Трубопровод для пневматического транс-пОРТиРОВАНия диСпЕРСНыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК B65G53/52 

1

Изобретение касается пневмотранспорта по трубам дисперсных порошкообразных материалов, а именно трубопроводов для пневматического транспортирования дисперсных материалов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например химической, фармацевтической, пищевой, производстве взрывчатых веществ.

Известна конструкция трубопровода, выполненного из двух материалов, один из которых электризует транспортируемый порошок положительным зарядом статического электричества, а второй - отрицательным 1. Уменьшается суммарный заряд порошка. Однако практически это обеспечить очень трудно, так как электризация как положительным, так и отрицательным зарядом по-разному зависит от скорости транспортировки химсостава транспортируемого материала, влажности воздуха и многих других факторов.

Известен трубопровод для пневматического транспортирования дисперсных материалов, снабженный установленными на его внутренней поверхности заземленными электродами .

Известное устройство имеет существенный недостаток - низкую технологичность в изготовлении. Дей-ствительно, изготовление такого трубопровода требует значительных-ручных работ по сверлению стенки, по установке штырей в отверстия (особенно при длинных трубах), их закреплению в отверстиях и удержанию в них при клепке или сварке наружного конца каждого штыря с трубопроводом. Второй главный недостаток заключается в том, что при транспортировке по трубопроводу смеси дисперсных материалов с различным удельным объемным сопротивлением возможен разряд со значительно большей площади, чем , так как проводимость осевшей смеси порошков с разных сторон единичного штыря будет разной, а площадь, с которой возможен разряд, ничем не ограничена, поэтому при транспортировке смеси порошков с разным удельным объемным сопротивлением взрывобезопасность не обеспечивается.

Целью изобретения является повышение взрывобезопасности при траиспортировкё смесей порошкообразных материалов сразличным удельным объемным сопротивлением.

Достигается это тем, что электроды выполнены в виде продольных ребер, имеющих скругленные кромки, при , где а - максимальный размер транспортируемых частиц, а толщина - не менее удвоенного максимального размера последних.

Кроме того, если при транспортироваппи используется токопроводящий трубопровод, то высота каждого ребра h равна пли менее 2000/а где а - расстояние между соседними ребрами.

Если используется трубопровод из диэлектрика, то высота каждого ребра h равна или менее 37,5/а.

На фиг. 1 схематично изображен трубопровод; на фиг. 2 и 3 - узел I фиг. 1 в различном исполнении.

На внутренней поверхности трубопровода 1 размещены электроды, выполненные в виде ребер 2. Эти ребра могут быть выполнены по всей длине трубопровода, а могут быть установлены только в местах снижения скорости транспортировки, где преимущественно оседает транспортируемый материал 3. Нри изготовлении трубопровода из металла эти ребра получают при прокатке самой трубы. Нри изготовлении трубопровода из диэлектрика эти ребра выполнены, например из круглого прутка, приклепанного, привернутого или приклеенного к внутренней поверхности трубы.

Удаленная от стенки сторона ребра выполнена по большому радиусу закругления (не менее 10 мм). Размеры ребра, т. е. его высота h и толщина Г связаны с максимальным размером частиц транспортируемого материала а следующими соотношениями Г.а.

Указанные ребра могут быть конструктивными элементами трубопровода (например ребрами жесткости).

Ребра 2 установлены так, что расстояние а между соседними ребрами и высота h ребра связаны соотношением ,5 для металлического трубопровода, и для трубопровода из диэлектрика.

Работа предлагаемого трубопровода осуществляется следующим образом.

При транспортировке электризующегося дисперсного материала и его оседании на стенках трубопровода 1 как на этом материале, так и на стенках трубопровода образуются и накапливаются одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды статического электричества. Нри этом не имеет никакого значения заземлен или нет металлический трубопровод. Заряды на нем удерживаются по индукции зарядом дисперсного материала, осевшем на внутренней стенке трубопровода.

Нри накоплении критического заряда статического электричества между стенкой и порошком может возникнуть искровой разряд, вызывающий взрыв пылевоздушной смеси. Нри этом возможны два варианта искрового разряда: разряд со стенки трубопровода на дисперсный порощок; разряд с порошка на оголенную от порошка стенку трубопровода.

Нервый из них весьма опасен, так Как в связи с высокой электропроводностью стенки (металл) в этом искровом разряде будут сосредоточены заряды статического электричества, накопленные па всей стенке трубопровода, и разряд будет обладать большой энергией.

Второй вариант разряда менее опасен, так как из-за большого удельного объемного сопротивления порошка в разряде будут участвовать заряды только с небольшой площади этого порошка, и энергия разряда будет невелика.

Конструктивные особенности трубопровода - закругленный конец ребра, удаленный от стенки, соотношение максимальных размеров транспортируемых частиц с размерами высоты и толщины ребра исключают разряд со стенки на порошок (с высокой энергией разряда). Более того, эти конструктивные особенности (меньший радиус закругления трапспортирземых частиц по сравнению с размерами верхней части ребер) обеспечивают образование сначала коронного разряда с частиц транспортируемого материала на стенку трубопровода, а уже затем искрового разряда. Нри этом образующийся вначале коронный разряд с частиц на стенку снижает величину заряда статического электричества, и тем самым резко снижает энергию искрового разряда. Таким образом, вышеуказанные конструктивные особенности трубопровода исключают наиболее опасный вид разряда - с проводника на диэлектрик.

Для воспламенения или взрыва смеси поро1гка и воздуха искровой электростатический разряд должен обладать определенной энергией, большей, чем так называемая минимальная энергия конкретного дисперсного материала, трапспортируемого по трубопроводу Штт.

Эта энергия может быть выражена через электрическую емкость С участка осевшего порошка и его потенциала U соотношением

1

CU

W

ИЛИ с учетом Q CU и ,

где Q - заряд статического электричества

(кулон); (Т-поверхностная плотность заряда

(кул/см);

S - площадь диэлектрика, с которого возмол ен разряд, получим w С.

Если указанное в правой части выражение будет меньше Wmm, то такой искровой разряд не может вызвать взрыв или воспламенение смеси порошка и воздуха. На этом и основана конструкция предлагаемого трубопровода. Устанавливая на внутренней поверхности трубы ребра, мы ограни