способ получения брикетов из угольного порошка и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения брикетов из угольного порошка путем его уплотнения до монолитного состояния, отличающийся тем, что для получения монолитного состояния порошок пропускают через проходную сообщающуюся с окружающей средой камеру, в которой с помощью нагнетаемого в камеру потока брикетируемого порошка создают избыточную по сравнению с равновесной стационарную концентрацию частиц порошка, соответствующую монолитному состоянию, определяемому фактом видимого отжима разрыхленного угольного порошка из проходной камеры в окружающую среду, причем порошок в монолитном состоянии выпускают из проходной камеры в окружающую среду в сторону, противоположную отжиму порошка, со скоростью, не превышающей скорость отжима разрыхленного угольного порошка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпускное отверстие проходной камеры для выхода порошка в монолитном состоянии выполняют соответствующим поперечному сечению брикета.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуск порошка в монолитном состоянии осуществляют посредством перемещения элементов камеры в сторону, противоположную направлению отжима разрыхленного угольного порошка из нее.

4. Устройство для получения брикетов из угольного порошка, содержащее заполняемую упомянутым порошком камеру и приспособление для принудительной постоянной подачи в камеру порошка, отличающееся тем, что камера выполнена с возможностью перемещения ее относительно приспособления для принудительной подачи порошка, а приспособление для принудительной подачи порошка выполнено с возможностью подачи избыточного количества порошка в камеру поперек к направлению перемещения камеры.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что камера выполнена с возможностью отжима из нее порошка в одну сторону.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам и оборудованию для производства брикетов из различных порошковых материалов, в том числе из угольного порошка.

Известны способы изготовления брикетов путем прессования в замкнутых брикетных камерах различных прессов. В этих способах в брикетную камеру пресса сразу засыпают дозу, например, рыхлого угольного порошка, и сжимают ее в ней пуансоном до размеров брикета. В этом случае масса сжимаемого угля остается постоянной, а объем уменьшается движением (давлением) пуансона.

Брикетирование угля в настоящее время производится на крупных брикетных фабриках с помощью энергоемких и громоздких штемпельных и иногда кольцевых прессов производительностью десятки тонн в час (см. БСЭ, т.4, стр.32, ст. Брикетирование).

Известны также способ получения брикетов из угольного порошка путем его уплотнения до монолитного состояния и устройство для его осуществления, включающее камеру, заполняемую порошком, и приспособление для принудительной постоянной подачи порошка в камеру (RU 2147994 С1, 23.09.1998).

Наиболее целесообразно было бы создание малых мобильных брикетных установок при местных складах твердого топлива и в других местах образования угольной мелочи.

Такие установки окупались бы за 1-2 года и могли бы быть применены во всех областях страны, сокращая дефицит в местном топливе и транспортные расходы на его доставку. Однако для создания таких малых установок принцип уменьшения объема угольного порошка его сжатием в матричном канале штемпельного пресса или между вращающимся прессовым кольцом и диском в сужающемся матричном канале кольцевого пресса непригоден из-за громоздкости, значительного расхода энергии (более 30%) на трение угля в камере пресса и матричных каналах, износа стенок камер и т.д.

Вместе с тем в горной технике известно явление отжима угля (см., например, журнал “Наука и жизнь”, № 11 за 1978 г., с.44-45.)

Сущность этого явления заключается в том, что действующее на пласт угля в лаве сверху, снизу, с боков горное давление выжимает уголь в одну сторону - в сторону забоя, где образовалось выработанное пространство.

При этом уголь сам раскалывается на куски. По мере отделения кусков угля от пласта горное давление в нем перераспределяется, и зона отжима постепенно смещается вглубь. Таким образом, под действием горного давления может раскрошиться весь пласт. Причем для каждых конкретных условий самоустанавливается своя скорость такого самопроизвольного процесса разрушения. Она может быть столь маленькой, что процесс отжима практически не наблюдается, а может достигать такой величины, что нужно лишь успеть выбирать уголь до того, как его засыплют оставшиеся без опоры горные породы.

Хотя это явление известно, однако идея использования его для разработки угольного пласта далека еще от практического осуществления.

Вместе с тем это явление можно создать искусственно, но использовать его не для разрушения, а наоборот, для созидания - получения плотных брикетов.

В основу изобретения положена задача создания способа брикетирования на основе природного явления отжима угля, а также устройства для его осуществления, посредством которого можно уменьшить расход энергии и повысить эффективность производства брикетов из угольного порошка и других порошковых материалов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения брикетов из угольного порошка путем его уплотнения до монолитного состояния для получения монолитного состояния порошок пропускают через проходную, сообщающуюся с окружающей средой камеру, в которой с помощью нагнетаемого в камеру потока брикетируемого порошка создают избыточную по сравнению с равновесной стационарную “текучую” концентрацию частиц порошка, соответствующую монолитному состоянию, определяемому фактом видимого отжима разрыхленного угольного порошка из проходной камеры в окружающую среду. Причем порошок в монолитном состоянии выпускают из проходной камеры в окружающую среду в сторону, противоположную отжиму порошка со скоростью, не превышающей скорость отжима разрыхленного угольного порошка.

А также тем, что выпускное отверстие проходной камеры для выхода порошка в монолитном состоянии выполняют соответствующим поперечному сечению брикета.

Кроме того, выпуск порошка в монолитном состоянии осуществляют посредством перемещения элементов камеры в сторону, противоположную направлению отжима разрыхленного угольного порошка из нее.

Поставленная задача решается также и тем, что в устройстве для осуществления способа, включающем заполняемую уплотняемым порошком камеру и приспособление для принудительной постоянной подачи в камеру порошка, камера выполнена с возможностью перемещения ее относительно приспособления для принудительной подачи порошка, а приспособление для принудительной подачи порошка выполнено с возможностью подачи избыточного количества порошка в камеру поперек к направлению перемещения камеры.

Кроме того, камера может быть выполнена с возможностью отжима из нее порошка в одну сторону.

Способ осуществляется следующим образом.

Угольный порошок, посредством, например, течки подают в проходную камеру непосредственно под поверхность качаемого над полостью нагнетающего рабочего органа. Камера может быть выполнена, например, в виде открытой, по крайней мере, с одной стороны формы или образована, например, элементами пластинчатого транспортера с поперечными стенками, проходящими между двумя продольными стенками. При этом для получения одинаковых по размерам брикетов камера разделена на соответствующие размерам брикетов ячейки. При каждом качании нагнетающего рабочего органа под ним в верхней части камеры формируется уплотненный слой, который смещается внутрь камеры под воздействием последующего уплотненного слоя. Тем самым вынуждается инверсионное (сверху вниз) движение уплотненных слоев, и в полости самосоздается стационарная “текучая” концентрация, соответствующая плотности монолитного состояния, определяемая фактом отжима разрыхленного угольного порошка из камеры в окружающую среду, например, в незаполненную часть формы.

При достижении такого состояния из проходной камеры выводят монолитный слой порошка в сторону, противоположную отжиму порошка путем, например, поступательного перемещения формы под нагнетающим рабочим органом со скоростью, соответствующей скорости отжима порошка.

Образованный таким образом монолитный слой после вывода разделяется на готовые брикеты. Причем, если полость разделена на одинаковые ячейки, то получаются брикеты одинаковой формы и размеров, а если полость не разделена, то брикеты получаются произвольной формы и размеров.

Изобретение позволяет брикетировать широкую гамму порошкообразных материалов, в первую очередь из отсевов каменных и бурых углей в местах их скопления, а также торфа, различных руд и разнообразных отходов.

На фиг.1 показана одна из схем для реализации устройства для получения брикетов из угольного порошка. На фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1. На чертеже приняты следующие обозначения:

1 - опорный элемент;

2 - продольные борта;

3 - пластинчатый транспортер;

4 - поперечные борта;

5 - камера, соответствующая размерам брикетов;

6 - привод перемещения транспортера;

7 - накачивающий рабочий орган;

8 - привод качания рабочего органа;

9 - бункер-течка для подачи (подсыпки) угольного порошка под качающийся рабочий орган;

10 - ограждающие стенки;

11 - предохранительные пластины;

12 - угольный порошок;

13 - слой отжимаемого угля;

14 - угольные брикеты;

15 - транспортер отбора готовых брикетов.

Устройство для получения брикетов из угольного порошка состоит из опорного элемента 1, на котором смонтированы продольные борта 2 и пластинчатый транспортер 3, на пластинах которого закреплены поперечные борта 4. Продольные борта установлены таким образом, чтобы между ними и пластинами транспортера образовалась камера 5. Пластинчатый транспортер оснащен приводом передвижения 6. Устройство также включает приспособление для принудительной постоянной подачи в камеру избыточного количества брикетируемого порошка. Оно состоит из накачивающего рабочего органа 7, привода качания рабочего органа 8, бункера-течки 9 для подачи (подсыпки) угольного порошка под качающийся рабочий орган, ограждающих стенок 10 и предохранительной пластины 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Включают привод качания рабочего органа 8 и засыпают в бункер-течку 9 угольный порошок 12, который из течки поступает в камеру 5 непосредственно под поверхность качающегося рабочего органа 7. При качании рабочий орган 7 движется к камере 5 и обратно. При этом рабочий орган прокачивает подсыпаемый под него порошок через камеру. При достижении в камере концентрации частиц порошка, соответствующей плотности монолитного состояния, из камеры преимущественно в одну открытую сторону начинается отжим разрыхленного угля 13.

После возникновения явления отжима угля включают привод перемещения транспортера 6. При этом камера 5 поступательно перемещается в сторону, противоположную отжиму. Скорость такого перемещения устанавливают равной или менее скорости отжимаемого угольного порошка. Готовые брикеты 14 выпадают из ячеек камеры при ее перевороте и попадают на транспортер отбора готовых брикетов 15.