Колено трубопровода для транспортирования сыпучих материалов Советский патент 1988 года по МПК B65G53/52 

рассекателей 5 потоком аэроматериаль- ной смеси образуется радиально воздействующая на--него эжектирующая си- па, обеспечивающая отклонение частиц

материала, отбрасываемых центробеж - ной силой к стенке 4 с большим радиусом кривизны, к центру поперечного сечения патрубка 1. 2 з.п, ф-лы. Зил.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а имен-но к колену трубопровода для транспортирования сыпучих материалов. Цель изобретения - уменьшение износа. Колено трубопровода содержит изогнутый по радиусу патрубок 1, соединенный Pui.1 с входным 2 и выходным 3 прямолинейными патрубками. В полости изогнутого патрубка 1 последовательно,установлены рассекатели 5, каждьм из которых в поперечном сечении имеет форму полукольца, коаксиально расположенного относительно внутренней поверхности стенки 4. В продольном сечении стенка рассекателя 5 имеет аэродинамический профиль, образованный со стороны стенки большего радиуса кривизны прямолинейной образующей 6, а со стороны центра кривизны патрубка - выпуклой образукяцей 7. Острый конец В рассекателя направлен по ходу газопотока. В стенке рассекателя образованы наклонно расположенные в сторону движения газопотока каналы 15, оси которых пересекаются в центре поперечного сечения патрубка 1. При обтекании S . (Л QO СО

1

Изобретение относится к трубопро- 1 одному транспорту, а именно к колену эубопровода для транспортирования тучих материалов.

Цель изобретения - уменьшение из- оса.

На фиг.1 изображено колено трубо- г ровода, общий ВИД; на фиг, 2 - сече- ie А-А на фиг.1; на фиг,3 - сечение -Б на фиг.2.

Колено трубопровода для транспор- ,1рования сыпучих материалов содержит зогнутый по радиусу патрубок 1, соединенный с входным 2 и выходным 3 прямолинейными патрубками (фиг.1 и ). В плоскости патрубка 1 в зоне, соответствующей внутренней поверхноси стенки 4, изогнутой по большому радиусу, установлена группа последе- вательно расположенных рассекателей

выполненных из износостойкого ма- ериала.

Каждый из рассекателей в попереч- DM сечении имеет форму полукольца, краксиально расположенного относи- гльно внутренней поверхности соот- - етствующего ему локального полупери- втрического участка изогнутого пат- убка 1„ В продольном сечении каждый 3 рассекателей имеет аэродинамически несимметричный профиль, ограни- со стороны стенки патрубка большого радиуса кривизны прямолиней- нЬй образующей - .. основанием 6, ас стороны, обращенной к центру изгиба патрубка,- выпуклой образую- 7. Острый конец 8 рассекателя рас р.сположен по ходу движения газопото

к, П в сторону выходного отверстия.

40

Таким образом внутренняя поверх- нфсть рассекателя уподобляется из- вфстному в струйной технике высоко- cikopocTHOMy соплу Лаваля (точнее, его э:|1ементу), а наружная поверхность 9 дс р; 1ссекателя в поперечном сечении эк

o

s

0

Q

5

0

с

видистантно расположена относительно соответствующей ей внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1, изогнутой по большому радиусу, и имеет форму полуцилиндра. Отогнутые продольные боковые концы 10 и 11 каждого из рассекателей 5 обращены в сторону центра изгиба патрубка 1 и каждый из них фиксируется своей наружной поверхностью 9 внутри Патрубка 1 с помощью ребер 12, имеющих обтекаемые концевые участки 13, и электрозаклепок 14 (фиг.З).

Б серединной части стенки каждого из рассекателей выполнены перфорации- наклонно расположенные к наружной поверхности рассекателя под острым углом в направлении хода газопотока каналы 15 с проходным сечением, увеличивающимся от наружной цилиндрической поверхности рассекателя к его внутренней выпуклой активной поверхности, причем продольные оси каналов не только наклонно, но и радиально расположены по отношению к полуцилиндрической поверхности рассекателя так, что они (оси) пересекаются в одной общей точке - центре поперечного сечения патрубка 1 (фиг.2).

Колено трубопровода работает следующим образом,

Поток аэроматериальной смеси (фиг.1) из входного патрубка 2 посту-- пает в патрубок 1, где под действием центробежной силы наблюдается тенденция к сепарации сьтучего материала на внутренней поверхности стенки 4 большого радиуса кривизны. В этот момент локальный аэроматериальный поток, направляемый стенкой 4 (так называемый пристенно скользящий), претерпевает возмущение, рассекаясь при встрече q рассекателями 5. При обтекании теЛа несимметричного профиля воздушной или газовой средой возникает перепад давлении в этой среде, как частицы среды газопотока П (применительно к рассекателю 5), обтекающие прямолинейную образующую - основание 6 рассекателя, за тот же промежуток времени проходят меньший путь, чем частшды газопотока, обтекакядие выпуклую образующую 7.

140 так

Следовательно, последние, из уело- Q большем, чем в известном колене трувия неразрывности газопотока, имеют значительно большую скорость по сравнению с частицами газопотока на прямолинейной образующей основании 6.

Если скорость частиц газопотока больше, то давление газовой среды меньше и наоборот (уравнение Бернул- ли), т.е. давление локальных газопотоков, омываю1цих прямолинейное ос-

нование 6 рассекателей 5 (их наружную 2о тирующей силы, отклоняюще воздействуполуцилиндрическую поверхность) , больше, чем в среде газопотока, омывающего его внутреннюю выпуклую (криволинейную) поверхность - полость рассекателя.

В результате разности давлений в указанных газолотоках аэроматериальной смеси из условия неразрывности, газовой среды имеет место постоянный интенсивный массообмен - поперечная эжекция частиц сыпучего материала из локальных газопотоков ,с большим давлением, обтекающих полуцилиндрическую поверхность 9 рассекателя, в соответствующие более высокоскоростные и разряженные потоки обтекающие его внутреннюю выпуклую криволинейную поверхность, т.е. от внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1 с большим радиусом кривизны к серединным зонам его поперечного сечения.

В результате указанной поперечной эжекции на каждую частицу сыпучего материала, стремящуюся под действием центробежной силы F войти в скользящий контакт со стенкой 4, действует радиально направленная эжектирующая сила- F, которая, компенсируя силовое центробежное влияние, отклоняет частицы сыпучего материала от стенки 4 к центральным зонам поперечного сечения патрубка 1 через каналы 15 рассе- .каталей 5 и наиболее эффективно в зонах схода газопотока с их остроконечных концов 8, где разница в скоростях надпрофильного и подпрофкльного локальных газопотоков достигает максимума. .

25

30

35

ющей на наиболее активный в части абразивного износа пристенно скользящий аэроматериальный поток, что обеспечивает оптимальный износ (близкий по значению к износу, точнее к скорости износа внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1 меньшего радиуса кривизны) , что в итоге выразится в повышении долговечности (ходимости) колена путем обеспечения его равноизносо- стойкости - достаточного и неизбежного минимального значения износа, обусловленного естественной и случайной растечкой аэроматериального потока по внутреннему периметру поперечного сечения патрубка 1.

Итак, износ, будучи стабильным по всей полупериметрической внутренней поверхности поперечного сечения патрубка 1, одновременно уменьшается в наиболее подверженных износу окрестностях точек.

Полукольцевая форма рассекателя g позволяет экранировать от абразивного износа пленку 4 даже в боковых зонах, т.е. на всем полупериметрическом (дуговом) участке, значительно большем аналогичного участка, защищаемого от износа плоским рассекателем. Кроме того, так как геометрические размеры, а следовательно, и активная аэродинамическая (криволинейная) поверхность полукольцевого рассекателя значитель-. но больше пластинчатого (для данного условного прохода колена) и она зонально уподобляется форме высокоско- ро стного сопла Лаваля, обладающего повышенной зжектирующей способностью,

40

SO

55

0990

Причем в отличие от работы плоских пластинчатых рассекателей полукольцевая в поперечном сечении форма рассекателей 5 предлагаемого колена трубопровода обеспечивает копирование профиля поперечного сечения патрубка 1 на соответствующем, защищаемом от износа полупериметрическом (значительно

бопровода) участке внутренней поверхности стенки 4 и располагается на оптимальном, достаточно близком и постоянном расстоянии Нр const (экви- дистй йтно своей наружной поверхнос- тью) относительно внутренней поверхности стенки 4, что обеспечивает постоянство и оптимальное, близкое к максимально возможному значение эжек-

5

0

5

ющей на наиболее активный в части абразивного износа пристенно скользящий аэроматериальный поток, что обеспечивает оптимальный износ (близкий по значению к износу, точнее к скорости износа внутренней поверхности стенки 4 патрубка 1 меньшего радиуса кривизны) , что в итоге выразится в повышении долговечности (ходимости) колена путем обеспечения его равноизносо- стойкости - достаточного и неизбежного минимального значения износа, обусловленного естественной и случайной растечкой аэроматериального потока по внутреннему периметру поперечного сечения патрубка 1.

Итак, износ, будучи стабильным по всей полупериметрической внутренней поверхности поперечного сечения патрубка 1, одновременно уменьшается в наиболее подверженных износу окрестностях точек.

Полукольцевая форма рассекателя g позволяет экранировать от абразивного износа пленку 4 даже в боковых зонах, т.е. на всем полупериметрическом (дуговом) участке, значительно большем аналогичного участка, защищаемого от износа плоским рассекателем. Кроме того, так как геометрические размеры, а следовательно, и активная аэродинамическая (криволинейная) поверхность полукольцевого рассекателя значитель-. но больше пластинчатого (для данного условного прохода колена) и она зонально уподобляется форме высокоско- ро стного сопла Лаваля, обладающего повышенной зжектирующей способностью,

0

O

5

с гммарная эжектирующая сила в изобретении, а следовательно, и ее общее отклоняющее влияние на направление перемещения аэроматериального потока больше, чем в известном объ-. ejcTe,

I :

При обтекании газовой средой полу- кфльцевого рассекателя 5 последний,

ватьшая ее, обеспечивает механическое фокусирование этой среды в центре с. одновременным аэродинамическим фосированием этой среды в том же цен- т)е поперечного сечения патрубка 1, о(еспечиваемьгм радиальным направлением эжектирующей силы F к центру поперечного сечения патрубка 1. Этому

жй фокусированию (в центре) будет способствовать и радиальное (в цент; поперечного сечения) направление каналов 15 (фиг.2),

Гравитационная силовая составляющая, постоянно вертикально вниз дей- С ; вующая на частицы сыпучего материала и тоже способствующая износу в ос- IBHOM самых нижних участков стенки

всегда подвержена влиянию полу- к | льцевого рассекателя 5, эквидистаню экранирующего на дуге полупери- тра внутреннее поперечное сечение

MI патрубка 1.

Итак, гравитационная силовая составляющая всегда в наиболее подверженных ее воздействию (через частицы сыпучего материала) нижних участках сгенки 4 б удет иметь направление по нормали (радиально) к полукольцевой поверхности рассекателя к центру по- шфечного сечения патрубка 1, т.е. диаметрально противоположно эжекти р тощей силе F , при котором в отличи известного колена трубопровода компенсация гравитационного воздей™ наиболее эффективна, в частности, при расположении колена в нак- под углом к горизонту плоскости, что чаще бывает на практике.

Отсутствие прямого примыкания ра- бсИих поверхностей рассетсателя к с Сенке 4 исключает так называемый

5

0

5

0

контактный износ стенки 4 патрубка 1 ,

В отличие от известных технологических трудностей изготовления профилей выпуклой обтекаемой поверхности пластинчатых рассекателей (ручная трудоемкая операция механической обработки со шлифовкой на финише) полукольцевые рассекатели менее трудоемки в изготовлении (выполняются из цилиндрической заготовки с обработкой внутренней полости - сопла Лаваля - по копиру и с финишной операцией шлифовки на том же станке с последующей распиловкой на обрезном станке на два полуцилиндра - рассекателя). Формула изобретения

что, с целью уменьшения износа, каждая пластина рассекателя выполнена изогнутой в полукольцо, коаксиально расположенное относительно внутренней поверхности изогнутого патрубка.

ребра обтекаемой формы.

-xj

Фаз. 2

6-6

Фиг.З