Способ восстановления сыпучести смерзшихся материалов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 170 01 .БА 2 65 О 88/74 ННЫЙ КОМИТЕТ ЯМ И ОТКРЬГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБРЕТ ПРИ ГКНТ СС И И Б Т ЕЛЬСТ У С ВТО ешетку 2, в гольных при лементов, уг торых соста й и научно-иссле- промышленного Гостев и Е.В. Да 088.8)А63-73, 195(54) СПОСОБЧЕСТИ СМЕУСТРОЙСТВО ЛЕНИЯ СЫПУАТЕРИАЛОВ И ОСУЩЕСТВЛ ЕССТАН ИХСЯ ЛЯ Е НИЯ(57) Изобретениеному транспорту,ется повышениеоттаивания и снижройство содержитка концентратов,относится Целью иэо эффектив ение энер корпус 1 и уста новл к промышл бретения я ости проце гоем кости. риемногоо енную на гфР, :эу 64 ф.(71) Всесоюзный проектдовательский институттранспорта(56) Патент СШВ 2834189, кл.Патент США1 Ф 2006623, кл, 63 - 73, 19 Р ыполненную из полых остро. У эматических нагревательных э ол при вершине каждого из ко вляет 30, а одна из его боковых сторон расположена вертикально, а также приспособление для продавливания материала сквозь решетку 2, составляющее из горизонтальных рамок-крышек 5 и свободно установленных в них вставок-крышек 6. Поперечины рамок-крышек 5. параллельные нагревательным элементам 3, расположены (в исходном положении при наличии материала на решетке 2) над зазорами между нагревательными элементами, а их высота превышает высоту, поперечин, размещенных перпендикулярно нагревательным элементам, на высоту последних. а При этом выступы вставок-крышек 6 расположены аналогично поперечинам рамок- крышек 5, а их высота равна высоте нагревательных элементов. К решетке 2 нагревательных элементов крепится коллек- Я тор 7 для подвода теплоносителя. 2 с.п.ф-лы, 5 ил., 2 табл.Изобретение относится к промышленному транспорту, в частности к способам иустройствам для восстановления сыпучестисмерзшихся грузов и материалов,Известный способ и устройство дляобеспечения проваливзния монолитныхобъектов восстановления сыпучести смерзшихся грузов), состоящее на нагревательных полых элементов круглого илиовального сечения, продольных и поперечных, закрепленных на опорах и расположенных на разных горизонтальных уровнях.Недостатками способа и устройства являются большое время разогрева и большиеэнергозатраты, тэк как нагревательные элементы расположены на разных горизонтальных уровнях и выполнены круглыми илиовальными в сечении, иэ-зэ чего имеютбольшую опорную поверхность и влияниесобственного веса смерзшегося груза материала) на интенсивность расчленения егона куски невелико.Наиболее близким к изобретению является способ, реализуемый в устройстве дляполучения кусочков льда (восстановлениесыпучести льда), в котором поверхностиконтактас рабочим телом выполнены остроугольными,Недостаток указанного способа заключается в том, что не определен зазор междунагревательными элементзмн: при большом зазоре смерзшиеся куски проваливаются, почти не оттаивая, а при малом зазоресмерзшийся материал излишне задерживается на решетке нагревательных элементов,перегреваясь, т.е. аккумулируя тепло сверхколичества, необходимого для восстановления сыпучести в процессе дальнейшей еготехнологической переработки.Цель изобретения - снижение энергозатрат процесса восстановления сыпучестиза счет, способа расположения йагревательных элементов, обеспечивающего оптимальный зазор между ними, и повышениеэффективности процесса оттаивания,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу восстановления сыпучести смерзшихся материалов, заключающемуся в помещении кагериала на решетку,образованную полыми остроугольнымипризматическими элементами, оттаиванииего с последующим продзвливанием сквозьрешетку, расстояние между нагревательными элементами устанавливают равным 2/3максимального размера амакс смерзшегосяматериала.Соотношение размеров зазоров междунагревательными элементами и максимальным размером куска обеспечивает восстзвление сыпучести смерзшихся материалов с 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 минимальными энергозатрзтами. Это подтверждено проведенными экспериментальными исследованиями. При расстояниях между нагревательными панелями более 2/3 амякс аккумулированного куском смерзшегося материала тепла недостаточно для полного его оттаивания в процессе дальнейшей транспортировки, т.е. не происходит полного восстановления сыпучести материала, При расстояниях менее этой величины куски смерзшегося материала аккумулируют тепла больше, чем необходимо для полного его восстановления сыпучести, т,е. материал перегревается, а тепло нерационально используется,При расстоянии более 2/3 амакс (В эксперименте амзкс 220 мм) объем неоттаявшей провалившейся сквозь решетку части куска велик ( - 537 ь), что не обеспечивает его полного опаивзния за счет аккумулированного при разогреве количества тепла, хотя время этого процесса меньше сравни 65 мин и 60 мин). При расстоянии менее, чем 2-3 амакс, оттаявший материал перегревается, но удерживается на панелях и не проваливается сквозь решетку ( - 150 мм.На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг, 2 - то же. вид сверху; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5-. расположение приспособления для продавливания материала нэ нагревательных панелях, аксонометрия (крайнее нижнее положение),Устройство содержит корпус 1 приемного отсека концентратов, установленную нз нем решетку 2, выполненную из полых оотроугольных призматических нагревательных элементов 3, угол при вершине каждого из которых составляет ЗО, а одна иэ его боковых сторон расположена вертикально, а также приспособление 4 для продавливания материала сквозь решетку 2, состоящие из горизонтальных рамок-крышек 5, и свободно установленных в них вставок-крйшек6, поперечины рамок-крышек 5, параллельные нагревательным элементам 3, расположены в исходном положении при наличии материала на решетке 2, фиг, 1) над зазорами между нагревательными элементами 3, а их высота Ь 1 превышает высоту поперечин, расположенных перпендикулярно нагревательным элементам 3 на высоту последних, при этом выступы вставок-крышек 6 расположены аналогично поперечинам рамок- крышек 5, а их высота равна высоте нагревательных элементов 3, т.е. Ь 1 Ь 2, К решетке 2 нагревательных элементов 3 крепится коллектор 7 для подвода теплоносителя, Рядом с устройством расположен полувагон с контейнерами 8, из которыхсмерзшийся груз (глыбы) выгружают на нагревательные панели 3,Устройство работает следующим образом,Из контейнеров 8 смерзшийся груз (рудный концентрат) после пленочного оттаивания выгружается в корпус 1 на нагревательные элементы 3 с помощью крана (не показан). Затем на груз устанавливают также с помощью крана рамки-крышки 5 с установленными в них вставками-крышками 6 так, что поперечины рамок-крышек 5 вставок-крышек 6 с выступами на нижних торцах параллельны нагревательным элементам 3 и находятся над зазорами между этими элементами 3, Иэ коллектора 7 в полые нагревательные панели 3 поступает теплоноситель. Под действием тепла и собственного веса смерзшийся груз расчленяется и постепенно оседает между нагревательными элементами 3. Рамки- крышки 5 с установленными в них вставками-крышками 6 своими выступами на нижних торцах в месте контакта со смерзшимся грузом (над зазорами между нагревательными элементами 3) давят нэ него, обеспечивая дополнительный пригруз на оттаивающий груз, что способствует более интенсивному его расчленению и проваливанию в корпус 1, откуда оттаивший груз может транспортироваться, например, ленточным транспортером. В процессе оттаивания груза рамки-крышки 5 и вставки-крышки 6 опускаются до своего нижнего положения (фиг. 5). После этого краном рамки-крышки 5 со вставками- крышками 6 поднимаются, производится повторная загрузка смерзшегося груза и процесс повторяется. При этом в результате исследований установлено, что наибольшая эффективность (производительность) и наименьшая энергоемкость достигвется в том случае, когда угол при вершине каждого нагревательного элемента 3 состфЪляет 30, а одна из его боковых сторон расположена вертикально (табл. 1).При угле менее 30 уменьшается кандуктивная теплоотдача вследствие уменьшения площади контакта нагревательного элемента 3 со смерзшимся грузом, при угле более 30 уменьшается удельное давление в месте контакта смерзшегося груза с нагревательными элементами 3, что ведет к снижению скорости расчленения смерзшегося груза, в значит, и к снижению производительности (табл. 1).Таким образом, рамка-крышка 5 служит как для уменьшения потерь теплэ,так и для увеличения удельного давления на смерзшийся материал в месте контакта его5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 с нагревательными панелями 3. При этом вна гале э 1 о давление ока;цвает пстаедкрышка 5 на наиболее выступающий кусок смерзшегося материала, по мере его оседания это давление переходит на следующие по высоте куски. Аналогично работают вставки-крышки 6. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа и устройства для восстановления сыпучести смерзшихся материалов по сравнению с прототипом выражаются в снижении расходов энергии на 0,01 - и повышении производительноГйж- тсти на 30,В табл. 1 даны результаты оптимального угла при вершине нагревательных панелей: 1 замерз.образца -50 С, Чформм - 10570 смз, вес груза 6 " 18,5 кг, уоь - 1,75 г/см,з И/ 7,7 8 146 1 между панелями 200 мм, й 0,5 - 0,55 кВт (ьлнели 160 С); в табл. 2 результаты определения оптимального расстояния между нагревательными панелями (две нагревательные панели в форме прямоугольного треугольника с углом при вершине 30", причем больший его катет перпендикулярен горизонтальной плоскости,формул а изобретен и я 1. Способ восстановления сыпучести смерзшихся материалов, заключающийся в помещении материала на решетку, образованную полыми остроугольными призматическими нагревательными элементами, оттаивании его с последующим продавливанием сквозь решетку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса оттаивания, расстояние между нагревательными элементами устанавливают равным 2/3 максимального размера куска смерзшегося материала2, Устройство для восстановления сыпучести смерзшихся материала, содержащее корпус, установленную в нем.решетку, выполненную из полых оСтроугоЛьных призматических нагревательных элементов, и смонтированное над решеткой с воэможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения приспособления для продавливания материала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения энергоемкости, угол при вершине каждого нагревательного элемента составляет 30, э одна изоего боковых сторон расположена вертикально, приспособление для продавливания материала состоит из горизонтальных рамок и свободно установленных в них вставок с выступами нэ нижних торцах, поперечины рамок, параллельные нагревательным эле170 З 576 ментам, расположены нэд эаэорами между последующих элементов, при этом выступы элементами, а их высота превышает высоту вставок расположены аналогично поперечипоперечин, расположенных перпендику- нам рамок, а их высота равна высоте элелярно нагревательным элементам на высоту ментов,Вес неоттаившейчасти груэа, кг Экспе- Тип, количество и установ- Время раримент ка нагревательных панелей эогрева,мин Примечание169 10 004) С предварительным пленочным оттаивани- ем Сечение панели в формеАс. Два горизонтальныхТЭНа (т,е. а" 90) 3,9 (21) 0,82 10 (0,02) 87 1,31 10 (0,0314) з,7 з (го,з) 77 Сечение панели в формеА.Два ТЭНа накрыты уголками(т.е, а= 90, глыба установлена вертикальноА Сечение панели в-форме (а= 60), глыба поставлена вертикальноСечение панели в виде прямоугольного треугольника с углом при вершине (а = 30), глыба установлена вертикально Сечение панели в форме равнобедренного треугольника с углом при вершине 30(а - ЗОО), глыба установлена вертикально Сечение панели в форме прямоугольного треугольника с углом при вершине 28 С,глыба установленаве тикально 17 1,14 10 (0,0272) 4,0 (2 1,6) 70 16 1,04 10 (0,025) 3,7 (20) 65 1,12 10 (0,027) 3,6 (1 9,5) 69 19 6,0 (32,4) 1,17 (0,028) 72 20 Таблица 2 вание формы с песком. е ч а н и е. Предварительно осуществляют пленочно1703576 г1Составитель А, Слезина ехред М.Моргентал рректор М. Максимишин Редактор Н, Гулько роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 35 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5