Способ пневмоимпульсной перегрузки сыпучих и порошкообразных материалов из пневмоцистерны с регенерацией газораспределительных перегородок

(51)6 65 53/00, 65 53/04,08 5/02 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(76) Викторов Сергей Владимирович Викторов Алексей Сергеевич(54) СПОСОБ ПНЕВМОИМПУЛЬСНОЙ ПЕРЕГРУЗКИ СЫПУЧИХ И ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ПНЕВМОЦИСТЕРНЫ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПЕРЕГОРОДОК(57) Изобретение относится к пневматическому транспортированию и перегрузке сыпучих и порошкообразных материалов из емкостей и пневмоцистерн, оборудованных аэрационными системами с газораспределительными перегородками, а также к пневмоимпульсной регенерации пор тканевых газораспределительных перегородок при их кольматации. В способе пневмоимпульсной перегрузки сыпучих и порошкообразных материалов из пневмоцистерны с регенерацией газораспределительных перегородок подачу сжатого газа на систему аэрации при перегрузке материала из емкости до транспортной магистрали осуществляют в режиме постоянной подачи сжатого газа и импульсных пневматических ударов с импульсной продувкой пор газораспределительных перегородок, с обрушением сыпучего материала, находящегося на газораспределительных перегородках, по псевдоожиженному пограничному слою материала в транспортную магистраль пневмоцистерны, затем перемещают аэрированный сыпучий материал под действием перепада давления. Использование изобретения позволяет повысить производительность перегрузки и снизить расход сжатого газа. 9248 Изобретение относится к пневматическому транспортированию и перегрузке сыпучих и порошкообразных материалов из емкостей и пневмоцистерн, оборудованных аэрационными системами с газораспределительными перегородками, а также к пневмоимпульсной регенерации пор тканевых газораспределительных перегородок при их кольматации. Известен способ пневматического транспортирования порошкообразного материала из емкости,заключающийся в том, что аэрируют находящийся в емкости порошкообразный материал путем подачи сжатого газа, после чего, воздействуя на него сжатым газом, подают в транспортную магистраль, перемещают его под действием перепада давления и воздействуют в процессе транспортирования дополнительно введенным потоком сжатого газа в транспортную магистраль с величиной давления и расхода равной 2,5-3,5 и 3,5-6,0 соответственно от величины давления и расхода сжатого газа, подаваемого на аэрацию материала в емкости (а. с. СССР 1368235, кл. В 65 53/00, 1988). Недостатком известного способа является повышенный расход сжатого газа на аэрацию порошкообразного материала в емкости для создания текучей аэросмеси, подаваемой в транспортную магистраль. Кроме этого, при кольматации пор газораспределительных перегородок расход и давление сжатого газа возрастают еще больше. Известен способ пневматического транспортирования сыпучих материалов, заключающийся в том,что на транспортируемый материал, подаваемый на газораспределительную перегородку, воздействуют потоком сжатого газа постоянного и переменного давлений в направлении транспортирования, с частотой изменения переменного давления большей или равной частоте флуктуаций частиц аэрированного слоя транспортируемого материала (а. с. СССР 1133195, кл. В 65 53/04, 1985). Недостатком данного способа является повышенный расход сжатого газа в связи с псевдоожижением всей высоты слоя сыпучего материала на газораспределительной перегородке для создания полупсевдоожиженного состояния аэрированного материала, текущего на пульсирующей газовой прослойке по газораспределительной перегородке. Кроме этого, данный способ при пневматической подаче неосушенного газа (например, влажного воздуха) приводит к быстрой кольматации проницаемых пор в тканевых газораспределительных перегородках аэрационной системы пневмоцистерны, что затрудняет в дальнейшем равномерное псевдоожижение и текучесть аэрированного сыпучего материала по всей длине газораспределительной перегородки к разгрузочному отверстию пневмоцистерны и приводит к увеличению расхода сжатого газа и продолжительности времени перегрузки материала из цистерны. Задача изобретения - разработка способа пневматической перегрузки сыпучих и порошкообразных 2 материалов из пневмоцистерны с регенерацией газораспределительных перегородок, снижающего расход сжатого газа на перегрузку. Технический результат изобретения - повышение производительности способа и снижение расхода сжатого газа, а также осуществление регенерации газораспределительных перегородок одновременно с пневмотранспортом материала за счет использования пневмоимпульсов. Это достигается тем, что в способе пневматического транспортирования сыпучих и порошкообразных материалов из пневмоцистерны с регенерацией газораспределительных перегородок, заключающемся в том, что на транспортируемый сыпучий материал, находящийся на газораспределительных перегородках, воздействуют потоками сжатого газа постоянного и переменного давлений, при этом в пневмоцистерне создают избыток давления, аэрируют пограничный слой сыпучего материала, находящегося на газораспределительных перегородках,до псевдоожиженного состояния потоком постоянного давления, затем воздействуют импульсными пневматическими ударами на пограничный слой сыпучего материала, поры газораспределительных перегородок и материал, находящийся выше пограничного слоя, обрушают сыпучий материал в транспортную магистраль пневмоцистерны в нижней части по пограничному слою материала, а затем осуществляют регенерацию газораспределительных перегородок импульсной продувкой пор с переменным давлением. Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре схематически представлена пневмоимпульсная установка для реализации предлагаемого способа. Способ реализуется установкой, включающей пневмоимпульсное устройство, содержащее полый корпус 1 с горловиной 2, выхлопную трубу 3, один конец которой размещен внутри горловины 2 - торец 4, а другой конец 5 - снаружи, горловина 2 снабжена диафрагмой 6, закрепленной к горловине 2 выпуклой крышкой 7 с образованием наддиафрагменной полости 8, при этом диафрагма 6 периодически перекрывает торец 4 выхлопной трубы 3. Снаружи корпус 1 снабжен дифференциальным пневмоцилиндром 9, состоящим из двух цилиндров с разными диаметрами большим - возвратный цилиндр 10,и меньшим - силовой цилиндр 11 - и соответственно размещенных в них и связанных между собой общим штоком 12 поршней большим поршнем - 13 и меньшим поршнем - 14, с возможностью их осевого перемещения в цилиндрах 10 и 11. Торец цилиндра 10 снабжен трубкой 15 с регулирующим игольчатым вентилем 16, подключенной к полости корпуса 1. Поршни 13 и 14 имеют два крайних фиксированных положения в пневмоцилиндре 9. Первое - поршень 14 находится в крайнем положении в силовом цилиндре 11, при этом его надпоршневая полость сообщена трубопроводом 17 с полостью корпуса 1,а вентилем 18 последние подключены к коллектору сжатого газа 19. На боковой стенке силового цилин 9248 дра 11 выполнены два отверстия 20 и 21 таким образом, что при крайнем положении поршня 14 в силовом цилиндре 11 они сообщены между собой. Второе положение (позиция на чертеже) - поршень 13 находится в крайнем положении в возвратном цилиндре 10, и поршень 14 в силовом цилиндре 11 располагается между отверстиями 20 и 21 таким образом, что они изолированы друг от друга, при этом отверстие 20 сообщено с атмосферой, а отверстие 21 посредством трубки 22 сообщено с наддиафрагменной полостью 8. Меньший поршень 14 в силовом цилиндре 11 подпружинен пружиной 23. Коллектор сжатого газа 19 тремя трубопроводами 24, 25 и 26 с регулирующими вентилями соответственно 27, 28 и 29 подключен к системе пневматической перегрузки пневмоцистерны 30 с сыпучим материалом, а именно трубопроводом 24 к трубке поддува 31 постоянного давления через обратный клапан, при этом трубка поддува 31 установлена в камере 32 с обратным клапаном 33, подключенной к концу 5 выхлопной трубы 3 пневмоимпульсного устройства, и направлена в канал гибкого шланга высокого давления 34, который подключен к аэрационной системе пневмоцистерны 30, состоящей из коллектора 35, аэрационных труб 36, аэролотков 37 с установленными на них газораспределительными перегородками 38 трубопроводом 25 к гибкому шлангу 39, а последним к эжектору 40 горизонтального разгрузочного прорезиненного рукавного шланга 41, подключенного к пассивному патрубку 43 эжектора 44 вертикального транспортного магистрального трубопровода 45 трубопроводом 26 к эжектору 44 с соплом 46, сообщенным гидравлически с транспортным магистральным трубопроводом 45 и приемным бункером 47 с фильтром 48. Способ осуществляют следующим образом. Из коллектора 19 сжатый газ (например, воздух),открывая вентили 29, 28 и 27, подают соответственно в эжектор 44 транспортного магистрального трубопровода 45, в эжектор 40 разгрузочного шланга 41 и в трубку поддува 31 гибкого шланга 34 системы аэрации пневмоцистерны 30 под газопроницаемые днища газораспределительных перегородок 37 с постоянным давлением, достаточным для создания псевдоожиженного пограничного слоя, при этом транспорт материала отсутствует за счет внешнего и внутреннего трения частиц между собой и о перегородки 37. Для подачи переменного давления в виде пневмоимпульсов открывают вентиль 18 пневмоимпульсного устройства. Сжатый газ, поступая в надпоршневую полость силового цилиндра 11 и полую полость корпуса 1, соответственно, начинает двигать силовой поршень 14 и заполнять полый корпус 1 сжатым газом, при этом при прохождении поршнем 14 отверстия 21 сжатый газ по трубке 22 быстро заполняет наддиафрагменную полость 8 и гарантированно запирает диафрагмой 6 торец 4 выхлопной трубы 3 вследствие малого объема полости 8 и большей рабочей площади диафрагмы 6 со стороны выпуклой крышки 7, при этом давление в наддиа фрагменной полости 8 будет равно давлению сжатого газа Ро в коллекторе 19. По мере роста давления в полом корпусе 1 растет и давление в надпоршневой полости возвратного цилиндра 10, которое регулируется степенью открытия игольчатого вентиля 16,при этом текущее значение давления в цилиндре 10 запаздывает по времени от давления в полом корпусе 1. При некотором значении давления сжатого газа Р в надпоршневой полости цилиндра 10 и рабочего давления Ро в надпоршневой полости силового цилиндра 11 усилия, действующие на поршни 13 и 14,уравниваются Д 2 д 2 ,Р Р где Д - диаметр возвратного поршня д - диаметр силового поршня. При дальнейшем росте давления сжатого газа до значения Р 1, которое больше Р, но меньше Ро, то есть Ро 1, со стороны силового цилиндра 11 в работу включается пружина 23 с усилием пр, равным Д 2 д 2 . Р о прР 1 4 4 При достижении давления Р 1 в надпоршневой полости возвратного цилиндра 10 до значения Р 1 поршни 13 и 14 переместятся в крайнее положение в силовом цилиндре 11, и наддиафрагменная полость 8, сообщенная при этом положении с атмосферой, сбросит давление по тракту трубка 22,отверстие 21 и отверстие 20 в атмосферу, а давление в корпусе 1 резко прижмет диафрагму 6 к крышке 7 и откроет торец 4, и сжатый газ из полости корпуса 1 мгновенно устремится в выхлопную трубу 3, откроет обратный клапан 33 и по трубопроводу 34 поступит в систему аэрации пневмоцистерны 30 под газопроницаемые днища газораспределительных перегородок 37, в зону воздействия на материал,находящийся на газораспределительных перегородках 37, а также в поры последних в виде импульсной пневматической ударной волны - положительной фазы импульса (прямой волны), при этом сыпучий материал обрушивается по пограничному аэрированному слою и наклонным газораспределительным перегородкам 37 в разгрузочное отверстие 42 и под действием перепада давления перемещается в разгрузочный 41 и магистральный 45 трубопроводы в бункер 47. Вследствие резкого падения давления в полости корпуса 1 действия усилия пружины 23 и давления газа, поступающего в надпоршневую полость силового цилиндра 11, поршни 13 и 14 займут крайнее положение в возвратном цилиндре 10, при этом в камере 32 обратного клапана 33 образуется кратковременное понижение давления, приводящее к возникновению отрицательной фазы импульса(обратной волне), которая усиливается остаточным давлением в пневмоцистерне 30, при этом обратная волна воздействует на сыпучий материал и поры газораспределительных перегородок 37 и вместе с предыдущей - прямой - волной возбуждает колебательный процесс на газораспределительных перего 3 9248 родках 37 в виде импульсной продувки пор, регенерируя последние и способствуя оползневому сползанию сыпучего материала в разгрузочное отверстие 42 и транспортную магистраль пневмоцистерны 30. В то же время наддиафрагменная полость 8 вновь быстро заполняется по тракту полость силового цилиндра 11, отверстие 21, трубка 22, наддиафрагменная полость 8 с гарантированным закрытием торца 4 выхлопной трубы 3 диафрагмой 6. При достижении в полости корпуса 1 и соответственно в надпоршневой полости возвратного цилиндра 10 давления Ро процесс импульсных пневматических ударов повторяется автоматически, осуществляя одновременно регенерацию пор газораспределительных перегородок 38 за счет импульсной продувки последних прямой и обратной волной сжатого газа и непрерывную подачу сыпучего материала по псевдоожиженному пограничному слою материала на пульсирующих наклонных газораспределительных перегородках 38 за счет его обрушения и оползневого сползания в разгрузочное отверстие 42 пневмоцистерны 30. При наложении последовательно направленных импульсных пневматических ударов с определенной силой и частотой импульсов процесс обрушения и сползания сыпучего материала по псевдоожиженному пограничному слою материала и по пульсирующим и регенерирующим наклонным газораспределительным перегородкам 38 приобретает резонирующий характер, а это способствует повышению текучести и обрушению сыпучего материала, преодолению сил касательных напряжений между частицами даже увлажненного сыпучего материала и нарушению его аутогезионных связей с образованием каналов, газовых пузырей, плоских разломов между агрегатами связанных частиц в слое сыпучего материала, что приводит к снижению расхода сжатого газа на аэрацию и пневмотранспорт сыпучего материала внутри пневмоцистерны 30,повышает производительность перегрузки. Сила пневмоимпульсного удара подбирается объемом полого корпуса 1 и рабочим давлением сжатого газа в полости корпуса 1, а частота импульсов регулируется жесткостью пружины и степенью открытия регулирующих вентилей 18 и 16, сообщенных соответственно с полостью корпуса 1 и надпоршневой полостью возвратного цилиндра 10. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ пневмоимпульсной перегрузки сыпучих и порошкообразных материалов из пневмоцистерны с регенерацией газораспределительных перегородок,заключающийся в том, что на транспортируемый сыпучий материал, находящийся на газораспределительных перегородках, воздействуют потоками сжатого газа постоянного и переменного давлений, отличающийся тем, что в пневмоцистерне создают избыток давления, аэрируют пограничный слой сыпучего материала на газораспределительных перегородках до псевдоожиженного состояния потоком постоянного давления, затем воздействуют импульсными пневматическими ударами на пограничный слой сыпучего материала, поры газораспределительных перегородок и материал, находящийся выше пограничного слоя, обрушивают сыпучий материал в транспортную магистраль пневмоцистерны в нижней части по пограничному слою материала, а затем осуществляют регенерацию газораспределительных перегородок импульсной продувкой пор с переменным давлением.