第五章氣力輸送機

第五章氣力輸送機第一節(jié)概述工作原理：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、分類根據(jù)氣固比根據(jù)物理狀態(tài)

①吸送式（低壓管）空氣流低于1個大氣壓用鼓風(fēng)機從整個管路系統(tǒng)中抽氣，使管道內(nèi)氣壓低于外界大氣壓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到達(dá)卸料點時，由分離器把物料與空氣分離開來物料從卸料器卸出，空氣則通過風(fēng)管經(jīng)除塵器除塵后再通過鼓風(fēng)機、消聲器等排入大氣中1.懸浮氣力輸送①吸送式特點：自動取料，輸送距離有限，除塵器要求較高（鼓風(fēng)機工作條件較差）②壓送式（高壓管）工作過程：鼓風(fēng)機將壓縮空氣壓入管道，與物料形成混合物，送至卸料口，由分離器分離空氣與物料。②壓送式特點：輸送距離長，可實現(xiàn)較高生產(chǎn)率；除塵要求不高；不能自動取料；供料器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。③混合式（由吸送式和壓送式組成）③混合式（由吸送式和壓送式組成）特點：自動取料，輸送距離長。過程：物料從吸嘴進(jìn)入管道，被吸送至分離器；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)機壓縮進(jìn)入輸料管。二、氣力輸送的特點優(yōu)：a.結(jié)構(gòu)簡單，重量輕；b.管理方便，易實現(xiàn)自動化；c.自動取料；d.生產(chǎn)率高，貨損少。缺：功率消耗大；噪音大。第二節(jié)懸浮氣力輸送的基本理論一、氣固雙向流的流動狀態(tài)

1.運動狀態(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)律氣流速度越高，物料顆粒均勻分布；氣流速度逐漸減小，物料顆粒靠近管底處分布漸密；氣流速度過小，物料顆粒一部分停滯在管底進(jìn)而堵滿整個斷面。

3.狀態(tài)氣流速度足夠大，均勻分布——懸浮流氣流速度逐漸減?。孩俜植疾痪鶆?，管底較密——底密流②沿軸向出現(xiàn)疏密相間的流動，部分在管底滑動——疏密流（懸浮輸送的極限）③多數(shù)喪失懸浮能力，物料沉積、聚集、吹走過程交替——停滯流——不穩(wěn)定輸送④表層顆粒不規(guī)則移動，堆積層做沙丘形運動——部分流

——懸浮氣力輸送氣體動能輸送⑤堆積物料充塞管道——栓狀流——氣體壓力推動輸送4.氣流速度對流動狀態(tài)的影響①紊流垂直方向分速度對物料產(chǎn)生升力；②氣流速度分布不均勻而產(chǎn)生壓差和壓力；引起物料管內(nèi)旋轉(zhuǎn)；③馬格努斯效應(yīng)，顆粒環(huán)流，產(chǎn)生升力。④顆粒形狀的不規(guī)則；顆粒之間的相互碰撞產(chǎn)生升力。5.垂直輸送：空氣動力大于物料重力。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1.定義：指在垂直管中，物料顆粒處于懸浮狀態(tài)時的氣流速度。2.沉降速度：空氣阻力＝物料顆粒的浮重，物料均勻下降。3.懸浮速度與沉降速度，大小相等，方向相反。4.①管徑大，懸浮速度大；

②球形懸浮速度最大。第三節(jié)主要部件一、供料器1.作用：將物料供入輸料管；造成合適的氣固比。2.分類：

①吸送式：負(fù)壓系統(tǒng)內(nèi)輸送要求吸嘴：輕便；吸料多而壓力損失?。痪哂醒a充風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。型式單筒吸嘴：結(jié)構(gòu)最簡單，混合比低雙筒吸嘴雙筒吸嘴：常用轉(zhuǎn)動吸嘴：適用于流動性差，易結(jié)塊物料，具有較高的混合比和生產(chǎn)率②壓送式：高壓系統(tǒng)內(nèi)輸送既要將物料送入到系統(tǒng)管道中去，同時又要盡量不使管道中的空氣不漏出殼體的上部與加料斗相連，下部與輸料管相通當(dāng)葉輪在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，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。圖6－14 旋轉(zhuǎn)式供料器1－防卡擋板；2－葉輪；3－均壓管i）旋轉(zhuǎn)式供料器i）旋轉(zhuǎn)式供料器均壓管的作用：使葉輪格腔在轉(zhuǎn)到裝料口之前，就將其高壓氣體引出。特點：結(jié)構(gòu)簡單，體積??；定量供料，對加工要求高。適用：用于流動性好，粉粒狀，小塊狀物料，壓送式氣力輸送機。ii）噴射式供料器a.供料口處管道噴嘴收縮→

空氣不會向供料口噴吹。b.供料口后有一段漸擴管→氣流速度↓，靜壓↑，達(dá)到輸送氣流速度和靜壓力。特點：低壓，壓損較大，混合比小，效率較低。適用：低壓短距離壓送式氣力輸送機。ii）噴射式供料器特點：混合充分，有單獨驅(qū)動裝置，成本高。適用：用于工作壓力不高于2.5個大氣壓，粉狀物料。iii）螺旋式供料器螺距逐漸減小使進(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。工作過程：①粉狀物加入密封容器，關(guān)閉加料，打開供料口。②壓縮空氣工作過程：①粉狀物加入密封容器，關(guān)閉加料，打開供料口。②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iv）容器式供料器特點：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。適用：粉狀物料二、輸料管連接在吸嘴和分離器之間，根據(jù)形狀分為直管、軟管、彎管、鉸接彎管、伸縮管。1.直管無縫鋼管，法蘭連接2.輸料軟管①套筒式：由若干段圓錐形套筒組成。特點：結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，比較笨重，壓損大。②金屬式：內(nèi)處鍍鋅薄鋼帶繞制，中間裝密封填料。特點：重量輕，抗拉強度差，不能承受載荷。③耐磨橡膠軟管：橡膠中間嵌有小鋼絲和夾布層。特點：強度好，不易漏氣，重量大。3.輸料彎管：鋼管或薄鋼板焊接曲率半徑為管道直徑的6～10倍。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。壓力損失4.伸縮輸料管作用：改變吸嘴的工作幅度和伸入船艙的深度，鋼絲繩牽引要求：保持氣密；伸縮動作靈活平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。①垂直伸縮②水平伸縮：有三個互成120°均布的導(dǎo)向托輪。三、分離器作用：把物料從雙向流中分離。

1.容積式分離器原理利用容器有效截面突然擴大來降低風(fēng)速，使氣流失去攜帶能力，從而物料因重力作用沉降分離。特點結(jié)構(gòu)簡單，壓力損失小，尺寸大。工作原理：利用雙向流旋轉(zhuǎn)時離心力作用使物料拋出。雙相流從上部切向進(jìn)口進(jìn)入，由上向下作螺旋形運動形成外渦旋達(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（分離器，除塵器）

特點：體積小，壓損小，分離效率高。提高其分離效率的辦法對一定質(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。速度過高會使壓力損失增加，功率消耗增加，而且氣流會在器壁內(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12～20m/s。縮小分離器半徑不僅可增大物料所受的離心力，同時還縮短了物料與分離器壁的距離，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、除塵器作用：除塵，保護(hù)鼓風(fēng)機，回收有價值的粉末。分類①旁路式旋風(fēng)除塵器（旁路式分離器）②擴散式旋風(fēng)除塵器（倒圓錐體，反射屏）③袋式過濾器1、旁路式旋風(fēng)除塵器工作原理和離心式分離器相同主要特點是比普通旋風(fēng)除塵器多設(shè)置了一個旁路分離室，使一部分向上運動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。2、擴散式旋風(fēng)除塵器（倒圓錐體，反射屏）結(jié)構(gòu)特點：圓筒體下面采用倒圓錐體，其下部固定一反射屏，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。3、袋式過慮器①慮袋：棉、毛、化纖織物、工業(yè)條綸絨布；耐磨，強度高，容塵量大。②清灰方法：手工振動（0.35～0.5m/min），機械振動(1.0～1.5m/min)，氣流反向吹洗(3～4m/min)。3、袋式過慮器3、袋式過慮器手工振打即利用人工抖動濾袋的方式來清除積塵。此種清灰裝置結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但允許通過的過濾風(fēng)速低，需要較多的濾布，占地面積大。3、袋式過慮器機械振打含塵空氣進(jìn)入濾袋后由于氣流方向的改變，顆粒圈套的灰塵被沉降分離出來，細(xì)小的灰塵則粘附在濾袋上，在振動裝置的振動下，細(xì)小的灰塵被振落，空氣由濾袋逸出。此種除塵裝置除塵效果好，但濾袋常受機械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大，常用于小型氣力輸送機上。3、袋式過慮器氣流反向吹洗工作原理：過濾時（a圖）含塵氣體進(jìn)入箱體，灰塵被箱體的若干濾帶阻留，干凈空氣經(jīng)排氣口排出。清灰（b圖）時，排氣口關(guān)閉，清灰氣體經(jīng)脈沖閥依次反向進(jìn)入濾帶，將粘附在濾袋上的灰塵吹落。五、卸料器（卸灰器）作用：將物料(粉塵)從分離器（除塵器）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①結(jié)構(gòu)和計算與旋轉(zhuǎn)式供料器完全相同。②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。③離合電氣聯(lián)鎖防卡裝置

2.雙閥門卸灰器工作原理：它由上下兩道閥門構(gòu)成。工作時，上閥門常開，下閥門關(guān)閉，使物料（或灰塵）落入卸料器中。卸料時，上閥門關(guān)閉，下閥門打開，即可在氣力輸送機不停機的情況下進(jìn)行卸料。特點：結(jié)構(gòu)簡單、氣密性好，但其高度尺寸較大。上閥門下閥門六、風(fēng)管作用：連接分離器、除塵器、鼓風(fēng)機和作為通大氣的排氣管。①風(fēng)速要適當(dāng)。V過高，損壓增大；V過小，易堵塞。②材料：各種圓鋼管；鋼板焊接；白鐵皮。③分類：直長管；彎管；漸擴管或減縮管；管路進(jìn)口的集風(fēng)管；排氣出口的擴散管。彎管：其阻力取決于彎管直徑，曲率半徑和轉(zhuǎn)向角。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。出口擴散管：截面逐漸擴大→大大降低空氣排除時的壓損。七、氣源機械作用：把機械能傳給空氣，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，輸送物料。要求：效率高（產(chǎn)生足夠大的風(fēng)量風(fēng)壓）；風(fēng)量變化?。荒茉谝欢ǚ蹓m環(huán)境下正常工作；經(jīng)久耐用。

1.離心式鼓風(fēng)機①組成：葉輪，機殼，機座。②工作原理：利用離心力作用使空氣的壓力和速度增高。③動作：結(jié)構(gòu)簡單；噪音較低；風(fēng)量較大，風(fēng)壓較小；風(fēng)量變化大，工作不穩(wěn)定。適用：只用于壓損小的小型氣力輸送機。

1.離心式鼓風(fēng)機2.羅茨式鼓風(fēng)機①組成：機殼，兩個轉(zhuǎn)子。②工作原理：兩個位差90°的轉(zhuǎn)子等速反向旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)入機內(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。2.羅茨式鼓風(fēng)機③特點：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，風(fēng)量變化很小，流量穩(wěn)定；噪音較大。3.空氣壓縮機①組成：機身、氣缸、活塞、曲柄－連桿機構(gòu)及氣閥機構(gòu)構(gòu)成。②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。3.空氣壓縮機③特點：結(jié)構(gòu)簡單；可在較低的轉(zhuǎn)速下獲得高壓氣體，壓力變化時風(fēng)量變化小，對空氣的清潔度要求較高，同時由于輸風(fēng)不連續(xù)，故需要設(shè)置貯氣罐，安裝面積大。所以常用在高壓壓送式氣力輸送機上。八、消聲設(shè)備在鼓風(fēng)機的排氣管或進(jìn)、排氣管上裝設(shè)消聲器。1.阻性消聲消聲原理：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。特點：具有良好的中高頻消聲性能。2.抗性消聲器工作原理：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。特點：良好的低中頻消聲性能。3.阻抗復(fù)雜消聲器兩種方式的綜合；消聲量大，消聲頻率范圍廣。第四節(jié)設(shè)計計算（主要參數(shù)）一、原始資料二、設(shè)計步驟三、主要參數(shù)計算1.生產(chǎn)率2.混合比——物料的質(zhì)量流量（kg/h）G——空氣質(zhì)量流量（kg/h）↑；確定混合比：①輸送方式②輸送距離及管路布置③輸送管直徑3.輸送風(fēng)速v