RU2772352C1 - Device for lifting bulk materials with high concentration in the gas mixture - Google Patents

Device for lifting bulk materials with high concentration in the gas mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2772352C1
RU2772352C1 RU2021136417A RU2021136417A RU2772352C1 RU 2772352 C1 RU2772352 C1 RU 2772352C1 RU 2021136417 A RU2021136417 A RU 2021136417A RU 2021136417 A RU2021136417 A RU 2021136417A RU 2772352 C1 RU2772352 C1 RU 2772352C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
feeder
high concentration
gas mixture
pipeline
damper
Prior art date
Application number
RU2021136417A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Андреевич Костюк
Валентин Яковлевич Потапов
Владимир Валентинович Потапов
Анатолий Ильич Афанасьев
Виталий Егорович Адас
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2772352C1 publication Critical patent/RU2772352C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pipeline transport.
SUBSTANCE: invention relates to pipeline transport. The device for lifting loose materials with high concentration in the gas mixture contains a mixing chamber, a vertical transport pipeline and an inclined feeder. A spring-loaded damper is installed in the loading feeder inclined at an angle "α" to the horizon. The damper area F, the reduced angular stiffness "Ca" and the capacity "Q" of the feeder are interconnected. When changing the transported material, the calculated height "H" of the bulk material is regulated, having different density "H" and friction coefficient "ƒ".
EFFECT: reduced consumption of compressed gas, increased reliability of the installation and environmental protection.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам для вертикального и наклонного пневмотранспорта сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси.The invention relates to pipeline transport, and in particular to devices for vertical and inclined pneumatic transport of bulk materials with a high concentration in the gas mixture.

Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси (пат. №2194661, 20.12.2002 Бюл. № 35 и пат. № 2294886, 10.03.2007 Бюл. № 7), содержащее смесительную камеру, вертикальный транспортный трубопровод и вертикальный загрузочный питатель.A device for lifting bulk materials with a high concentration in the gas mixture (pat. No. 2194661, 12/20/2002 Bull. No. 35 and Pat. No. 2294886, 03/10/2007 Bull. No. 7), containing a mixing chamber, a vertical transport pipeline and a vertical feeder .

В известном устройстве важным фактором является наличие расчетной заполненной высоты загрузочного питателя сыпучим материалом. При понижении этой заполненной высоты сыпучим материалом происходит выброс материала за счет избыточного давления в сторону выходного отверстия загрузочного питателя, что приводит к перерасходу сжатого газа, загрязнению рабочих участков и остановки системы пневмоподъема материала.In the known device, an important factor is the presence of the estimated filled height of the boot feeder with bulk material. When this filled height is lowered by bulk material, material is ejected due to excess pressure towards the outlet of the feeder, which leads to excessive consumption of compressed gas, contamination of working areas and stopping the material pneumatic lifting system.

Целью изобретения является уменьшение расхода сжатого газа, увеличение надежности работы установки и охрана окружающей среды.The aim of the invention is to reduce the consumption of compressed gas, increase the reliability of the installation and protect the environment.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси, содержащем смесительную камеру, вертикальный транспортный трубопровод и наклонный загрузочный питатель, что с целью регулирования расчетной высоты «H» сыпучего материала имеющего различную плотность «ρ» и коэффициент трения «f» в наклоненном под углом «α» к горизонту загрузочном питателе установлена подпружиненная прямоугольная со стороной «a» заслонка, площадь которой F=a 2 , приведенная угловая жесткость пружины «C у » и производительность «Q» питателя связаны соотношениями:This goal is achieved by the fact that in a device for lifting bulk materials with a high concentration in the gas mixture, containing a mixing chamber, a vertical transport pipeline and an inclined feeder, in order to regulate the estimated height " H " of bulk material having a different density "ρ" and coefficient friction “ f ” in the loading feeder inclined at an angle “α” to the horizon, a spring-loaded rectangular shutter with side “ a ” is installed, the area of \u200b\u200bwhich is F \ u003d a 2 , the reduced angular stiffness of the spring “ C y ” and the productivity “ Q ” of the feeder are related by the relations:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
– угол поворота заслонки;
Figure 00000004
– ускорение свободного падения;
Figure 00000005
– коэффициент расхода (учитывает потери давления при истечении материала через отверстие);
Figure 00000006
– приведенная угловая жесткость пружины заслонки. where
Figure 00000003
- angle of rotation of the damper;
Figure 00000004
- acceleration of gravity;
Figure 00000005
– flow coefficient (takes into account the pressure loss when the material flows through the hole);
Figure 00000006
is the reduced angular stiffness of the damper spring.

На фиг. 1 показана схема предполагаемого устройства; на фиг. 2 – загрузочная часть полупромышленной установки, на фиг. 3 – регулирующая заслонка – клапан.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2 - loading part of a semi-industrial installation, in Fig. 3 - control damper - valve.

Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси содержит смесительную камеру 1 с транспортным трубопроводом 2. В нижней части смесительной камеры установлены патрубки 3 для подвода сжатого воздуха и пористая газораспределительная перегородка 4. Подпитывающая часть в виде вертикального загрузочного питателя 6 смесительной камеры 1 расположена над патрубком транспортного трубопровода 2. Сыпучий материал из подпитывающей части 6 непрерывно поступает в смесительную камеру 1. Сжатый газ через пористую перегородку 4 подается под слой насыпного груза. После прохода через пористую перегородку 4 потоки газа, воздействуя на насыпной груз, аэрируют его до псевдоожиженного (кипящего) состояния. Под действием избыточного давления газа в смесительной камере и постоянного подпора насыпного груза псевдоожиженный материал с повышенной концентрацией подается в патрубок трубопровода 2. За счет перепада давления насыпной груз перемещается по трубопроводу в заторможенном состоянии путем создания дополнительных сопротивлений в виде поперечных вставок 5 с отверстиями, установленными рассредоточено по высоте трубопровода с определенным шагом. Вся высота столба материалогазовой смеси по высоте трубопровода разделена поперечными вставками 5 на отдельные участки. С целью исключения движения материала в обратную сторону, в нижнюю часть патрубка наклонного загрузочного питателя 6 (фиг. 3) установлена заслонка 7, пружина 8 с регулирующим болтом 9, с возможностью перекрытия потока сжатого газа из смесительной камеры. The device for lifting bulk materials with a high concentration in the gas mixture contains a mixing chamber 1 with a transport pipeline 2. In the lower part of the mixing chamber there are branch pipes 3 for supplying compressed air and a porous gas distribution partition 4. The feeding part in the form of a vertical feeder 6 of the mixing chamber 1 is located above the branch pipe of the transport pipeline 2. Bulk material from the feeding part 6 continuously enters the mixing chamber 1. Compressed gas through the porous partition 4 is fed under the layer of bulk cargo. After passing through the porous partition 4, the gas flows, acting on the bulk cargo, aerate it to a fluidized (boiling) state. Under the action of excess gas pressure in the mixing chamber and the constant bulk cargo overpressure, fluidized material with an increased concentration is fed into the pipeline branch pipe 2. Due to the pressure drop, the bulk cargo moves through the pipeline in a stagnant state by creating additional resistances in the form of transverse inserts 5 with holes installed dispersed along the height of the pipeline with a certain step. The entire height of the material-gas mixture column along the height of the pipeline is divided by transverse inserts 5 into separate sections. In order to exclude the movement of material in the opposite direction, a damper 7, a spring 8 with an adjusting bolt 9 are installed in the lower part of the pipe of the inclined feeder 6 (Fig. 3), with the possibility of blocking the flow of compressed gas from the mixing chamber.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Сыпучий материал из подпитывающей части 6 непрерывно поступает в смесительную камеру 1. Расход материала определяется высотой столба «Н» и углом поворота «

Figure 00000003
» подпружиненной заслонки 7, который в сувою очередь зависит от приведенной угловой жесткости -
Figure 00000006
пружины 8 заслонки 7.Bulk material from the feeding part 6 continuously enters the mixing chamber 1. The material consumption is determined by the height of the column "H" and the angle of rotation "
Figure 00000003
» spring damper 7, which in turn depends on the reduced angular stiffness -
Figure 00000006
springs 8 dampers 7.

Усилие сжатия пружины 8 и, соответственно, высота слоя материала «Н» определяется его плотностью ρ, коэффициентом трения f и регулируется болтом 9. Нарушение этой минимальной высоты Н приводит к выбросу сыпучего материала из смесительной камеры через загрузочный питатель 6 в окружающую среду. Сжатый газ через пористую перегородку 4 подается под слой материала. После прохода через пористую перегородку 4 потока газа, воздействуя на материал, аэрирует его до псевдоожиженного состояния. Под действием избыточного давления газа в смесительной камере 1 и постоянного подпора сыпучего материала, поступающего по подпитывающей части 6, псевдоожиженный материал с повышенной концентрацией подается в патрубок трубопровода 2. Высота подъема материала зависит от перепада давления, количества вставок 5, встроенных в трубопровод 4, и количества и диаметра отверстий в этих вставках 5. При смене транспортируемого материала осуществляется регулирование расчетной высоты «Н» сыпучего материала имеющего разную плотность «ρ» и коэффициент трения «f».The compression force of the spring 8 and, accordingly, the height of the material layer "H" is determined by its density ρ, friction coefficient f and is regulated by the bolt 9. Violation of this minimum height H leads to the release of bulk material from the mixing chamber through the feeder 6 into the environment. The compressed gas is fed through the porous partition 4 under the material layer. After passing through the porous partition 4, the gas flow, acting on the material, aerates it to a fluidized state. Under the action of the excess gas pressure in the mixing chamber 1 and the constant backwater of bulk material flowing through the feeding part 6, fluidized material with an increased concentration is fed into the pipeline branch pipe 2. The lifting height of the material depends on the pressure drop, the number of inserts 5 built into the pipeline 4, and the number and diameter of holes in these inserts 5. When changing the transported material, the estimated height "H" of the bulk material having different density "ρ" and friction coefficient " f " is regulated.

Расчет допустимой минимальной высоты Н производится по уравнению:The calculation of the permissible minimum height H is made according to the equation:

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000003
– угол поворота заслонки;
Figure 00000004
– ускорение свободного падения;
Figure 00000005
– коэффициент расхода (учитывает потери давления при истечении материала через отверстие);
Figure 00000006
– приведенная угловая жесткость пружины заслонки. where
Figure 00000003
– damper rotation angle;
Figure 00000004
- acceleration of gravity;
Figure 00000005
– flow coefficient (takes into account the pressure loss when the material flows through the hole);
Figure 00000006
is the reduced angular stiffness of the damper spring.

Таким образом, транспортирование осуществляется с высокой концентрацией материала, а значит, с малым расходом воздуха. При пневмотранспорте в плотном слое рабочая скорость воздушного потока не более 2 м/с и её увеличение до 2,5 раз не приводит к значительному увеличению потерь напора.Thus, the transport is carried out with a high concentration of material, and therefore with a low air consumption. With pneumatic transport in a dense layer, the operating speed of the air flow is not more than 2 m/s and its increase up to 2.5 times does not lead to a significant increase in pressure losses.

Пример:Example:

Для ОАО «БАЗ-СУАЛ» был монтирован наклонный пневмоподъемник с каскадным движением материалов для подачи глиноземной пыли от электрофильтров до приемного бачка вращающейся обжиговой печи цеха кальцинации. Уменьшение скоростей пылегазовых потоков неизбежно привело к уменьшению расходов на пылегазоочитску. Подъем насыпного груза осуществляется с высокой концентрацией в газовой смеси и малыми скоростями, а значит, с малым расходом сжатого газа. For JSC "BAZ-SUAL" an inclined pneumatic lift with a cascade movement of materials was installed to supply alumina dust from electrostatic precipitators to the receiving tank of the rotary kiln of the calcination shop. A decrease in the speed of dust and gas flows inevitably led to a decrease in the cost of dust and gas cleaning. The lifting of bulk cargo is carried out with a high concentration in the gas mixture and low speeds, and hence with a low consumption of compressed gas.

При пневмоподъеме на высотку до 40 м можно достичь массовой концентрации насыпного груза в газе до 200…300 кг/кг, скорости газового потока 1…3 м/с, что позволяет значительно снизить расход сжатого газа, а значит, снизить энергозатраты на пневмоподъем и пылегазоочистку при работе на пониженных скоростях газового потока.With pneumatic lifting to a height of up to 40 m, it is possible to achieve a mass concentration of bulk cargo in gas up to 200 ... 300 kg / kg, a gas flow velocity of 1 ... 3 m / s, which can significantly reduce the consumption of compressed gas, and therefore reduce energy costs for pneumatic lifting and dust and gas cleaning when operating at low gas flow rates.

Пример расчета:Calculation example:

1. Исходные данные:1. Initial data:

Figure 00000008
;
Figure 00000008
;

Figure 00000009
;
Figure 00000009
;

Figure 00000010
мм;
Figure 00000010
mm;

Figure 00000011
;
Figure 00000011
;

Figure 00000012
– коэффициент парусности;
Figure 00000012
- windage coefficient;

Figure 00000013
м;
Figure 00000013
m;

2. Расчет:2. Calculation:

Скорость витания:Soaring speed:

Figure 00000014
Figure 00000014

Принимаем скорость воздуха Accept air speed

Figure 00000015
Figure 00000015

Скорость транспортировки материала:Material conveying speed:

Figure 00000016
;
Figure 00000016
;

Массовый расход воздухаMass air flow

Figure 00000017
кг/с;
Figure 00000017
kg/s;

Массовый расход материала:Mass consumption of material:

Figure 00000018
кг/с = 230 т/час
Figure 00000018
kg/s = 230 t/h

При необходимости увеличения производительности установки можно увеличить

Figure 00000019
и повторить расчет.If you need to increase the productivity of the installation, you can increase
Figure 00000019
and repeat the calculation.

При изменении крупности материала и его плотности скорость воздуха может быть изменена.When changing the size of the material and its density, the air speed can be changed.

Claims (3)

Устройство для подъема сыпучих материалов с повышенной концентрацией в газовой смеси, содержащее смесительную камеру, вертикальный транспортный трубопровод и наклонный загрузочный питатель, отличающееся тем, что с целью регулирования расчетной высоты «Н» сыпучего материала, имеющего разную плотность «ρ» и коэффициент трения «ƒ», в наклоненном под углом «α» к горизонту загрузочном питателе установлена подпружиненная заслонка, площадь которой F, приведенная угловая жесткость «Cy» и производительность «Q» питателя связаны соотношениями: A device for lifting bulk materials with a high concentration in the gas mixture, containing a mixing chamber, a vertical transport pipeline and an inclined loading feeder, characterized in that, in order to regulate the estimated height "H" of bulk material having different density "ρ" and friction coefficient "ƒ ”, in the loading feeder inclined at an angle “α” to the horizon, a spring-loaded shutter is installed, the area of \u200b\u200bwhich is F, the reduced angular rigidity “C y ” and the performance “Q” of the feeder are related by the relations:
Figure 00000020
,
Figure 00000020
,
где ϕ – угол поворота заслонки; ɡ – ускорение свободного падения; µ – коэффициент расхода (учитывает потери давления при истечении материала через отверстие); Cy – приведенная угловая жесткость пружины заслонки.where ϕ is the damper rotation angle; ɡ is free fall acceleration; µ – flow coefficient (takes into account the pressure loss when the material flows through the hole); C y is the reduced angular stiffness of the damper spring.
RU2021136417A 2021-12-10 Device for lifting bulk materials with high concentration in the gas mixture RU2772352C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772352C1 true RU2772352C1 (en) 2022-05-19

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075559A (en) * 1960-03-16 1963-01-29 Exxon Research Engineering Co Deflector for solids flowing in a gasiform stream
CA914728A (en) * 1971-02-19 1972-11-14 E. Mcilhinney Allan Method and apparatus for conveying particulate material upwardly in a gas stream
WO1984000948A1 (en) * 1982-09-02 1984-03-15 David J Miller Apparatus and method for unloading bulk materials
RU2294886C2 (en) * 2005-03-21 2007-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет" (УПИ) Device for lifting loose materials with higher concentration in gas mixture
RU157658U1 (en) * 2015-04-30 2015-12-10 Станислав Яковлевич Давыдов DEVICE FOR LIFTING BULK MATERIALS
RU169472U1 (en) * 2016-07-20 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") DEVICE FOR LIFTING BULK MATERIALS WITH INCREASED CONCENTRATION IN A GAS MIXTURE
RU201015U1 (en) * 2020-04-03 2020-11-23 Ксения Евгеньевна Тырцева A device for lifting bulk materials in a transport pipeline

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075559A (en) * 1960-03-16 1963-01-29 Exxon Research Engineering Co Deflector for solids flowing in a gasiform stream
CA914728A (en) * 1971-02-19 1972-11-14 E. Mcilhinney Allan Method and apparatus for conveying particulate material upwardly in a gas stream
WO1984000948A1 (en) * 1982-09-02 1984-03-15 David J Miller Apparatus and method for unloading bulk materials
RU2294886C2 (en) * 2005-03-21 2007-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет" (УПИ) Device for lifting loose materials with higher concentration in gas mixture
RU157658U1 (en) * 2015-04-30 2015-12-10 Станислав Яковлевич Давыдов DEVICE FOR LIFTING BULK MATERIALS
RU169472U1 (en) * 2016-07-20 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" (ФГБОУ ВО "УГГУ") DEVICE FOR LIFTING BULK MATERIALS WITH INCREASED CONCENTRATION IN A GAS MIXTURE
RU201015U1 (en) * 2020-04-03 2020-11-23 Ксения Евгеньевна Тырцева A device for lifting bulk materials in a transport pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8876439B2 (en) Particulate handling apparatus and method
Basu et al. Studies on the operation of loop-seal in circulating fluidized bed boilers
CN105492854A (en) Feed flow conditioner for particulate feed materials
US11067273B2 (en) Process for pneumatically conveying a powdery material
RU2772352C1 (en) Device for lifting bulk materials with high concentration in the gas mixture
CN104525392B (en) Cyclone separator with gradually enlarged inlet, flow guide plate and dustproof screen and experiment system
CN1050531C (en) Process and apparatus for distributing fluids in a container
RU2294886C2 (en) Device for lifting loose materials with higher concentration in gas mixture
CA1153043A (en) Pneumatic conveyors
CN105102914B (en) For recycled material exsiccator and the method for humidity mud are dried
Abrahamson et al. Influence of entry duct bends on the performance of return-flow cyclone dust collectors
CN107062208A (en) It is a kind of suitable for fluid bed Wu Du Sai Give device for coal
RU2821022C1 (en) Device for pneumatic lifting of bulk materials with high concentration in gas mixture
CN108136444A (en) The screening plant and its method of object
WO2018095553A1 (en) Process for pneumatically conveying a powdery material
SU1731294A1 (en) Cascade classifier
US20070251385A1 (en) Dust Reduction in Delivery of Particulate Commodities
Davydov Use of a fluidized bed for the energy-efficient pneumatic transport of fine dust
US3776601A (en) Method and apparatus for conveying particulate material upwardly in a gas stream
TW201825375A (en) Process for pneumatically conveying a powdery material
Pring et al. Design of exhaust ventilation for solid materials handling
CN209127695U (en) A kind of high efficient coal discharging pit dust falling system
CN204233890U (en) There is the smoke gas collecting apparatus of the tube bank of many misarrangements row water conservancy diversion and triangle dilatation cover
SU1164172A1 (en) Method of pneumatic transportation of poweder-like and fine-grained materials and device for effecting same
US2786722A (en) Disengaging solids from lift gas