Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов

Авторы патента:


 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (УХССМ) относится к строительной отрасли и предназначено, преимущественно, для обустройства нефтегазодобывающих объектов. УХССМ содержит основание-раму на полуприцепе к транспортному средству, узел загрузки, герметичные бункеры с аэраторами сыпучего материала в донной части каждого из них, трубопроводы, соответственно, для перемещения сыпучего материала, для распределения сжатого воздуха, для создания разрежения и для выгрузки сыпучего материала потребителю, в том числе и в режиме дозирования. От известных аналогов, в том числе и от прототипа, отличается более высокими потребительскими свойствами за счет большей адаптивности к условиям эксплуатации вследствие существенных конструктивных доработок ряда узлов, элементов, и компоновки УХССМ в целом. 6 з.п.ф., 5 ил.

Полезная модель относится к устройствам для хранения сыпучих материалов в местах непосредственного использования и предназначена, преимущественно, для строительной отрасли, в том числе для обустройства нефтегазодобывающих объектов.

Уровень техники в этой сфере характеризуется наличием целого ряда [SU 132984 кл. 81е, 62 21.11.1959; SU 188895 A 07.12.1966; SU 506557 12.11.1973; SU 716945 A 25.02.1980; SU 817182 A 30.03.1981; SU 1237586 A2 11.05.1983; RU 2281239 C2 08.04.2004; RU 2415069 C2 01.04.2009; GB 995051 A 10.06.1965; сайт завода «Стройбетон» http://www.ibeton.ru; Воробьев А.А. и др. Пневмотранспортные установки. Справочник. Л., Машиностроение, 1969, с.105, 161, 176, рис.144 и 154; http://www.stroymehanika.ru/siloseuro_m.phpl технических решений, однако большинство из них предназначено для обеспечения узкоспециализированных потребностей, таких как, например, только доставка, только кратковременное хранение, только дозированная подача на приготовление взвесей, суспензий, пульпы, паст и т.п. на водной основе. При этом, для приготовления многокомпонентных составов на основе сыпучих материалов требуется достаточно сложная многоступенчатая технология и соответствующий набор технических средств.

Технологии приготовления однородных (гомогенных), т.е. качественных взвесей (гелей) сыпучих материалов в жидкостях для конкретных целей, как правило, предусматривают лишь обеспечение точного соотношения компонентов, которое контролируют в процессе приготовления путем измерения плотности (удельного веса) и корректируют изменением расхода (подачи) того или иного компонента на агрегат-смеситель. Процесс значительно осложняется, если сыпучий материал для приготовления смеси его с жидким носителем (основной фазой смеси) содержит два (и более) вещества; так, например, к цементу добавляют другие сыпучие материалы для получения цементных «растворов», обладающих специальными характеристиками (химическая инертность к окружающей среде, водо-газонепроницаемость и/или отсутствие пористости, срок начала схватывания после приготовления, скорость набора прочности и ее конечная величина, термостойкость и т.д. и т.п.). Ввиду нестабильности такого «раствора» и необходимости незамедлительного его использования (тем более при закачивании в скважину для ее крепления и/или проведения ремонтно-изолировочных работ) процесс подготовки твердой фазы (для ее смешивания с жидкостью) выполняют заранее, в сухом сыпучем состоянии всех компонентов. При этом следует отметить, что оптимальное смешивание сыпучих компонентов можно выполнить только в герметизированных емкостях-бункерах путем неоднократного интенсивного механического воздействия. Такое воздействие и смешивание веществ, как показала практика, обеспечивается неоднократным перемещением сыпучей смеси из бункера в бункер под воздействием разрежения и избыточного давления воздуха с той или иной стороны с использованием эффекта ее «псевдоожижения».

Необходимо отметить (к сведению потенциальных потребителей), что сыпучих материалов в жизнедеятельности человечества немало: соль, сахар, крахмал, мука, крупы (продукты питания); комбикорма для животных, удобрения, семена, химикаты для обработки (вещества сельхозназначения); мел, известь, алебастр (гипс), цемент, песок и прочие наполнители, красители и спецдобавки (материалы строительные), и это далеко не полный перечень. Естественно, что большинство сыпучих веществ/материалов требует специфических условий хранения, к которым можно отнести защиту от порчи гниением, брожением, термовоздействием; защиту от уничтожения, повреждения и загрязнения животными и насекомыми и т.п. Отсюда следует, что чем дороже продукт, тем более затратно и ответственно его хранение, а малоценный материал типа строительный песок складируют и хранят в кучах, защищая, в лучшем случае, от уноса ветрами.

Известны стационарные устройства (склады) для хранения сыпучих материалов и отпуска их потребителям, содержащие систему приемных трубопроводов и силосы длительного хранения материала, оборудованные измерителями наполнения, системой трубопроводов поступательного перемещения этого материала из силоса в силос и на отпуск потребителям, систему воздуховодов с источником сжатого воздуха для псевдоожижения и интенсификации процесса перемещения сыпучего материала.

Однако известные устройства недостаточно адаптивны к потребностям строительной отрасли, так как узкоспецифичны по назначению и возможностям и не позволяют, например, быстро и эффективно, перед использованием сыпучих материалов в относительно небольшом (десяток тонн) количестве, осуществить их смешивание в необходимых пропорциях до однородного гомогенного состояния.

Наиболее близким заявляемому техническому решению, то есть прототипом, является устройство [SU 1237586 A2 11.05.1983], содержащее силосные банки (герметизированные бункеры), устройства пневматического перемещения сыпучего материала, загрузочное устройство, эжектор между загрузочным устройством и аккумулирующей емкостью, фильтровентиляционную установку, запорно-переключаюшую арматуру.

Однако решение-прототип обеспечивает лишь прием, хранение и выдачу потребителю сыпучего материала, не обладая функцией эффективного смешивания сыпучего материала с различными добавками и реагентами и не позволяет приготовлять различные в компонентном соотношении смеси для обеспечения нужд строительства и крепления стволов скважин, то есть недостаточно адаптивно и, кроме того, все оборудование в его составе стационарное и требуется значительное время на передислокацию на другое место работ.

Технической задачей заявляемого объекта, как полезной модели, является повышение его потребительских свойств.

Эта задача решена тем, что в известном устройстве, содержащем основание-раму, размещенные на ней герметичные бункеры с аэраторами-ожижителями сыпучего материала в донной части каждого из них, пневмоагрегат для создания избыточного давления или разрежения, узел загрузки, патрубки на бункерах и трубопроводы для сообщения последних, посредством патрубков, с узлом загрузки, пневмоагрегатом и между собой, запорно-переключающую арматуру для манипуляций с сыпучим материалом и перемещения его посредством избыточного давления или разрежения из бункера в бункер, а также узел очистки, продувки, разделения и сброса отработанного воздуха, основание-рама выполнена мобильной в виде полуприцепа к транспортному средству, снабжена лонжеронами для позиционирования устройства на месте эксплуатации, ближний к узлу загрузки бункер установлен на основание-раму посредством опор с датчиками веса, например тензометрического типа.

Дополнительные отличия устройства, заключающиеся в том, что лонжероны имеют клиновидную конфигурацию с вершиной угла а клина, обращенной к буксировочному средству; оно укомплектовано электрокабелем и рукавом высокого давления для подключения внешних источников электро- и пневмоэнергии; днище каждого бункера, то есть их донная часть, снабжено самораскрывающимися от избыточного давления извне аэрирующими нормально закрытыми насадками из эластомера; входной конец пневмолинии, от пневмоагрегата, снабжен быстросменным кассетным осушителем воздуха барботажного типа с абсорбером-гликолем, например, типа диэтиленгликоль, триэтиленгликоль; пневмолиния обмотана плоским резистивным греющим электрокабелем; в полости каждого бункера размещен электростатический осадитель твердой фазы пылевоздушной смеси - существенно повышают потребительские свойства заявляемого объекта, как полезной модели.

Заявляемое техническое решение соответствует «критериям» полезной модели, так как в общедоступных источниках информации не обнаружено сходных с ним (по совокупности существенных признаков и с такими же функциональными возможностями) технических решений, при этом промышленная применимость и реализация заявляемого технического решения несомненна и очевидна.

Полезная модель поясняется графическими материалами, где на фигуре 1 приведен общий вид устройства (вид слева) для хранения сыпучих материалов в эксплуатационном положении, на фигуре 2 изображена технологическая схема, на фигуре 3 изображен фрагмент бункера с аэратором-ожижителем в его донной части, на фигуре 4 изображен фрагмент трубопровода подачи избыточного давления воздуха с обмоткой плоским резистивным греющим электрокабелем, на фигуре 5 изображена верхняя часть бункера с электростатическим осадителем в полости. Черными тонкими стрелками на фигурах показано движение сыпучего материала, черными утолщенными стрелками показано движение пылевоздушных масс, белыми стрелками показано движение воздуха.

Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов содержит (см. фигуры 1-5), размещенные на основании-раме 1: герметичные бункеры 2 с аэраторами-ожижителями 3 в донной части каждого из них, пневмоагрегат 4, узел 5 загрузки, патрубки 6, трубопроводы 7 (7.17.3), узел 8 очистки, продувки, разделения пылевоздушной смеси и сброса отработанного воздуха. Основание-рама снабжена лонжеронами 9 для позиционирования устройства на месте эксплуатации; бункер 2, ближний к узлу 5 загрузки, установлен на основание-раму 1 посредством опор 10 с датчиками 11 веса. Лонжероны 9 имеют клиновидную конфигурацию с вершиной угла , обращенной к буксировочному средству, то есть со стороны узла 5 загрузки. В транспортном положении основание-рама 1 параллельно дороге и имеет расстояние по вертикали от последней H1 (см. фиг.1), а в положении эксплуатации устройства основание-рама 1 опущено буксировочным концом к площадке под тем же углом и узел 5 загрузки расположен существенно ниже на высоте H2, что весьма удобно при обслуживании. Аэратор-ожижитель 3 (фиг.4) представляет собой нормально закрытую насадку из эластомера. Комплект насадок, расположенный в донной части бункера 2, является техническим эквивалентом общеизвестного, так называемого «аэроднища». Кроме того, устройство содержит: на входе трубопровода 7.1 подачи избыточного давления воздуха быстросменный кассетный осушитель 12 воздуха барботажного типа с абсорбером гликолем; плоский резистивный греющий электрокабель 13, намотанный на тот же трубопровод 7.1. В полости 14 каждого бункера 2 размещен осадитель 15 твердой фазы пылевоздушной смеси электростатического типа. Узел 8 очистки, продувки, разделения пылевоздушной смеси и сброса отработанного воздуха состоит из герметизированной емкости 16, конструктивно аналогичной бункеру 2, фильтра-разделителя 17, трубопроводов 7.2 вентиляции, сообщенных, соответственно, с пневмоагрегатом 4 и бункерами 2. Узел 5 загрузки содержит: воронку 18 с фильтром-решеткой и вспарывающими упаковку сыпучего материала (мешок) элементами, эжектор 19, трубопровод 7.1 подачи избыточного давления воздуха и трубопровод 7.3 перемещения сыпучего материала в бункер 2; позицией 20 обозначено месторасположение электрокабеля и рукава высокого давления для подключения внешних источников энергии.

Для повышения потребительских свойств, устройство также снабжено быстросъемными заглушками, лестницами, площадками и ограждениями, обеспечивающими безопасное нахождение обслуживающего персонала при работе на высоте, либо препятствующими доступу к движущимся элементам исполнительных механизмов, также устройство снабжено коробами для размещения рукавов, необходимых для соединения трубопроводов 7 с соответствующими приемными линиями потребителей (поставщиков) сыпучего материала, ящиками для хранения и транспортировки различного инструмента, ветоши и прочих вспомогательных вещей, контрольно-измерительными приборами для контроля уровня заполнения бункеров 2 и/или емкости 16, а также элементами местного освещения (на фигурах изображены, но отдельными позициями не обозначены). Для повышения мобильности устройства основание-рама 1 может быть заменено на шасси автомобиля повышенной проходимости.

Работает устройство следующим образом. После установки устройства на горизонтальной площадке, производят загрузку бункеров 2 устройства сыпучим материалом через загрузочный узел 5. Загрузка может осуществляться одним из общеизвестных способов: элементарным высыпанием из мешков, эжектированием, пневморазгрузкой от цементовоза поставщика или вакуум-загрузкой от собственного пневмоагрегата 4. Смешивание нескольких компонентов смеси предусматривает послойную загрузку того или иного компонента в бункер 2 при постоянном контроле поступающего количества по показаниям датчиков И с последующим неоднократным перемещением всего содержимого из бункера в бункер до получения гомогенной смеси. Разгрузка осуществляется пневматическим способом, путем создания избыточного давления в разгружаемом бункере 2 и придания содержимому текучести путем ожижения через аэратор-ожижитель 3 или вакуум-загрузкой цементовоза потребителя. В случае длительного хранения сыпучего материала в полости бункера 2, материал подвергают периодическому аэрированию, используя сухой подогретый воздух от пневмоагрегата 4. После опорожнения бункеров 2 все трубопроводы, запорно-переключающая арматура на них, емкость 16 и фильтр-разделитель 17 продуваются и очищаются. Устройство готово к дальнейшему использованию.

Таким образом, устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов, как полезная модель, обеспечивает гарантированное достижение требуемого технического результата и подлежит защите охранным документом (патентом) РФ.

1. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов, содержащее основание-раму, размещенные на ней герметичные бункеры с аэраторами-ожижителями сыпучего материала в донной части каждого из них, пневмоагрегат для создания избыточного давления или разрежения, узел загрузки, патрубки на бункерах и трубопроводы для сообщения последних, посредством патрубков, с узлом загрузки, пневмоагрегатом и между собой, запорно-переключаюшую арматуру для манипуляций с сыпучим материалом и перемещения его посредством избыточного давления или разрежения из бункера в бункер, а также узел очистки, продувки, разделения пылевоздушной смеси и сброса отработанного воздуха, отличающееся тем, что основание-рама выполнена мобильной в виде полуприцепа к транспортному средству, снабжена лонжеронами для позиционирования устройства на месте эксплуатации, ближний к узлу загрузки бункер установлен на основание-раму посредством опор с датчиками веса, например, тензометрического типа.

2. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что лонжероны имеют клиновидную конфигурацию с вершиной угла клина, обращенной к буксировочному средству.

3. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что устройство укомплектовано электрокабелем и рукавом высокого давления для подключения внешних источников электро- и пневмоэнергии.

4. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что днище каждого бункера, то есть его донная часть, снабжено самораскрывающимися от избыточного давления извне аэрирующими нормально закрытыми насадками из эластомера.

5. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что начальный участок пневмолинии от пневмоагрегата к бункерам снабжен быстросменным кассетным осушителем воздухабарботажного типа с абсорбером-гликолем, например типа диэтиленгликоль, триэтиленгликоль.

6. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что пневмолиния обмотана плоским резистивным греющим электрокабелем.

7. Устройство для хранения и смешивания сыпучих материалов по п. 1, отличающееся тем, что в полости каждого бункера размещен электростатический осадитель твердой фазы пылевоздушной смеси.



 

Похожие патенты:
Наверх