第五章_氣力輸送

1、第五章第五章 氣力輸送機(jī)氣力輸送機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述工作原理：工作原理：以空氣作為承載介質(zhì)，借助于具有一定能量的空氣流，使物料與空氣沿一定管路從一處輸送到另一處。一、分類一、分類l根據(jù)氣固比 稀相氣力輸送密相氣力輸送根據(jù)物料狀態(tài) 栓流氣力輸送靜壓輸送懸浮氣力輸送/吸送式（低壓管）吸送式（低壓管）l空氣流低于1個(gè)大氣壓l用鼓風(fēng)機(jī)從整個(gè)管路系統(tǒng)中抽氣，使管道內(nèi)氣壓低于外界大氣壓l吸嘴外的空氣透過物料間歇與物料形成混合物，從吸嘴吸入輸料管并沿管路輸送 l到達(dá)卸料點(diǎn)時(shí)，由分離器把物料與空氣分離開來l物料從卸料器卸出，空氣則通過風(fēng)管經(jīng)除塵器除塵后再通過鼓風(fēng)機(jī)、消聲器等排入大氣中 1.懸浮氣力輸送懸浮

2、氣力輸送吸送式吸送式 特點(diǎn)：特點(diǎn)：l自動(dòng)取料，輸送距離有限，除塵器要求較高（鼓風(fēng)機(jī)工作條件較差）壓送式壓送式 （高壓管）（高壓管）工作過程：工作過程：鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣壓入鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣壓入管道，與物料形成混合管道，與物料形成混合物，送至卸料口，由分物，送至卸料口，由分離器分離空氣與物料。離器分離空氣與物料。壓送式壓送式 特點(diǎn)：特點(diǎn)：輸送距離長，可實(shí)現(xiàn)較高生產(chǎn)率；除塵要求不高；不能自動(dòng)取料；供料器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。混合式混合式 （由吸送式和壓送式組成）（由吸送式和壓送式組成）混合式混合式 （由吸送式和壓送式組成）（由吸送式和壓送式組成）l特點(diǎn)：自動(dòng)取料，輸送距離長。l 過程：物料從吸嘴進(jìn)入管道，被吸送

3、至分離器；經(jīng)下部卸料器（壓部供料器）卸出并送至壓送部分輸料管，所分離出的空氣經(jīng)風(fēng)管送至鼓風(fēng)機(jī)壓縮進(jìn)入輸料管。二、氣力輸送的特點(diǎn)二、氣力輸送的特點(diǎn) l優(yōu)：a.結(jié)構(gòu)簡單，重量輕；b.管理方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；c.自動(dòng)取料；d.生產(chǎn)率高，貨損少。l缺：功率消耗大；噪音大。第二節(jié)第二節(jié) 懸浮氣力輸送的基本理論懸浮氣力輸送的基本理論一、氣固雙向流的流動(dòng)型態(tài) 1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最主要的 影響因素： 氣流速度， 物料特征， 氣固比。2.變化規(guī)律變化規(guī)律l氣流速度越高，物料顆粒均勻分布；l氣流速度逐漸減小，物料顆?？拷艿滋幏植紳u密；l氣流速度過小，物料顆粒一部分停滯在管底進(jìn)而堵滿整個(gè)斷面。 3.狀態(tài)狀態(tài) l氣流速度

4、足夠大，均勻分布?xì)饬魉俣茸銐虼?，均勻分布懸浮流懸浮流l氣流速度逐漸減?。悍植疾痪鶆?，管底較密底密流底密流沿軸向出現(xiàn)疏密相間的流動(dòng)，部分在管底滑動(dòng)疏密流疏密流（懸浮輸送的極限）多數(shù)喪失懸浮能力，物料沉積、聚集、吹走過程交替停滯流停滯流 不穩(wěn)定輸送表層顆粒不規(guī)則移動(dòng)，堆積層做沙丘形運(yùn)動(dòng)部分流部分流 懸浮氣力輸送氣體動(dòng)能輸送堆積物料充賽管道。 栓狀流。栓狀流。氣體壓力推動(dòng)輸送4.氣流速度對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的影響氣流速度對(duì)流動(dòng)狀態(tài)的影響 紊流垂直方向分速度對(duì)物料產(chǎn)生升力；氣流速度分布不均勻而產(chǎn)生壓差和壓力；引起物料旋轉(zhuǎn)管內(nèi)；馬格努斯效應(yīng)，顆粒環(huán)流，產(chǎn)生升力。顆粒形狀的不規(guī)則；顆粒之間的相互碰撞產(chǎn)生升力。5.垂

5、直輸送：空氣動(dòng)力大于物料重力。垂直輸送：空氣動(dòng)力大于物料重力。 l曲線輸送：由于離心力作用，物料顆粒與彎管壁摩擦碰撞因而減速，需要重新加速。 二、懸浮速度（）二、懸浮速度（）l1.定義：指在垂直管中，物料顆粒處于懸浮狀態(tài)時(shí)的氣流速度。l 2.沉降速度：空氣阻力物料顆粒的浮重，物料均勻下降。l 3.懸浮速度與沉降速度，大小相等，方向相反。l 4.管經(jīng)大，懸浮速度大；l 球形懸浮速度最大。第三節(jié)第三節(jié) 主要部件主要部件l一、供料器l 1.作用：將物料供入輸料管；造成合適的氣固比。l2.分類： 壓送式吸送式吸送式：負(fù)壓系統(tǒng)內(nèi)輸送吸送式：負(fù)壓系統(tǒng)內(nèi)輸送l要求吸嘴：輕便；吸料多而壓力損失??；具有補(bǔ)充風(fēng)量

6、調(diào)節(jié)裝置。 l型式 合比和生產(chǎn)率易結(jié)塊物料，較高的混轉(zhuǎn)動(dòng)吸嘴：流動(dòng)性差，雙筒吸嘴：常用；，混合比低；單筒吸嘴：結(jié)構(gòu)最簡單合比和生產(chǎn)率易結(jié)塊物料，較高的混轉(zhuǎn)動(dòng)吸嘴：流動(dòng)性差，雙筒吸嘴：常用；，混合比低；單筒吸嘴：結(jié)構(gòu)最簡單壓送式：高壓系統(tǒng)內(nèi)輸送（）壓送式：高壓系統(tǒng)內(nèi)輸送（） l既要將物料送入到系統(tǒng)管道中去，l同時(shí)又要盡量不使管道中的空氣不漏出 l殼體的上部與加料斗相連，下部與輸料管相通l當(dāng)葉輪在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從加料斗進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉輪的格腔中，然后從下部流進(jìn)輸料管。 123圖圖614 旋轉(zhuǎn)式供料器旋轉(zhuǎn)式供料器1防卡擋板；防卡擋板；2葉輪；葉輪；3均壓管均壓管i）旋轉(zhuǎn)式供料器）旋轉(zhuǎn)式供料器i）旋轉(zhuǎn)式

7、供料器）旋轉(zhuǎn)式供料器l均壓管的作用：使葉輪格腔在轉(zhuǎn)到裝料口之前，就將其高壓氣體引出。l特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小；定量供料，對(duì)加工要求高。l適用：用于流動(dòng)性好，粉粒狀，小塊狀物料，壓送式氣力輸送機(jī)。ii）噴射式供料器）噴射式供料器大氣壓供料處靜壓動(dòng)壓，部分靜壓氣流速度a.供料口處管道噴嘴收縮 空氣不會(huì)向供料口噴吹。b.供料口后有一段漸擴(kuò)管氣流速度，靜壓，達(dá)到輸送氣流速度和靜壓力。820物 料混 合 物壓 縮 空 氣l特點(diǎn)：低壓，壓損較大，混合比小，效率較低。l適用：低壓短距離壓送式氣力輸送機(jī)。ii）噴射式供料器）噴射式供料器l特點(diǎn)：混合充分，有單獨(dú)驅(qū)動(dòng)裝置，成本高。l適用：用于工作壓力不高于2.5

8、個(gè)大氣壓，粉狀物料。iii） 螺旋式供料器123物 料螺距逐漸減小使進(jìn)入螺旋的物料被越壓越緊，可防止混合室內(nèi)的壓縮空氣通過螺旋漏出。 l工作過程：粉狀物加入密封容器，關(guān)閉加料，打開供料口。壓縮空氣混 合 物壓 縮 空 氣物 料工作過程：粉狀物加入密封容器，關(guān)閉加料，打開供料口。 壓縮空氣 底部的壓縮空氣使物料流態(tài)化 上部的壓縮空氣將混合物壓送到輸料管 iv） 容器式供料器容器式供料器iv） 容器式供料器容器式供料器l特點(diǎn)：高壓，密封性好，體積大，周期性工作，遠(yuǎn)距離，大容量，消耗小，混合比高，成本高。l適用：粉狀物料二、輸料管二、輸料管l連接在吸嘴和分離器之間，根據(jù)形狀分為直管、軟管、彎管、鉸接

9、彎管、伸縮管。1.直管直管 l無縫鋼管，法蘭連接 2.輸料軟管輸料軟管 吸嘴與輸料管連接處硬管阻力的兩倍連接處，軟管阻力約為垂直輸送管上端與彎管l套筒式：由若干段圓錐形套筒組成。l 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，比較笨重，壓損大。l 金屬式：內(nèi)處鍍鋅薄鋼帶繞制，中間裝密封填料。l 特點(diǎn)：重量輕，抗拉強(qiáng)度差，不能承受載荷。l 耐磨橡膠軟管：橡膠中間嵌有小鋼絲和夾布層。l 特點(diǎn)：強(qiáng)度好，不易漏氣，重量大。3.輸料彎管：鋼管或薄鋼板焊劑輸料彎管：鋼管或薄鋼板焊劑l曲率半徑為管道直徑的610倍。l 外側(cè)壁面易磨損，作成可拆換式結(jié)構(gòu)，或采用加厚、加耐磨襯墊等措施。l 壓力損失 bP)1 (22bbbbbuk

10、VP4.鉸接輸料彎管鉸接輸料彎管輸料管與分離器連接處輸料管與分離器連接處柱鉸式彎管橡皮碗式鉸接彎管5.伸縮輸料管伸縮輸料管l作用：改變吸嘴的工作幅度和伸入船艙的深度，鋼絲繩牽引l 要求：保持氣密；伸縮動(dòng)作靈活平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。l 垂直伸縮l 水平伸縮：有三個(gè)互成120均布的導(dǎo)向托輪。三、分離器（）三、分離器（）l作用：把物料從雙向流中分離。 1. 容積式分離器容積式分離器l原理 利用容器有效截面突然擴(kuò)大來降低風(fēng)速，使氣流失去攜帶能力，從而物料因重力作用沉降分離。l特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單，壓力損失小，尺寸大。D11HH2l工作原理：利用雙向流旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作用使物料拋出。l雙相流從上部切向進(jìn)口進(jìn)入

11、，由上向下作螺旋形運(yùn)動(dòng)形成外渦旋達(dá)到錐體底部。物料或灰塵在離心力的作用下被甩向器壁下落；達(dá)到底部的氣流沿分離器軸心轉(zhuǎn)而向上，形成上升內(nèi)渦旋，最后經(jīng)排氣管排出。2. 離心式分離器離心式分離器 （分離器，除塵器）（分離器，除塵器） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：體積小，壓損小，分離效率高。提高其分離效率提高其分離效率 的辦法的辦法對(duì)一定質(zhì)量的物料顆粒，可以通過提高物料的旋轉(zhuǎn)速度和減小分離器的半徑來加大離心力，提高分離效果。速度過高會(huì)使壓力損失增加，功率消耗增加，而且氣流會(huì)在器壁內(nèi)表面形成很多旋渦，反而影響物料甩向壁面。因此，一般進(jìn)氣速度采用1220m/s。縮小分離器半徑不僅可增大物料所受的離心力，同時(shí)還縮短了物料與

12、分離器壁的距離，使物料容易到達(dá)壁面，所以離心式分離器的直徑一般不超過1m。四、除塵器四、除塵器l作用：除塵，保護(hù)鼓風(fēng)機(jī)，回收有價(jià)值的粉末。 l旁路式旋風(fēng)除塵器 （旁路式分離器）l擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器 （倒圓錐體，反射屏）旁路式旋風(fēng)除塵器旁路式旋風(fēng)除塵器 （旁路式分離器）（旁路式分離器）l工作原理和離心式分離器相同 l主要特點(diǎn)是比普通旋風(fēng)除塵器多設(shè)置了一個(gè)旁路分離室，使一部分向上運(yùn)動(dòng)的氣流所形成的上灰環(huán)中的粉塵能夠通過旁路分離室直接進(jìn)入下渦旋氣流而得到清除，因而提高了除塵效率。 擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器 （倒圓錐體，反射屏）（倒圓錐體，反射屏）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：圓筒體下面采用倒圓錐體，其下部固定一反

13、射屏，反射屏與倒錐體之間形成環(huán)形的間隙，反射屏中心有透氣孔，它可防止已被分離出來的灰塵再次飛揚(yáng)和被重新帶走。 工作原理：粉塵在離心力作用下被甩向器壁下滑，經(jīng)反射屏四周的縫隙落入灰斗；大部分氣體則由反射屏上部旋轉(zhuǎn)而上；少量氣體隨粉塵一起進(jìn)入受塵斗，經(jīng)反射屏透氣孔上升至除塵器中心排氣管。2.帶式過慮器帶式過慮器l慮袋：棉、毛、化纖織物、工業(yè)條綸絨布；耐磨，強(qiáng)度高，容塵量大。l 清灰方法：手工振動(dòng)（0.350.5m/min），機(jī)械振動(dòng)(1.01.5m/min)，氣流反向吹洗(34m/min)。l 總過濾面積F：vQF60五、卸料器（卸灰器）五、卸料器（卸灰器）l作用作用：將物料(粉塵)從分離器（除塵

14、器）中卸出并阻止空氣自由進(jìn)入卸料器內(nèi)，以免減少吸送的有效風(fēng)量，降低生產(chǎn)率。 1.旋轉(zhuǎn)式卸料器旋轉(zhuǎn)式卸料器l結(jié)構(gòu)和計(jì)算與旋轉(zhuǎn)式供料器完全相同。l 均壓管使得葉輪格腔在轉(zhuǎn)至裝料口之前，其壓力就與分離料（上部裝料）壓力相等。l 離合電氣聯(lián)鎖防卡裝置l 牙嵌離合器的作用：l 當(dāng)葉輪被異物卡死時(shí)，左右瓣分離。 2.雙閥門卸灰器雙閥門卸灰器l上、下閥門。 高度尺寸大。 六、風(fēng)管六、風(fēng)管l作用：連接分離器、除塵器、鼓風(fēng)機(jī)、和作為通大氣的排氣管。l風(fēng)速要適當(dāng)。V過高，損壓增大；V過小，易堵塞。l 材料：各種圓鋼管；鋼板焊接；白鐵皮。l 分類：直長管；彎管；漸擴(kuò)管或減縮管；管路進(jìn)口的集風(fēng)管；排氣出口的擴(kuò)散管。l

15、彎管：其阻力取決于彎管直徑，曲率半徑和轉(zhuǎn)向角。lB.進(jìn)口集風(fēng)管：由大而小的喇叭口形狀其作用是減少由于氣流突然收縮引起的局部壓損。l其阻力與收縮角，收縮管長度與風(fēng)管直徑之比L/D有關(guān)。l C.出口擴(kuò)散管：截面逐漸擴(kuò)大大大降低空氣排除時(shí)的壓損。七、氣源機(jī)械七、氣源機(jī)械 l作用：把機(jī)械能傳給空氣，簡言之，提供具有一定壓力與流速的空氣流，使空氣產(chǎn)生壓力差而在管內(nèi)流動(dòng)，輸送物料。l 要求：效率高（產(chǎn)生足夠大的風(fēng)量風(fēng)壓） ；風(fēng)量變化??；能在一定粉塵環(huán)境下正常工作；經(jīng)久耐用。 1.離心式鼓風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)l 組成：葉輪，機(jī)殼，機(jī)座。l 工作原理：利用離心力作用使空氣的壓力和速度增高。l 動(dòng)作：較低速的高壓氣

16、流葉輪邊緣高速氣流葉輪空氣壓力能）能斷面擴(kuò)大（蝸殼機(jī)殼動(dòng)作用）葉輪高速旋轉(zhuǎn)（離心力特點(diǎn)特點(diǎn) l結(jié)構(gòu)簡單；噪音較低；風(fēng)量較大，風(fēng)壓較?。伙L(fēng)量變化大，工作不穩(wěn)定。l 適用：只用于壓損小的小型氣力輸送機(jī)。2.羅茨式鼓風(fēng)機(jī)羅茨式鼓風(fēng)機(jī)l組成：機(jī)殼，兩個(gè)轉(zhuǎn)子。l 工作原理：兩個(gè)位差90的轉(zhuǎn)子等速反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入機(jī)內(nèi)被轉(zhuǎn)子和外殼包圍的空氣由于所在空間容積減小，受到轉(zhuǎn)子和排氣端具有壓力的空氣的壓縮而提高壓力，其產(chǎn)生壓力的大小取決于管道系統(tǒng)中阻力。體積變化壓差l 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；高壓腔壓力取決于系統(tǒng)壓力；當(dāng)壓力變化時(shí)，風(fēng)量變化很小，流量穩(wěn)定；噪音較大。3.空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 排氣排氣閥開閉）缸內(nèi)壓力增加（進(jìn)

17、氣閥活塞上行進(jìn)氣進(jìn)氣閥開缸內(nèi)形成真空活塞下行組成：機(jī)身、氣缸、活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)及氣閥機(jī)構(gòu)構(gòu)成。 進(jìn)氣閥、排氣閥由氣缸內(nèi)與進(jìn)排氣管間的壓力差而自行開閉。特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單；壓力變化時(shí)，風(fēng)量變化不大；風(fēng)量較小，且有脈動(dòng)流出現(xiàn)。八、消聲設(shè)備八、消聲設(shè)備l在鼓風(fēng)機(jī)的排氣管或進(jìn)、排氣管上裝設(shè)消聲器。 1.阻性消聲阻性消聲l消聲原理：把吸聲材料固定在氣流流過的管道內(nèi)壁，或按一定方式在管道中排除。l 特點(diǎn)：具有良好的中高頻消聲性能。2.抗性消聲器抗性消聲器l工作原理：利用管道內(nèi)截面突變，使沿管道傳播的聲波向聲源方向反射回去而引起消聲作用。l特點(diǎn)：良好的低中頻消聲性能。3.阻抗復(fù)雜消聲器阻抗復(fù)雜消聲器l兩種方

18、式的綜合；l 消聲量大，消聲頻率范圍廣。第四節(jié)第四節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)算（主要參數(shù)）設(shè)計(jì)計(jì)算（主要參數(shù)）l一、原始資料l二、設(shè)計(jì)步驟三、主要參數(shù)計(jì)算三、主要參數(shù)計(jì)算l1.生產(chǎn)率 物物vqQ36. 02.混合比混合比 uGGu物物G 物料的質(zhì)量流量（kg/h） G 空氣質(zhì)量流量（kg/h） )1 (2Q2ukvPuGu過高，但損物 損P ； 確定混合比：確定混合比： 較大壓送較小吸送：uu:輸送方式 輸送距離及管路布置 較小長距離；較大短距離，布置簡單；uu輸送管直徑 較小大直徑；較大小直徑；uu3.輸送風(fēng)速輸送風(fēng)速 vl要求 滿足懸浮氣力輸送的條件，氣流速度略大于物料懸浮速度， tcVV ，實(shí)際中， tcVV ）損ukVP1 (22，在一定速度范圍內(nèi)， 損P隨V而降低。選用較低的氣流速度。 損P與V的關(guān)系：當(dāng)物料以 1sG速率加入輸料管。 i）V降低 損P降低。ii）下降到D點(diǎn)時(shí)，如繼續(xù)降低， 損P出現(xiàn)激增 “沉積”“沸騰”iii）直到E點(diǎn)；導(dǎo)致堵塞D點(diǎn)的氣流速度經(jīng)濟(jì)風(fēng)速： 損P最小，能耗最低。選用氣流速度略大于經(jīng)濟(jì)風(fēng)速。4.輸送風(fēng)量（計(jì)算風(fēng)量）輸送風(fēng)量（計(jì)算風(fēng)量） 風(fēng)機(jī)風(fēng)量 bQ01000uGQs壓送： )1 (kQQb漏氣量導(dǎo)致風(fēng)量損失；吸送： PPPkQQb00)1 (00PPii吸入量變化漏氣量導(dǎo)致風(fēng)量損失（低壓輸送過程）5.輸送管內(nèi)經(jīng)的計(jì)算輸送管