Струйные насосы применяются для транспортирования порошкообразных и мелкозернистых материалов на сравнительно небольшие расстояния. Струйные насосы можно разделить на две основные группы: с центральным соплом и с кольцевым. Насосы с кольцевым соплом, несмотря на эффективный способ загрузки, осуществляемой вдоль оси насоса, не нашли широкого применения на складах цемента. При установке их под силосами необходимо большое расстояние для плавного перехода трубопроводов из вертикального в горизонтальное положение, а при отсутствии обратного клапана сжатый воздух может прорваться в силос.
Основные достоинства струйных насосов – простота конструкции, небольшие габариты и отсутствие трущихся и вращающихся частей. Недостатки сравнительно низкий КПД. зависимость производительности насоса от высоты столба материала в силосе, ограниченная дальность подами материала (до 150 м). Нормальная эксплуатация насоса обеспечивается при условии, что аэродинамическое сопротивление в магистральном трубопроводе не должно превышать сопротивления слоя материала в силосе. В противном случае происходит прорыв сжатого воздуха из насоса в силос, что ухудшает условия поступления материала в насос и увеличивает расход воздуха.
Наиболее целесообразно для внутризаводского пневмотранспортирования цемента применять струйный насос с центральным соплом и интенсифицирующей камерой. Подобный насос конструкции ЦНИИОМТП (рис. 5.10), выполненный на базе смесительной камеры пневмовинтового насоса ТА-14А, состоит из загрузочного патрубка 1, интенсифицирующей камеры 3, смесительной камеры 6, диффузора 7 и регулируемого сопла 9. Аэрирующее устройство 10 загрузочного патрубка устраняет возможность залегания материала в патрубке.
Рис. 5.10. Струйный насос с интенсифицирующей камерой
Интенсифицирующая камера оборудована обратным клапаном 2, который препятствует прорыву сжатого воздуха в силос, и лотком 4 криволинейной формы, расчлененным на несколько отдельных желобов. Конструкция обратного клапана аналогична конструкции обратного клапана пневмовинтового насоса ТА-14А. Лоток криволинейной формы в струйном насосе создает возможность подачи материала непосредственно к соплу в направлении, близком к направлению струи транспортирующего сжатого воздуха, и равномерно распределяет подаваемый материал вокруг поперечного сечения воздушной струи. В нижней части камеры смонтировано аэроднище 8, которое способствует разрыхлению поступившего в насос цемента и подготавливает его для транспортирования в материалотрубопроводе. Заканчивается камера конфузором 5, который является начальной частью транспортного трубопровода. Смесительная камера с помощью фланцев крепится к конфузору и диффузору, повышающему КПД насоса примерно в 1.7 раза по сравнению с аппаратами без диффузора.
На производительность насоса существенно влияет скорость истечения цемента из силоса. С наибольшей скоростью цемент поступает в насос, если он находится в аэрированном состоянии. При этом истечение материала происходит по законам, близким к законам гидравлики, т. е. поступление цемента в струйный насос зависит от высоты столба аэрированного цемента в силосе (рис. 5.11).
Рис. 5.11. Схема зависимости производительности струйного насоса с интенсифицирующей камерой от высоты столба аэрированного цемента в силосе
Струйный насос для цемента ПСН-40 конструкции Волгоградского проектного отдела института «Гидропроект» им. С. Я. Жука (рис. 5.12) состоит из корпуса 1. в верхней части которого установлен затвор барабанного типа 4, обратного клапана 7 с диафрагменным приводом 3 и сопла 2 с запорным устройством. При помощи верхнего фланца 5 насос крепится к силосу 6, а фланцем 8 – к транспортному трубопроводу 9. При открытии барабанного затвора материал своей массой открывает обратный клапан и транспортируется струей сжатого воздуха по трубопроводу. При повышении противодавления в корпусе насоса (это возможно, например, при забивании материалом транспортного трубопровода) силовая диафрагма под его воздействием закрывает обратный клапан, независимо от высоты столба материала над ним, и способствует его открытию при восстановлении давления. Сопло с запорным устройством в случае резкого падения давления сжатого воздуха в системе или прекращения его подачи предотвращает попадание цемента в воздухонагнетательную систему.
Рис. 5.12. Струйный насос ПСН-40
Фирма Franz Seifert (ФРГ) выпускает струйные насосы, предназначенные для транспортирования пылевидных материалов (рис. 5.13. а). Насос имеет приемную воронку 2, регулируемое сопло 1 и конфузор 3 с диффузором 4, соединяющимся фланцем 5 с транспортным трубопроводом 6.
Рис. 5.13. Пневматические струйные насосы фирм Franz Seifert (а), Lambern (б) и Holler (в)
Фирма Lambent (США) выпускает струйный насос с насадками (рис. 5.13. б). Насос состоит из камеры 2, которая крепится к бункеру 1, неподвижного сопла 3 и трех насадок 4. Насадки с крыльями и пазами предотвращают прорывы воздуха из трубопровода в бункер. Однако расчленение трубопровода насадками на три части значительно увеличивает его аэродинамическое сопротивление, что вызывает необходимость повышения давления сжатого воздуха.
Насос (рис. 5.13. в) фирмы Bolter (ФРГ) имеет кольцевое сопло. Отличительная особенность насоса – подача сжатого воздуха в предварительную камеру 1, из которой сжатый воздух через прорезь в подпорном кольце 2 поступает в сопловую камеру 3 и далее через кольцевую щель, конфузор 5, смесительный участок 6 и диффузор 1 в транспортный трубопровод. По данным фирмы, такая конструкция насоса обеспечивает высокую эффективность транспортирования кусковых материалов крупностью до 40 мм. В конструкции насоса предусмотрена возможность подачи воды через штуцер 4 для смачивания транспортируемого материала. Струйные насосы фирмы Claudius Peters Technologies выпускаются пяти модификаций с производительностью до 5 т/ч при дальности подачи до 50 м. высотой подачи до 10 м и давлением сжатого воздуха до 0,02 МПа. Фирма Devisrtal (США) выпускает струйные насосы для транспортирования цемента, монтируемые на переносных бункерах. В этих насосах положение центрального сопла регулируется в зависимости от длины транспортного трубопровода и степени наполнения бункера материалом, что позволяет ликвидировать прорывы сжатого воздуха в бункер.