(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl6: B65G 53/42 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Urządzenie do transportu pneumatycznego materiałów sypkich (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 05/93 (73) Uprawniony z patentu: Siwiec Tadeusz, Warszawa, PL Zachuta Tomasz, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/95 (72) Twórcy wynalazku: Tadeusz Siwiec, Warszawa, PL Tomasz Zachuta, Warszawa, PL (57) 1. Urządzenie do transportu pneum atycznego materiałów sypkich zbudowane w oparciu o zasadę działania zwężki Venturi'ego zastosowaną w strumienicy, znamienne tym, że dysza zasilająca (1) ma kształt szpuli z wewnętrzną powierzchnią o kształcie konfuzora. Fig.1 PL B1

2 Urządzenie do transportu pneumatycznego materiałów sypkich Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do transportu pneumatycznego materiałów sypkich zbudowane w oparciu o zasadę działania zwężki Venturi'ego zastosowaną w strumienicy, znamienne tym, że dysza zasilająca (1) ma kształt szpuli z wewnętrzną powierzchnią o kształcie konfuzora. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada pochylone względem osi otwory wylotowe o małych średnicach rozmieszczone symetrycznie na obwodzie dyszy zasilającej (1) oraz dyszy zasilającej (8). 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory wylotowe (4) w dyszach zasilających (1) i (8) mają osie równoległe do stożkowej powierzchni komory ssawnej (5). 4. Urządzenie do transportu pneumatycznego materiałów sypkich zbudowane w oparciu o zasadę działania zwężki Venturi'ego zastosowaną w strumienicy w konstrukcji pozwalającej na uzyskanie wyższych wysokości podnoszenia, znamienne tym, że wykonane jest w formie wielostopniowej, w którym urządzenia połączone są w sposób rozłączny z zachowaniem ciśnieniowej szczelności. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że sprężone powietrze dostarczane jest do każdego stopnia urządzenia poprzez króćce (2), (9) i podobne. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wylot w ostatnim stopniu urządzenia stanowi komora wylotowa (10) z króćcem do podłączenia przewodu (11). * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do transportu pneumatycznego dowolnych materiałów sypkich, które w szczególności może być zastosowane do przetransportowania piasków kwarcowych w procesach wymiany złóż filtracyjnych filtrów ciśnieniowych stosowanych w stacjach uzdatniania wody. Urządzenie to pozwala na zmniejszenie pracochłonności wymiany oraz transportu złóż filtracyjnych w obrębie stacji wodociągowych, a także pozwala na poprawienie bezpieczeństwa pracy oraz zwiększenie szybkości załadunku i wyładunku materiału filtracyjnego. Obecnie proces wymiany złóż w ciśnieniowych filtrach pospiesznych odbywa się przy użyciu łopaty, taczki oraz pojemników (kubełków), które po wypełnieniu złożem przekazywane są ręcznie między pracownikami przez otwory włazowe. Taki transport jest niezmiernie uciążliwy, gdyż odbywa się poprzez podawanie pojedynczego kubła przez mały otwór włazowy przez pracownika stojącego wewnątrz kom ory filtra drugiemu pracownikowi stojącemu na zewnątrz. Innym sposobem jest sypanie piasku przy pomocy łopaty bezpośrednio przez otwór włazowy do stojącej obok filtra taczki. Jest to sposób mniej uciążliwy lecz powodujący znaczne zanieczyszczenie hali technologicznej. Na szczególne podkreślenie zasługuje fakt, że ilość materiału filtracyjnego jest duża. Na przykład, odżelaziacz (filtr ciśnieniowy) o średnicy 2,0 m zawiera w swoim wnętrzu, w zależności od wysokości warstwy, od ok. 7 do 15 ton piasku. Należy także dodać, że w przypadku opróżniania odżelaziacza ciężar złoża jest większy, gdyż piasek jest mokry i zawiera na swojej powierzchni pewną ilość wodorotlenku żelazowego. Jak widać zabieg wymiany złoża wymaga od pracowników znacznej siły fizycznej oraz dużej wytrzymałości, gdyż trwa dość długo. Na przykład filtr o średnicy 2,5 m i wysokości złoża 1,5 m opróżniany jest w ciągu 24 roboczogodzin przez trzech pracowników. Aby filtr mógł być włączony z powrotem do pracy trzeba przeprowadzić proces odwrotny związany z wypełnieniem filtru nowym materiałem filtracyjnym. Konieczny czas i liczba pracowników zaangażowanych do tej pracy jest porównywalna ja k w przypadku opróżniania filtru. Oprócz swojej uciążliwości ta wymiana jest procesem niebezpiecznym o czym świadczą zdarzające się różnego rodzaju wypadki.

3 Pracę tą można ułatwić przez zastosowanie eżektorów wodnych (Silvester R.: Characteristics and applications of the water-jet-pump. La Houille Blanche, Aut.-Sept., 1966, no.4, pp ) jednak ich zastosowanie w procesie opisanym powyżej jest możliwe, gdy filtry są usytuowane na zewnątrz budynku, gdyż pociąga to za sobą konieczność oddzielenia wody od piasku. Jest to łatwe do wykonania poza budynkiem przy zastosowaniu odpowiednich sit. Natomiast zastosowanie tej metody wewnątrz hali pociąga za sobą jej zanieczyszczenie. Koszt takiej operacji znacznie się podnosi przez zużycie dużej ilości wody, która uprzednio musi być wypompowana ze studni. Celem wynalazku jest udoskonalenie zabiegu wymiany materiału ziarnistego w filtrach przez zmniejszenie pracochłonności, zwiększenie bezpieczeństwa pracy oraz obniżenie niezbędnych kosztów. D la osiągnięcia tych celów opracowana została strumienica powietrzna o odpowiedniej konstrukcji, która może być zastosowana do transportu dowolnego materiału sypkiego np. piasku filtracyjnego. Strumienice zasilane cieczami lub gazami, zasysające inną ciecz lub gaz są powszechnie znane i doczekały się bardzo bogatej literatury. Znacznie rzadziej stosuje się strumienice do transportu materiałów sypkich takich jak piasek, żwir osady ściekowe i inne. Szczegółowy opis zastosowania strumienie wodnych do transportu piasku można znaleźć w literaturze (Goliński J.A., Troskolański A.T.: Strumienice. str ). Transport poziomy piasku uzyskuje się najczęściej przez zamontowanie strumienicy pod lejami zasypowymi (W agner G.: Anwendungsmoglichkeiten und Einsatzgebiete von Strahlpumpen. Chem.-Ing.-Tech. vol. 1,1979, nr. 9, pp ). Napędzanie takiej strumienicy cieczą ma tę niedogodność, że po przetransportowaniu mieszaniny na miejsce przeznaczenia konieczne jest oddzielenie cieczy od ciał stałych i zawrócenie jej do pompy a stąd do strumienicy. Uniknąć tej niedogodności m ożna przez zastosowanie strumienicy gazowej zasilanej powietrzem. Strumienica w kształcie klasycznym posiada dyszę zasilającą umieszczoną centralnie względem komory mieszania, natomiast czynnik przetłaczany zasysany jest do komory mieszania w części obwodowej. Transport materiałów sypkich przy użyciu takiej strumienicy jest mocno utrudniony, gdyż znaczną część pola przekroju komory mieszania zajmuje dysza zasilająca. Taka strumienica może zasysać i transportować, lecz tylko materiał sypki o małej granulacji tzn. taki który nie ulega zakleszczeniu w komorze ssawnej strumienicy. Uniknięciem tej i poprzednich niedogodności jest zastosowanie urządzenia według wynalazku. Istota urządzenia według wynalazku polega na zastosowaniu do transportu m ateriałów sypkich zmodyfikowanej strumienicy. Podstawą modyfikacji jest zastosowanie dyszy zasilającej o kształcie szpuli z wewnętrzną średnicą w kształcie konfuzora. Otwory umożliwiające przepływ strumienia zasilającego rozmieszczone są symetrycznie na obwodzie dyszy zasilającej i są pochylone względem jej osi. Pochylenie ich jest jednakowe jak powierzchnia stożkowa wewnętrznej części komory ssawnej, to znaczy, że osie otworów są równoległe do powierzchni kom ory ssawnej. Urządzenie wykonane w formie zestawu wielostopniowego posiada połączone szeregowo strum ienice w takiej liczbie, aby uzykać odpowiednią wysokość podnoszenia. W takim przypadku ostatni (końcowy) stopień ma zamiast komory dyfuzyjnej komorę wylotową z króćcem do połączenia przewodu. Przedm iot wynalazku jest uwidoczniony przykładowo na rysunkach, na których fig. 1. przedstawia przekrój osiowy strumienicy a fig. 2 - rzut poziomy dyszy zasilającej. Strumienica według wynalazku posiada dyszę zasilającą 1 w kształcie przedstawionym na rysunkach, do której doprowadzone jest powietrze przewodem 2. Sprężone powietrze po rozpłynięciu się kanałem obwodowym 3, wydostaje się małymi ukośnymi otworami 4 do komory ssawnej 5. Strumień powietrza o dużej prędkości, obniżając ciśnienie w komorze 5 powoduje zasysanie materiału filtracyjnego (piasku). Mieszanina powietrza i piasku przesuwa się przez kom orę mieszania 6, aż do wylotu ze strumienicy. Zważywszy na ciężar mokrego piasku oraz pionow e usytuowanie strumienicy, pokonanie większych wysokości niż 1,0 do 1,5 m powoduje znaczny spadek jej sprawności. D latego przy konieczności pokonania wyższych wysokości strumienicę należy zestawić z odpowiedniej liczby jednostkowych modułów połączonych szeregowo czyli powinna być wykonana w formie wielostopniowej. Wówczas mieszanina powietrzno-piaskowa wypływając z

4 komory mieszania 6 przepływa przez komorę dyfuzyjną 7, skąd dostaje się do dyszy zasilającej 8 o konstrukcji podobnej jak dysza 1. K onstrukcja drugiego i każdego następnego stopnia podnoszenia jest identyczna jak stopnia pierwszego. W strumienicy stanowiącej ostatni stopień podnoszenia zamiast komory dyfuzyjnej 7 należy zamontować komorę wylotową 10, która posiada króciec 11 do podłączenia przewodu transportowego. Konstrukcja wielostopniowa urządzenia pozwala na zwiększenie jego wysokości podnoszenia czyli wydobywania piasku z wnętrza odżelaziacza przez otwory włazowe, gdy różnica wysokości dolnej krawędzi otworu włazowego i rusztu wynosi nawet 2 m. Zaletą takiego urządzenia jest jego skuteczna i bezawaryjna praca, pod warunkiem poprawnego dopasowania jego części, że szczególnym uwzględnieniem miejsc, w których mogłyby wystąpić nieszczelności (przedmuchy) i ucieczka sprężonego powietrza a co za tym idzie gwałtowny spadek jego sprawności. Wykorzystanie urządzenia według wynalazku odbywa się w następujący sposób: 1. - zmontowane i uszczelnione urządzenie należy połączyć do dwóch przewodów ciśnieniowych, gumowych lub igielitowych; - jeden przewód wysokiego ciśnienia będzie służył do przetłaczania sprężonego powietrza i musi być połączony z króćcem 1 a w urządzeniu wielostopniowym dodatkow o do króćca 9. - drugi musi być połączony z króćcem 11 i będzie służył do transportu mieszaniny piasku i powietrza; 2. urządzenie należy postawić na materiale ziarnistym, który ma być transportowany. Podniesienie sprawności można uzyskać przez zagłębienie urządzenia a nawet obsypanie jego piaskiem; 3. drugi koniec przewodu wysokiego ciśnienia należy połączyć ze sprężarką lub zbiornikiem wysokiego ciśnienia współpracującego ze sprężarką; 4. przewód odprowadzający mieszaninę piasku i powietrza powinien być tak umieszczony aby jego wolny koniec zwisał nad pojemnikiem, np. taczką, do którego ma być wsypywane transportowane medium; 5. aby urządzenie pracowało maksymalnie efektywnie należy prowadzić przewody tak, aby: - nie miały załamań, - były możliwie najkrótsze, - ich wewnętrzna powierzchnia była maksymalnie gładka. Przykład. W celu sprawdzenia skuteczności działania urządzenia zostały przeprowadzone badania testujące na jednostopniowej strumienicy przetłaczającej piasek kwarcowy o granulacji od 0,5 mm do 10 mm. Większa średnica dyszy zasilającej wynosiła 30 mm natomiast mniejsza 20 mm. Wlot powietrza do komory ssawnej 5 odbywał się ośmioma otworami 4 o średnicy 1 mm każdy. Kąt pochylenia każdego otworu względem osi urządzenia wynosi 45. Komora mieszania 6 miała średnicę 20 mm a długość 80 mm. Tak wykonana strumienica przetłaczała piasek o granulacji podanej powyżej z wydajnością 10 kg/m in. przy ciśnieniu powietrza przed wlotem do urządzenia 0.8 MPa.

5 Fi g.2

6 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.