Результат интеллектуальной деятельности: Подъемное устройство

Изобретение относится к устройствам для подъема сыпучих и жидких сред, в частности, к двухфазным потокам в пневмоподъемных и для движения пульпы пульпоподъемных устройствах и может быть использовано в металлургической и горнорудной промышленностях, строительстве, гидрогеологии и в других отраслях промышленности.

Известно подъемное устройство, содержащее секцию нагнетания воздуха и смесительную камеру, в стенке которой выполнены отверстия (каналы). (US Patent 3,672,790 J n white et al AIR LIFT PUMP June 27, 1972)

Это устройство имеет сквозные в стенке смесительной камеры с разными углами наклона по направлению движения потока транспортирующего агента (пульпы). Наличие отверстий с различными углами наклона работают как отдельные сопла, которые вызывают местные вертикальные завихрения, создающие сопротивления движению пульпы, что снижает производительность устройства.

Известно также подъемное устройство, содержащее секцию в форме цилиндра, стенка которого образует щелевой круговой зазор вокруг смесительной камеры для нагнетания воздуха в кольцевые ряды сквозных отверстий (каналов), выполненных по периметру стенки смесительной камеры (US Patent 4,028,009 Jet pump (струйный насос) June 7, 1977)

Недостатком этого известного устройства является наличие большого количества не регулирующих по сечению отверстий, не обеспечивающих настройку устройства на оптимальную работу всего подъемного устройства.

Задачей изобретения является обеспечение возможности наладки подъемного устройства на повышение устойчивости режима, производительности его работы и сокращению расхода энергозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в подъемном устройстве, содержащем секцию в форме щелевого кругового зазора вокруг смесительной камеры для нагнетания воздуха в кольцевые ряды сквозных отверстий, выполненных по периметру стенки смесительной камеры, верхний кольцевой ряд снабжен подвижным патрубком с возможностью смещения по вертикали вдоль стенки смесительной камеры, которая для создания сплошного кольцевого силового потока снабжена перекрытой сеткой сквозной поперечной щелью с возможностью ее регулирования по высоте.

На фиг. 1 показана схема подъемного устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел резьбового крепления кольцевого патрубка 13 к фланцу 15 секции 7 нагнетания воздуха.

Подъемное устройство содержит смесительную камеру 1, в стенке 2 которой выполнены два кольцевых ряда 3 и 4. Для подачи сжатого воздуха в поток двухфазной среды (материаловоздушной смеси) смесительной камеры 1 кольцевой ряд 4 снабжен сквозными отверстиями 5, а кольцевой ряд 3 снабжен сквозной поперечной щелью 6. Вокруг смесительной камеры 1 установлена секция 7 выполненная в форме цилиндра, стенка 8 которого создает щелевой круговой зазор 9 вокруг стенки 2 смесительной камеры 1. Для впуска сжатого воздуха от источника (не показан на фигурах) в круговой зазор 9 секция 7 снабжена отверстием 10.

Согласно прототипу ось 11 каждого отверстия 5 в первом ряду по направлению потока двухфазной среды выполнены с наклоном к поперечному сечению 16 и продольной оси смесительной камеры (фиг. 1). При этом поперечное сечение отверстий согласно прототипу (US Patent 4,028,009) не должны превышать половины толщины стенки 2 смесительной камеры 1.

Сквозная поперечная щель 6 (фиг. 2) во втором кольцевом ряду 3 в стенке камеры 1 смешения выполнена с наклоном 12 (фиг. 1) по потоку движения двухфазной среды к поперечному сечению 16 и продольной оси смесительной камеры.

Второй кольцевой ряд 3 снабжен вставкой в виде патрубка 13 (фиг. 3), который выполнен подвижно по вертикали вдоль стенки 2 и съемного фланца 15 секции 7 для возможности изменения сквозной поперечной щели 6, например, с помощью регулировочного резьбового соединения 14.

В процессе исследований и использования в эксплуатации предлагаемого решения (Давыдов С.Я., Семин А.Н. Энергосберегающее оборудование пневматического транспорта, вчера, сегодня, завтра: теория, расчет, исследования, производство. М.: Изд. Фонд «Кадровый резерв», 2016. 472 с.) диаметр сквозных отверстий 5 можно определить по формуле:

где d_K - диаметр отверстий, м; - длина канала отверстий, м; υ_B - скорость движения сжатого воздуха, м/с; Р_АБ - абсолютное давление сжатого воздуха, МПа; R=287 Дж/(кг К) - газовая постоянная для воздуха; T_АБ - абсолютная температура воздуха, °К.

Сквозную щель поперечную h_щ 6, можно определить по зависимости

где d_в - внутренний диаметр смесительной камеры 1, м; d_н -- диаметр наружной стенки смесительной камеры, м.

Сжатый воздух поступает через отверстия 10 фланца 15 в щелевой круговой зазор 9 секции 7. В круговом зазоре 9 сжатый воздух проходит в смесительную камеру 1 через сквозные отверстия 5 и сквозную поперечную щель 6 стенки 2. Подача сжатого воздуха через отверстия 5 кольцевого ряда 4 согласно прототипу (US Patent 4,028,009) приобретает поступательное движение, образуя кольцо высокого давления на движущийся двухфазный транспортный поток.

Наладка подъемного устройства на повышение устойчивости режима и производительности его работы обеспечивается изменением сквозной щели 6 путем сдвижки подвижного патрубка 13 по вертикали вдоль стенки 2 смесительной камеры 1, например, с помощью резьбового соединения 14. Использование регулируемой сквозной щели 6 в стенке смесительной камеры позволяет регулировать сплошной кольцевой силовой поток в смесительной камере 1 в зависимости от пропускной способности подъемного устройства (Энергосберегающее оборудование для транспортировки сыпучих материалов: Исследование, разработка, производство/С.Я. Давыдов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 317 с.). Сетка 17 предназначена для улавливания загрязненного сжатого воздуха, например, маслов и других примесей и может быть выполнена из стеклоткани, пористых тканей или из пористой газопроницаемой беспровальной фильтровальной сетки (сетка СД56-12Х18Н9Т ГОСТ3187-76 - сетка саржевого переплетения двухсторонняя №56 из проволоки 12X18Н9Т). Использование этой сетки для защиты отверстий апробировано на предприятиях России.

Использование регулируемого сквозного щелевого отверстия в транспортных трубопроводах позволило создать сплошной кольцевой силовой поток в вертикальных двухфазных транспортных потоках сыпучих и жидких сред, Предлагаемая разработка приводит к увеличению пропускной способности и сокращению расхода сжатого воздуха до 30% на предприятиях цветной и строительной промышленности, например, на Богословском и Каменск - Уральском алюминиевых заводах и цементных заводах России.