пневмоимпульсная система для обрушения сводов и очистки поверхностей аппаратов от отложений

Формула изобретения

Пневмоимпульсная система для обрушения сводов и очистки поверхностей аппаратов от отложений, содержащая ряд последовательно соединенных емкостей, оснащенных выхлопными соплами, эластичные мембраны, форкамеру и рабочую полость, при этом первая из емкостей соединена со штуцером подачи сжатого воздуха, отличающаяся тем, что система снабжена эластичными мембранами с клапанами, разделяющими каждую емкость на форкамеру и рабочую полость, причем каждая емкость имеет входную камеру, разделенную эластичной мембраной на входную полость и переходную камеру, сообщенную с форкамерой отверстием в центральной части, а посредством отверстий на боковой поверхности с атмосферой, при этом рабочая полость каждой предыдущей емкости сообщена трубопроводом с вентилем с входной полостью каждой последующей емкости, входная полость первой емкости через вентиль управления сообщена с атмосферой, а входные камеры, рабочие полости и форкамеры всех емкостей посредством дросселирующих штуцеров соединены с трубопроводом подачи сжатого воздуха.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для обрушения сводов в бункерах и силосах и очистки внутренних поверхностей труб и газоходов и может найти применение в горной, металлургической, химической и других отраслях производства.

Известно устройство, содержащее емкость для накопления сжатого воздуха, выхлопной ствол, разгрузочные и запорные краны, и трубопровод для подвода сжатого воздуха (А.С. №1532797, кл. F28G 1/16, опубл. 30.12.89 г. бюл. №48).

Более близким по технической сути является устройство для создания импульсов давления, снабженное патрубком подвода давления рабочей среды и содержащее корпус, разделенный мембраной на форкамеру и рабочую полость, снабженную по крайней мере одной дополнительной мембраной, делящую рабочую полость на полости, снабженные патрубками отвода давления, причем каждая последующая полость связана с предыдущей обводными каналами с обратными клапанами (А.С. №1460441, кл. F15В 21/12, опубл. 23.02.89 г. бюл. №7).

Недостатками известных устройств является невозможность охватить действием выхлопа значительные площади и расстояния, т.к. мощное воздействие импульса давления от одного выхлопного сопла или близко расположенных сопл охватывает небольшую площадь, а использование нескольких таких устройств на некоторых расстояниях друг от друга усложняет схему управления и не всегда достигается требуемая эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования пневмоимпульсных устройств для обрушения сводов и очистки поверхностей аппаратов от отложений.

Указанный технический результат достигается тем, что пневмоимпульсная система для обрушения сводов и очистки поверхностей аппаратов от отложений содержит ряд последовательно соединенных емкостей, оснащенных выхлопными соплами, эластичные мембраны, форкамеру и рабочую полость, при этом первая из емкостей соединена со штуцером подачи сжатого воздуха. Система снабжена эластичными мембранами с клапанами, разделяющими каждую емкость на форкамеру и рабочую полость, причем каждая емкость имеет входную камеру, разделенную эластичной мембраной на входную полость и переходную камеру, сообщенную с форкамерой отверстием в центральной части, а посредством отверстий на боковой поверхности - с атмосферой. При этом рабочая полость каждой предыдущей емкости сообщена трубопроводом с вентилем с входной полостью каждой последующей емкости, входная полость первой емкости через вентиль управления сообщена с атмосферой, а входные и рабочие полости и форкамеры всех емкостей посредством дросселирующих штуцеров соединены с трубопроводом подачи сжатого воздуха.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при открывании вентиля управления первой из емкостей формируются следующие друг за другом выхлопы импульсов волн давления, сумма действия которых в длинном газоходе или в объеме бункера усиливает эффективность очистки поверхности или обрушения сводов. Такой эффект достигается тем, что при открывании вентиля управления первой емкости и первого выхлопа падение давления в ее рабочей полости, передаваемое по трубопроводу с вентилем во входную полость следующей емкости, инициирует второй выхлоп и падение давления, которое далее инициирует выхлоп в третьей рабочей камере. Промежуток времени между выхлопами можно регулировать вентилем на соединительном трубопроводе, а также подбирать последовательность срабатывания емкостей таким образом, чтобы импульсы волн давления выхлопов суммировались в газоходе или объеме бункера, что увеличивает эффективность воздействия на своды результирующего импульса волны давления.

На схеме показана предлагаемая пневмоимпульсная система, состоящая из трех одинаковых рабочих емкостей.

Каждая рабочая емкость включает емкость 1, выхлопное сопло 2, входную камеру 3, разделенную эластичной мембраной 4 на входную полость 5 и переходную камеру 6. Мембрана 4 закреплена в верхней части переходной камеры 6. Внутренняя полость переходной камеры отверстиями 7 на боковой поверхности сообщается с атмосферой, а отверстием 8 в центральной части сообщается с форкамерой 9. Форкамера отделена мембраной с клапаном 10 от рабочей полости 11. Входная полость 5 первой емкости через вентиль управления 12 сообщается с атмосферой. Сжатый воздух по трубопроводу через дросселирующие штуцера 13, 14 и 15 подается в емкость и последовательно заполняет объемы всех полостей. Полости остальных двух рабочих емкостей заполняются идентично. Рабочие полости 11 двух первых емкостей трубопроводом 16 и вентилями 17 соединены с входными полостями 5 двух крайних емкостей.

Пневмоимпульсная система работает следующим образом:

Сжатый воздух по трубопроводу и дросселирующие штуцера 13 поступает во входные камеры 3 всех емкостей 1 и заполняет их входные полости 5. При повышении давления в полостях 5 мембраны 4 выгибаются и закрывают сечения отверстий 8, через которые сообщаются переходные камеры 6 и форкамеры 9 всех емкостей. После этого сжатый воздух через дросселирующие штуцера 14 заполняет полости всех форкамер 9. Давление сжатого воздуха в полости форкамер плотно прижимает мембраны с клапаном 10 к срезу выхлопных сопел 2, а через дросселирующие штуцера 15 сжатый воздух далее поступает в рабочие полости 11 всех емкостей 1 и заполняет их. Мембраны с клапаном 10 остаются плотно прижатыми к срезу выхлопных сопел 2 за счет разности площадей мембраны со стороны форкамеры и рабочей полости.

Пневмоимпульсная система готова к рабочему выхлопу. При открывании вентиля управления 12 во входной полости 5 первой емкости 1 падает давление, при этом за счет действия давления сжатого воздуха в форкамере 9 этой емкости мембрана 4 выпрямляется, открывая отверстие 8. Через отверстия 8 и 7 сжатый воздух из объема форкамеры 9 истекает в атмосферу. Так как объем форкамеры незначителен, а отверстия 7 и 8 большого сечения, то быстро достигается максимальная разность давления в полости форкамеры и рабочей полости, которая почти мгновенно выгибает мембрану с клапаном 10, открывая сечение выхлопного сопла 2 первой емкости. За счет быстрого открывания сечения выхлопного сопла формируется мощный выхлоп импульса волны давления. При выхлопе первой емкости 1 падает давление в ее рабочей полости 11 и в сообщающихся с ней трубопроводом 16 и вентилем 17 объемах входной полости 5 и форкамекы 9 второй емкости 1. Происходит выхлоп через сопло 2 второй емкости и последовательное падение давления в полостях емкости 1 и выхлоп третьей емкости.

Промежуток времени между выхлопами зависит от скорости падения давления во входной полости 5 последующей емкости, которая определяется регулировкой сечения вентиля 17. Промежуток времени между выхлопами можно регулировать вентилем на соединительном трубопроводе и подбирать последовательность срабатывания рабочих емкостей таким образом, чтобы импульсы волн давления выхлопов суммировались в полости газохода или объеме бункера.

При очистке поверхности длинного газохода от отложений сыпучих материалов выхлопные сопла емкостей можно вводить на некоторых расчетных расстояниях друг от друга таким образом, чтобы импульсы давления последующих выхлопов могли догнать импульс давления первого выхлопа и слиться в один результирующий. По теории, в так называемом догонном режиме взаимодействия интенсивность результирующего импульса волны давления увеличивается в квадратный корень из числа суммированных импульсов. Это увеличивает площадь очистки поверхности и объем обрушения при данном давлении сжатого воздуха, а также увеличивает расстояние действия выхлопа на большую длину газохода.

Использование добавочной входной камеры, разделенной гибкой мембраной на входную полость с малым объемом и переходную камеру, сообщающуюся с форкамерой и атмосферой отверстиями большого сечения, увеличивает скорость открывания сечения сопла даже при использовании управляющего вентиля с малым рабочим сечением, что позволяет формировать мощный импульс волны давления.

Применение такой входной камеры позволяет также создавать пневмоимпульсную систему, включающую до десяти пневмоимпульсных устройств, выхлопные сопла которых можно вводить в бункер по контуру зависания свода. Такая пневмоимпульсная система, управляемая одним небольшим вентилем, повышает эффективность обрушения сводов даже при применении сжатого воздуха низкого давления и упрощает применение пневмоимпульсных систем.