления производят по мановакуумметру 8. Вентиль 21 закрывают. Для перемешивания компонентов рукоятки 15 и 16 поднимают вверх. При этом рычажно-шарнирные замки открываются и выхлопные клапаны 9 и 10 силой давления сжатого воздуха отбрасываются от торцов патрубков 5 и 7. Сжатый воздух из верхней части бункера 1 по патрубку 5 и рукаву 6 со звуковой скоростью устремляется в сосуд 3, находящийся под атмосферным давлением Ра. Через несколько сотых долей секунды давление Ptf- верхней части бункера i падает, а в сосуде 3 поднимается до давления PJ. Воздух, находящийся между частицами материала, интенсивно расширяется вверх, захватывая в своем движении частицы. Весь массив сыпучего материала турбуляризуется и перемешивается. После первого выхлопа сжатого воздуха из бункера 1 рукоятки 15 и 16 поворачивают против часовой стрелки до упора, закрывая замки и прижимая клапаны 9 и 10 к торцам патрубков 5 и 7. После закрывания замков давление в сосуде 3 постепенно падает от величины 1 до Р,, поскольку воздух из сосуда выходит через отверстие в заглушке и приоткрытый вентиль 23 в атмосферу. Нажимая вверх на рукоятки 15 и 16, производят второй выхлоп, затем третий и т.д. до падения давления в бункере до величины атмосферного давления Яг. При каждом последующем выхлопе граница смеси с большим содержанием цемента поднимается и, наконец, достигает открытой поверхности материала в бункере. Процесс перемешивания заканчивается. Каждый последующий выхлоп имеет меньшую интенсивность, поскольку давление в бункере падает . Это необходимо для того, чтобы снизить потери цемента, увлекаемого воздушной струей в сосуд из верхних слоев смеси. При необходимости дальнейшего усреднения полученной смеси поступают следующим образом. Вентиль 21 приоткрывают и поднимают давление Pf в бункере до величины давления в сети. Приоткрывают также вентиль 20 к пневмоэжектору 4 и вентиль 23 на заглушке 22 так, чтобы в сосуде давление Ц, было больше атмосферного. Контроль за величиной ведут с помощью мановакуумметра 19. Перепад давлений ЛР ,. определяет интенсивность выхлопа сжатого воздуха из бункера. Величину PC определяют экспериментально по условию минимального выноса цемента воздушной струей из смеси в сосуд 3. Каждый выхлоп ведут при постоянных значениях Pj и.Ра до получения заданной степени усреднения. Выхлоп может производиться только через один из патрубков 5 или 7 с помощью одного из рычажно-шарнирных замков, управляющего соответствующим выхлопным клапаном. Второй вариант выполнения способа заключается в том, что выхлоп ведут в режиме постоянного максимального значения Рб и PC РО. Этот режим может быть применен для перемешивания зернистых материалов, близких друг к другу по гидравличес - кой крупности d, гдер - плотность частиц материала, d - усредненный размер частиц. Возможно вести выхлоп в сосуд, в котором с помощью эжектора создано разрежение. Например, при обеспечении эжектором разрежения 0,9 кгс/см (остаточное давление в сосуде 0,1 кгс/см) и при давлении в бункере 6-7 кгс/см будут перемещиваться материалы с гидравлической крупностью кгс/см (металлический песок, щебень скальных пород). Интенсивность выхлопа регулируют также путем изменения объема воздуха в сосуде 3. Это достигается заполнением части сосуда жидкостью до определенного уровня Такой вариант применяют при настройке устройства на оптимальный режим работы. Таким образом, изменяя в широких пределах давление в бункере и сосуде перед выхлопом, а также уменьшая объем воздуха в сосуде, регулируют интенсивность выхлопа воздуха из верхней части бункера в сосуд, подбирая наилучший режим перемешивания данных компонентов смеси. После перемешивания материала закрывают вентили 20-23, соединяют устройство с транспортирующим трубопроводом и обычным образом производят выдачу смеси из бункера сжатым воздухом. Интенсивность выхлопа характеризуется размером порции воздуха, попадающего из бункера в сосуд лр (Р« Р) П) где f 1,2кг/м - плотность воздуха при атмосферном давлении и температуре t 20°C; Vc- объем воздуха в сосуде-, Р и 1 давление в сосуде перед выхлопом (начальное) и после выхлопа (конечное). Давление в сосуде после выхлопа р, (0 Кlf (1 где Рб - давление в бункере; i-отношение ооъемов воздуха в бункере и сосуде. Объем воздуха в загруженном бункере Vs Vr (КзК-п + 1-Ki), (3) гдеVf-геометрический объем бункера; Kj-коэффициент загрузки бункера сыпучим материалом; Кл коэффициент пустотности сыпучего материала. С помощью этих формул можно определить интенсивность выхлопа (размер порции воздуха) для различных режимов перемешивания. Пусть, например, для всех режимов ,5 м ,15м ,7, Кл 0,5. Тогда У(У 0,325 м и 6 0,15/0,325 0,46. Предположим, что перемещивание ведут ну1 ступенчатого сбрасьшания давления в бункере от Г 6 кгс/см до Р - РО в сосуд с давлением Pg Рд,. После первого вы.члопа согласно (2) давление в сосуде возрастает до величины Р- Л- й 4Д2кгс/см . Размер порции воздуха при выхлопе согJ 1,2 - 0,15 (4,42-1) 0,62 кг. После второго выхлопа р 4,4г-1-0,46 о о ,,гр/,,,,2 РК jrp - 3,3 кгс/см . др ..11.(3,3-1) 0,4 кг. После третьего выхлопа ,6 n&Q 0,24 кг и т.д. до седьмого выхлопа, когда давление в бункере падает до Рг- 1,3 КГС СМ :у Рд. Предположим, что перемешивание ведут путем выхлопа воздуха из бункера под давлением Pj 7 кгс/см в сосуд, в котором создано давление 0,1 кгс/смэжекторомЗдесь р .JH6 4,8 КГС/СМ2. ,,15 , (4,8-0,1) 0,85 кг. Из приведенных примеров видно, что размер порции воздуха при выхлопе путем изменения давлений в бункере или сосуде может регулироваться в широких пределах, что и определяет эффективность предложенного способа перемешивания материала.

СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ГЕРМЕТИЧНОМ БУНКЕРЕ, заключающийся в заполнении загруженного бункера сжатым воздухом и выхлопе регулируемой порции сжатого воздуха из верхней части бункера, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смеси, устранения запыленности н снижения уровня шума, выхлоп производят в замкнутый сосуд до выравнивания давлений в бункере и сосуде, а порцию воздуха регулируют изменением давления в бункере или сосуде перед выхлопом. (Л с: о:) со 00 а