Устройство для метания сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 ЦР С 21 В 13/00 ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ( 71) Всесоюзный научно-исследоватЖьский институт металлургической теплотехники и Производственно-тех" ническое предприятие "Уралэнергочер метф( 54)( 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТАЙИЯСЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержа"щее закрытую с одного торца каг.".рус перфорированной трубой, патрубокцля подвода горючей смеси и.запальник, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективности путем обеспечения стабильностиметания материала в режиме переброса,выхлопной участок камеры выполненпод углом 20-80 к ее горизонтально расположенному корпусу, снабжен приемной воронкой и встроенным каналом,у которого выходной торец заглушени выполнен с радиальными отверстиями, а площадь его проходного сече,ния составляет 1-5 от площади сечения камеры, 1090723Изобретение относится к металлургии и к другим отраслям техники, где осуществляется перемещение сыпучих материалов.Известны устройства, в которых транспортирование сыпучих материалов в режиме переброса осуществляют при помощи сопел, установленных в ступенчатом полу рабочего объема печи.Сопла выполнены в виде двухпроводных высокосортных горелок, Мета ние сыпучего материала осуществляется топливовоздушной струей. Воспламенение топлива происходит в объеме печи.Эти устройства для создания пуль сирующего потока, могут уметь камера сгорания разной формы и выполнены с подводом топлива и окислителя с запальным устройством и блоком управ ления.20Такие устройства также используются для метания сыпучих материалов, в частности для нанесения покрытий 1Наиболее близким к изобретению является устройство для метания сыпучих материалов пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержащее закрытую с одного торца камеру с перфорированной трубой, патрубок для подвода горючей смеси и запальник.При работе устройства через смеситель подводится топливоокислительная смесь. Когда поток этой смеси достигает выходного отверстия устрой ства, осуществляют поджигание смеси и образовавшееся пламя в смесителе через перфорацию в его стенках воспламенчет всю основную массу смеси в камере. Это способствует образова нию мощного ударного импульса и высокоскоростного потока продуктов сгорания на выходе камеры. Вместе с продуктами сгорания из камеры выбрасываются частицы помещенного 45 в нее материала 2Известная конструкция имеет недостатки, обусловленные ограниченными воэможностями импульсной камеры как метательного устройства. В таком исполнении камеры могут метать порции помещенного в них мате-, риала только очень малого веса и объема на расстояние 1-2 м, причем частицы материала должны быть измельчены до порошкообразного состояния. В металлургии имеется потребность в метании больших масс материала, например, до 5 и даже 10 т/ч рудного материала или угля на расстояние 20-50 м. Экспериментальное опробо ванне известной конструкции для метания больших порций материала показала ее неработоспособной, особенно при работе в режиме перебрасывания, когда сыпучий. материал загружается 65 в камеру и метается из нее черезоткрытый торец.Общеизвестные технические решениядля транспортировки или перебрасывания больших количеств сыпучих материалов с использованием воздуха высокого давления непригодны, так кактребуют значительных расходов воздуха. Кроме того, использование воздуха неприемлемо для агрегатов, в которых необходимо поддерживать восстановительную газовую атмосферу.Целью изобретения является повышение эффективности эа счет обеспечениястабильности метания материала в режиме переброса.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для метаниясыпучих материалов пульсирующим потоком продуктов сгорания, содержащемзакрытуг с одного торца камеру с пер.форированной трубой, патрубок для подвода горючей смеси и запальник, выхлопной участок камеры выполнен подОуглом 20-80 к ее горизонтально расположенному корпусу, снабжен приемной воронкой и встроенным каналом,у которого выходной торец заглушени выполнен с радиальными отверстиями, а площадь его проходного сечениясоставляет 1-5 от площади сечения.Соотношение основных размеровустройства определяет его работоспособность и эффективность.При выполнении выходного участкакамеры под углом менее 20 к ее осисыпучий материал, например руда,рассыпается в камере тонким слоем.Образовавшаяся в камере ударнаяволна и продукты горения проходятнад материалом, не сообщая ему ускорения, достаточного для кучноговыброса на большОе расстояние. Привыбросе происходит рассеивание материала.Если угол более 80 , то значительно увеличивается сопротивлениевыбросу, уменьшается дальность ивысота полета метаемой порции.Площадь проходного сечения вовстроенном канале не должна бытьменее 1 от площади сечения камеры,В противном случае увеличиваетсявремя, необходимое для продувкикамеры после сгорания, и невозможнообеспечить оптимальную частоту ееработы - 0,2-0,5 Гц, Если эта величина превышает 5, значительно снижается мощность выброса иэ-эа потеричасти газа,На фиг. 1 изображено устройстводля метания, общий вид; на фиг. 2то же, пример использования притранспортировке сыпучего материалав печном агрегате для восстановительного обжига железной руды.Устройство имеет камеру 1, эаклю"ченную в воздухоохлаждаемый корпус 2Со стороны заглушенного торца установлена труба 3, на внутреннем участ. ке выполненная с перфорацией, а на внешнем - имеющая патрубок 4 и запальник 5. Выходной участок б имеет приемную воронку 7 и канал 8, один торец 9 которого открыт, а другой заглушен и имеет боковые отверстия 10. При использовании устройства в печи для восстановительного обжига камеры устанавливаются в нижней части пода 11, который выполнен в виде ступеней 12, образующих приемные воронки.,Выхлопное отверстие камер сообщается с рабочим объемом 10 область 17 обозначает слой сыпучего материала.Устройство работает следующим образом.По патрубку 4 в трубу 3 подводят топливовоздушную смесь, которая через перфорированные стенки заполняет камеру 1, продвигаясь к выходному участку б, Одновременно в приемную воронку 7 через загрузочное отверстие 14 или любым известным способом загружается сыпучий материал, который проникает через входной участок 6 и накапливается в камере. После того, как камера 1 полностью заполняется горючей смесью, запальник 5 воспламеняет ее, сначала в трубе 3, а затем через перфорацию в камере 1. При этом развиваются высокие скорости горения, приводящие к детонации и ударной волне в камере 1. Образовавшиеся продукты горения и ударная волна воздейству 20 25о 30 35 ют на порцию материала 17 и выбрасывают ее из выходного участка б в рабочий объем печи 13. После этого снова производится заполнение камеры 1 горючей смесью, загрузка сыпучего материала в камеру 1 через воронку 7, воспламенение и выброс материала. Таким образом, камера работает в режиме переброса загружаемых компонентов.В этом случае, если заполнение камеры 1 сыпучим материалом произошло быстрее, чем камера успела освободиться от продуктов сгорания и вновь заполниться горючей смесью, а материал полностью перекрыл канал между стенками камеры и трубой, как показано.на фиг.1, продувка камеры осуществляется через канал 8. При этом оставшиеся продукты сгорания, а за ними частично и горючая смесь проходят в канал 8 через открытый входной торец 9 и выходят через боковые отверстия 10 на выходном торце трубы. Если заполнение камеры материалом полно"тью не происходит, отработанные продукты сгорания вы 50 60 65 печи 13, в которой имеются загрузочное 14 и разгрузочное 15 отверстияи нагреватели 16. Заштрихованная ходят между стенками камеры 1 и слоем материала.Для обеспечения работоспособност 1 метательной камеры при длительной эксплуатации стенки ее, а также другие элементы должны быть интенсивно охлаждаемыми, например, водой.При работе нескольких устройств в агрегате для восстановительного обжига руд материал через впускное отверстие 14 попадает в одну из приемных воронок 7 первого ряда камер, в каждой из которых осуществляется импульсное сжигание топлива с частотой 0,2-0,5 Гц. Выхлопной импульс выбрасывает сыпучий материал в сторону свода. При падении материал частично возвращается в это же отверстие или же по близко расположенной наклонной плоскости скатывания в выхлопное отверстие следующего ряда импульс ных камер. Такил образом, пс.ремещаясь от одного ряда импульсных камер к другому, материал продвигается вдоль печи к разгрузочному отверстию 15, при этом основное время находясь во взвешенном состоянии, Нагрев материала осуществляют при помощи встроенных в рабочий объем печи 13 нагревателей 16.Предлагаемая конструкция в сравнениис базовыл объктом имеет сущест венные технические преимущества: устройство способно транспортировать материал пульсирующим пстоком газов в режиме переброса; выхлопной учас- ток устройства является одновременно приемной воронкой, что исключает- необходимость иметь загрузочное устройство; специально встроенный канал с радиальными отверстиями обеспечивает продувку камеры и ее работоспособность при полностью перекрытом сыпучим материалом рабочем участке камеры.При использовании изобретения в промышленности может быть получен экономический эффект. Так, для обеспечения транспортировки руды в печи ступенчато-взвешенного слоя (СВС) Лисаковского горно-обогатительного комбината при производительности10 т/ч требуется около 90 тыс, м/ч3 воздуха с давлением 0,2 ати перед соплами. Кром того, .". сопла подают до 3,0 тыс.м /ч природного газа.,При установке предлагаемого устройства на печи СРС для транспортировки того же количества руды требуется от 150 до 300 м/ч воздуха. Причем, давление газа и воздуха требуется в пределах 100-500 мм вод,ст.Этот эффект объясняется тем, что энергия, необходимая для метания материала, выделяется в импульсной камере при детонационном сгорании топлива. При сгорании газа и пол1090723 Составитель А Техред М. Теперм а Фе авельевКорректор Редактор Н.Джуган;Заказ 301 б 2 Подпис ета СССР ытий наб. е ого коминй и отРаушская д,4/5Ф Ф Ю ФЭ ю ВЕ ЕВ ПроектнППП "Патент", г Фи жгород,ностью перекрытом входном участке ь давление в камере при детонации достигает около 10 атиТаким образом, при использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость иметь высокие параметры газовой среды, способной перемещать большие массы сыпучего материала на большие расстояния, так каквысокое давление среды .генерируется естественным образом в процессе взрывного горения в камере.Экономичность предложения по сравнению с устройствами печи СВС обеспечивается также тем, что оно позволяет метать материал слабовос становительным или нейтральными продуктами сгорания и поддерживать необходимый потенциал состав газов). в печной атмосфере.таким образом, экономический эф- ,20 фект от внедрения изобретения слагается из снижения энергетических заТираж 540 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, трат на транспортировку материала и улучшения качества готового продукта В денежном выражении он может быть подсчитан только после реализации устройства в конкретных промааленнйх условияхОднако даже по приближенной оценке эФфективность устройства только от снижения затрат нб Подачу.воздуха в печь без учета замены дорогостояшей воздуходувки на вентилятор составляет для условий Лисаковского горно-обогатительногокомбината около 200 тыс. руб. в год.В результате экспериментальнойпроверки предлагаемого устройства установлено, что один из вариантов устройства. при диаметре камеры 100 мм и расходе газа 2 - 4 м/ч при коэффициенте расхода воздуха 0,9 - 1,2 обеспечивает переброс 2-4 т сыпучего материала при метании его на высоту около 10 М.