Емкость для хранения сыпучих материалов в пневмотранспортных системах

Полезная модель относится к приспособлениям для емкостей с сыпучими материалами, предназначенным для сыпучих материалов в указанных емкостях.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности.

Полезная модель реализуется следующим образом. При заполненной сыпучим материалом емкости, аэратор погружен в сыпучий материал. Перед началом выгрузки сыпучего материала, а так же при его выгрузке, через систему подвода воздуха под давлением производят подача воздуха под давлением в аэратор. Далее, через перфорацию основы и микропоры трубчатого элемента воздух поступает в объем сыпучего материала. Транспортируемый сыпучий материал приобретает свойства текучести и более пригоден для дальнейшей транспортировки (выгрузки).

Область техники

Полезная модель относится к приспособлениям для емкостей с сыпучими материалами, предназначенным для аэрации сыпучих материалов в указанных емкостях.

Уровень техники

Известно устройство - емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах (, Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. Учебное пособие для студентов специальностей «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)» [Электронные ресурсы]: САМАРА СамГАПС, 2003, с.132-135. / И.В.Горюшинский (и др.). URL: http://scaletrainsclub.com/portal/images/portal_files/vasily/books/%e5%ec%ea%ee%f1%f2%e8%20%e4%eb%ff%20%f1%fb%ef%f3%f7%e8%f5%20%e3%f0%f3%e7%ee%e2.pdf (дата обращения 12.03.2012). Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах ограничены двумя торцевыми стенками, цилиндрической стенкой и конической стенкой. Емкость снабжена загрузочным отверстием, выполненным в конической стенке или в нижней торцевой стенке, и разгрузочным отверстием. Емкость снабжена пневматическим побудителем, который может быть выполнен в виде пористого днища, через которое осуществляется подача сжатого воздуха, или в виде размещенных на дне емкости аэрокоробок, или в виде «стреляющих сопел», или в виде реактивных шлангов.

Недостатком известного технического решения является низкая надежность, за счет возможности засорения.

Наиболее близким техническим решением (прототип) является аэрокоробка (http://stroy-technics.ru/article/aeratsionnye-ustanovki, найдено 02.02.2012 г.). Аэрокоробка представляет собой плоскую металлическую коробку-ящик, в верхней части которой на заплечиках уложены на специальной замазке пористые плиты. В нижнюю часть аэрокоробки, являющуюся воздухораспределительной камерой, ввернута трубка с небольшими отверстиями, через которые в камеру поступает сжатый воздух. Коробки через отверстия болтами крепят к днищу бункера (емкости) и объединяют в общую воздухораспределительную камеру. Способ установки коробок зависит от формы днища, а число коробок зависит от площади поперечного сечения бункера. Оборудованные таким образом днища называют аэроднищами.

Недостатками прототипа является низкая надежность, за счет возможности засорения.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в емкости для хранения сыпучих материалов в пневмотранспортных системах, содержащей верхнюю торцевую стенку, боковую стенку, придонную стенку, нижнюю торцевую стенку и аэратор, при этом нижняя торцевая стенка соединена по периметру с придонной стенкой, со стороны противоположного края придонная стенка соединена с одним из краев боковой стенки, со стороны противоположного края боковая стенка соединена с верхней торцевой стенкой по ее периметру, верхняя торцевая стенка, боковая стенка, придонная стенка и нижняя торцевая стенка образуют полость, в придонной стенке или в нижней торцевой стенке выполнено разгрузочное отверстие, разгрузочное отверстие выполнено с обеспечением возможности подсоединения к нему разгрузочного трубопровода, в верхней торцевой стенке или в боковой стенке вблизи верхней торцевой стенки выполнено загрузочное отверстие, загрузочное отверстие выполнено с обеспечением возможности подсоединения к нему загрузочного трубопровода, аэратор расположен в полости и выполнен из основы и дополнительного элемента, при этом дополнительный элемент выполнен с обеспечением возможности пропускания воздуха и задерживания частиц сыпучего материала, а аэратор выполнен с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением и с обеспечением возможности пропускания воздуха в емкость, основа выполнена в виде трубы с перфорацией, причем труба выполнена закрытой со стороны одного из торцов, выполнение аэратора с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением и с обеспечением возможности пропускания воздуха в емкость выполнено за счет выполнения основы со стороны противоположного торца с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением, указанная основа выполнена с обеспечением возможности ее фиксации вблизи разгрузочного отверстия, дополнительный элемент выполнен трубчатым и закрытым со стороны одного из торцов, кроме того трубчатый элемент надет на основу и закреплен на ней с обеспечением перекрытия перфорации; в частном случае придонная стенка выполнена конической, при этом соединение придонной стенки с боковой стенкой выполнено по краю большего диаметра придонной стенки, а соединение придонной стенки с нижней торцевой стенкой выполнено по краю меньшего диаметра придонной стенки.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежами (фиг.1-4), где на фиг.1 показан внешний вид устройства, на фиг.2, 3 показан продольный разрез устройства, на фиг.4 показан поперечный разрез устройства.

Раскрытие полезной модели

На фигуре обозначены: верхняя торцевая стенка 1, загрузочный трубопровод 2, загрузочное отверстие 3, верхняя коническая стенка 4, цилиндрическая стенка 5, придонная стенка 6, нижняя торцевая стенка 7, разгрузочное отверстие 8, разгрузочный трубопровод 9, соединительный элемент 10, подводящий трубопровод 11, задвижка 12, основа 13, трубчатый элемент 14, входное отверстие 15.

Основными элементами устройства являются емкость, система подачи воздуха под давлением и аэратор.

Емкость представляет собой сосуд или вместилище для сыпучих материалов. Емкость может быть выполнена любой формы, сферической, пирамидальной, цилиндрической, конической или любой другой. В частном случае емкость ограничена верхней торцевой стенкой 1, боковой стенкой (в частном случае верхней конической стенкой 4 и цилиндрической стенкой 5), придонной стенкой 6 и нижней торцевой стенкой 7, соединенными с образованием между ними полости. Емкость в частном случае выполнена из металла.

Верхняя торцевая стенка 1 выполнена с обеспечением присоединения ее по периметру к соответствующему краю боковой стенки. Верхняя торцевая стенка 1 в частном случае выполнена в виде пластины. Возможно выполнение верхней торцевой стенки 1 изогнутой в виде дуги в одном из сечений или во всех сечениях, т.е. как части сферической поверхности. При этом, например, для случая выполнения емкости в виде горизонтально расположенного цилиндра в качестве верхней торцевой стенки 1 может выступать часть цилиндрической поверхности цилиндра, обращенная в сторону, противоположную направлению вектора силы тяжести. Верхняя торцевая стенка 1 в частном случае выполнена круглой. Верхняя торцевая стенка 1 по краю герметично соединена с верхней конической стенкой 4 по краю верхней конической стенки 4 меньшего диаметра.

Загрузочное отверстие 3 выполнено в верхней части емкости, т.е. в верхней части боковой стенки, т.е. в верхней конической стенке 4 или в верхней торцевой стенке 1. В частном случае загрузочное отверстие 3 выполнено в верхней торцевой стенке 1. Верхняя торцевая стенка 1 по периметру загрузочного отверстия 3 соединена с загрузочным трубопроводом 2 или с загрузочным патрубком, выполненным с обеспечением возможности присоединения загрузочного трубопровода 2.

Боковая стенка представляет собой стенку, соединяющую верхнюю торцевую стенку 1 с придонной стенкой 6. Боковая стенка может быть выполнена состоящей из нескольких частей различной конфигурации. Например в случае выполнения емкости в виде горизонтально расположенного цилиндра в качестве боковой стенки могут выступать соответствующие части цилиндрической поверхности цилиндра и основания цилиндра. В частном случае боковая стенка выполнена состоящей из верхней конической стенки 4 и цилиндрической стенки 5.

Верхняя коническая стенка 4 выполнена в виде боковой поверхности усеченного конуса, в частном случае прямого кругового конуса. Верхняя коническая стенка 4 расположена соосно с цилиндрической стенкой 5 и придонной стенкой 6. Верхняя коническая стенка 4 по краю с большим диаметром герметично соединена с цилиндрической стенкой 5. Верхняя коническая стенка 4 по краю с меньшим диаметром соединена с верхней торцевой стенкой 1.

Цилиндрическая стенка 5 выполнена в виде цилиндрической поверхности, в частном случае прямого кругового цилиндра. Цилиндрическая стенка 5 расположена соосно с верхней конической стенкой 4 и придонной стенкой 6. Одним краем цилиндрическая стенка 5 соединена с краем верхней конической стенки 4 большего диаметра. Противоположным краем цилиндрическая стенка 5 соединена с придонной стенкой 6.

Придонная стенка 6 представляет собой часть емкости, расположенную вблизи нижней торцевой стенки 7, т.е. дна, и сужающуюся в сторону направления вектора силы тяжести по крайней мере в одном горизонтальном направлении. В случае использования емкости в виде горизонтально расположенного цилиндра в качестве придонной стенки 6 выступает часть цилиндрической поверхности цилиндра, сужающаяся в сторону направления вектора силы тяжести, а также часта оснований цилиндра. Чаще всего придонная стенка 6 может быть выполнена в виде боковой поверхности усеченного конуса. В частном случае придонная стенка 6 выполнена конической в виде прямого кругового конуса. Придонная стенка 6 расположена соосно с цилиндрической стенкой 5 и верхней конической стенкой 4. Придонная стенка 6 по краю с большим диаметром герметично соединена с цилиндрической стенкой 5. Придонная стенка 6 по краю с меньшим диаметром соединена с нижней торцевой стенкой 7.

В нижней части емкости, т.е. в нижней торцевой стенке 7 или в придонной стенке 6 или в нижней части цилиндрической стенки 5 выполнены по крайней мере одно входное отверстие 15 и разгрузочное отверстие 8. В частном случае и разгрузочное отверстие 8 и по крайней мере одно входное отверстие 15 выполнены в придонной стенке 6.

В частном случае разгрузочное отверстие 8 выполнено вблизи нижней торцевой стенки 7. Придонная стенка 6 по периметру разгрузочного отверстия 8 соединена с разгрузочным трубопроводом 9 или с разгрузочным патрубком, выполненным с обеспечением возможности присоединения разгрузочного трубопровода 9.

Входных отверстий 15 в придонной стенке 6 может быть выполнено несколько. Количество входных отверстий 15 зависит от количества аэраторов, размещаемых в данной емкости. Входное отверстие 15 выполнено с обеспечением возможности установки в емкость и извлечения из емкости аэратора через входное отверстие 15. Придонная стенка 6 по периметру входного отверстия 15 соединена с подводящим трубопроводом 11 или с подводящим патрубком, выполненным с обеспечением возможности присоединения подводящего трубопровода 11.

Нижняя торцевая стенка 7 выполнена с обеспечением присоединения ее по периметру к соответствующему краю придонной стенки 6. Нижняя торцевая стенка 7 в частном случае выполнена в виде пластины. Нижняя торцевая стенка 7 выполнена круглой. Возможно выполнение нижней торцевой стенки 7 изогнутой в виде дуги в одном из сечений или во всех сечениях, т.е. как части сферической поверхности. При этом, например, для случая выполнения емкости в виде горизонтально расположенного цилиндра в качестве нижней торцевой стенки 7 может выступать часть цилиндрической поверхности цилиндра, обращенная в сторону направления вектора силы тяжести.. Нижняя торцевая стенка 7 по краю герметично соединена с придонной стенкой 6 по краю придонной стенки 6 меньшего диаметра.

Загрузочный трубопровод 2 представляет собой трубопровод, выполненный с обеспечением возможности транспортирования сыпучего материала для осуществления загрузки его в емкость. Загрузочный трубопровод 2 одним концом присоединен к емкости по периметру загрузочного отверстия 3. Противоположный конец загрузочного трубопровода 2 выполнен с обеспечением возможности забора сыпучего материала из другой емкости или устройства.

Разгрузочный трубопровод 9 представляет собой трубопровод, выполненный с обеспечением возможности транспортирования сыпучего материала для осуществления разгрузки его из емкости. Разгрузочный трубопровод 9 одним концом присоединен к емкости по периметру разгрузочного отверстия 8. Противоположный конец разгрузочного трубопровода 9 выполнен с обеспечением возможности выгрузки сыпучего материала в другую емкость или подачи сыпучего материала в какое либо устройство.

Система подачи воздуха под давлением представляет собой систему трубопроводов, в частном случае подводящий трубопровод 11, запорных устройств, в частном случае задвижек 12, насосов, очистных сооружений, служащих для подведения воздуха к аэратору.

Подводящий трубопровод 11 представляет собой трубопровод, выполненный с обеспечением возможности подвода в аэратор воздуха под давлением. Подводящий трубопровод 11 одним концом присоединен к входу аэратора вблизи входного отверстия 15. Противоположный конец подводящего трубопровода 11 присоединен к устройству подачи воздуха под давлением, например к компрессору. На подводящем трубопроводе 11 устанавливают задвижку 12, выполненную с обеспечением возможности открывания и перекрывания доступа воздуха от системы подачи воздуха под давлением в емкость.

Аэратор представляет собой устройство для насыщения сыпучего материала воздухом, т.е. распределитель воздушного потока внутри емкости, предназначенный для псевдоожижения сыпучего материала. Аэратор располагают вблизи разгрузочного отверстия 8. Под термином вблизи в данной заявке понимается расположение аэратора в емкости с обеспечением псевдоожижения сыпучего материала для обеспечения истечения сыпучего материала в разгрузочный трубопровод 9 через разгрузочное отверстие 8. При этом аэратор расположен внутри емкости, как правило ближе к разгрузочному трубопроводу 9 (разгрузочному отверстию 8) емкости, т.е. в части емкости, ограниченной придонной стенкой 6, для облегчения высыпания материала. В частном случае аэратор может быть закреплен торцом основы 13, противоположным закрытому торцу основы 13 к нижней торцевой стенке 7 или к придонной стенке 6 или к нижней части боковой стенки. Аэратор состоит из основы 13 и трубчатого элемента 14.

Основа 13 представляет собой конструкцию, обладающую нужной формой, необходимой жесткостью и прочностью. Основа 13 выполнена в частном случае из металла. Основа 13 выполнена с обеспечением возможности удержания трубчатого элемента 14. В частном случае основа 13 представляет собой трубу с перфорацией, закрытую с одного торца. Противоположный торец основы 13 представляет собой входной торца аэратора и выполнен с обеспечением возможности прохождения в основу 13 воздушного потока. Основа 13 со стороны входного торца снабжена соединительным элементов 10, например в виде фланца или резьбового соединения для крепления основы 13 к подводящему трубопроводу 11 и/или к придонной стенке 6 и/или к нижней торцевой стенке 7 и/или к нижней части цилиндрической стенки 5 по периметру входного отверстия 15. Основа 13 расположена внутри емкости. Основа 13 может быть выполнена в виде прямой трубы (фиг.2, 4а), или может быть выполнена изогнутой (фиг.3, 4б). При этом основа 13 или основы 13 могут располагаться параллельно нижней торцевой стенке 7 (фиг.2, 4), или располагаться под углом к нижней торцевой стенке 7 (фиг.3). На основе 13 расположен (надет) трубчатый элемент 14.

Трубчатый элемент 14 представляет собой тонкое полотно, сформированное в виде трубы или рукава, закрытого со стороны одного из торцов. Материал трубчатого элемента 14 выполнен с обеспечением возможности пропускания воздуха, по крайней мере, в одном направлении и задерживания твердых частиц, по крайней мере, в обратном направлении. Трубчатый элемент 14 может быть выполнен из различных фильтровальных тканей, лавсана, капрона, синтепон, стекловолокна, и других материалов. В частном случае трубчатый элемент 14 может быть выполнен из специализированной технической фильтровальной ткани, например «ЛАНИТ». Трубчатый элемент 14 выполнен с обеспечением возможности надевания его на основу 13 с обеспечением перекрытия перфорации, выполненной в основе 13. Трубчатый элемент 14 предназначен для пропускания воздуха от системы подачи воздуха под давлением через основу 13 в емкость с сыпучим материалом, в частном случае с обеспечением очистки поступающего воздуха от механических загрязнений, и предотвращения попадания частиц сыпучего материала в систему подачи воздуха под давлением, а также забивания перфорации, выполненной в основе 13. Трубчатый элемент 14 закреплен на основе 13. Крепление трубчатого элемента 14 может быть выполнено различными способами, обеспечивающими достаточную надежность данного крепления, например посредством хомутов, вязальной проволоки или любым другим способом.

Осуществление полезной модели

Полезная модель реализуется следующим образом.

Изготавливают емкость из верхней торцевой стенки 1, верхней конической стенки 4, цилиндрической стенки 5, придонной стенки 6, нижней торцевой стенки 7. При этом в верхней торцевой стенке 1 выполняют загрузочное отверстие 3, а в придонной стенке 6 выполняют разгрузочное отверстие 8 и необходимое количество входных отверстий 15. Изготавливают необходимое количество основ 13 необходимой формы и трубчатых элементов 14, соответствующее количеству входных отверстий 15. Каждую основу 13 снабжают соединительным элементом 10 со стороны противоположной закрытому торцу.

Емкость размещают в необходимом месте. При этом нижняя торцевая стенка 7 обращена к опорной поверхности (к земле), т.е. в сторону вектора силы тяжести, а верхняя торцевая стенка 1 обращена в сторону от опорной поверхности, т.е. в сторону противоположную направлению вектора силы тяжести. К верхней торцевой стенке 1 по периметру загрузочного отверстия 3 присоединяют загрузочный трубопровод 2. К придонной стенке 6 по периметру разгрузочного отверстия 8 присоединяют разгрузочный трубопровод 9.

На основу 13 надевают трубчатый элемент 14 и закрепляют его, например посредством хомута. Основу 13 с трубчатым элементом 14 через входное отверстие 15 помещают в емкость и закрепляют посредством соединительного элемента 10 в необходимом положении.

При заполненной сыпучим материалом емкости, аэратор погружен в сыпучий материал. Перед началом выгрузки сыпучего материала, а так же при его выгрузке, через систему подвода воздуха под давлением производят подачу воздуха под давлением в аэратор. Далее, через перфорацию основы 13 и трубчатый элемент 14 воздух поступает в объем сыпучего материала. Транспортируемый сыпучий материал приобретает свойства текучести и более пригоден для дальнейшей транспортировки (выгрузки).

Сыпучие материалы имеют различные характеристики, влияющие на его пригодность к транспортированию (пневмотранспортированию): физическая плотность, насыпная плотность, размер частиц, скорость витания, влажность и т.п.

В зависимости от этих параметров сыпучие материалы могут обладать такими «неудобными» для транспортирования свойствами, как слипание и налипание на стенки емкости (трубопровода и т.п.). В связи с этим размеры и форма основ 13 может варьироваться. Так же на геометрию основы 13 влияет форма емкости и положение разгрузочного отверстия 8.

Например, может варьироваться количество аэраторов, от одного до довольно большого количества, например, для емкости большого диаметра для обеспечения равномерного аэрирования большого объема сыпучего материала (фиг.3).

Форма основы 13 и трубчатого элемента 14 аэратора может быть прямая (фиг.2, 4а) для «простых» случаев, когда сыпучий материал обладает хорошей сыпучестью, не склонен к слипанию и прилипанию к стенке емкости.

Для случаев, когда сыпучий материал имеет склонность к прилипанию к стенке емкости, форма основы 13 и трубчатого элемента 14 аэратора может быть кольцевой (фиг.4б). При этом система аэрации состоит из двух полукольцевых аэраторов, которые обеспечивают хорошую аэрацию сыпучего материала в пристеночном слое. А при опорожнении емкости налипший материал дополнительно сдувается.

Так же, для сыпучих материалов, склонных к прилипанию на стенки подходит конфигурация системы аэрирования, представленная на фиг.3. Аэраторы, ориентированные вдоль образующей емкости (придонной стенки 6) так же хорошо аэрируют сыпучий материал в пристеночном слое. Данная конфигурация предпочтительна для емкостей с длинной придонной стенкой 6 (по сравнению с цилиндрической стенкой 5 по оси емкости). Так же, это может быть единственным эффективным способом аэрации сыпучего материала в условиях узких емкостей, т.е. емкостей, имеющих маленькие размеры в сечении поперечном оси емкости.

Основные преимущества применения патентуемых аэраторов заключаются в следующем: простота конструкции по сравнению с прототипом, простота эксплуатации вследствие исключения возможности забивания отверстий маленьких диаметров и легкой замены трубчатых элементов 14, возможность аэрирования различных областей и зон емкости, путем применения различных форм и размеров основ 13 и трубчатых элементов 14, большая площадь аэрирующей поверхности, по сравнению с прототипом.

Таким образом, выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает повышение надежности устройства, за счет использования рукавного фильтра, предотвращающего засорение аэрирующего устройства.

1. Емкость для хранения сыпучих материалов в пневмотранспортных системах, содержащая верхнюю торцевую стенку, боковую стенку, придонную стенку, нижнюю торцевую стенку и аэратор, при этом нижняя торцевая стенка соединена по периметру с придонной стенкой, со стороны противоположного края придонная стенка соединена с одним из краев боковой стенки, со стороны противоположного края боковая стенка соединена с верхней торцевой стенкой по ее периметру, верхняя торцевая стенка, боковая стенка, придонная стенка и нижняя торцевая стенка образуют полость, в придонной стенке или в нижней торцевой стенке выполнено разгрузочное отверстие, разгрузочное отверстие выполнено с обеспечением возможности подсоединения к нему разгрузочного трубопровода, в верхней торцевой стенке или в боковой стенке вблизи верхней торцевой стенки выполнено загрузочное отверстие, загрузочное отверстие выполнено с обеспечением возможности подсоединения к нему загрузочного трубопровода, аэратор расположен в полости и выполнен из основы и дополнительного элемента, при этом дополнительный элемент выполнен с обеспечением возможности пропускания воздуха и задерживания частиц сыпучего материала, а аэратор выполнен с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением и с обеспечением возможности пропускания воздуха в емкость, отличающаяся тем, что основа выполнена в виде трубы с перфорацией, причем труба выполнена закрытой со стороны одного из торцов, выполнение аэратора с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением и с обеспечением возможности пропускания воздуха в емкость выполнено за счет выполнения основы со стороны противоположного торца с обеспечением возможности подсоединения к системе подачи воздуха под давлением, указанная основа выполнена с обеспечением возможности ее фиксации вблизи разгрузочного отверстия, дополнительный элемент выполнен трубчатым и закрытым со стороны одного из торцов, кроме того трубчатый элемент надет на основу и закреплен на ней с обеспечением перекрытия перфорации.

2. Емкость по п.1, отличающаяся тем, что придонная стенка выполнена конической, при этом соединение придонной стенки с боковой стенкой выполнено по краю большего диаметра придонной стенки, а соединение придонной стенки с нижней торцевой стенкой выполнено по краю меньшего диаметра придонной стенки.