WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 19 | 20 || 22 | 23 |   ...   | 30 |

Исследование этого явления выявило, что высота насыпи не влияет на качественные и энергетические показатели функционирования бункерных устройств. Это обусловлено тем, что гравитационное истечение на последней стадии дополнено принудительным. Рабочие органы побудителя работают в благоприятных условиях – вне полости бункера - и счищают разуплотненный сыпучий груз. При этом пусковой и рабочий моменты на приводе побудителя близки по своему значению. Частицы груза опускаются к щелевому отверстию вдоль стенок, а не по центру бункера, с заменой трения внутреннего на внешнее. Сочетанием гравитационного и принудительного выноса сыпучего груза можно добиться оптимального режима функционирования как по качественным, так и по энергетическим показателям.

К существенному критерию оценки бункерно-силосных устройств следует отнести наличие остатков сыпучих грузов в их полости после завершения процесса опорожнения.

На выпуске органических и химических веществ их остаток в бункере может служить очагом гниения, порчи для первых и химической реакции для вторых, особенно при смене груза. Эти явления в конечном итоге приводят к зарождению и возникновению сводов. Поэтому указанный критерий оценки особенно важен на выпуске компонентов комбикорма. В связи с этим предлагается использовать рабочий орган, доходящий до середины емкости (см. рис.3.3). Исходя из минимальных энергетических затрат на выпуск груза из бункера, высота рабочего органа должна быть переменной (возрастающей от центра к периферии бункера).

Оснащение дна цилиндрического бункера конусом со сводообрушителем значительно расширяет возможности конструктивнотехнологической схемы на связных грузах путем селективного включения сводоразрушителя от рабочих органов питателя (рис. 3.4).

Бункерное устройство (см. рис.3.4) состоит из рамы 1, оснащенной неподвижной вертикальной осью 2, на которой в подшипниковом узле размещен вращающийся диск 3 с установленными на нем с определенным шагом рабочими органами 4, дна бункера 5, кольцевого затвора 6, корпуса бункера 7, конуса 8, рыхлителя 9, причем лопасти рыхлителя закреплены на вертикальном валу, проходящем через вершину конуса. В случае вертикального перемещения в крайнее верхнее положение при помощи рычага 10 лопатки рыхлителя выходят из зацепления с рабочими органами питателя. Кольцевой затвор выполнен с возможностью вертикального перемещения по внешнему периметру корпуса бункера на высоту, необходимую для обеспечения заданной производительности, и имеет автономный привод для его перемещения. Рабочие органы 4 вращаются над горизонтальной частью дна бункера и не входят в его полость.

Процесс выгрузки из данного бункерного устройства, заполненного компонентом комбикорма, происходит следующим образом.

Кольцевой затвор 6 выставляется на определенную высоту в соответствии с необходимой величиной подачи сыпучих грузов. Во время открытия кольцевого затвора частицы груза высыпаются из щелевого отверстия под углом естественного откоса на горизонтальную часть дна 5, с которой сбрасываются рабочими органами 4.

Образование сводов происходит в зоне выпускного отверстия.

Образовавшийся свод опирается на конус и на ограждающие конструкции (стенки емкости). Для того, чтобы лишить свод опоры предлагается использовать кольцевой затвор с возможность движения его по вертикали.

Одно из таких устройств изображено на рис. 3.5. Оно содержит корпус 1 и днище 2 с установленным на нем сверху конусом 3. Днище 2 емкости расположено со щелевым зазором 4 между ним и конусом.

Под днищем 2 емкости расположен диск 5 с лопастями 6, проходящими через зазор в полость емкости. Снаружи корпуса 1 емкости установлен кольцевой затвор 7 с боковым отверстием, перекрываемым боковой заслонкой 8. Диск и затвор снабжены автономно работающими приводами. В днище емкости выполнен вырез 9, расположенный под боковым отверстием кольцевого затвора.

Устройство работает следующим образом. Заполнение емкости трудносыпучим грузом производится при опущенном кольцевом затворе 7 до лопастей 6. При выгрузке с помощью привода поднимают кольцевой затвор 7 и вращением диска 5 осуществляют инициирование высыпания груза из емкости. При этом лопасти 6 разрыхляют слежавшийся груз и выносят его через щелевой зазор за пределы корпуса, а дальше по днищу 2 перемещают в вырез 9, через который он выгружается в транспортное средство.

При образовании в емкости сводов вследствие слеживания груза и дестабилизации его истечения производят дополнительное инициирование высыпания за счет регулируемого открытия заслонки 8 на боковом отверстии в кольцевом затворе 7. При этом разгружаемый из емкости материал, стимулируемый вращающимися лопастями 6, высыпается из отверстия (отверстий) в кольцевом затворе 7 непосредственно в вырез (вырезы) 9 в днище 2 и падает в соответствующее транспортное средство.

Бункеры с такими конструктивными элементами могут работать в режиме загрузчика или дозатора. В последнем случае для расширения диапазона расхода размер щелевого отверстия между дном и кольцевым затвором следует увеличить.

Практика свидетельствует, что даже хорошосыпучие грузы при длительном хранении приобретают определенную слеживаемость.

Для восстановления их сыпучести достаточно определенного импульса при выпуске. Как правило, для этой цели используются ударные нагрузки по корпусу бункера или его конусной воронке. Для щадящего режима работы бункеров (силосов) при длительном хранении малосвязных грузов может быть использован рыхлитель на кольцевом затворе (рис. 3.6), который устанавливается в бункере, состоящем из корпуса бункера 1, закрепленного на раме 8, по внешней поверхности которого имеет возможность ограниченного перемещения в вертикальной плоскости кольцевой затвор 2. В нижней части последнего при помощи шариковой обоймы 5 установлено, с возможностью вращения, кольцо 4, с закрепленными на его внутренней поверхности рабочими органами рыхлителя 6. Кольцо 4 имеет автономный привод 3 для вращения независимо от подъема кольцевого затвора, чем достигается селективность рыхления выпускаемого груза.

Процесс разгрузки представленного бункера протекает следующим образом. В соответствии с необходимостью выбирается расход груза в единицу времени при помощи фиксации кольцевого затвора на определенной высоте. Под давлением столба содержимого бункера груз начинает истекать из выгрузного отверстия, конус дна 7 при этом обеспечивает равномерное распределение потока по всему периметру емкости.

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что стабильность выпуска сыпучих грузов во многом определяется напряженным состоянием содержимого бункера, силоса. На сыпучий груз в полости емкости действуют горизонтальные и вертикальные силы, обусловленные силой тяжести насыпи. Для снижения нагрузки на зоны, примыкающие к выпускному отверстию, используются различные средства и методы, однако для связных грузов они мало пригодны.

Отличительные особенности семейства щелевых бункеров состоят в отсутствии выпускной воронки и наличии приспособлений формирования изменения направления потока для его концентрации;

в использовании регулируемого бокового щелевого отверстия по периметру бункера, которым разделяется корпус и дно, а также в оснащении косвенной заслонкой по периметру емкости. На плоском дне размещаются рабочие органы побудителя с приводом, расположенным под его дном. Регулирование щелевого выпускного отверстия может осуществляться кольцевым затвором, а сводообразование и слеживаемость сыпучих грузов в полости бункера устраняться массивным сводообрушителем селективного включения от привода рабочих органов побудителя. Рассматриваемое семейство бункеров обеспечивает более полное использование потенциальной энергии насыпи сыпучего груза для стимулирования истечения. При этом достигается управляемое сочетание гравитационного и принудительного выноса 5 1 Рис.3.4. Цилиндрическое Рис. 3.5. Устройство бункерное устройство с для выпуска Рис. 3.6. Схема бункера с кольцевым затвором и слеживающихся рыхлителем на сводообрушителем трудносыпучих кольцевом затворе селективного действия грузов груза из полости бункера, что позволяет значительно расширить возможности функционирования бункерно-силосных систем, в том числе и на трудносыпучих грузах.

Проанализировав форму истечения рассмотренного семейства щелевых бункеров и бункерных устройств, можно отметить, что она во многих случаях приближается к гидравлической форме движения потока. Это характеризуется, прежде всего, движением частиц груза по отношению к стенкам емкости, внешним трением частиц о поверхность стенок и сохранением формы поверхности насыпи в емкости на протяжении почти всего выпуска. При таком выпуске груз, обладающий большой связностью частиц между собой, имеет более существенные изменения поверхности насыпи по сравнению с исходным.

Значительным стимулирующим приемом процесса выпуска из рассматриваемых типов бункеров является перемещение кольцевого затвора. Импульс, полученный сыпучим грузом при манипуляции с кольцевым затвором, обеспечивает исключение образования статических сводов. Перемещением кольцевого затвора достигается получение большой площади выпускного отверстия – один из базовых признаков гидравлической формы движения потока груза в полости емкости. Особенно эффективным оказалось сочетание гравитационного и принудительного выноса сыпучего груза из полости емкости, что может быть достигнуто путем ввода в щелевое выпускное отверстие перемещающихся по точной траектории рабочих органов. Такое конструктивное исполнение механизмов, стимулирующих выпуск, существенно снижает порог расхода сыпучих грузов по сравнению с бункерами, в которых используется только гравитационное истечение, и позволяет достичь режимов работы дозирующих систем.

В рассматриваемом семействе щелевых бункеров, силосов и бункерных устройств появилась возможность решения важной проблемы - доступа к рабочим органам побудителя, транспортерапитателя независимо от высоты насыпи в емкости, а локальное и внутриполостное искусственное сводообразование позволило достичь минимальных энергозатрат (в пределах 0,010…0,012 кВтч/т) на организацию выпуска сыпучих материалов. Это в 4…5 раз лучше показателей энергопотребления зарубежных аналогов.

Появилась возможность установки в зоне выгрузки бесприводного сводоразрушителя, который включается путем соединения его с рабочими органами побудителя селективно, а работа его с учетом периода сводообразования может быть ориентирована на режим дозирования.

Таким образом, созданное семейство бункеров и бункерных устройств с боковым и донным выпуском, позволяет обеспечить ресурсосбережение в широком диапазоне физико-механических свойств сыпучих грузов от хорошо- до трудносыпучих, от свеженасыпанных до слежавшихся с возможностью восстановления сыпучести.

3.2. Устройства для снижения вертикального давления Образование статических сводов, устойчивых перемычек насыпного груза зависит от его уплотнения. В свою очередь уплотнение является результатом давления внутри его столба. Поэтому важно знать, как распределяется давление по всей высоте хранилища.

Устройства и методы снижения вертикального давления насыпи не отвечают современным требованиям производства. Имеют место завалы в силосах, образование верховых сводов, что ведет к разрушению хранилищ и, как следствие, к нарушению техники безопасности при восстановлении функциональной пригодности.

Основываясь на представлении о том, что образование статических сводов и висячих перемычек насыпного груза зависит от его уплотнения, а уплотнение, в свою очередь, определяется давлением внутри его столба, нами предложены устройства снятия нагрузок для грузов различных по своим физико-механическим свойствам.

Для предупреждения образования сводов в силосных хранилищах необходимо устранить устойчивое равновесие сил. Этого можно добиться путем установки в полости бункера статических элементов в виде воронок. Благодаря этому достигается три основополагающих эффекта.

1. За счет повышения трения о стенку часть усилий, вызванных массой груза, «изымается» из столба насыпного груза и передается на стенку. Это приводит к уменьшению вертикального давления, столб груза облегчается, происходит снятие нагрузки с нижележащих слоев груза.

2. Уменьшение вертикального давления влечет за собой соответствующее уменьшение горизонтальной составляющей усилий на всех уровнях в высотных емкостях. Эти усилия могут быть уменьшены настолько, чтобы их было недостаточно для образования внутри столба груза статически замкнутых несущих систем. Благодаря этому, находящиеся в стадии образования своды и купола периодически обрушиваются.

3. Повышенное трение между сыпучим грузом и стенкой силоса приводит к более высокой скорости перемещения масс в его центральной части по сравнению с пристенной зоной. Возникающее опережение приводит к тому, что своды и купола, имеющие куполообразную форму, превращаются в висячие перемычки, разрушающиеся под давлением вышележащего груза.

Известно разрушающее действие от падения висячих перемычек. Иногда в высотных емкостях возникают зависания груза массой до нескольких тонн. При нарушении равновесия весь этот объем устремляется вниз с большой высоты. При достижении основания силоса он обладает значительной кинетической энергией, достаточной для разрушения конструкции хранилища. Размещение в полости силоса статических элементов в виде воронок (рис.3.7) позволит достичь некоторых положительных эффектов.

После потери равновесия объем груза, зависший в верхнем положении, устремляется в направлении выпускной воронки. При достижении воронки-стабилизатора груз, находящийся в пристенной зоне силоса, после соударения с ней приостанавливается, в то время как в центральной зоне часть груза под действием инерции продолжает двигаться. Таким образом, происходит разрушение монолитного объема. Достигая выпускной воронки, он уже не обладает никаким разрушающим действием.

Грузы малой связности при условии, что диаметр выпускного отверстия больше диаметра наибольшего сводообразования, истекают свободно центральным каналом с обрушением откосов в образующуюся воронку. Тем не менее, при перераспределении давлений внутри полости емкости возникает вероятность образования сводов, размеры которого будут превышать диаметр выпускного отверстия.

Размещение по высоте хранилища воронок-стабилизаторов исключит перерывы в выпуске грузов.

Технологический процесс работы бункера с воронками– стабилизаторами (рис.3.8), установленными ярусно по высоте хранилища, основан на гравитационном истечении из выпускного отверстия.

Pages:     | 1 |   ...   | 19 | 20 || 22 | 23 |   ...   | 30 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.