устройство для непрерывной загрузки сыпучими материалами емкостей и трубопроводов под давлением

Формула изобретения

1. Устройство для ввода сыпучих материалов в поток транспортирующего воздуха, включающее бункер для приема материала, напорный шнек с приводом электродвигателя, гильзу, отличающееся тем, что смесительная камера выполнена в виде части транспортного трубопровода и имеет такой же диаметр, что и транспортный трубопровод, а в гильзе шнека выполнено отверстие для сброса давления транспортного агента из гильзы шнека.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие расположено на расстоянии более одного шага шнека от начала гильзы и от ее конца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается устройства непрерывной загрузки сыпучими материалами емкостей и трубопроводов под давлением и может быть использовано в пневмотранспортных системах в различных областях промышленности.

Известны загрузочные устройства для загрузки сыпучих материалов - питатели эжекторного типа. В питателях эжекторного типа сыпучий материал поступает в транспортный трубопровод нагнетающей установки за счет разрежения, создаваемого на входном конце трубы струей сжатого воздуха, направленной в сторону транспортирования. Этот тип питателя применяют в основном для транспортирования порошкообразных сыпучих материалов на расстояние до 150 м. Однако производительность и коэффициент полезного действия их не высоки, что является главной причиной, сдерживающей широкое применение этого оборудования [1].

Известны шлюзовые питатели, применяемые при пневматической перегрузке пылевидных и зернистых материалов. Они являются наиболее распространенными загрузочными устройствами в установках низкого и среднего давления нагнетающего типа. Однако из-за необходимости обеспечения надежного уплотнения между ротором и корпусом использовать их можно при транспортировании узкого по физико-механическим свойствам ассортимента сыпучих материалов. Абразивные и способные к налипанию сыпучие материалы приводят к быстрому износу или заклиниванию ротора [1].

Известен пневматический камерный питатель, представляющий собой один или несколько резервуаров, каждый из которых имеет в верхней части отверстие с задвижкой, осекающей поток сыпучих материалов, и герметизирующим клапаном, а в нижней части разгрузочный патрубок, соединенный с горизонтальным или вертикальным трубопроводом, патрубки для впуска и выпуска сжатого воздуха с запорной арматурой.

Камерные питатели отличаются большими габаритами, что ведет к увеличению капвложений при строительстве помещений для их размещения. Камерные питатели работают циклично [1].

Известны винтовые питатели, предназначенные для ввода сыпучих материалов в поток транспортирующего воздуха при перепаде давления до 0,3 МПа.

Устройства с винтовым питателем и аэрокамерой с верхней выдачей аэросмеси называют пневмоподъемниками [1].

Известны шнековые питатели типа ПШМ, не имеющие обратного клапана. Шаг витков шнека их уменьшается в сторону аэрокамеры, что позволяет уплотнить муку и создать из нее пробку, препятствующую прорыву сжатого воздуха из аэрокамеры в приемную камеру.

Винтовые питатели, аэрокамеры которых имеют горизонтальную выдачу аэросмеси в транспортный трубопровод и снабжены наряду с аэроднищем одним или несколькоми соплами, называются пневмовинтовыми насосами [1].

Пневмовинтовые насосы рассчитаны, как правило, на более высокое давление сжатого воздуха, чем пневмоподъемники, и напорный шнек их снабжен обратным клапаном.

Наиболее близким к предложенному устройству (прототипом) является известное устройство винтового питателя, применяющееся в нагнетательных установках при транспортировании пылевидных и зернистых грузов. Питатель представляет собой винт с переменным, уменьшающимся по ходу материала шагом. Винт присоединен муфтой к электродвигателю. Материал из бункера поступает самотеком через загрузочный патрубок в питатель, где он вращающимся винтом подается в смесительную камеру [2].

В процессе перемещения по винту материал уплотняется ввиду уменьшения шага винта. Это препятствует проникновению сжатого воздуха из смесительной камеры через винт в бункер. Сжатый воздух подается через форсунки в нижнюю часть смесительной камеры, где создается аэросмесь нужной концентрации. Из смесительной камеры материал сжатым воздухом перемещается в нагнетательный провод пневмоустройства. В случае прекращения подачи шнеком материала в смесительную камеру входное отверстие питателя закрывается регулировочной заслонкой, благодаря чему поступление воздуха из смесительной камеры в бункер прекращается.

К недостаткам относится сравнительно высокий расход энергии, сложность конструкции. Изобретение направлено на создание более эффективного и более простого устройства для непрерывной загрузки сыпучих материалов в трубопроводы и емкости под давлением.

Поставленная задача решается тем, что смесительная камера выполнена в виде транспортного трубопровода и имеет такой же диаметр, что и транспортный трубопровод, куда врезан штуцер для подвода транспортного агента (воздуха). В результате не требуется изготавливать специальную, сложной конструкции, смесительную камеру с форсунками или тканевой перегородкой для аэрации материала и обратным клапаном с противовесом. Для предотвращения прорыва сжатого воздуха из смесительной камеры через гильзу шнека в загрузочную камеру и тем самым останова процесса загрузки материала в загрузочную камеру патрубок для формирования спрессованной пылевой пробки выполняют (внутренняя поверхность) в виде усеченного конуса. Конус выполнен от меньшего диаметра к большему по ходу движения материала и, когда останавливается шнек и останавливается подача материала, пробка уплотняется под действием обратного давления воздуха на большую площадь основания конуса и воздух в трубопроводе не может продавить пробку и прорваться в загрузочную камеру. Для обеспечения непроникновения воздуха в загрузочную камеру и останова загрузки материала в гильзе шнека выполнено отверстие для сброса воздуха из гильзы. Отверстие выполнено на расстоянии более одного шага от обреза заборного конца гильзы и этим самым заборные витки шнека всегда заполнены материалом и подают последний в гильзу шнека, шнек постоянно подает материал и снова создается спрессованная пылевая пробка, препятствующая проникновению сжатого воздуха из смесительной камеры в камеру загрузочную.

Высота усеченного конуса пробки, а также больший диаметр подбираются в зависимости от плотности и фракции сыпучего материала на практике.

Отверстие отстоит от выходного среза гильзы на расстоянии не менее чем величина шага шнека, так как последний виток шнека является прессующим, и если отверстие будет выполнено в районе шага шнека, то материал, сдавленный последним витком шнека, будет выбрасываться через отверстие.

На чертеже показано устройство в разрезе.

Устройство содержит корпус с приемным бункером 1 для приема сыпучего материала, загрузочный шнек 2, гильзу загрузочного шнека 3, камеру для пылевой пробки 5 и патрубок 6 для перемешивания воздуха с сыпучим материалом, а также штуцер 7 для подачи сжатого воздуха. Шнек приводится в движение электродвигателем 8. В гильзе шнека выполнено разгрузочное отверстие 4 для сброса аварийно прорвавшегося воздуха в гильзу шнека. Шнек 2 насажен на вал электродвигателя 8 и имеет равномерный шаг витков. Конкретные размеры и материалы отдельных элементов устройства определяются видом сыпучего материала, физико-химическими свойствами среды сыпучего материала и технологическими условиями производства.

Устройство работает следующим образом.

Сыпучий материал из бункера под собственным весом подается в загрузочный бункер 1 устройства, где расположены загрузочные витки подающего материал шнека 2 в гильзу и далее в камеру для образование пылевой пробки 5. При создании плотной пылевой пробки включается транспортный агент, который через штуцер 7 поступает в транспортный трубопровод 9, где, перемешиваясь с материалом, транспортирует его к месту назначения.

Использование предлагаемого устройства позволяет эффективно, просто и непрерывно загружать транспортные трубопроводы и емкости под давлением.

Источники информации

1. И.Н.Богданов. Пневматический транспорт в сельском хозяйстве. М.: Росагропромиздат, 1991, с. 16, 17, 19.

2. А. А.Гейман. Грузоподъемные и транспортные устройства в целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности. Изд.3-е, переработанное. Лесная промышленность, 1978, с. 196.