способ пневмотранспортирования сыпучих материалов

Формула изобретения

Способ пневмотранспортирования сыпучих материалов, включающий загрузку этого материала в питатель, перемещение его в смесительную камеру последнего, подачу в нее сжатого воздуха для получения аэроматериальной смеси и транспортирование получившейся аэроматериальной смеси к месту разгрузки, отличающийся тем, что перед загрузкой сыпучего материала в питатель его поток разделяют на n потоков, а затем осуществляют последовательно ввод потоков в питатель, увеличивая из количество от i = 1 до i = n через промежутки времени T_{i + 1} = L/U₁, где L - длина транспортирования, U_i - скорость движения переднего фронта i-го потока аэроматериальной смеси, при этом смешивание материала с воздухом производят каждый раз после ввода i-го потока в питатель при поступлении его в смесительную камеру последнего, а перед окончанием процесса транспортирования снижают производительность загрузки материала в питатель, уменьшая количество вводимых в него потоков от i = n до i = 0.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пневмотранспорту, а именно к пневмотранспортированию сыпучих материалов, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, где возникает необходимость транспортирования сыпучего материала в газовом (воздушном) потоке.

Известен способ пневмотранспортирования, при котором осуществляют подачу сжатого воздуха, подачу материала питателем в смесительную камеру, производят смешивание воздуха с основным материалом, транспортирование образовавшейся аэросмеси к месту назначения [1].

Недостатком способа является то, что при периодической подаче материала (особенно когда промежутки между порциями материала различны, что имеет место, например, при подаче муки из весов на мельницах) обеспечить работу питателя без временных промежутков, когда материал в питателе отсутствует, чрезвычайно сложно. Наличие же периодов, когда материала не подается в питатель, приводит к дестабилизации работы установки, так называемым "завалам", на устранение которых требуется много времени, трудовых и материальных затрат. Величина колебаний параметров пневмотранспортирования, а значит и вероятность образования "завала" зависит, в первую очередь, от величины возмущений (колебаний) производительности, причем при скачке (росте) производительности наблюдается падение скорости воздуха в материалопроводе пневмоустановки, что может привести к "завалу" - прекращению процесса. Весьма нежелательным является и резкое прекращение подачи материалов, в том числе при остановке. Это приводит к интенсивному пылевыделению из питающего устройства и может вызвать закупорку материалопровода, поскольку вследствие увеличения утечки скорость воздуха в трубопроводе падает.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ пневмотранспортирования [2] , при котором осуществляют загрузку материала в питатель, перемещение его (материала) в смесительную камеру подачу в нее сжатого воздуха для получения аэроматериальной смеси и транспортирование получившейся аэроматериальной смеси к месту разгрузки.

Недостатком способа являются высокие энергозатраты на пневмотранспортирование.

Для снижения энергозатрат и повышения надежности пневмотранспортирования в известном способе, при котором осуществляют подачу сжатого воздуха в смесительную питателя, загрузку материала в питатель, перемещение материала в смесительную камеру последнего, получение аэроматериальной смеси и транспортирование получившейся аэросмеси к месту разгрузки согласно изобретению, перед загрузкой материала в питатель его поток разделяют на n потоков, а затем осуществляют последовательно ввод потоков в питатель, увеличивая их количество от i = 1 до i = n через промежутки времени, равные T_i+1=L/U_i где L - длина транспортирования, U_i - скорость движения переднего фронта i-го потока аэросмеси.

При этом смешивание материала с воздухом производят каждый раз после ввода i-го потока в питатель при поступлении его в смесительную камеру последнего, а перед окончанием процесса транспортирования снижают производительность загрузки материала в питатель, уменьшая количество вводимых потоков от i = n до i = 0.

Такая организация процесса пневмотранспортирования обеспечивает постепенное повышение давления при пуске пневмоустановки и его снижение перед прекращением транспортирования. Это дает возможность осуществлять процесс при меньших скоростях (расходы) воздуха, а значит с меньшими энергозатратами или, при сохранении скорости (расхода) воздуха, повысить надежность работы системы. Кроме того, это позволяет исключить прорывы воздуха через питатель перед окончанием порции материала или при остановке пневмоустановки и подготовить ее для последующего запуска, уменьшив количество осевшего материала в трубопроводе.

Предлагаемый способ реализуется на установке, приведенной на чертеже. Установка содержит воздуходувную машину 1, воздухоподводящее оборудование 2, питатель 3, бункер 4 с дозаторами 5, 6, 7, фильтр 8, материалопровод 9 и разгрузитель 10. Для работы в автоматическом режиме в состав установки следует включить датчики уровня 11 и командный аппарат 12.

Предлагаемый способ осуществляет следующим образом.

Пример конкретного применения способа. Сжатый воздух от воздуходувной машины 1 с помощью воздухоподводящего оборудования 2 подают в смесительную камеру питателя 3, а транспортируемый материал разделяют бункером с дозаторами 5, 6, 7 на n потоков (на чертеже - 3), которые (потоки материала) подают последовательно увеличивая их количество до n (на чертеже от 1 до 3-х) сначала в питатель 3, а затем в его смесительную камеру. Разделение и последовательное увеличение потоков транспортируемого материала от 1 до n достигается тем, что сначала (после пуска воздуходувной машины и питателя) включают один дозатор, второй, а затем и последующие дозаторы, запуская каждый соответственно через промежутки времени T_i+1=L/U_i (n - количество установленных под бункером дозаторов). В смесительной камере питателя 3 смешивают материал с воздухом и транспортируют образующуюся аэросмесь по материалопроводу 9 в разгрузитель 10. Остановку пневмоустановки осуществляют, снижая производительность путем последовательного отклонения дозаторов также через промежутки времени T_i+1. После остановки последнего дозатора отключают питатель и воздуходувную машину. При этом последующий запуск пневмоустановки не вызовет затруднений, т.к. в материалопроводе 9 осядет минимальное количество материала. Вышеописанную последовательность работы пневмотранспортной установки в автоматическом режиме можно обеспечить, если использовать командный аппарат 12, который будет подавать сигналы на включение дозаторов (кроме 1-го) через промежутки времени T_i+1, а также датчики уровня 11, подающие команду на включение (при пуске) и выключение (при остановке) первого дозатора.

Увеличение числа потоков (количества устанавливаемых дозаторов) приведет к повышению эффекта (снижению гидравлической энергии на пневмотранспортирование или повышение устойчивости работы пневмоустановки). Однако, при этом увеличатся затраты на разделение и дозирование потоков. Поэтому, на практике, при определении количества потоков следует учитывать оба этих фактора и, в каждом отдельном случае, принимать рациональное решение.

Проведение испытания предлагаемого способа в условиях Алт ГТУ показали положительный эффект. Процесс пневмотранспортирования стало возможным осуществить без закупорки материалопровода при значительно меньших расходах воздуха (на 10-40%) при сохранении его устойчивости без пылевыделения, причем повторный запуск стал возможен без особых затруднений.