Устройство для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов

Реферат

 

Изобретение относится к области активного вентилирования и пневматического транспортирования сыпучего материала. В устройстве транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая камера подключена к боковому воздухонагревающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами. Кроме того, решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45°. Технический результат заключается в облегчении выполнения процессов одновременного вентилирования и транспортирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области активного вентилирования и пневматического транспортирования сыпучего материала.

Активное вентилирование и пневматическое транспортирование преследуют цель сохранения и удешевления переработки семян и зерна при временном хранении в зернохранилищах различного типа.

Известны устройства типа аэрожелобов для транспортирования сыпучих материалов, содержащие вентилятор и присоединенный к нему воздухопровод, в верхней части которого расположен желоб с аэрирующим днищем [1].

Однако аэрожелоба из-за очень малой площади отверстий в аэрирующем днище имеют большое аэродинамическое сопротивление, поэтому известные устройства энергоемки и практически непригодны для активного вентилирования влажных семян и зерна, для эффективной обработки которых необходим значительный расход воздуха.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является выбранная в качестве прототипа установка для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащая транспортирующий, основной и дополнительные воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающего каналов. При этом в смежных стенках транспортирующего и дополнительных воздухораздающих каналов выполнены отверстия для воздуха [2].

Основным недостатком известной установки является ограниченный объем транспортирующего канала, в который при активном вентилировании поступает воздух, выходящий из боковых воздухораздающих каналов, что вызывает большие потери напора при сколько-нибудь значительных подачах, учитывая также, что струи воздуха направлены навстречу друг другу. По той же причине затруднено одновременное выполнение процессов активного вентилирования и транспортирования, которые целесообразны при повышенном поступлении вороха семян и зерна на послеуборочную обработку или при его охлаждении.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной установке для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащей разделенные решетками транспортирующий, основной и дополнительные боковые воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающего каналов, согласно изобретению транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами. Кроме того, решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45o.

Новым является наличие продольной перегородки, разделяющей транспортирующий канал на две камеры - вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, выполнение в нижней части продольной перегородки перепускных отверстий, оснащенных клапанами, минимальный угол наклона решет к горизонту камеры вентилирования.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна".

Изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно сохранение и удешевление переработки семян и зерна при временном хранении.

Изобретение является и промышленно применимым, т.к. может использоваться в сельском хозяйстве при вентилировании, охлаждении и транспорте семян и зерна.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1.

Устройство содержит вентилятор 1, воздухоподводящий патрубок 2, жалюзийную решетку 3, продольную перегородку 4, порог 5, течку 6, емкость 7, боковой воздухораздающий канал 8 камеры транспортирования, основной воздухораздающий канал 9, камеру транспортирования 10, камеру вентилирования 11, перепускные отверстия 12, клапаны отверстий 13, клапаны боковых и основного воздухораздающих каналов 14, 15 и 16, боковой воздухораздающий канал камеры вентилирования 17.

Устройство работает следующим образом.

При вентилировании. Перепускные отверстия 12 закрывают клапанами 13, также закрывают клапана на основном 9 и боковом 8 воздухораздающих каналах. Это обусловливает при включении вентилятора 1 подачу воздуха в насыпь материала в камере вентилирования 11.

Подачу воздуха регулируют клапанами, установленными на соответствующих воздухораздающих каналах.

При транспортировании. Открывают клапана перепускных отверстий 13 и клапана боковых 8, 7 и основного 9 воздухораздающих каналов.

Включают вентилятор 1, поднимают порог 5 на высоту верхнего среза решет боковых воздухораздающих каналов 8 и 17. После того как камера транспортирования на высоту порога будет заполнена материалом, устанавливают скорость фильтрации воздуха через решета каналов 8 и 9 Vф = (1,1...1,3)Vкр, где Vкр - критическая скорость псевдоожижения материала, при этом будет наблюдаться сток материала в емкость 7. Интенсивность стока регулируют как величиной скорости фильтрации, так и высотой порога 5, который в данном случае является тормозящим элементом.

При высоте насыпи в камере вентилирования выше высоты верхнего среза перепускных отверстий понижение высоты перемещающегося слоя в камере транспортирования ниже высоты верхнего среза боковых решет не установлено, таким образом обеспечена эффективность перемещения материала.

Воздух, поступающий в воздухораздающий канал 17, ожижает материал, выходящий из перепускных отверстий 12, и тем самым способствует интенсивному стоку материала из камеры вентилирования 11.

При одновременном вентилировании и транспортировании. Этот процесс является одной из основных операций временного хранения семян и зерна, когда необходимо охладить и удалить из камеры вентилирования самосогревшиеся семена или зерно, а также при двухстадийной сушке этих материалов.

Открывают клапана всех воздухораздающих каналов и поднимают порог на высоту, при которой потери напора в псевдоожиженном слое, перемещающемся в камере транспортирования, приближаются к потерям напора в насыпи, находящейся в камере вентилирования, после этого возможно одновременное вентилирование насыпи и транспортирование материала в емкость 7. Начало вентилирования насыпи с необходимой подачей можно определить путем замера скорости потока на свободной поверхности насыпи. Отметим, что с понижением высоты насыпи одновременно необходимо понизить высоту псевдоожиженного слоя, чтобы сохранить равенство потерь напора.

Примеры работы устройства.

Пример 1. Продували насыпь пшеницы влажностью 24% в лабораторной установке с выровненным слоем толщиной 0,6 м, длиной 0,8 м и шириной 0,5 м в верхней части слоя при отношении площадей F/f 5,0, где F - площадь выровненной свободной поверхности слоя насыпи пшеницы, а f - площадь решет, через которые происходила фильтрация воздуха. Угол наклона решет бокового воздухораздающего канала к горизонту, через который подавали воздух, как минимум должен составить 45o, чтобы обеспечить беспрепятственный сток увлаженного материала к перепускным отверстиям при разгрузке камеры вентилирования. Установлено, что при скорости фильтрации воздуха через решетку Vф = 1,0 м/с (живое сечение решетки 6,8%) потери напора составят 3,0 кПа. При этом скорость воздуха на свободной поверхности насыпи равна 0,14 м/с. Моделирование процесса показывает, что для насыпи семян и зерна пшеницы высотой 1,7... 2,0 м при указанных потерях напора скорость на свободной поверхности слоя составит 0,03 м/с, что достаточно для безопасного временного хранения семян при влажности до 24...26% [3].

Пример 2. Разгружали насыпь пшеницы влажностью 24% на лабораторной установке с параметрами, указанными в предыдущем примере. Ширина транспортирующего канала составила 0,1 м, воздух подавали во все три воздухораздающих канала, скорость фильтрации, замеренная на свободной поверхности перемещаемого слоя в камере 10, составила 1,0 м/с, высота порога на выходе камеры 0,02 м, что обусловило интенсивную разгрузку насыпи с подачей 6 кг/(мс). При отключении подачи воздуха в боковой воздухораздающий канал 17 (камера вентилирования) подача материала уменьшилась до 0,8 кг/(мс), а при дополнительном отключении бокового канала 8 (камера транспортирования) подача составила 0,55...0,60 кг/(мс).

Данный пример показывает целесообразность разгрузки насыпи при подаче воздуха во все три воздухораздающих канала.

Пример 3. Охлаждали подогретое до 38oC зерно пшеницы влажностью 24% при одновременном вентилировании и транспортировании. Толщина псевдоожиженного слоя составила 0,25 м, скорость фильтрации 1,0 м/с, потери напора в слое 2,6 кПа, что несколько ниже, чем в насыпи стационарного слоя ( 3,0 кПа, см. пример 1). Тем не менее на свободной поверхности насыпи скорость потока составила 0,11...0,12 м/с, которая обеспечивала охлаждение зерна с повышенным влагосъемом.

Удельная производительность q при работе всех трех каналов составила 0,7. . .0,8 кг/(мс), т.е. по сравнению с максимальной снизилась на порядок, что объясняется тормозящим эффектом порога и сопротивлением псвдоожиженного слоя при стоке материала из насыпи.

Время разгрузки насыпи составило 17 мин, температура зерна на выходе при этом составила 20oC, при температуре наружного воздуха 17oC влагосъем зерна составил 0,9...1,0%. Для сравнения охлаждали зерно только в псевдоожиженном слое толщиной 0,10 м, для этого отключали подачу воздуха в воздухораздающий канал 17 и сток материала из камеры вентилирования осуществлялся самотеком.

При сопоставимых условиях охлаждения температура зерна на выходе оставила 22oC, а влажность снизилась на 0,6...0,7%. Этот пример показывает целесообразность одновременного охлаждения зерна в насыпи и в псевдоожиженном слое.

Источники информации: 1. Воробьев А.Л. и др. Пневмосепарирующие установки. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1969, с. 161-166, рис. 144 и 145.

2. Авторское свидетельство СССР N 1022913, B 65 G 53/20, 1982.

3. Анискин В.И., Лурье В.М., Рыбарук В.А. Методические рекомендации по сушке и охлаждению зерна активным вентилированием. - М.: изд. ВИМ, 1974, 47 с.

Формула изобретения

1. Устройство для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащее разделенные решетками транспортирующий, основной и дополнительные воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающих каналов, отличающееся тем, что транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2