Трубопровод для самотечного транспортирования зернового вороха

Трубопровод для самотечного транспортирования зернового вороха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для самотечного транспортирования зернового вороха по трубам круглого сечения на зерноочистительных агрегатах.

Известен трубопровод (патент США №226094, кл. 302-36, 1938), имеющий на внутренней поверхности направляющий элемент, выполненный в виде спирали. При перемещении транспортируемого материала спираль приводит последний во вращательное движение вокруг оси трубопровода с целью предотвращения скопления в нем материала и образования, таким образом, заторов. Однако вращательное движение неоднородного сыпучего материала (например, зернового вороха) способствует его расслоению и увеличению нормального давления на стенки трубопровода, что в свою очередь приводит к увеличению износа трубопровода.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является трубопровод (патент США №3425749, м.кл. 302-64, 1969) с направляющими элементами внутри трубы, отводящими транспортируемый материал от стенки трубопровода к его оси для предотвращения залегания материала.

Устройство предназначено для пневматического транспортирования сыпучих материалов и состоит из трубопровода и направляющего элемента, выполненного в виде плоской лопасти, расположенной в области схода материала с наиболее нагруженного участка трубопровода (например, колена). Таким образом, устройство не решает вопрос о повышении износостойкости наиболее изнашиваемых поверхностей трубопровода (колена, поворотов, делителей).

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения долговечности трубопровода за счет увеличения износостойкости наиболее изнашиваемых его элементов путем отвода от их поверхности абразивной минеральной примеси вороха.

Увеличение износостойкости достигается тем, что в трубопроводе для самотечного транспортирования зернового вороха, включающем прямолинейный и криволинейный участки, содержащим внутри направляющий элемент, последний установлен в прямолинейном участке перед криволинейным участком на расстоянии L, определяемом минимизацией износа по эмпирическому уравнению

где у - износ, мм;

L - расстояние от направляющего элемента до места наибольшего изнашивания, мм;

b=0,1...0,3d - ширина направляющего элемента, мм;

l=0,3...0,8d - длина направляющего элемента, мм;

α=20...40° - угол наклона направляющего элемента;

d - внутренний диаметр трубопровода, мм.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид трубопровода в разрезе. Трубопровод содержит прямолинейный участок 1, участок наибольшего изнашивания 2 и направляющий элемент 3.

В процессе самотечного перемещения зернового вороха по прямолинейному наклонному участку 1 трубопровода происходит самосепарирование минеральной примеси в нижнюю часть поперечного сечения трубопровода к поверхности трения.

Встречая далее на своем пути направляющий элемент 3, минеральная примесь поднимается по нему и направляется в центр потока. Одновременно основная, более мягкая фракция - зерно, обтекает направляющий элемент 3, замещая на поверхности трения ушедшую наверх абразивную примесь. Таким образом, осуществляется отвод минеральной фракции вороха от участка наибольшего износа 2 трубопровода (например, поворотного колена).

Пример оптимизации параметров трубопровода с направляющим элементом.

Эмпирическое уравнение регрессии получено по результатам экспериментов по износу круглого зернопровода диаметром 150 мм на натуральном ворохе пшеницы. Ворох содержал 1,25% минеральных примесей, испытания продолжались 300 часов.

Параметры направляющего элемента выбирались в соответствии с таблицей.

Таблица
Параметр	Номер опыта
1	2	3	4	5	6	7	8	9
L	800	1000	1200	800	800	800	800	800	800
α	30	30	30	20	40	30	30	30	30
b	40	40	40	40	40	20	60	40	40
l	120	120	120	120	120	120	120	100	140

Относительный износ минимален в опыте 9, т.е. оптимальны: L=800 мм; α=30°; b=40 мм; l=140 мм.

Трубопровод для самотечного транспортирования зернового вороха с прямолинейным и криволинейным участками, содержащий внутри направляющий элемент, отличающийся тем, что направляющий элемент выполнен в виде наклонного желоба, установленного перед криволинейным участком трубопровода на расстоянии L, определяемом из условия минимизации износа по эмпирическому уравнению

где у - износ, мм;

l=0,3...0,8d - длина направляющего элемента, мм;

L - расстояние от направляющего элемента до места наибольшего изнашивания, мм;

b=0,1...0,3d - ширина направляющего элемента, мм;

α=20...40° - угол наклона направляющего элемента;

d - внутренний диаметр трубопровода, мм.