Устройство для смешения и измельчения сыпучих материалов в многократно пересекающихся газовых потоках

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЫПУЧЖ МАТЕРИАЛОВ В МНОГОКРАТНО ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ ГАЗОВЫХ ПОТОКАХ, содержащее бункеры с сыпучими материалами, устройства подачи сжатого газа и его пылеочистки, рабочие камеры с пересекающимися каналами соединенные изогнутыми цилиндрическими трубками, отличающееся тем, что, с целью повьшения интенсивности смешения и измельчения сьтучих мате}5иалов, снижения энергетических затрат, соединительные трубки рабочих камер на входе потоков установлены под углом 30-60 или под углом 120150° , а на выходе - под углом 30-60°. , 2. Устройство по п. 1, о т л и ч ар ю щ е е с я тем, что рабочие камеры 8 расположены в параллельных плоскостях (Л одна над другой. гШ V ь.

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ЗСЮ В 01 F 5/00 В 02 С 19 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1.. " (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ

И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В (21) 3625811/23-26 (22) 26.05.83 (46) 23,11.84. Бюл. У 43 (72) В.А.Хохлов, Ю.И.Макаров, Ю.П.Пудовиков, А.И.Зайцев, В.А.Северцев, В.А.Юрченко и Т.А.Садертдинова (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического. машиностроения (53) 66.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 821885, кл. F 26 В 17/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 674776, кл. В 01 F 5/00, 1978.

МНОГОКРАТНО ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ ГАЗОВЫХ

ПОТОКАХ, содержащее бункеры с сыпучими материалами, устройства подачи сжатого- газа и его пылеочистки, рабочие камеры с пересекающимися каналами

Э соединенные изогнутыми цилиндрическими трубками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения интенсивности смешения и измельчения сыпучих материалов» снижения энергетических затрат, соединительные трубки рабочих камер на входе потоков установлены под углом 30-60 или под углом 120150, а на выходе — под углом 30-60

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем„ что рабочие камеры расположены в параллельных плоскостях одна над другой.

45

4 11250

Изобретение относится к устройствам для интенсификации технологических процессов в медицинской, химической и смежными с ними отраслями промьппленности. 5

Известно устройство для сушки и измеаьчения сыпучих материалов в многократно пересекающихся газовых потоках, содержащее бункер с сыпучим материалом, устройство подачи сжатого 10 газа и его пылеочистки. В этом устройстве пересекающиеся каналы выполнены в виде спиралей. Измельчение сыпучих материалов в таком устройстве во взаимно пересекающихся под 15 углом 90 прямоугольных каналах D 3.

Недостатками устройства являются малоэффективное смешение материалов со значительными затратами энергии на иэмельчение. . 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для смешения и измельчения сыпучих материалов в много- 25 кратно пересекающихся газовых потоках, содержащее бункеры с сыпучими материалами, устройства подачи сжатого газа и его пылеочистки, изогнутые цилиндрические трубки и, соединяе30 мые этими трубками рабочие камеры

Т с пересекающимися каналами. В данном устройстве каналы образованы цилиндрическими трубками, которые пересекаются в камерах также под углом

90 1.2 ).

Недостатками являются невысокая эффективность смешения материалов во взаимно перпендикулярных потоках и значительные потери энергии в местных сопротивлениях устройства.

Целью изобретения является повышение интенсивности смешения и измельчения сыпучих материалов и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для смешения и измельчения сыпучих материалов в многократно пересекающихся газовых потоках, содержащее бункеры с сыпучими материалами, устройства подачи сжатого газа и его пылеочистки, рабочие камеры с пересекающимися каналами, соединенные изогнутыми цилиндрическими трубками, соединительные трубки рабочих камер на входе потоков установлены под углом 30-60 или под углом 120-150©, а на выходепод углом 30-60

34 2

Кроме того рабочие камеры расположены в параллельных плоскостях одна над другой.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 — дано аксонометрическое изображение рабочих камер с цилиндрическими трубками; на фиг. 3 — 11 представлены продольные сечения рабочих камер (различные варианты).

Устройство состоит из бункеров с сыпучими материалами 1, устройства подачи сжатого газа (на схеме условно не показана), эжектора 2, системы пылеочистки, включающей циклон 3, вакуум-фильтр 4 и вакуум-насос 5, изогнутых цилиндрических трубок 6, рабочих камер 7.

Рабочие камеры (фиг. 2) расположены в параллельных плоскостях друг над другом и закреплены на стойке.

Цилиндрические трубки, соединяющие рабочие камеры имеют постоянную кривизну Р.

Узлы пересечений каналов на входе а и выходе 6 потоков сыпучего мате риала в рабочих камерах могут быть одинаковыми 30 -- (фиг..З); 45О (фиг. 4); 60 — (фиг. 5) и различными: 150 /45 — (фиг. 9); 135 /45 (фиг. 10); 120 /45 — (фиг. 11) (углы на выходе могут быть приняты различными, не равными 45 в интервале от

30 до 60 градусов).

Для обоснования эффективности востановленных диапазонов, принятых углов на фиг. 6 и 8 показано расположение каналов под углом 70 и

20, для сравнения с известными устройствами; на фиг. 7 показано пересечение потоков под углом 90

Устройство работает следующим образом.

Сыпучие материалы из бункеров с помощью эжектора 2 системы подачи сжатого газа, подаются по трубкам 6 в смесительные камеры 7, а оттуда— в систем очистки, состоящей из циклона 3, вакуум-фильтра 4 и вакуумнасоса 5. Из циклона 3 готовая смесь поступает на дальнейшую переработку.

Для обоснования установленных диапазонов изменения углов пересечения каналов на входе и выходе потоков сыпучих материалов в рабочих камерах, выполнены расчеты площадей пересечений потоков (сечения по центральной плоскости) и скоростей соударений, частиц сыпучих материалов °

1125034

Примечание

Скорость соударения

Отношение к известному варианту

Площадь пересечения

Отношение

Углы пересечений к известному варианту потоков потоков

= 90 о = 90

1,41ч, Известный (база срав- нения}

100

do 100 „= 30

Ы,- 30

200

0,52ч

36,7

Расчеты произведены по следующим формулам, полученным на основании рассмотрения геометрии каналов. — площадь пересечения каналов « o (5

2 Ыпо,„g

at, А6- углы пересечения каналов, соответственно на.входе и 10 выходе сыпучего материала в рабочие камеры; О„„ — скорость соударения частиц сыпучего материала:

0(15 псоу 2 оз" где Ч вЂ” скорость сыпучего материала о в каналах. . Результаты расчетов сведены в таблицу значений скоростей соударения частиц сыпучих материалов и площадей пересечения каналов в зависимости от углов взаимодействия потоков.

Из расчетов представленных в таблице следует, что в установленном диапазоне изменения углов, а именно a,„ îò 30 до 60 и 120 до

150 и о6 от 30 до 60 скорость

30 соударения частиц сыпучего материала по отношению к базовому варианту изменяется примерно в пределах от 40Х до 140Х, а площадь пересечения каналов от 115Х до 200Х.

Анализируя полученные материалы можно отметить, что изменение скорости соударения частиц материала в укаэанном диапазоне углов будет иметь место. измельчение. Вместе с тем, увеличение площади от 15Х до 100Х

40 является существенным для перемешивания.

Что касается углов пересечения потоков вне установленного диапазона, .а именно о 6=- 20 и с6„6

70О, то в первом случае скорость соударения частиц материала, составляющая 1/4 от базовой уже следует считать недостаточной для измельчения, а во втором, превышение площади канала на 6Х является малосущественным, поэтому данные значения углов исключены.

Что касается углов больше 150 и меньше 120, то они также исключены из установленного диапазона, так как в первом случае имеет место эффект струйного самоизмельчения материала (в противотоках), при котором перемешивание материала практически не происходит, во-втором случае, результат работы устройства будет близок к известному варианту.

Расположение рабочих камер в параллельных плоскостях друг над другом позволяет сократить производственные площади, с одной стороны, и с другой, — облегчает. условия эксплуатации установки.

Одинаковая кривизна цилиндрических трубок позволяет создать равные гидродинамические условия движущихся потоков и обеспечивает легкую замену любой из трубок.

Таким образом, использование изобретения позволит не в ущерб измельчению перерабатывать сыпучие материалы, обеспечивая более эффективное их перемешивание.

Реализация технического решения требует изменения конструкций рабочих камер и особых сложностей не представляет.

1125034 а = 45

1,42d 142

О, 765 vo

54,3 с(= 45

d, = 110

1, 64v, 117

1,64v

117

2,92 д 292

139,&

2,46 д

1,97

139,8

246

2,17Д 217

1,97

139,8 с с,= 160

1,97

2,04d 204

139,8

1, 99 dо 199

1,974ц

139,8

016- =30

58 до 158

1, 73чд

123,6 с(, = 120о

1,73ч„"

123,6

055= 30

1,71 83 171

1,85М . 131,2

1,86d 186

131,2 с = 110 с = 70 сс, = 160 с = 20 .,= 160 с = 30

6 с = 160 а = 45о

d = 60

160о с

Ы,„= с/. = 1200 а с = 60

Ы = 135

60о б с4„1 50

2 3 4 с

1,0648 106,4

1,73 да 173

Продолжение табл

6 вне установленного диапазона

1125034

3 4

I с = 30

2,04

1,93ч 136,9

200 сА = 150

dg- =60 1,93ч

1,58 d 158

136,9

1 1Oо с = 20

1,98Ы 199

1,64ч

117

da- 1100 с = 45О

1,24d 124

1,64ч

117

60î

60о

1, 15 с/ 115

1 э0чо

70,9

1, 93чо

1, 711 0 171

137

1,42 d„142 чо

65,5

1,284

1,73ч

123

128 с с,= 20, = 20

292 вне установлен. диапазона

2,92,, 24,6

0,35чо

aL„= 70

70О

1,0Ы, 1,15ч, 81,3

106 вне установлен. диапазона о = 135 о1 = 45 . о,„= 120 с = 45

Проложение табл, t вне установ диапазона

)125034

Фиа4!

)25034

1125034

Составитель М. Бугаева

Редактор Л. Лосева Техред М.Надь Корректор О. Луговая г ч

Заказ 8383/8 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4