- обеспечение наибольшей производительности установки при рациональной массовой концентрации;
- гарантированная и равномерная подача воздуха в зону забора материала для обеспечения стабильного процесса транспортирования;
- надежность конструкции, удобство регулирования подачи воздуха в зону забора материала;
- возможность автоматического регулирования подачи воздуха в зависимости от разрежения в заборном сопле;
- возможность глубинного (более 1 м) и поверхностного (при зачистке) засасывания материала.
Для забора материала из насыпи используют переносные сопла различной формы (рис. 12.1): круглые, угловые, щелевые и др. Для конструкции этих сопел характерны устройства, позволяющие дополнительно вводить воздух в зону забора материала или непосредственно в транспортный трубопровод. Еще одна характерна черта – возможность регулирования количества подводимого воздуха в зависимости от условий работы и свойств разгружаемого материала.
Рис. 12.1. Схемы заборных сопел:
а) 1 – регулятор; 2 – трубка подвода воздуха; 3 – внутренняя труба; 4 – наружная труба.
б) 1 – основная труба; 2 – устройство для крепления кожуха; 3, 4 – направляющие; 5 – кожух;
6 – конус основной трубы; 7 – конус кожуха.
в) 1 – труба; 2 – подвижный эжектор; 3 – рукоятка; 4 – пружина; 5 – наружный кожух; 6 – фланец;
7 – ограждение; 8 – люк для осмотра; 9 – ручка для переноса.
г) 1 – загрузочная труба; 2 – труба для подвода дополнительного воздуха; 3 – тканевая перегородка;
4 – кольцевое пространство.
д) 1 – труба для подвода воздуха; 2 – распределитель; 3 – основная труба; 4 – труба для подвода воздуха;
5 – пружина; 6 – устройство для подвода воздуха.
е) 1 – труба для воздуха; 2 – труба для смеси воздуха с цементом.
ж) 1 – заслонка; 2 – канал для подачи воздуха; 3 – основная труба; 4 – предохранительная сетка.
з) 1 – основная труба; 2 – наружная труба для подачи воздуха.
Сопла с регулятором 1 (рис. 12.1, а), установленным на линии подвода атмосферного воздуха, используют в самозагружающихся автоцементовозах. Регулятор позволяет управлять процессом самозагрузки.
У сопел (рис. 12.1, б–г) всасывающий патрубок выполнен в виде усеченного конуса, а количество воздуха, поступающего в зону забора, можно регулировать. Такие сопла, в которых смесь засасывается через конус большого диаметра, сжимают поток и потому возникают дополнительные потери динамического напора. Сопло, показанное на рис. 12.1, ж, предназначено для забора материала из складов при зачистке. В нем регулируется подача воздуха, который подводится с одной стороны в зону засасывания. Сопло на рис. 12.1, д очень сложно по конструкции. Его можно использовать только для забора материала из трюмов барж. Для подбора тонкого слоя материала применяют щелевое сопло, для выгрузки материала из труднодоступных мест – угловые и другие типы сопел. Они придают смеси необходимую начальную скорость. Принцип их работы одинаков – воздух засасывается через узкую щель, ширина которой регулируется.
Сопла присоединяют к материалопроводам гибкими рукавами с быстроразъемными фланцами. Недостатки сопел – ограниченная производительность при значительных габаритных размерах и высокие аэродинамические потери давления при разгоне материала.
Забор сыпучих материалов, перевозимых в трюмах судов или железнодорожных вагонах бункерного типа, часто представляет определенные трудности. В процессе длительного транспортирования материал слеживается и Уплотняется, а если он гигроскопичен, то и увлажняется. Для интенсификации процесса всасывания и обеспечения стабильности работы всасывающей линии пневморазгрузчиков в ОАО «Строительные машины» разработаны конструкции вибрационных заборных сопел (рис. 12.2).
Рис. 12.2. Схемы заборных сопел с вибраторами.
а) 1 – аэратор; 2 – труба; 3 – решетчатый конус; 4 – пневматический вибратор;
5 – тяги; 6 – подвеска; 7 – резинотканевый рукав; 8 – гибкий воздухопровод; 9 – гибкий воздухопровод.
б) 1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – подвеска; 4 – резинотканевый рукав;
5 – фланец; 6 – электромеханический вибратор; 7 – окно для подвода воздуха; 8 – заслонка.
Сопло пневморазгрузчика цемента из барж ТА-37 (рис. 12.2, а) предназначено для забора основной массы из трюма. Во время работы оно перемещается краном-манипулятором. Решетчатый усеченный конус 3 сопла упруго закреплен на трубе 1 с помощью гибких элементов и тяг 5. На решетчатом конусе закреплен пневматический вибратор 4, работающий в определенном диапазоне частот. Направление вибрации перпендикулярно продольной оси сопла.
Под заборной кромкой сопла расположен кольцевой аэратор 1, выполненный из трубы с отверстиями, оси которых, пересекаются на продольной оси сопла. К вибратору сжатый воздух поступает по трубопроводу 8, а из вибратора отводится по гибкому трубопроводу 9 в полость аэратора 1 и через отверстия в его стенках поступает в разгружаемый материал.
Таким образом, интенсификация забора обеспечивается одновременным воздействием на материал аэрации и вибрации, причем аэрирующий воздух поступает в зону забора импульсами, частота которых синхронизируется с частотой вибраций в диапазоне от 2 до 60 Гц.
В результате такого воздействия возникает и сохраняется во время забора устойчивая зона псевдоожиженного материала, локализованная областью забора и перемещающаяся по мере перемещения сопла.
Материал активно псевдоожижается в результате того, что в силу инерционности массы материала синхронно с частотой вибрации происходит его смещение относительно воздушных струй. Под действие каждой струи попадает площадь, не равная площади поперечного сечения струи, а много большая Кроме того, при этом нарушаются каналы, промываемые воздушными струями в массе материала, а слежавшийся материал между струями разрыхляется, что дополнительно облегчает аэрацию.
Вибрационное сопло, представленное на рис. 12.2, б, предназначено для выгрузки материалов из железнодорожных вагонов бункерного типа через верхние люки.
Корпус сопла выполнен из двух труб, между которыми образована полость для подвода атмосферного воздуха в зону забора сопла. На наружной трубе 1 для этой цели есть окно 7, входное сечение которого регулируется перемещением заслонки 8.
На кронштейне, приваренном к корпусу 2, установлен электромеханический вибратор 6 с синхронной частотой колебаний 50 Гц, регулируемой вынуждающей силой. В цепи питания электродвигателя используется безопасное напряжение 40 В, обеспечивающее соблюдение правил техники безопасности для персонала, осуществляющего выгрузку материала.
Габариты вибрационного сопла позволяют беспрепятственно опускать его через верхние люки в железнодорожный вагон и маневрировать внутри него. Для осуществления нормального режима забора материала вибрационное сопло должно перемещаться с помощью тельфера, установленного на поворотной стреле крана укосины в зоне разгружаемого вагона.
Выходной фланец сопла соединяется с резинотканевым рукавом всасывающей линии пиевморазгрузчика. Вибратор включается периодически, в зависимости от уплотненности разгружаемого материала, что существенно повышает производительность выгрузки.
Для забора насыпных грузов из крытых железнодорожных вагонов или трюмов барж применяют самоходные заборные устройства с рыхлителями, входящие в комплект узлов пневморазгрузчиков цемента всасывающего и всасывающе-нагнетательного действия. Необходимая производительность забора материала и оптимальная концентрация материаловоздушной смеси во всасывающей линии обеспечивается перфорированными дисками питателей. С помощью перфораций (пазов) определенной формы в дисках материал, частично насыщенный воздухом, подается в зону всасывания сопла с заданной скоростью. Для забора слеживающихся при транспортировке материалов заборное устройство оборудуется неподвижными или приводными вертикальными рушителями.
В пневматических транспортных установках высокой производительности (200-500 т/ч) для выгрузки сыпучих грузов из морских судов применяют навесные заборные устройства с дисковыми питателями или специальными фрезерными головками для слеживающихся материалов. Управление этими заборными устройствами — дистанционное.