Установка для пневматического транспортирования сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 288142 65 С 53 0 САНИЕ РЕТЕНИ ана ч 2(21) 387214 (22) 04,02. (46) 07.02. (71) Ордена и ордена Т институт г чинского (72) И.П. В (53) 621.86 (56) Патент кл. В 65 С Бюл. Р 5ябрьской Ревого Красногоо дела им. А 7.Ок юциинамени руд орн о рменчук (088.8) Японии Р 56- 3/66, 1983,6587,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО ДелАм изОБРетений и ОтнРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к установкам для пневматического транспортирования. Цель изобретения - упрощениеконструкции путем исключения сложнойсистемы автоматического управленияподачей газа и снижение энергозатрат.Установка содержит соединенные покольцевой схеме питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3, всасывающий трубопровод (ВТ) 4, источник5 сжатого воздуха, а также соединенный с отделителем 3 источник-компрессор 8 подпитки. Во всасывающем трубопроводе установлен обратный клапан 11. Источник-компрессор 8 подпитки соединен с ВТ 4 посредством обратного клапана 7. При пуске установки включаются источники 8 и 5. Последний подает сжатый газ последовательно в транспортный трубопровод 2 и отдели- тель 3. Когда давление газа в отделителе 3 достигнет расчетной величины, включают питатель 1 и подают транспортируемый материал в транспортный трубопровод 2. При пуске установки обратный клапан 11 давлением газа,с создаваемым источником 8, удержива- щ ется в закрытом положении, предотвращая движение газа в направлении,обратном транспортированию. После павы- См щения давления в отделителе 3 до расчетной величины обратный клапан 11 под действием этого давления открывается и газ поступает в ВТ 4. Утечки фараа газа пополняются посредством источни- К) ка-компрессора 8. 2 ил. 1 табл. (,ССЮ1 128814Изобретение относится к трубопро-,водному транспорту и может быть ис-.пользовано в горной, металлургической, химической и других отрасляхпромышленности, 5Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение энергозатрат,На Фиг. 1 показано устройство дляпневматическоГо транспортированиясыпучих материалов; на фиг, 2 - график зависимости скорости витания частиц материала от давления газа, поясняющий сущность работы устройства.Установка для пневматическоготранспортирования сыпучих материалов 15(фиг. 1) содержит замкнутые по кольцевой схеме питатель 1, транспортныйтрубопровод 2, отделитель 3, всасывающий трубопровод 4, источник 5 сжатого газа и источник сжатого газа 20для пополнения утечек газа из отделителя 6. К всасывающему трубопроводу 4 через обратный клапан 7 подключен источник подпитки - компрессор8 с газосборником 9. Между отделителем 3 и местом 10 присоединениякомпрессора во всасывающий трубопровод 4 включен обратный клапан 11.Между компрессором 8 и воздухосборником 9 в соответствии с общеприня- ЗОтой схемой также имеется обратныйклапан 12, противоположного клапану11 действия,Работа установки осуществляетсяследующим образом. 35С помощью питателя 1 в транспортный трубопровод 2 вводят сыпучий материал, перемещающийся до отделителя Э, в котором разделяют сыпучийматериал и газ. Сыпучий материалодним из известных способов, например путем Шлюзования, выпускают напоследующие звенья технологическойцепи так, чтобы не нарушалась герметичность отделителя, а газ отсасывают по всасывающему трубопроводу 4с помощью основного источника 5 сжатого газа и подают по нагнетательному патрубку к питателю 1, замыкаяцикл. Для пополнения утечек газа,неизбежных при выпуске транспортируемого материала из отделителя Э, предназначен компрессор 8 с газосборником 9. При пуске устройства включаюткомпрессор 8 и источник 5 сжатого 55газа, который подает сжатый газ последовательно в нагнетательный патрубок, питатель 1, транспортный трубопровод 2, отделитель 3. Когда давле Р = 13-8) 10 - ф -- 11)уц которое может быть получено на основании известной Формулы- ускорение свободного падения, 9,81 м/с,- плотность материала кусковплотность газа;- поперечные размеры кусков; - экспериментальный коэффициент, для горных псрод ф = =0,7 и графиков (фиг. 2). язи с тем, что плотность мате; как правило, на несколько повыше плотности газа, формула остаточной точностью может где риала,рядков(2) с дбыть з дующем виде писана в Пло а, как известно, заного давления:(4) ность г исит от абсолю 2 2ние газа в отделителе 3 достигнет расчетной величины, включают пита- тель 1 и подают транспортируемый материал в транспортный трубопровод 2, При пуске устройства обратный клапан 11 давлением газа, создаваемым источником 8, удерживается в закрытом положении, предотвращая движение газа в направлении, обратном транспортированию. После повышения давления в отделителе 3 до расчетной величины обратный клапан 11 под действием этого давления открывается и газ к источнику 5 поступает из отделителя Э по всасывающему трубопроводу 4 через обратный клапан 11. Утечки газа пополняются из газосборника 9 через обратный клапан 7. Источник 8 включают периодически, поддерживая давление в газосборнике 9 на уровне, примерно равном расчетному давлению в отделителе Э.Такая схема обеспечивает исполь- ., зование энерг.)и, создаваемой источником 9, для транспортирования материала, так как газ для пополнения утечек поступает в отделитель Э,проходя весь цикл. Давление (Па) в отде- . лителе 3 устанавливают путем регулировки компрессора 8 в пределах соот- ношения142 1288 10 сли в качестве ранспортируювоздух, то на поего газа применяю Р, МПа О, 1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 О,0,9 0 10,8 12 2,4 3,6 4,8 6 7,2 8,4 9кг/м ьприс 1=0, 1 928 23 206,8 4,8 3,9 3,4 18 13,2 1 2,3 6=0,003 м 05 2,8,5 7,0 3где- плотность газа при атмосфердГном давлении Ро ф- . - плотность газа при давлении РГ 1Подставляя зависимость (4) в формулу (3), получают зависимость скорости витания кусков материала от абсолютного давления Р,=0,025 м 19,7 14 11,5 9 На основании таблицы строят графики (фиг. 2) зависимости скорости витания от давления газа для кусков материала размером й = 0,003 м (график 1), й = 0,025 м (график 2), д = - 0,1 м.(график 3).Из графиков 1 и 2 (фиг. 2) видно, что насыпной материал мелкодисперсный может транспортироваться пневматическим транспортом при небольших скоростях при атмосферном давлении и при вакууме, Для материала крупностью, например, 0,1 мм (график 3, фиг.2) при Р = 2000 кг/мз и атмосферном давлении Р = Р =О, 1 МПа скорость должна быть не ниже 39 м/с, но при такой скорости имеет место интенсивное измельчение материала и износ трубопровода. Кроме того, расчет показывает, что при диаметре трубопровода, например, 0,4 м такую скорость невозможно обеспечить по условиям потерь давления. Увеличение диаметра трубопровода приводит к необходимости повьппения расхода тран спортирующего газа, стоимости установки, что обуславливает практическую невозможность транспортирования крупных, кусков материала, если давление в конце транспортного трубопровода равно или близко к атмосферному. верхности земли Р,О, 1 МПа и1,2 кг/м . Можно определить, например, скорость витания кусков материала с характерной для горных пород плотностью Р = 2000 кг/мз с поперечными размерами й = 0,025 м, й = 0,003 м, с 1 = 0,1 м по формуле (5) для значений давления от О, 1 до 1,0 МПа.Зависимость плотности воздуха и. скорости витания кусков материала различных размеров от давления, показана в таблице,Из графика 3 (фиг, 2) видно,чтопри давлении Р = 0,4 МПа для кусков 30 д = 0,1 м достаточно обеспечить скорость, равную 20-25 м/с Такая скорость приемлема по условиям измельчения материала и износа трубопровода. При дальнейшем увеличении давления скорость витания частиц размером О, 1 м изменяется незначительно.Кроме того, при давлении в отделителе 0,4 МПа обеспечивается применение пневмотранспорта для угольной 40 .шахты глубиной 500 м с протяженностьюгорных выработок 4000 м (характерные для существующих шахт размеры) и более. Для транспортирования материалов с большими размерами кусков давление в отделителе должно быть соответственно большим. На основе известных принципов пневмотранспортную систему для шахты с аналогичными параметрами построить невозможно.Давление, которое необходимо устанавливать в отделителе, зависит от крупности, физико-механических свойств транспортируемого материала и газа, а также от параметров пневмотранспортной установки, Так, например, для кусков плотностью 2000 кг/м и размером 0,1 м при транспортировании воздухом в зависимости от параметров пневмотранспортной установки1288142 давление в отделителе может быть принято в пределах от 0,2 до 0,5 МПа. При меньшем давлении преимущества предлагаемого способа пневматического транспортирования не реализуются, 5 так как скорость витания уменьшается всего лишь на 257. Повьппение давления (вьппе 0,5,МПа) также не дает эффекта, так как график выполаживается и снижение скорости витания незначительно. Для других размеров пределы регулирования будут иными. Величиной, характеризующей границы регулирования давления в отделителе, не зависящей от размеров кусков и их свойств 15 является угол с( наклона касательной к кривой зависимости скорости витания от. давления. Нижний предел давления определяется углом наклонами, соответствующим минимальному по усло виям эффективности способа снижению скорости витания кусков материала ,257., Верхний предел давления опре" деляется началом .выполаживания кривой - углом с(Известно, что тангенс угла наклона касательной к графику какой-либо функции определяется первой производной от этой Функции по абсциссе, в данс Ц 30 ном случаеЫР Е 8 с( = -1 77 106 н Р д РРо, подЗй 221 тавляя значени(7 а), получаютения верхнегодавления в отд Аналогичн Кс = -1,77 Формулу для дела регулир теле преде вания 8104 10 -Р=1 Р -43 Рм С огпПь 1 2 Рм Йф Роо Р 2 ЗЧРог рз (6)35 о бретения м л а Можно вь сящие от фи транспорти портирюще житель:еличины, не завианических свойств ить Установка для пневматическоготранспортирования сыпучих материалов содержащая соединенные по кольцевой схеме питатель, транспортный трубо провод, отделитель, всасывающий трубопровод и источник сжатого газа и соединенный с отделителем источник подпитки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструк 50 ции и снижения энергозатрат, во всасывающем трубопроводе установлен обратный клапан, при этом источник подпитки сообщен с указанным трубопроводом через другой. обратный кла пан, включенный противоположно первому обратному клапану и после него,икоатериала и транс- в отдельный сомно мог газ граничные з Р = з В связи с тем, чения угла Ы (С 8 о кусков любой крупн определяют.их из п й = 0,1 м,= 20 ле (б),динаковы дляи и плотности,ера для кусковкг/м по Формуф(н 2 ф 45 На основании выражения (5) находим него предела Р 2 10 ПБ б5Для верхнего предела Р = 5 10 Па,Подставляя значение йдг=-2,45 105 в (7 а), получают формулу для определения нижнего предела регулирования давления Объединяя формулы (8) и (9) в одну и округляя численный коэффициент, получают выражение (1) для определения граничных значений давления в отделителе, в пределах которых обеспечивается эффективное транспортирование насыпных материалов с определенной, в принципе любой крупностью кусков. Пределы регулирования давления имеют приближенный характер, но достаточный для достижения процесса транспортирования, реализуемого данной установкой., МП оставитель Г.Бочкаревехред Л.Сердюкова екторА, Зимокосов едактор Н ко аз 29 Подписное оектная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ВЮ Тираж 799НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и035, Москва, Ж, Раушс итета СССРкрытийя наб., д,