RU1791300C - Способ управлени установкой дл пневматического транспортировани сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: пневматическа  подача сыпучих материалов по трубопроводу. Сущность изобретени : сыпучий материал загружаетс  в камеру питател , после чего подаетс  сжатый газ в верхнюю часть камеры питател  и в начальный участок транспортного трубопровода. Измер етс  статическое давление в начальном участке транспортного трубопровода,сравниваетс  его величина с заданной максимальной величиной рабочего давлени  и выпускают сжатый газ из верхней части камеры после достижени  давлени  в начальном участке транспортного трубопровода максимальной заданной величины. После падени  давлени  в начальном участке транспортного трубопровода до половины заданной максимальной его величины прекращают выпуск газа из верхней части камеры питател  и возобновл ют подачу в нее сжатого газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С

Description

зобретение относитс  к пневматическому транспортированию и может быть ис- польЬовано в любой отрасли промышленности дл  транспортировани  сыпучих грузов.

Известен способ пневматического транспортировани  сыпучих материалов, заключающийс  в том, что в трубопровод циклически подают сыпучий материал и сжатий воздух 1.

Недостатком данного способа  вл етс  то, чтр длина пробки определ етс  емкостью агрузочной камеры, а при измен ющихс  свойствах транспортируемого

материала проницаемость ее также измен етс , в результате чего может произойти либо развал пробки, либо закупорка трубопровода .

Известен также способ, предусматривающий одновременную подачу сжатого воздуха в трубопровод и в камеру питател  с целью создани  подпора 2, а также прекращение подачи воздуха раньше, чем пробка выгружател  из трубопровода.

При этом способе также не предусматриваетс  регулирование длины пробки, но данное техническое решение  вл етс  наиболее близким по технической сущности к

ю

а

СО

о о

за вл емому способу управлени  рабочим режимом пневматического транспортировани  сыпучего материала.

Наиболее близким к за вл емому устройству  вл етс  техническое решение 3, содержащее пневмотранспортную установку с камерным питателем и смонтированный на начальном участке транспортного трубопровода датчик давлени , по сигналу которого производитс  регулирование режима подачи сжатого газа в установку.

Недостатко м данного технического решени   вл етс  то, что оно не позвол ет регулировать подачу сыпучего материала из камерного питател  в транспортный трубопровод без нарушени  режима движени  порции материала, уже сформированной в трубопроводе.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и снижение энергоемкости транспортировани  сыпучего материала за счет стабилизации расчетного режима работы пневмотранспортной установки .

Цель достигаетс  тем, что подают сжатый газ в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питател , подают сыпучий материал из нижней части камеры питател  в начальный уча- сток транспортного трубопровода и непрерывно измер ют давление в начальном участке транспортного трубопровода, причем, предварительно задают максимальную величину давлени  транспортировани  в начальном участке транспортного трубопровода, а в процессе транспортировани  по достижени  давлени  в начальном участке транспортного трубопровода заданной максимальной величины прекращают подачу сжатого газа в верхнюю часть камеры питател , выпускают сжатый газ из верхней части камеры питател  до достижени  в ней величины давлени , равной упом нутой заданной величине давлени , и возобновл ют подачу сжатого газа в верхнюю часть камеры питател  после снижени  давлени  в начальном участке транспортного трубопровода до величины, равной половине максимальной величины давлени  транспортировани .

Данный способ управлени  установкой дл  пневматического транспортировани  сыпучего материала может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего камерный питатель, сообщенный своей нижней частью посредством выпускного патрубка с начальным участком транспортного трубопровода, газопровода подачи сжатого газа от источника в начальный участок транспортного трубопровода и в

нюю часть камеры питател  и датчик давлени , установленный на начальном участке транспортного трубопровода, причем, оно снабжено отводным газопроводом, сообщенным одним своим концом с верхней частью камеры питател , а другим - с атмосферой, и выполненным с приводным выхлопным клапаном и редукционным клапаном максимального давлени  в началь0 ном участке транспортного трубопровода, и приводным запорным клапаном, установленным на газопроводе подачи сжатого газа в верхнюю часть камеры питател , при этом датчик давлени  выполнен с двум  выход5 н ыми каналами, максимального и нижнего давлений в начальном участке транспортного трубопровода, первый из которых св зан с приводами открывани  выхлопного и закрывани  запорного клапанов, а второй - с

0 приводами закрывани  выхлопного и открывани  запорного клапанов, а нижн   часть камеры питател  в зоне ее сообщени  . с начальным участком транспортного трубопровода в виде колена с горизонтальным

5 участком, сопр женным с выпускным патрубком . .

Изобретение по сн етс  чертежами. На фиг. 1 показана схема устройства дл  осуществлени  способа управлени  ус0 тановкой дл  пневматического транспортировани  сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу; на фиг. 2 - графики изменени  давлений в начальном участке транспортного трубоп5 ровода и в верхней части камеры питател . Устройство дл  осуществлени  способа управлени  установкой дл  пневматического транспортировани  сыпучего материала .камерным п итателем по транспортному тру0 бопроводу (фиг.1) содержит газопровод 1 подачи сжатого газа от источника питани  к последующим конструктивным звень м установки , транспортный трубопровод 2. сообщенный с газопроводом 1 через рабочий

5 вентиль 3. На начальном участке транспортного трубопровода 2 установлен датчик давлени  4 с двум  выходными каналами управл ющего сигнала: максимального 5 нижнего 5 давлений. Выходной канал мак0 симального давлени  5 отрегулирован так, что по нему поступает управл ющий сигнал в момент, когда в начале транспортного трубопровода 2, т.е. в месте установки датчика давлени , статическое давление газа дости5 гает предварительно заданного максимального значени . Выходной канал нижнего давлени  отрегулирован на давление, равное половине его максимального значени  в начале транспортного трубопровода. Устройство содержит также камерный питатель . выполненный в виде герметичной камеры , состо щей из нижней 7 и верхней 8 частей. В верхней части 8 камеры питател  установлены загрузочный клапан 9 и направл юща  воронка 10. Нижн   часть 7 камеры питател  сообщена посредством выпускного патрубка 11с начальным участком транспортного трубопровода 2.Устройство снабжено приводным запорным клапаном 12, установленным на газопроводе 19, сообщающем газопровод 1 с верхней частью 8 камеры питател ,

Запорный клапан 12 оснащен приводами закрывани  13 и открывани  14. Кроме того , установка снабжена отводным газопроводом 20, сообщенным одним своим концом с верхней частью 8 камеры питател , а1 другим - с атмосферой. Отводной газопровод выполнен с приводным выхлопным клапаном 15 и редукционным клапаном 16, отрегулированным на давление, равное максимальному давлению в начальном участке , транспортного трубопровода 2. Выхлопной клапан 15 оснащен приводами закрывани  17 и открывани  18. Системы управлени  приводов 13, 14, 17 и 18 параметрически согласованы с выходными каналами 5 и б датчика давлени  4, причем, выходной канал максимального давлени  5 датч/чка давлени  4 св зан с приводом от- крынани  18 выхлопного клапана 15 и с приЕОдом закрывани  13 запорного клапана 1, а выходной канал нижнего давлени  6 да чика давлени  4 - с приводом закрывани  7 выхлопного клапана 15 и с приводом открывани  14 запорного клапана 12. Нижн   часть 7 камеры питател  в-зоне ее сообщени  с начальным участком транспортного трубопровода 2 выполнена в виде колена с горизонтальным участком, сопр женным с выпускным патрубком.

Способ управлени  установкой дл  пневматического транспортировани  сыпучего материала осуществл етс  следующим образом.

В камеру питател  через воронку 10 загружают сыпучий материал. За счет открывани  рабочего вентил  3 подают сжатый газ от источника по газопроводу 1 в начальный участок транспортного трубопревода 2 и в верхнюю часть 8 камеры питател  по газопроводу 19 через приводной запорный клапЬн 12.

$ исходном положении запорный клапан }2 открыт, а выхлопной 15 закрыт, так как давление газа в начальном участке транспортного трубопровода меньше поло- BHHbf максимального. В начальный момент транспортный трубопровод 2 не загружен, газ проходит по нему свободно и выходит в

атмосферу, так что давление в его начале повышаетс  незначительно. Поступление газа в верхнюю часть 8 камеры питател  за счет скоростного напора газовой струи 5 обеспечивает закрывание загрузочного клапана 9, после чего начинает повышатьс  давление, под действием которого загруженный в камеру материал поджимаетс  к выпускному патрубку 11 и подаетс  в транс0 портный трубопровод 2. По мере подачи транспортируемого материала в транспортный трубопровод из него образуетс  порш- необразна  порци  - пробка. Увеличение длины этой пробки приводит к увеличе5 нию сопротивлени  ее перемещению и повышению давлени  в начальном участке транспортного трубопровода 19 (фиг.2). Одновременно повышаетс  давление в верхней части 8 камеры питател . Но здесь

0 давление растет быстрее и в каждый момент времени имеет большую величину, чем в начальной части транспортного трубопровода - график 20. Объ сн етс  это тем, что полное давление газа Рполн. поступающего

5 из газопровода 1 в транспортный трубопровод раскладываетс  на две составл ющие: статическое давление Рт и скоростной напор , равный р V /2. где р - плотность газа при давлении рт, а V - скорость движени 

0 пробки. Кроме того, часть давлени  тер етс  на входе в транспортный трубопровод - Др. Поэтому давление в начальном участке транспортного трубопровода меньше полного и равно рт РПОЛН р V /2 - Др.

5Скорость опускани  сыпучего материала в камере пренебрежимо мала, поэтому давление газа в верхней ее части практически равно полному давлению подаваемого из газопровода газа и, следовательно, выше

0 давлени  в начальной части транспортного трубопровода. За счет этого избытка давлени  и силы т жести сыпучий материал поджимаетс  к выпускному патрубку 11 и поступает в транспортный трубопровод 2.

5Загрузка материала в транспортный трубопровод происходит до тех пор, пока давление в его начальном участке достигнет максимальной величины, предварительно определенной расчетным путем и регистри0 руемой датчиком давлени  4. Величина максимального давлени  в начальном участке транспортного трубопровода определ етс  известными методами, исход  из необходимости обеспечени  формировани  пробки

5 из транспортируемого материала максимально возможной длины по услови м исключени  опасности застревани  ее в трубопроводе. К моменту повышени  давлени  в начальной части транспортного трубопровода до максимального значени  (Рмакс) давление в верхней части камеры питател  Рв будет на (4-5%) выше (фиг.2). В этот момент срабатывает датчик давлени  4, по его обходному каналу максимального давлени  5 поступает управл ющий сигнал на приводы 18 и 13, которые соответственно открывают выхлопной 15 и закрывают запорный 12 клапаны. Запорный клапан 12 прекращает подачу газа в верхнюю часть 8 камеры питател , а выхлопной клапан 15 через воздуховод 23 и редукционный клапан 16 соедин ет ее с атмосферой. Часть газа выходит из камеры, за счет чего давлени  в верхней 8 и нижней 7 част х камеры питател  выравниваютс . Вследствие этого прекращаетс  поджимание сыпучего материала к выпускному патрубку 11 и подача его в транспортный трубопровод. Далее, так как газ продолжает поступать в транспортный трубопровод, то, в силу естественной способности газа расшир тьс , скорость движени  пробки повышаетс , увеличиваетс  скоростной напор, а статическое давление падает. В этот период давление в верхней части камеры питател  остаетс  равным или несколько меньшим, чем в-начальной части транспортного трубопровода , поэтому материал в него не подаетс . Избыток газа из верхней части камеры питател  выходит за счет фильтрации материала , а возможные утечки могут вызвать некоторое понижение давлени , не вли ющее на рабочий режим установки. Когда давление в начальном участке транспортного трубопровода упадет до величины, равной половине максимального, от датчика давлени  4 по каналу нижнего давлени  6 подаетс  управл ющий сигнал на приводы открывани  14 и закрывани  17, которые открыванием запорного 12 и закрыванием выхлопного 15 клапанов соедин ют верхнюю часть 8 камеры питател  газопроводами 1 и 22 с источником сжатого газа и. изолируют ее от атмосферы. Подача газа в камеру питател  обеспечивает повышение давлени  и подачу сыпучего материала в транспортный трубопровод. Образование следующей порции материала вызывает уменьшение скорости движени  газа вслед за ней и повышение давлени  в начальной части трубопровода. Цикл повтор етс  несколько раз до тех пор, пока камера питате- л  освободитс  от .транспортируемого материала. В последнем цикле после падени  давлени  ниже половины максимального установка остаетс  в исходном, положении. После освобождени  транспортного трубопровода от сыпучего материала закрывают управл ющий вентиль 3, загрузочный клапан 9 под действием силы т жести открываетс  и камеру питател  снова загружают. Если камера питател  сообщена по известной схеме с бункером-накопителем шлюзовым устройством, транспортирование можно продолжать непрерывно.

Выбор нижнего предела давлени  в начальном участке транспортного трубопровода определен следующими услови ми,

0 Нижн   составл юща  давлени , ограниченна  пр мой линией 21 (фиг.2), обеспечивает движение следующей впереди порции груза. Дл  того, чтобы эта порци  не остановилась во врем  подачи в трубопровод сле5 дующей, нижн   составл юща  должна быть по возможности большей. Но дл  того, чтобы при дальнейшем движении обе порции не соединились и не создали условий дл  закупорки трубопровода, и верхн   со0 ставл юща  давлени , амплитуда которой равна разности максимального рабочего давлени  и нижней составл ющей, также должна быть как можно большей. Поэтому наиболее устойчивое движение системы

5 поршнеобразных порций, пробок, материала обеспечиваетс , когда переключение режима работы установки происходит при давлении, равном половине максимального. Положительный эффект достигаетс  за

0 счет следующих факторов. Эффективное перемещение поршнеобразной порции материала обеспечиваетс , если -ее проницаемость равна определенной величине , завис щей от ее длины и свойств

5 транспортируемого материала. Величина ее определ етс  экспериментально. При дози- ровании порций по объему или массе вследствие нестабильности крупности, влажности и других характеристик сыпучего

0 материала проницаемость порций измен етс , В случае высокой проницаемости происходит размывание порции потоком газа, тер етс  поршневой эффект, материал оседает в трубопроводе, соедин етс  в боль5 шие порции, создаетс  аварийна  ситуаци . При низкой проницаемости порции материала прекращаетс  ее аэраци , начинает про вл тьс  эффект распора сыпучего материала , что также приводит к закупорке тру0 бопровода. Изменение проницаемости порции транспортируемого материала в первую очередь отражаетс  на давлении позади нее. По этому давлению в изобретении и осуществл етс  дозирование порций ма5 териала, что исключает вли ние нестабильности его характеристик. Кроме того, подача материала в транспортный трубопровод за счет избыточного давлени  в верхней части камеры питател  и прекращение его подачи за счет того, что нижн   часть камеры выполнена в виде колена, позвол ет не уменьшать подачу газа в транспортный трубопровод во врем  его загрузки, что обеспечивает устойчивый и рациональный режим движени  всей системы последовательных пор- циЛ материала, а следовательно, повышение производительности и снижение1 энергоёмкости пневматического транспортировани  сыпучего материала.

Конкретным примером выполнении изобретени  служит пневмотранспортна  установка Турбо-К-150, разработанна  и изготовленна  ДонНИИ. Параметры установки следующие: производительность - 50 т/ч, дальность транспортировани  - 500 м, диаметр трубопровода - 150 мм, емкость камеры питател  - 0,6 м , максимальное давление в начальном участке транспортного тэубопровода - 0,25 МПа, максимальное давление в верхней части камеры питател  - 0,26 МПа. Удельный расход воздуха на 1 м3 т эанспортируемой горной массы составил 10-15 м3/.м , что ниже соответствующего показател , например, дл  серийно выпускаемых закладочных пневмотранс- пор+ных установок ZK-200 (ЧССР), ДЗМ-2 (ССЈР)-70-100м3/м3.

I . :

Claims (2)

1. Способ управлени  установкой дл  пневматического транспортировани  сыпучего материала камерным питателем по транспортному трубопроводу , заключающийс  в том что, под ают сжатый газ в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питател , подают сыпучий материал из нижней части камеры питател  в начальный участок транспортного трубопровода и непрерывно измер ют давление в начальном участке транспортного трубопровода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  энергоемкости, предвари- тель но задают максимальную величину давлени  транспортировани  в начальном участке транспортного трубопровода, а в процессе транспортировани  по достижению давлени  в начальном участке транспортного трубопровода заданной максимальной величины прекращают подачу сжатого газа в верхнюю часть камеры пита- 5 тел , выпускают сжатый газ из верхней части камеры питател  до достижени  в ней величины давлени , равной упом нутой заданной величине давлени  и возобновл ют подачу сжатого газа в верхнюю часть каме0 ры питател  после снижени  давлени  в начальном участке транспортного трубопровода до величины, равной половине максимальной величины давлени  транспортировани ,

5

2. Устройство дл  осуществлени  способа по п.1. содержащее камерный питатель, сообщенный своей нижней частью посредством выпускного патрубка с начальным участком транспортного трубопровода, га0 зопроводы подачи сжатого газа от источника в начальный участок транспортного трубопровода и в верхнюю часть камеры питател  и датчик давлени , установленный на начальном участке транспортного тру5 бопровода. отличающеес  тем, что оно снабжено отводным газопроводом, сообщенным одним своим концом с верхней частью камеры питател , а другим - с атмосферой, и выполненным с приводным

0 выхлопным клапаном и редукционным клапаном максимального давлени  в начальном участке транспортного трубопровода, и приводным запорным клапаном, установленным на газопроводе подачи сжатого газа

5 в верхнюю часть камеры питател , при этом датчик давлени  выполнен с двум  выходными каналами максимального и нижнего давлений в начальном участке транспортного трубопровода, первый из которых св зан

0 с приводами открывани  выхлопного и закрывани  запорного клапанов, а второй - с приводами закрывани  выхлопного и открывани  запорного клапанов, а нижн   часть камеры питател  в зоне ее сообщени 

5 с начальным участком транспортного трубопровода выполнена в виде колена с горизонтальным участком, сопр женным с выпускным патрубком.

Редактор

Фиг. 2

Составитель И.Верменчук Техред М.Моргентал

Корректор Л.Ливринц