Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов Советский патент 1988 года по МПК B65G53/30 B65G54/02 

к трубопроводностт м

му транспорту, а именно к гидромагнитно- му устройству для перемещения ферро- Mai HHTHbix сыпучих материалов.

Цель изобретения снижение материалоемкости.

На фиг. 1 изображено устройство, обашй вид; на фиг. 2 сечение А-Л на фиг. 1 (при выполнении индукторов в виде постоянных магнитов); ни фиг. 3 то же, для электромагнитов.

Гидроми нитное устройство содержит В1 1полненный и;( немагнитно1С) материала трубопровод 1, установленный на онорных роликах 2 и ведущих роликах 3 с во.змож- постьк) ()дпосторон11е1() вран1ения. Ролики 3 связан1 1 с Н)иводо 1 4.

Привод 4 служит для нран1епия трубо- провода-роюра 1 вокру его продольпой оси. Источник подачи ферромагнитн(Л о С1)1пучего материа.к и виде бункера 5 служит для временного размепи ния сыпучею материала, подлежаinero Т1)апспортирова11ию; напорный бак (), соединенный с гидронас()се)м 7, слу- жиг дли создания напора жидкости, обес- псчивак)Н1ей смыв сыпучего материала, па- даюнито из бункера 5, и транспортирования его в 1 рубопровод 1.

Индукюры в виде постоянных ма|-нит()в (фиг. 2) или электромагниты 9 (фи|-. 3) служат для чвеличения си.1Ы г)ения между перемен1аемыми Щ рдыми частицами сыпучего магериала и внутренней поверхности Г|)убопро1и)да 1 в момент их поднятия от нижне- часги грубопровода I до верхней его часги. 1-.с. 1и бы мог I оянных магнитов 8 улек- тромагнигов ) не было, то твердые частипы поднимались бы тол1)Ко за счег трения их о внутреннюю сгеику т П бопровода 1. обуславливаемого fH.ioii гяжести. Опыгы показывают, что высота поднятия часгип в этом с,|учае пебольп1ая. а по этому эффекгив- ПОСГ1) 01 врап1ения гид)отранснор i ирующе- го канала ( рубопровода ротора 1) ма.ча. 11()сгоянные ManiHTiii 8 (электромагни гы 9) п 1игя1 ивакгг фе)1омагнитн1)1е частицы перемещаемого сыпччек материала, обеспечивая подьем их в ве|1Х 1ЮК) часть трубы. Там вс:1едствие )елабл(41ия действия ностояпных магнитов (сверху и с,тева трубонровода 1), постоянные магниты 8 не охватываются маг- нитопроводом 9 и,,1и ос.мабления дейсгвия :.1ект1К)магнитов (сверху и с.1ева т)убо- )да I элекгромагниты 9 В1.1ключаются) 1)е))ома1 нитные частицы отрьшаются от внутренней стенки трубопровода 1 и падают в ноток жидкости, пе)есекая ядро течения потока, имеющего значительные скорости движения но сравнения с нристен- ными слоями жидкости. Вследствие гаких траекторий .твпжении ферромаг нитных частиц перемещаемого сынучего материа,1а транспортирующая способность потока уве. 1ичи- вается, снижаются необходимые уклоны гид- ротранс11о)гирую1цего т)убопровода 1. нитопровод К) служит для замыкания по

0

5

0

5

0

5

2

стоянных магнитов 8. Те постоянные магниты, которые охвачены магнитонроводом 10, имеют значительно большую силу притяжения, 110 сравнению с теми, которые магнитоироводом 10 не охвачены. Это объясняется тем, что магнитное сопротивление магнитонровода 10 существенно ниже магнитного сопротивления воздушного промежутка между верхними концами .магнитов. Шины 11 служат для подведения электрического тока к катушкам электромагнитов 9.

Под трубопроводом 1 на выходе установлен грохот 12, который представляет собой наклонное неподвижное сито с продольными отверстиями по ходу движения сынучего материала и отделяет сыпучий материал от транспортирующей жидкости.

Пасос 7 служит для перекачивания жидкости из аккумулирующей емкости 13 в напорпый бак 6.

В аккумулирующей емкости 13 собирается вся жидкость во время остановки системы. (,к:1ад 14 служит для накопления сынучего материала пере.а его отг рузкой. Труб(Л1ровод 15 служит для подачи трапс- портирук)1| ей жидкости от насоса 7 в напорный бак 6.

Взаимное расположение част ей устрой- CTEia следующее.

трубопровод 1 располагается с некоторым уклоном i (, где р угол наклона оси трубопровода 1 к горизонту), допустимым производственными условиями. Ук.юп i оси трубон)овода I це.чесообразно выбирать по возможности меньшим, так как при этом повышается экономичпость трапс 1ортно1Ч) устройства вследствие уменьн1ения капита:1Ь- ных заграт на строите;1ьс1во кана.кя, емкости 13 и всего сооружения в целом.

5

0

5

0

Ро.чики

провода Ролики 15

2 располагаются ниже трубо- , чтобы он опирался на ролики. рас11ола1 аются также снизу трубопровода-ротора.

Привод 4 располагается в пепск ред- ственной близости к трубопроводу 1 (ось привода 4 совпадает с осью ведущего ролика 3). Бункер 5 сынучего материала располагается выше оси трубонровода 1, напорпый бак 6 располагается выше оси трубопровода-ротора 1 и выше, че.м бункер о с тем, чтобы струя транспортирующей жидкости, вытекая из напорного бака 6, смывала сыпучий материал и направляла er(.i в трубопровод I. Относительно оси трубонровода напорный бак 6 занимает более высокое положение, чем бункер 5, кроме того по ходу движения потока вначале располагается напорный бак 6, затем бункер 5 и после этого трубопровод 1.

Постоянные магниты 8 (электромагниты 9) жестко закреплены на внешней стороне трубопровода 1 (например, приклеены с помощью эпоксидной смолы) но спирали, причем угол наклона витка спирали к обра- зук)И1ей трубопровода составляет

Х iirctg.

Магнитопровод 10 (тины 11) располагается неподвижно рядом с трубонрово- дом 1 параллельно его образующей так, чтобы зазор Д между постоянными магнитами и магнитопроводом был минимальным (0,5 1 мм). Известно, что, чем меньше зазор Л, тем больше подъемная сила, действующая на перемещаемые ферромагнитные частицы сыпучего материала. Магнитопровод 10 (шины 11) располагается с одной стороны трубопровода 1. В зависимости от направления вращения трубопровода 1 Магнитопровод 10 (1ПИНЫ 11) может располагаться либо с левой, либо с правой стороны относительно оси трубопровода 1. Если вращение трубопровода 1 осуществляется но часовой стрелке (если смотреть по движению потока), то Магнитопровод И) (н1И11ы 11) должен располагаться слева от оси т|)убо11ровода 1. И, наоборот, если вращение трубопровода 1 осуп1ествляется против часовой стрелки (если смотреть по движению потока), то маг- нитопровод 10 (шины 11) должеп располагаться справа от оси трубопровода 1. Это положение .магиитопровода 10 (п1ип 11) показано на фиг. 2 и , i

Тол1жо при таком положении магнито- провода И) (П1ПН 11) ферромагнитные частицы перемепин мог о сыпучего материала поднимаются в Bej).XHioK) часть поперечного сечения трубопровода 1, а затем падают под действием си:1 тяжес1 и, пе|1емени1ясь при S(TOM и нижнюю часть трубы.

.хот 2 распо, 1агается в пространстве между трубо11ров(.)дом 1 и аккумулирующей емкостью 13. Насос 7 распо.южен в самой нижней части установки, т. е. ниже аккуму- лируюп1ей емкости 13, грохота 12, трубопровода I.

Аккуму. 1ирую1иая емкость 13 расположена вьппе всасыван)1пего патрубка насоса 7 так, что насос 7 всегда будет иод заливом транснортируюиц й жидкостью и для его запуска не потребуется снепиальных устройств. Склад 14 располагается ниже грохота 12 в непосредственной близости с аккумулирую- П1ей емкостью 13. Трубопровод 15 располагается .межд насосом 7 и напорным баком 6.

Устройство работает следуюп1им образом.

Ферромагпитпый сыпучий материал из бункера 5 (фиг. 1) попадает в трубопровод 1, впутрь которого кроме, сыпучего материала по трубопроводу 15 насосом 7 из аккумулирующей емкости 13 попадает также транспортирующая жидкость. Сыпучий материал перемещается под действием гидродинамического давления жидкости, гравитационных и электромагнитных сил, обусловленных постоянным магнитами 8 (или элек- тромаг}|итами 9).

Переместивп ись по трубопроводу 1, сыпучий материал попадает на грохот 12, где

0

происходит разделение твердых частиц и жидкости. Твердые частицы нонадают на склад 14, а жидкость в аккумулирующую емкость 13.

Поступивший из бупкера 5 в трубопровод 1 ферромагнитный сыпучий материал оседает в нижней части трубопровода 1 и удерживается силой земного тяготения.

По мере поворота трубопровода 1 сыпучий материал поднимается, удерживаясь

Q на внутренней стенке трубы за счет силы трения между частицами и стенкой трубы. Сила трения обуславливается силой нормального давления, действующей на частицу. Сила нормального давления обуславливается силой тяжести и силой притяже5 ния частиц постоянными магнитами 8 или электромагнитами 9.

С.ила притяжения постоянных магнитов 8 (электромагнитов 10) выбрана так, что нри некотором угле ц частицы сыпучего материала отрываются и падают в поток транспортирующей жидкости. Так как в продольном направлении на частицу кроме силы лобово- 14) давления другие силы не действуют, то частицы до их падения на нижнюю стенку трубы уносятся на значительное расстоя5 ние. (-НОС частиц при их свободном падении в жидкости приводит к cyniecTBCHHO- му повышению производительности роторной магнитогидротранснортной установки даже при малых расходах транспо У ируюп1ей жидкости и небольп их гидравлических уклонах. Те ностоянные магниты 8 или электромагниты 9, которые охваченЬ) магнитопроводом 10 или питаются от шип I 1 током, и.меют значительно болыную силу магнитного притяжения, так как магнитное сопротивление ма1 нитонровода 10 сунич твенно ниже магнитного сопротивления воздунпюю нроме- жутка мех;ду верхними концами постоян- ны.х магнитов 8, неохваченных концов маг}1ИТОВ.

Таким образом, сила удержания частиц - сыпучего материала у постоянных Mai-нитов 8 (электромагнитов 9), проходящих под магнитопроводом 9 (или нитаюп1ихся от 1пин 11), существенно больн1е, чем сила удержания материала у постоянных магнитов 8, прохое дящих в пространстве, где магнитонровода 10 нет, или у электромагнитов 9, питание которых через щины 11 прекращено.

11редлагаемое устройство позво,чяет подниматься частицам в верхнюю часть трубопровода 1.

0 Жидкость и падаюнше частицы внутри трубопровода 1 соверн1ают таким образом сложное движение, состоящее из переносного движения (они поворачиваются вместе с трубопроводом 1 со скоростью I ) и относительного движения вдоль оси трубопро- 5 вода 1 со скоростью V. У полюсов постоянных магнитов 8 (электромагнитов 9) скап.:1и- ваются валики сыпучего материала так, что вдоль трубопровода 1 по некоторой винто0

5

вой линии образуются желобки из сыпучего материала.

В целях уменьшения гидравлического сопротивления движения жидкости вдоль образующихся желобков полюса постоянных магнитов 7 (электромагнитов 8) целесообразно расположить по спиралям с углом а наклона витка к образующей трубопровода 1,

равном

a arctg При таком угле а наклона витков спирали жидкость будет течь вдоль желобков, не перетекая через валики (борта желобков) сыпучего материала.

Формула изобретения

Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов,

/1-А

содержащее выполненный из немагнитного материала трубопровод, сообщенный с источником подачи ферромагнитного сыпучего материала и с гидронасосом, и индукторы магнитного поля, расположенные по спирали вдоль их трубопровода, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости, трубопровод установлен с возможностью одностороннего вращения, при этом устройство снабжено подпитывающим приспособлением, установленным вне трубопровода относительно вертикальной плоскости симметрии со стороны, соответствующей направлению вращения трубопровода, а индукторы закреплены на трубопроводе с возможностью их взаимодействия с подпитывающим приспособлением.

Изобретение относится к трубопровод- но.му транснорту, а именно к гидромагнитному устройству для неремен1ения ферро- маг нитны.х сыпучих материалов. И,ель изобретения - снижение материалоемкости. УстW ройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов содержит трубопровод 1, выполненный из немагнитного материала и установленный с возможностью одностороннего вращения. На трубопроводе 1 по спирали смонтированы индукторы в виде постоянных магнитов или электромагнитов. В трубонровод 1 материал поступает из бункера 5 Н омывается жидкостью, накапливаемой в баке 6 и подаваемой пасоеом 7. ЛАагнитное поле индукторов поднимает ферромагнитные частицы. За счет вран1ения трубопровода 1 и действия магнитного поля ЖИДКОСТ1) и частицы совершают с. южные движения, в результате чего уменьнтется гидравлическое сопротивление движения жидкости вдо, 1ь желобков материала, образующихся на внутренней поверхности трубо- прОЕи)да 1. 15 ил. (С С/ с о: а ГС ос ОС Риг. 1