Колено пневмотранспортного трубопровода Советский патент 1979 года по МПК B65G53/52 

Изобретение относится к области пневматического транспорта сыпучих материалов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для защиты колен (изгибов) пиевмотранспортных трубопроводов, в том числе труб большого диаметра (до 1 - 1,2 м) , от абразивного износа, в частности на установках каталитического крекинга с пылевидным катализатором нефтеперерабатывающих заводов Известно колено с глухим карман предназначенное для защиты.криволи нейных участков пневмотранспортньк линий и напорных стояков от эррози с помощью слоя транспортируемого материала f l . Такое колено выполняет защитные функции только при условии заполнения всего объема глухого кармана неподвижным слоем материала. Известно калено, содержащее нак лонный и вертикальный участки, лежащие в пределах углавС 30 - 60°, и односторонее полукольцевое расши рение по .внешней стенке изгиба с радиусом, превышающимрадиус транспортной трубы, а также секционируй щие перегородки, установленные в расширении под определенным углом . Глубина секций уменьшается по дуге наружного радиуса колена в направлении поворота, при этом первые по ходу потока секции имеют максимальную ппубину, превышающую диаметр трубы 2. Подобные колена могут быть использованы только для пневмотранспортных труб малого диаметра, т.к. при большом диаметру в излишне глубоких секциях кармана образуются вихри и материал в них не удерживается. Явление вих реобразования в секциях особенно проявляется при низких концентрациях твердых частиц в потоке. Цель изобретения - эффективная защита колена от абразивного износа. Для этого глухой карман состоит из трех секций, длина каждой из которых составляет часть вне1иней дуги закругления колена, определяемой по формулам: для нижней по ходу потока секциил, 7, 0-f-O, 133оС, для среднейо.,5+0, для верхней Л 0 , 5+0 f 18 о, при допустимых колебаниях -И-Г2, где ос - общий центральный угол закругления, равный

ЗОтбО , при среднем радиусе закругления колена/ равным трем диаметрам трубопровода, а глубина средней сек дни, отсчитываемая от внешней дуги закругления колена вдвое больше глубины крайних секций, а поперечные перегородки в нижней секции установлены по нормали к ее поверхности, а в остальных под острым углом к потоку, величина которого лежит в пределах 30-f60°, причем вдоль продольной оси колена установлены перегородки, прикрепленные своими внешними кромками по нормали к стенкам кармана и образующие вместе с поперечными перегородками глухие ниши йчейки, при этом внутренние кромки поперечных и продольных перегороЙок образуют в поперечном сечении Кармана полуовальный профиль, а в продольном сечении профиль,смещенный от внешней дуги закругления колена в направлении потока и представляющий гиперболу, ограниченную крайними точками, лежащими на внешней дуге закругления колена, кроме того, размеры входного поперечного се чения глухих ниш - ячеек составляют не более 2.00 х 400 мм, а глубина Их - не менее 0,8 от эквивалентного диаметра их входного поперечного Сечения.

: На-фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство в продольном разрезе; на фиг,2 - разрез А-Л на фиг. 1;на фиг. 3, 4 и 5 представлены чертежи другой модификации колена с острыми кромками поворота (разрезы Б-Б и В-В на фиг. 3) .

Калено пневмотранспортного трубопровода предназначено для изменения направления движения восходящего потока газовзвеси с наклонного На вертикальное под углом оС, лежащем в пределах 30 - бО, и имеет Глухой карман, выполненный в наружной стенке калена 1. Глухой карман состоит из трех секций; нижней, I, средней II и верхней Щ. Длина каждой секции (считая по дуге наружного радиуса калена) определяется в зависимости о.т величины соответствующего центрального угла, равного для нижней секциирс, 7, 0+0,1 ЗЗоС., для среднейоС2 -8, 5+0, 718оС, для верхнейс 0, 5+0,18оС при допустиглах. колебаниях ±1-2°, при этом средний радиус закругления колена равен трем диаметрам трубы. Глубина средней секции, отсчитываемая от внешней дуги Закругления, колена, вдвое больше глубины крайних секций. Стыковка секций кармана между собой, а также с транспортной трубой осуществляется с помощью палуксльцевых пластин 2 и 3, причем пластины 2 установлены по нормали к поверхности стенки, а пластины 3 - под углом 30° к горизонтали.

Поперечные перегородки 4, 5, 6 и 7 в нижней секции установлены радиально, наклон перегородок 8, 9, 10 и 11 определяется путем деления дуги АВ по среднему радиусу изгиба колена и дуги по внешней стенке П-й-секции кармана на примерно ран-, ные части с последующим соединением

Q соответствующих точек прямыми отрезками, а перегородки 12 и 13 установлены под углом 30 к горизонтали. Максимальную ширину пластины (поперечные перегородки) имеют у внешней стенки закругления кармана, уменьшаясь к среднему радиусу изгиба колена. Ширина всех поперечных пластин у среднего.радиуса изгиба колена одинаковая. Колено соединено с корпусом кармана с.помощью пластин

0 14, Продольные .перегородки 15, 16, 17 и 18 установлены по нормали к стенкам кармана.

Поперечные и продольные перегородки делят глухой карман на отдель5 ные ниши-ячейки, при этом внутрен.ние кромки этих перегородок образуют в поперечном сечении кармана полуовальный профиль, а в продольном сечении профиль, смещенный от

0 внаыней дуги закругления колена в направлении потока и представляющий собой гиперболическую кривую (на фиг. 1 кривая UKFEDM) , ограниченную крайними точками L и М, лежа5 щими на внешней дуге закругления колена.

В прямоугольных координатах, как показано на фиг, 1, кривая bKFEDM описывается уравнением гиперболы вида:

0 А..Х-У+С.. х+Е., , (1) где х(К„+г,.) cos/а ; y(R + r ) s.in ft ;

т н тр 22тр;;

расстояние по радиусу

закругления от- внеш. ней дуги закругления до точки, лежащей на кривой;

/2 - центральный угол, отсчитываемый от начал а пов орот а; D - внутренний диаметр

трубы.

Коэффициенты уравнения (1). являются функциями угла поворота определяются из выражений: А 0,0910 - 0,0б15с(. , В 0,0355oi.+ 0,0386, С - 0,0039, 0D 0,2l56ci. - 0,6044,

Е -, (0,1222оС.+ 0,1314), где угол (jC выражен в радианах.

Уравнение (1) справедливо в пределах изменения углов:

О оСЙ/З и 60°. Глубина ниш-ячеек составляет не менее 80% от эквивалентного диамет ра их входного сечения, которое не превышает 200 х 400 мм. Изобретение может быть использо вано и в случае колена с острыг ш кромками поворота. Чертеж колена 45° с острыми кромками поворота и глухим секционированным фасонным карманом представлен на фиг, 3, а сечения калена - на фиг. 4 и 5, Глухой карман также состоит из тре участков (зон)5 нижнего 1, среднего II и верхнего Ш. Колено 45° с острыми кромками поворота,.так же как и колено с плавным изгибом, должно быть ограничено условными радиусами кривизны в пределах угла 45, а вершина угла должна лежать в центр радиусов закругления колена с плав ным изгибом. Стыковка транспортных труб должна проводиться по линии, лежащей под углом 22,5 к горизон тали . Длины участков глухого кармана определяются у лами, величина кото pjx показана на фиг. 3, за исключе нием зоны 1, длина которой несколь ко уменьшена, т.к. указанный размер зоны 1 является достаточным д стабильной работы катализаторной подушки. Стыковка- участков между собой и с транспортной трубой осутествля ется с помощью пластин 2 и 3. В .целях улучшения условий- образования катализа орной подуьши средний участок И иметь бол шую глубину, чем I и П1 участки, во всех зонах глухой карман цилиндрическую форму. Глубина кармана плавно уменьшается по мере приб лижения к оси транспортной трубы до величин порядка 60-70 мм (см, фиг. 4 и 5). В зоне 1 поперечные перегородки 4, 5, 6 и 7 устанавливаются перпендикулярно оси транспо ной трубы. Во П зоне поперечные пе регородки 10,11,12,13 и 14 устанав ливаются под различными углами к горизонтали и веером расходятся от оси калена. В зоне Ш глухого карма на перегородки установлены под углом 30° к горизонтали. Торцовое.соединение колена с кор пусом кармана осуществляется с помощью перегородок 16. Величина поперечных перегородок 17, 18, 14 и 20 выбирается для каждой перегородки отдельно в соответствии с установленным профилем потока. Работа устройства осуществляется следующим образом. Ниши - ячейки глухого кармана при указанном их расположении и гео метрических характери стиках заполняются твердыми частичками транспор тируемого материала, образующими в нишах - ячейках плотную подушку, которая защищает стенки капена от абразивного износа. Формула изобретения Колено пневмотранспортного трубопровода, имеющее глухой карман, выполненный в наружной стенке калена, и рас.паложенные в кармане поперечные перегородки, отличающееся тем, что, с целью эффективной заи1иты колена от абразивного износа,глухой карман состоит из трех секций, длина каждой из которых составляет часть внешней дуги закругления колена, определяемой по формулам: для нижней по ходу потока секциИ(Х., 7,0+ + 0,133ot; для среднейоСг -Зс +О, 718о.; для верхнейс(0, 5+0, 18оС при допустимлх колебаниях , где oL- обший центральный угол закругления, равный 30 т 60°, при среднем радиусе закругления колена, равным трем диаметрам трубопровода, а глубина средней секции, отсчитываемая от внешней дуги закругления колена вдвое больше глубины крайних секций, а поперечные перегородки в нижней секции установлены по нормали к ее поверхности, а в остальных под острым углом к потоку, величина которого лежит в-пределах 30 т 60°, причем вдоль продольной оси калена установлены перегородки, прикрепленные своими внешними кромками по нормали к стенкам кармана и образующие вместе с поперечными перегородкам глухие ниши-ячейки, при этом внутренние кромки поперечных и продольных перегородок образуют в поперечном сечении кармана поЛуовальный профиль, а в продольном сечении профиль, смещенный от внешней дуги закругления колена в направлении потока и представляющий гиперболу, ограниченную крайними точками, лежащими на внешней дуге закругления колена, кроме того, размеры входного поперечного сечения глухих ниш - ячеек составляют не белее 200 х 400 мм, а глубина их - не менее 0,8 от эквивалентного диаметра их входного поперечного сечения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дьяков В.Г., Завелев Г.И., Разумов И.М. Абразивный износ оборудования и борьба с ним на установках каталитических и контактных процессов нефтеперерабатывающих завоов, ,М., Машиностроение, 1964, с. 27 - 28. 2,Урбан Я. Пневматический транспорт, М., Машиностроение, 1967, с. 205 - 206.