Способ выгрузки сыпучих материалов из емкости

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 666.94, .725 (088,8) пе авввм взебретеннй и еткрмтийДата опубликования описания 05.02.83(72) Авторы изобретения О. О. Розанов, О. Н. Дмитриев и А. В. Трушин)ов Научно-исследовательский институт прикладной мат атикй и механики при Томском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. В. В. Куйбышева(54) СПОСОБ ВЫГРУЗКИ СЪПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЕМКОСТИ1Изобретение относится к разработке процессов истечения сыпучих материалов из емкостей и предназначено преимущественно для обеспечения регулируемой выгрузки и дозирования плохотекучих и склонных хаотическим обрушениям в емкостях материалов.Известен способ выгрузки сыпучих материалов из емкости, включающий секционирование объема материала с образованием полостей, свободных от материала, и импульсную подачу сжатого газа в секции 11,Недостатком известного способа является то, что для материалов, физико- механические свойства которых могут изменяться в широких пределах, например, связных уплотняющихся материалов, точность регулирования плотности потока, движущегося в емкости слоя сыпучего материала, невысока. Из-за изменения свойств таких материалов их высокоточное дозирование затруднено. К тому же неуправляемая подача воздуха под избыточным давлением в емкость является причиной зна-. чительного пылевыделения при выгрузке, а в ряде случаев - хаотического обруше 2ния материала. Неуправляемая подача воздуха влечет за собой повышенный расходэнергии при выгрузке.Цель изобретения - создание равномерного потока материала, уменьшение энергозатрат и пылевыделения,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу включающему секционирование объема материала с образованиемполостей, свободных от материала, и импульсную подачу сжатого газа в секции,в полостях, свободных от материалов,создают разрежение, при этом подачу сжатого газа чередуют с созданием разрежения, а количество подводимого и отводимого газа регулируют в зависимости от давления материала.На фиг. 1 приведено устройство дляреализации способа; на фиг. 2 - кривыезависи.мости массовой скорости истечениякварцевого песка от перепада давления,где Д - диаметр выпускного отверстия,2 о д - средний диаметр частиц; на фиг. 3 -диафрагмы расхода воздуха при порционной подаче хлористого калия из емкостивремя подачи материала в 1 с 1 - время закрытого положения затвора).При разработке способа установлено, чго наибольшая устойчивость движения слоя сыпучего материала в емкости под действием перепада давления газа достцгаегся, когда плотность укладки слоя близка к некоторому критическому значению,Рр,У= (1,11 - 1,12),гл р - плотность слоя в его наиболеео.рыхлой свободной укладке. Значению 7 сотвеетвует как весьма определенное давлец не р слоя на экраны, так и количество воздуха бр, находящегося в порах слоя, Уменьшение количества воздуха в слое цижсбр приведет к возрастанию плотности свыше Р и давления слоя на экраны ечкости свыше Р. В этом случае равномерность движения слоя нарушается за счет повышения вероятности сводообразования либо зависания материала в емкос ти. И наоборот, увеличение количества воздуха в слое свыше бр приведет к уменьшению плотности и давления слоя ниже значений Рк и Р. В этом же случае равномерность движения слоя и истечения сыпучего материала нарушается за счет его чрезмерного разрыхления, образования воздушных пузырей, каналов и пр.Из сказанного выше понятно, что осуществлять подачу воздуха в емкость необходимо, когда плотность слоя и его давление на экраны начинают превышать значения Ри Р, Отвод воздуха следует осуществлять, когда плотность слоя и его давление на экраны достигнуты значений меньших .Рр и Р35Таким образом, во всех областях слоя сыпучего материала путем чередования подвода воздуха в емкость и его отвода достигается вполне определенная структура слоя и сила трения на поверхностях, 40 воспринимающих давление материала, т. е. достигается на поверхностях, воспринимающих давление материала, т.е. достигается постоянство основных факторов, обеспечивающих равномерное движение и истечение слоя сыпучего материала из емкости Более того, в этом случае периодически подаваемый в емкость воздух, проаэрировав. слой и побудив его к движению, периодически же и удаляется из слоя за счет создания разрежения в свободных от сыпучего материала полостях. Благодаря этому обеспечивается также оптимальный расход энергии газа и уменьшается пылевыделсние при выгрузке сыпучего материала, так как количество воздуха, находящегося в порах сыпучего материала вытекающего 55 из бункера, близко к его количеству в материале при его свободной засылке.Способ может быть реализован на следующем устройстве фиг. 1). Бункер 1 оборудуют экранами 2, снижающими степень уплотнения слоя и образующими свободные от сыпучего материала подэкранные полости. На экранах смонтированы приспособления 3 контроля давления сыпучего материла. Приспособления 3 контроля блокируют непосредственно либо с почощыо прсооразователя - усили - .;к -11 с приводом клапанов 5 системы подвода воздуха в охнкер и клапанов 6 системы отвода воздуха из бункера. Г 1 рп этом воздух в бункер подают причушественно непосредственно в надэкрацные области слоя, а отводят из подэкранных полостей.Способ реализуется следующим образом. При загрузке материала в емкость давление слоя на экраны превышает заданное значение давления, равное Р.Давление Р есть не что иное как давление на экран слоя с плотностью Рр . В экспериментах оцо, в частности, составляло:при подаче кукурузной чукц 0 1 кс 1 сч порошок хлористого калия 0,25 кгс/сч - гранулят пЬлиэтилена 0,03 кгссмНа срабатывание при этих значениях давления слоя па экран и должна быть настроена система подачи воздуха в слой и отвода его из слоя. Если давление слоя превышает приведенные выше значения, то сжатый воздух необходимо вводить в слой и снижать за счет этого его плотность и давление на ограждающую поверхность (экран). И наоборот, если давление слоя ниже Р,то воздух из слоя должен быть отведен, благодаря чему плотность слоя и его давление на стенку возрастут до заданного значения и т. д.Значения давления воздуха, равно как и степень разрежения; определяются перепадом давления ЬР воздуха в емкости, обеспечивающим заданную скорость истечения слоя. В частности, можно определить по экспериментально полученным диаграммам, приведенным на фиг. 2.Испытания системы стабилизации движения слоя показали, что процесс подвода и отвода воздуха протекает в импульсном режиме, а продолжительность импульсов в пределах опытных значений перепада давления воздуха ЬР =0 - 1,5 кгс/см колебалась в пределах 1 с.Давление Р обеспечивается за счет выбора геометрических параметров (размера, угла цаклона) гговерхностей экранов. Одновременно с открытием выпускного отверстия бункеза включают клапаны подачи воздуха. Слой аэрируется иприходит в движение относительно поверхностей экранов. Этот процесс сопровождается снижением давления на экраны ниже заданного значения, что приводит к автоматическому отключению клапанов системы подачи воздуха и включению клапанов системы разрежения. При. этом отработавший воздух удаляется из подэкранных полостей а сыпучий материал, находящийся на экране, начинает уплотняться, что вновь приводит к возрастанию давления материала на поверхности экрана. Возрастание давления сопровождается ростом силы трения и замедлением движения слоя. При возрастании давления свыше Рр сигналы контрольных устройств давления материала автоматически включают соответствующие клапаны системы подачи воздуха и отключают кла паны системы разрежения, При освобождении какого-либо экрана от сыпучего материала сигнал с устройства контроля давления автоматически отключает как клапаны подачи воздуха, так и его отвода из данной области емкости.15Предлагаемый способ позволяет уменьшить пылевыделение при выгрузке сыпучих материалов, поскольку основным источником пылевыделения при пневматической разгрузке емкостей является выделение в атмосферу избытков аэрирующего 20 воздуха. В данном случае эти избытки (т. е. отработавший воздух) удаляются из подэкранных полостей емкости, а количество воздуха, попадаюгцего в атмосфуру, не превышает благодаря этому количества, соответствующего пористости слоя. При25 этом интенсивность пылевыделения снижается.На диаграммах (фиг. 3) приведены данные о расходе воздуха при порционной выдаче сыпучего материала из емкости: а - для случая автоматически управляемой в зависимости от давления Рк подачи воздуха в емкость;6 - при постоянном подводе воздуха в емкость.Из диаграмм следует, что предлагаемое изобретение позволяет снизить расход воздуха в два раза, а также повысить стабильность процесса выгрузки в первом случае. Об этом свидетельствует практически постоянный характер изменения количества воздуха, вводимого в слой, а следовательно и структуры аэросмеси.формула изобретенияСпособ выгрузки сыпучих материалов из емкости, включающий секционирование объема материала с образованием полостей, свободных от материала, и импульсную подачу сжатого газа в секции, отличающийся тем, что, с целью создания равномерного потока материала, уменьшения энергозатрат и пылевыделения, в полостях, свободных от материала, создают разрежение, при этом подачу сжатого газа чередуют с созданием разрежения, а количество подводимого и отводимого газа регулируют в зависимости от давления материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство ССР587049 кл. В 65 0 88/72, 1975.Упродллем ооод ооядуха 8 еуаро 3 лвемыо лоддод воздуха Фиг.З. Боков ономаренк Редактор Н. СтащишиЗаказ228/ 9 ВНИИПИ по 3035, М Филиал ПППСоставительТехред И. ВересТираж 947Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РауПатент, г. Ужго Корректор У Подписное комитета СССР и открытийшская набд. 4/5 од, ул. Проектная,