RU166456U1

RU166456U1 - DEVICE FOR Pneumatic transport of fine-grained bulk materials

Info

Publication number: RU166456U1
Application number: RU2015104114/11U
Authority: RU
Inventors: Илья Александрович Гречухин; Александр Петрович Гречухин
Original assignee: Илья Александрович Гречухин
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-11-27

Abstract

(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) DEVICE FOR PNEUMATIC TRANSPORT OF FINE-BULK BULK MATERIALS

Рефератabstract

Используемые сокращения.Abbreviations used.

МСМ - мелкозернистый сыпучий материал.MSM is a fine-grained bulk material.

ТК - тороидальная камера.TK - toroidal chamber.

Полезная модель относится к устройствам для пневмотранспорта МСМ, является камерным насосом с разгрузочным устройством и может применяться в любой отрасли промышленности, строительства или сельского хозяйства, где требуется транспортировка МСМ с большой производительностью, в больших объемах и с низкими энергозатратами. Отсутствие внутри устройства каких-либо узлов полностью исключает необходимость ремонтных работ, существенно увеличивая сроки эксплуатации устройства.The utility model relates to devices for pneumatic transport of MSM, is a chamber pump with an unloading device, and can be used in any industry, construction or agriculture where transportation of MSM with high productivity, large volumes and low energy costs is required. The absence of any nodes inside the device completely eliminates the need for repair work, significantly increasing the life of the device.

Устройство для пневмотранспорта МСМ состоит из приемной камеры и разгрузочного устройства, именуемого в дальнейшем "Ускоритель". Приемная камера представляет собой емкость высокого давления с загрузочным клапаном, разгрузочным клапаном и системой подачи сжатого воздуха для предварительной аэрации и вытеснения МСМ в Ускоритель. Ускоритель представляет собой ТК с загрузочными трубопроводами, разгрузочный трубопровод расположенный тангенциально к оси потока в ТК и две системы подачи сжатого воздуха.The MSM pneumatic conveying device consists of a receiving chamber and an unloading device, hereinafter referred to as the "Accelerator". The receiving chamber is a high-pressure tank with a loading valve, an unloading valve, and a compressed air supply system for preliminary aeration and forcing the MSM into the Accelerator. The accelerator is a TK with loading pipelines, an unloading pipeline located tangentially to the flow axis in the TK and two compressed air supply systems.

Настоящее техническое решение проиллюстрировано чертежами, где изображено:This technical solution is illustrated by drawings, which depict:

Фиг 1. - Общий вид устройства (Ускоритель с двумя приемными камерами).Fig 1. - General view of the device (Accelerator with two receiving cameras).

Фиг 2. - Разрез по плоскости "А".Fig 2. - Section along the plane "A".

Фиг 3. - Разрез Ускорителя В-В.Fig 3. - Section of the Accelerator BB.

Устройство содержит общий загрузочный трубопровод 3, загрузочные трубопроводы приемных камер 1 с загрузочными клапанами 4, приемные камеры 2 ("С" и "D"), систему подачи сжатого воздуха в приемные камеры с клапанами 5, тороидальная камера 7, загрузочные трубопроводы в ТК с клапанами 6, систему подачи сжатого воздуха в ТК для обеспечения вращения и псевдоожижения МСМ с клапанами 8, систему подачи сжатого воздуха в ТК для обеспечения разгона аэрированного материала до скорости транспортировки с клапаном 9, разгрузочный трубопровод 10 с клапаном 11.The device contains a common loading pipe 3, loading pipes of the receiving chambers 1 with loading valves 4, receiving chambers 2 ("C" and "D"), a system for supplying compressed air to the receiving chambers with valves 5, a toroidal chamber 7, loading pipelines in the shopping center with valves 6, a compressed air supply system in the TC to provide rotation and fluidization of the MSM with valves 8, a compressed air supply system in the TC to accelerate the aerated material to the transport speed with valve 9, the discharge pipe 10 with valve 11.

Конструктивно Ускоритель может быть одновременно присоединен к нескольким приемным камерам ("С", "D"). Использование двух или более приемных камер, работающих поочередно при непрерывной работе Ускорителя, позволяет сделать процесс транспортировки по одному транспортному трубопроводу полностью непрерывным и повысить производительность в 2-3 раза, по сравнению с другими камерными насосами работающими в циклическом режиме загрузка/разгрузка.Structurally, the Accelerator can be simultaneously connected to several receiving chambers ("C", "D"). The use of two or more receiving chambers, operating alternately during continuous operation of the Accelerator, makes it possible to make the transportation process through one transport pipeline completely continuous and increase productivity by 2–3 times, compared to other chamber pumps operating in a cyclic loading / unloading mode.

Технический результат достигается тем, что Ускоритель 7 одновременно обеспечивает псевдоожижение, вращение вокруг оси трубопровода и разгон МСМ до скорости транспортировки до входа в транспортный трубопровод. Наличие двух раздельных систем подачи сжатого воздуха в приемную камеру 5 и в Ускоритель 8, 9 позволяет управлять скоростью подачи МСМ из приемной камеры в Ускоритель и таким образом регулировать соотношение МСМ/воздух в транспортирующем потоке. Разгрузочный трубопровод 10 ТК 7 расположенный тангенциально к оси потока обеспечивает выход псевдоожиженного МСМ в транспортный трубопровод с минимальным сопротивлением. Использование всего объема ТК для движения и вращения потока позволяет достигать максимально возможного псевдоожижения транспортируемого МСМ. Вход псевдоожиженого МСМ в транспортный трубопровод уже со скоростью транспортировки и вращение потока вокруг оси трубопровода позволяют снизить пульсации скорости и плотности потока в трубопроводе (демпфирование потока), существенно повысить дальность, стабильность, производительность и энергоэффективность транспортировки. Возможность регулирования соотношения МСМ/воздух в транспортирующем потоке позволяет осуществлять транспортировку МСМ как в режиме плотного слоя с максимальной производительностью, так и в струйном режиме с максимальной дальностью транспортировки, в зависимости от поставленной задачи и производительности воздушного компрессора.The technical result is achieved by the fact that the Accelerator 7 simultaneously provides fluidization, rotation around the axis of the pipeline and acceleration of the MSM to the transport speed to the entrance to the transport pipeline. The presence of two separate systems for supplying compressed air to the receiving chamber 5 and to the Accelerator 8, 9 allows you to control the feed rate of the MSM from the receiving chamber to the Accelerator and thus control the ratio of MSM / air in the transport stream. The discharge pipe 10 TK 7 located tangentially to the axis of the flow provides the exit of fluidized MSM in the transport pipeline with minimal resistance. Using the entire volume of the TC for movement and rotation of the flow allows you to achieve the maximum possible fluidization of the transported MSM. The entrance of the fluidized MSM into the transport pipeline already with the transport speed and rotation of the flow around the axis of the pipeline reduce the pulsations of the velocity and density of the flow in the pipeline (flow damping), significantly increase the range, stability, productivity and energy efficiency of transportation. The ability to control the ratio of MSM / air in the conveying stream allows the transportation of MSM both in the dense bed mode with maximum capacity, and in jet mode with a maximum transportation distance, depending on the task and the performance of the air compressor.

Задачей полезной модели является максимальное снижение стоимости оборудования, улучшение эксплуатационных параметров процесса пневматической транспортировки МСМ, обеспечение стабильной работы при пониженном давлении, уменьшение расхода сжатого воздуха, возможность адаптации под любой МСМ с размером частиц 0.02-8 мм и плотностью 200-2000 кг/м³, достижение производительности сопоставимой с производительностью больших механических транспортеров (зерно: 1000-3000 м³/час) при несопоставимо меньшей стоимости оборудования и эксплуатационных расходах. The objective of the utility model is to minimize the cost of equipment, improve the operational parameters of the pneumatic transportation of MSM, ensure stable operation at reduced pressure, reduce the consumption of compressed air, adapt to any MSM with a particle size of 0.02-8 mm and a density of 200-2000 kg / m ³ , achieving a productivity comparable to that of large mechanical conveyors (grain: 1000-3000 m ³ / h) with incomparably lower cost of equipment and operating costs odes.

Description

МПК B65G 53/16, B65G 53/40IPC B65G 53/16, B65G 53/40

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМОТРАНСПОРТА МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(54) DEVICE FOR PNEUMATIC TRANSPORT OF FINE-BULK BULK MATERIALS

Описание Description

Используемые сокращения. Abbreviations used.

TK - тороидальная камера.TK is a toroidal chamber.

Известны многочисленные пневмокамерные насосы с верхней или нижней выгрузкой, в которых транспортируемый материал выгружается неэффективно, в следствии невозможности создания идеальной системы аэрации способной абсолютно равномерно аэрировать МСМ в приемной камере. Неравномерность выхода МСМ в трубопровод, уплотнение и торможение МСМ на поворотах разгрузочного трубопровода и разгон МСМ уже в трубопроводе приводит к непредсказуемому распределению плотности потока по длине трубопровода, возникновению пульсаций и дюнообразованию, что приводит к образованию пробок и существенному снижению дальности, стабильности и эффективности транспортировки.Numerous pneumatic chamber pumps with upper or lower discharge are known, in which the transported material is unloaded inefficiently, due to the impossibility of creating an ideal aeration system capable of absolutely evenly aerating the MSM in the receiving chamber. Uneven output of the MSM into the pipeline, compaction and braking of the MSM at the turns of the discharge pipeline and acceleration of the MSM in the pipeline already leads to an unpredictable distribution of the flux density along the length of the pipeline, the occurrence of pulsations and dune formation, which leads to the formation of plugs and a significant decrease in the range, stability and transportation efficiency.

Наиболее близким по технической сущности является Питатель для пневмотранспорта сыпучих материалов (патент SU 548512 A, B65G 53/50, 28.02.1977 г.), содержащее установленный под емкостью корпус с входным и по меньшей одним выходным патрубками воздухопроводов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения энергоемкости, корпус выполнен в виде тороида, а входной и выходной патрубки расположены по касательной у периферии корпуса, причем входной патрубок смещен по высоте относительно выходного.The closest in technical essence is the Feeder for pneumatic conveying of bulk materials (patent SU 548512 A, B65G 53/50, 02/28/1977), containing a casing installed under the container with inlet and at least one outlet pipe ducts, characterized in that, with In order to simplify the design and reduce energy consumption, the casing is made in the form of a toroid, and the inlet and outlet nozzles are located tangentially at the periphery of the housing, and the inlet pipe is displaced in height relative to the outlet.

Недостатком известного технического решения является то, что в приемной емкости атмосферное давление и подача материала в тороид происходит за счет разрежения в центре тороида. Учитывая большую разницу масс воздуха и транспортируемого материала (500-1300 раз) для создания разрежения потребуется очень высокие скорости вращения потока в тороиде, что ведет к повышенному износу оборудования, большому расходу воздуха и удорожанию транспортировки. При этом очень сложно обеспечить отсутствие избыточного давления в тороиде и подачу материала из емкости.A disadvantage of the known technical solution is that in the receiving tank atmospheric pressure and the supply of material to the toroid occurs due to the vacuum in the center of the toroid. Given the large difference in the masses of air and the transported material (500-1300 times) to create a vacuum, very high speeds of rotation of the flow in the toroid will be required, which leads to increased wear of the equipment, high air consumption and increased cost of transportation. It is very difficult to ensure the absence of excess pressure in the toroid and the supply of material from the tank.

Устройство для пневмотранспорта МСМ состоит из приемной камеры и разгрузочного устройства. Приемная камера представляет собой емкость высокого давления с загрузочным клапаном, разгрузочным клапаном и системой подачи сжатого воздуха для предварительной аэрации и вытеснения МСМ в разгрузочное устройство. Приемная камера не несет в себе какой-либо технической новизны и в дальнейшем не описывается.The MSM pneumatic conveying device consists of a receiving chamber and an unloading device. The receiving chamber is a high-pressure tank with a loading valve, an unloading valve, and a compressed air supply system for preliminary aeration and forcing the MSM into the unloading device. The receiving camera does not carry any technical novelty and is not described further.

Разгрузочное устройство, именуемое в дальнейшем "Ускоритель", представляет собой ТК с загрузочными трубопроводами, разгрузочный трубопровод расположенный тангенциально к оси потока в ТК и две системы подачи сжатого воздуха, обеспечивающие псевдоожижение, вращение вокруг оси трубы ТК и разгон МСМ до скорости транспортировки. Объемы воздуха подаваемого через обе системы в ТК должны быть сбалансированы и обеспечивать равномерное поступательно-вращательное движение псевдоожиженного материала в ТК.The unloading device, hereinafter referred to as the “Accelerator”, is a fuel cell with loading pipelines, a discharge piping located tangentially to the flow axis in the fuel cell and two compressed air supply systems that provide fluidization, rotation around the pipe axis of the fuel cell and acceleration of the MCM to the transport speed. The volumes of air supplied through both systems to the TC must be balanced and ensure uniform translational-rotational movement of the fluidized material in the TC.

Конструктивно Ускоритель может быть одновременно присоединен к нескольким приемным камерам. Использование двух или более приемных камер, работающих поочередно при непрерывной работе Ускорителя, позволяет сделать процесс транспортировки по одному транспортному трубопроводу полностью непрерывным и повысить производительность в 2-3 раза, по сравнению с другими камерными насосами работающими в циклическом режиме загрузка/разгрузка.Structurally, the Accelerator can be simultaneously connected to several receiving chambers. The use of two or more receiving chambers, operating alternately during continuous operation of the Accelerator, makes it possible to make the transportation process through one transport pipeline completely continuous and increase productivity by 2–3 times, compared to other chamber pumps operating in a cyclic loading / unloading mode.

Технический результат достигается тем, что Ускоритель одновременно обеспечивает псевдоожижение, вращение вокруг оси трубопровода и разгон МСМ до скорости транспортировки до входа в транспортный трубопровод. Наличие двух раздельных систем подачи сжатого воздуха в приемную камеру и в Ускоритель позволяет управлять скоростью подачи МСМ из приемной камеры в Ускоритель и таким образом регулировать соотношение МСМ/воздух в транспортирующем потоке. Разгрузочный трубопровод Ускорителя расположенный тангенциально к оси потока обеспечивает выход транспортируемого МСМ в транспортный трубопровод с минимальным сопротивлением. Использование всего объема ТК для движения и вращения потока позволяет достигать максимально возможного псевдоожижения транспортируемого МСМ.The technical result is achieved by the fact that the Accelerator simultaneously provides fluidization, rotation around the axis of the pipeline and acceleration of the MSM to the transport speed to the entrance to the transport pipeline. The presence of two separate systems for supplying compressed air to the receiving chamber and to the Accelerator allows you to control the feed rate of the MSM from the receiving chamber to the Accelerator and thus control the ratio of MSM / air in the transport stream. The accelerator discharge pipe located tangentially to the flow axis provides the output of the transported MSM to the transport pipe with minimal resistance. Using the entire volume of the TC for movement and rotation of the flow allows you to achieve the maximum possible fluidization of the transported MSM.

Вход псевдоожиженого МСМ в транспортный трубопровод уже со скоростью транспортировки и вращение потока вокруг оси трубопровода позволяют снизить пульсации скорости и плотности потока в трубопроводе (демпфирование потока), существенно повысить дальность, стабильность, производительность и энергоэффективность транспортировки. Использование Ускорителя позволяет транспортировать любой МСМ с размером частиц 0.02-8 мм и плотностью 200-2000 кг/м³ (например: цемент, зола-унос, зерно, шрот, жом) в промышленных объемах. Возможность регулирования соотношения МСМ/воздух в транспортирующем потоке позволяет осуществлять транспортировку МСМ как в режиме плотного слоя с максимальной производительностью, так и в струйном режиме с максимальной дальностью транспортировки, в зависимости от поставленной задачи и производительности воздушного компрессора.The entrance of the fluidized MSM into the transport pipeline already with the transport speed and rotation of the flow around the axis of the pipeline reduce the pulsations of the velocity and density of the flow in the pipeline (flow damping), significantly increase the range, stability, productivity and energy efficiency of transportation. Using the Accelerator allows you to transport any MSM with a particle size of 0.02-8 mm and a density of 200-2000 kg / m ³ (for example: cement, fly ash, grain, meal, pulp) in industrial volumes. The ability to control the ratio of MSM / air in the conveying stream allows the transportation of MSM both in the dense bed mode with maximum capacity, and in jet mode with a maximum transportation distance, depending on the task and the performance of the air compressor.

Задачей полезной модели является максимальное снижение стоимости оборудования, улучшение эксплуатационных параметров процесса пневматической транспортировки МСМ, обеспечение стабильной работы при пониженном давлении, уменьшение расхода сжатого воздуха, возможность адаптации под любой МСМ с размером частиц 0.02-8 мм и плотностью 200-2000 кг/м³, достижение производительности сопоставимой с производительностью больших механических транспортеров (зерно: 1000-3000 м³/час) при несопоставимо меньшей стоимости оборудования и эксплуатационных расходах.The objective of the utility model is to minimize the cost of equipment, improve the operational parameters of the pneumatic transportation of MSM, ensure stable operation at reduced pressure, reduce the consumption of compressed air, adapt to any MSM with a particle size of 0.02-8 mm and a density of 200-2000 kg / m ³ , achieving a productivity comparable to that of large mechanical conveyors (grain: 1000-3000 m ³ / h) with incomparably lower cost of equipment and operating costs odes.

Настоящее техническое решение проиллюстрировано на примере работы в непрерывном режиме транспортировки с двумя приемными камерами. В случае использования одной приемной камеры принцип работы не изменяется, но устройство работает в циклическом This technical solution is illustrated by the example of operation in a continuous mode of transportation with two receiving chambers. In the case of using one receiving camera, the principle of operation does not change, but the device operates in a cyclic

режиме загрузка/набор давления/разгрузка/продувка, что уменьшает производительность насоса в 2-3 раза т.к. транспортировка происходит только на этапе "разгрузка".loading / set pressure / unloading / purging mode, which reduces pump performance by 2-3 times since transportation occurs only at the stage of "unloading".

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ускоритель после начала транспортировки работает непрерывно для обеспечения неразрывности и непрерывности потока. Приемные камеры "С" и "D" работают по одному и тому же алгоритму поочередно в противофазе, обеспечивая непрерывную подачу МСМ в Ускоритель.The accelerator after the start of transportation works continuously to ensure continuity and continuity of flow. The receiving cameras "C" and "D" operate according to the same algorithm alternately in antiphase, providing continuous supply of MSM to the Accelerator.

Цикл загрузки приемной камеры.The loading cycle of the receiving chamber.

Закрывается клапан подачи МСМ 6 в ТК 7. Сброс воздуха через фильтр (на рисунке не показан т.к. является стандартным фильтром циклонного типа) если в камере есть избыточное давление. Открывается приемный клапан 4. Приемная камера заполняется МСМ до заданного уровня. Закрывается приемный клапан 4. Включается подача сжатого воздуха через клапан 5. Сжатый воздух нагнетается в приемную камеру аэрируя МСМ и создавая избыточное давление для дальнейшей выгрузки в Ускоритель.The MSM 6 supply valve to the TC 7 closes. Air discharge through the filter (not shown in the figure since it is a standard cyclone type filter) if there is excess pressure in the chamber. The inlet valve 4 opens. The inlet chamber is filled with IMS to a predetermined level. The inlet valve 4 closes. Compressed air is turned on through the valve 5. Compressed air is pumped into the inlet chamber by aerating the MSM and creating excess pressure for further discharge into the Accelerator.

Цикл разгрузки приемной камеры в Ускоритель.The cycle of unloading the receiving chamber in the Accelerator.

Открывается клапан подачи МСМ 6 в ТК 7. Изменяется подача сжатого воздуха подаваемого в приемную камеру для вытеснения материала в Ускоритель и обеспечения требуемого соотношения МСМ/воздух в транспортирующем потоке. Выгрузка МСМ в Ускоритель. Приемная камера переходит на цикл загрузки.The supply valve of the MSM 6 in the TC 7 opens. The supply of compressed air supplied to the receiving chamber is changed to displace the material in the Accelerator and ensure the required ratio of MSM / air in the transport stream. Unloading MSM in the Accelerator. The receiving camera switches to a loading cycle.

В начальный момент времени все подающие сжатый воздух системы выключены, избыточное давление и МСМ в приемных камерах и Ускорителе отсутствуют. МСМ подается в общий загрузочный трубопровод 3. Камера (допустим "С") начинает цикл загрузки. После завершения цикла загрузки камера "С" переходит на цикл разгрузки а камера "D" начинает цикл загрузки. Открываются клапан системы аэрации ТК для обеспечения вращения и псевдоожижения материала 8 и клапан системы аэрации ТК для обеспечения разгона аэрированного материала до скорости транспортировки 9. При этом объем подаваемого в приемную камеру сжатого воздуха должен превышать объем сжатого воздуха, подаваемого в Ускоритель, для вытеснения материала в Ускоритель. В течении некоторого времени (3-5 секунд, зависит от материала и объема ТК) происходит заполнение Ускорителя МСМ (только при первой разгрузке), псевдоожижение МСМ и формирование вращающегося потока, по истечении которого открывается выпускной клапан 11 и начинается процесс транспортировки.At the initial moment of time, all the systems supplying compressed air are turned off, there is no excess pressure and MSM in the receiving chambers and the Accelerator. MSM is fed into a common loading pipe 3. The camera (say "C") starts the loading cycle. After the loading cycle is completed, chamber "C" switches to the unloading cycle and chamber "D" begins the loading cycle. The valve of the TC aeration system is opened to provide rotation and fluidization of the material 8 and the valve of the TC aeration system to accelerate the aerated material to the transport speed 9. The volume of compressed air supplied to the receiving chamber must exceed the volume of compressed air supplied to the Accelerator to displace the material in Accelerator. For some time (3-5 seconds, depending on the material and volume of the fuel cell), the MSM Accelerator is filled (only at the first unloading), the MSM is fluidized and a rotating flow is formed, after which the exhaust valve 11 opens and the transportation process begins.

По завершении цикла разгрузки камеры "С" камера "D" переходит на цикл разгрузки а камера "С" начинает цикл загрузки. В дальнейшем режим работы Ускорителя не меняется а камеры "С" и "D" работают поочередно в противофазе.Upon completion of the unloading cycle of chamber "C", camera "D" switches to the unloading cycle and chamber "C" begins the loading cycle. In the future, the mode of operation of the Accelerator does not change and the cameras "C" and "D" work alternately in antiphase.

Тороидальная камера Ускорителя изготавливается из четырех трубных поворотов на 90° (ГОСТ 17375-83 Отводы крутоизогнутые). Ускоряющий входной патрубок 9 и выпускной трубопровод 10 располагаются тангенциально к оси потока в ТК. Входные патрубки 8 закручивающие поток в ТК ввариваются тангенциально к трубе ТК под углом 30-60° к радиусу ТК. Количество, угол наклона и пропускная способность входных патрубков определяются в зависимости от плотности транспортируемого материала, объема ТК, объема приемной камеры и требуемой производительности.The toroidal chamber of the Accelerator is made of four pipe turns of 90 ° (GOST 17375-83 Steep bends). The accelerating inlet pipe 9 and the exhaust pipe 10 are located tangentially to the flow axis in the TC. Inlet nozzles 8 swirling the flow in the TC are welded tangentially to the pipe of the TC at an angle of 30-60 ° to the radius of the TC. The quantity, inclination angle and throughput of the inlet pipes are determined depending on the density of the transported material, the volume of the TC, the volume of the receiving chamber and the required performance.

Claims

1. A device for pneumatic conveying of fine-grained bulk materials containing a receiving chamber, an unloading device, which is a toroidal chamber with a loading pipe, as well as a discharge pipe located tangentially to the axis of the flow in the toroidal chamber, characterized in that the compressed air is supplied separately to the receiving and toroidal chamber, while in the toroidal chamber the compressed air is supplied tangentially to the diameter of the pipe of the toroidal chamber and at an angle to the radius of the toroidal chamber, providing Wai fluidization of the conveyed material and the flow tube axis rotation around the toroidal chamber and tangential to the axis of flow in the toroidal chamber, providing flow acceleration to the transport speed, prior to entering the transfer line.

2. The device according to p. 1, characterized in that it may contain several receiving chambers attached to the unloading device.