生物工程设备-物料输送.ppt

第二章固体物料输送设备 主要内容 第一节机械输送设备第二节气流输送学习要求 了解机械输送设备的种类 结构及计算 掌握气流输送的原理 流程 气流输送系统的组成设备和设计计算 第二章固体物料输送设备 第一节机械输送设备一 带式输送机二 斗式提升机三 螺旋输送机 第二章固体物料输送设备 一 带式输送机 皮带运输机 第二章固体物料输送设备 2 用途水平或倾斜输送粉状 颗粒状 块状 整件物料 第二章固体物料输送设备 3 组成部件 输送带 托辊 鼓轮 传动装置 张紧装置 加料装置 卸料装置 输送带作用 牵引输送和支承物料要求 强度高 挠性好 自重小 耐磨 延伸率小 吸水性差种类 橡胶带 塑料带 钢带 第二章固体物料输送设备 由2 10层棉织或麻织品或人造纤维衬布用橡胶加以胶合而成 上下面附橡胶保护层 橡胶带强度取决于织物层数 橡胶带规格 第二章固体物料输送设备 托辊 作用 支撑输送带及其上面的物料 保证输送平稳运行类型 上托辊 平形 槽形下托辊 平形长度 比带宽B长100 200mm间距 密度较大物料 0 4 0 5m密度较小物料 1 2m 第二章固体物料输送设备 鼓轮 作用 拉紧胶带和使胶带转向形状 鼓形 能防止输送带跑偏构造 用生铁铸造或用钢板焊接而成空心轮 为增加与输送带间摩擦力 表面包上木材或皮带等尺寸 宽度 B 100 200 mm 直径 100 150 n mm 传动装置 皮带 齿轮 链传动 第二章固体物料输送设备 张紧装置 作用 防止输送带由于延伸 拉长而与鼓轮间打滑类型螺旋式 利用螺杆调节张力结构紧凑 外形尺寸小经常检查和调节张紧力重锤式 靠悬锤重量产生拉紧力张紧力为常数外形尺寸较庞大 第二章固体物料输送设备 加料装置 要求 连续 均匀 物料在输送带运行方向有初速度类型 漏斗式 螺旋式 卸料装置末端卸料 不需要卸料装置中途卸料 加挡板 挡板与输送带纵向中心线的倾斜角通常取30o 45o 第二章固体物料输送设备 4 特点 优点 输送能力大 效率高 动力消耗较小输送距离长 卸料方便结构简单可靠 容易维修缺点 只能直线输送输送过程不封闭 轻质粉料易飞扬 第二章固体物料输送设备 5 设计计算 式中 Q 生产能力 t hA 输送带上的物料横断面积 m2u 输送带的速度 m s 设计条件 物料 输送量 距离和方向 设计内容 带宽和厚度 运行速度 动力消耗 生产能力 输送量 第二章固体物料输送设备 散料平形带 A 0 04B2槽形带 A 0 08B2式中 B 输送带的宽度 m 动力消耗 物料的平均密度 Kg m3 输送系数 可取0 8 0 85 第二章固体物料输送设备 式中 N 带式输送机功率 kwK 系数 与带宽和轴承形式有关u 输送带速度 m sL 输送机长度 mL1 输送物料长度 mQ 输送量 t hH 提升高度 m 上升为正 下降为负K1 起动附加系数 1 3 1 8A 系数 与输送机长度有关 第二章固体物料输送设备 带式输送机轴承的K值 带式输送机A值 第二章固体物料输送设备 二 斗式提升机 2 用途 第二章固体物料输送设备 垂直提升输送颗粒状或粉状物料3 组成部件料斗 料斗带 转动轮 传动装置 张紧装置 加料装置 卸料装置 外壳 第二章固体物料输送设备 料斗 要求 单位质量容积大 耐磨 足够强度 料斗带 第二章固体物料输送设备 胶带 含有多层帆布的橡胶带链条 具有较强的牵引力 转动轮 皮带轮 链轮 传动装置 皮带 齿轮 链传动 张紧装置 螺旋式 重锤式 第二章固体物料输送设备 装料方式 第二章固体物料输送设备 卸料方式 重力式 适用黏度较大或较重不易甩出的物料 第二章固体物料输送设备 4 计算 式中 Q 生产能力 Kg hV 一个料斗的容积 m3h 料斗间距 mu 提升速度 m s 物料的平均密度 Kg m3 装料系数 粉状及细粒0 75 0 95 谷物0 70 0 90 生产能力 第二章固体物料输送设备 功率消耗轴功率P轴 电机功率P电机 式中 Q 生产能力 t hH 提升高度 m 传动效率 0 5 0 8 第二章固体物料输送设备 三 螺旋输送机 1 工作原理 主要构件有螺旋 料槽和传动装置当螺旋转动后 把物料以滑动形式沿料槽向前推动 第二章固体物料输送设备 2 用途 短距离水平或倾角不大于20 的倾斜输送粉状或小颗粒状物料 1 皮带轮2 螺旋3 外壳4 轴承5 轴 第二章固体物料输送设备 3 组成部件 螺旋 由转轴与装在轴上的叶片构成 螺旋叶片的形状有全叶式 带式 叶片式 成型叶 全叶式螺旋 运送小颗粒 粉状物料带式螺旋 运送块状或粘滞性物料 第二章固体物料输送设备 叶片式螺旋 运送韧性 可压缩物料 并对物料进行搅拌揉搓及混和作用成型叶螺旋 与叶片式螺旋相同 第二章固体物料输送设备 轴 直径较小的用实心轴 直径较大的用空心轴一般制成2 4m长一段 然后连接起来 轴承 既要承受径向力还要承受轴向力圆锥滚子轴承 料槽 外壳 圆形和半圆形 第二章固体物料输送设备 4 特点优点 构造简单 紧凑 密封好 便于在若干位置进行中间装载或卸载 同时进行物料输送和混合缺点 动力消耗较大 物料易受损伤 螺旋叶及料槽也易磨损 输送距离短 第二章固体物料输送设备 5 计算 生产能力 式中 Q 生产能力 t hD 螺旋直径 mS 螺距 ms 0 5 1 0 Dn 螺旋转速 r min 物料的平均密度 t m3 装料系数 与物料种类有关 0 125 0 4C 倾斜系数 与倾斜角度有关 0 时c 0 9 10 时c 0 8 15 时c 0 77 20 时c 0 65 第二章固体物料输送设备 动力消耗 式中 Q 生产能力 t hH 运送高度 mL 运送长度 m 第二章固体物料输送设备 第二节气流输送一 气流输送条件二 气流输送特点三 气流输送原理四 气流输送流程五 气流输送系统组成设备六 气流输送系统设计 第二章固体物料输送设备 一 气流输送条件 混合均匀 密度差 输送后分离 物料管道化输送的条件 具有流动性 固体物料实现管道化输送的方法 与流体混合 混合比例 经济性 第二章固体物料输送设备 二 气流输送特点利用高速流动的气流沿管道输送固体物料 优点 可实现连续的 大量的 长距离输送输送装置布置灵活 输送长度容易调整设备简单 占地面积小密闭输送 减少污染输送途中 可以同时进行其它操作 除杂 分级 粉碎 混合 加热 干燥 缺点 动力消耗较大 管道易于磨损不适于输送潮湿的 粘滞的 大块的物料 第二章固体物料输送设备 三 气流输送原理1 颗粒物料在垂直管中的输送条件 第二章固体物料输送设备 颗粒悬浮速度 气流向上流过颗粒 颗粒所受三力平衡时的气流速度 输送气流速度 当气流速度大于颗粒的悬浮速度时 颗粒即随着气流向前运动实现输送 风选气流速度 当气流速度处于物料的悬浮速度与杂物的悬浮速度之间时 即实现风选去除杂质 第二章固体物料输送设备 2 颗粒物料在水平管中的悬浮 湍流状态时 垂直向上的分速度所产生的提升力 主流速度的10 20 管道中 颗粒上方气流u高 p低 下方气流u低 p高 静压差所产生的向上作用力 颗粒向前滚动 产生环形流 上方气流u p 下方气流u p 静压差 增加向上作用力 第二章固体物料输送设备 颗粒形状不规则 使得气流推力产生垂直向上分力 对某一颗粒 五种作用力并不同时产生 但五种作用力都随气流速度的增加而增大 最终超过颗粒重力而使其悬浮 颗粒碰撞的反作用力在垂直方向的分力 第二章固体物料输送设备 四 气流输送流程 组成设备 风机 管道 加料装置 分离卸料装置 物料回收装置 除尘器 类型 真空输送流程 压力输送流程 压力真空输送流程 第二章固体物料输送设备 1 真空输送流程 流程 风机在最后 P系统 大气压 气流和物料被吸入输料管 经分离器后物料和空气分开 物料从分离器底部的卸料器卸出 含有细小物料和尘埃的空气再进入除尘器净化 然后排入大气 第二章固体物料输送设备 特点多点吸料送到一点负压状态 物料不会泄漏风机在运行时不会污染物料加料装置简单物料造成风机磨损 输送动力有限 输送距离短 输送量小 第二章固体物料输送设备 2 压力输送流程 流程 风机在最前面 P系统 大气压 物料经加料装置与空气混合送至分离器 被分离出的物料由卸料器的下方卸出 空气经过净化器后排入大气 第二章固体物料输送设备 特点一点加料送到多点输送动力大 输送距离长 输送量大风机工作环境较好需要特殊加料装置 正压输送 粉料易泄漏 风机污染物料 第二章固体物料输送设备 3 压力真空输送流程 流程 风机在中间前段为吸送式后段为压送式 第二章固体物料输送设备 特点多点到多点送料提高了风机的工作效率结构复杂 很少使用 第二章固体物料输送设备 五 气流输送系统组成设备风机管道加料装置分离卸料装置物料回收装置 除尘器 第二章固体物料输送设备 1 加料装置 要求 加料连续 均匀 物料在气流方向有初速度 类型 吸嘴 用于真空输送 旋转加料器 用于压力输送 吸嘴 单管形 带二次空气进口的单管形 喇叭双筒形 固定形 第二章固体物料输送设备 带二次进风口的单管吸嘴 补充进气量 单管吸嘴 结构简单 应用较多 喇叭型双筒吸嘴 吸料口做成喇叭形 外筒和内筒的环隙是进气通道 诱导型吸嘴 加料连续 均匀 在气流方向有初速度 第二章固体物料输送设备 固定型吸嘴 用于水平输送系统物料通过料斗进入输料管中 由滑板调节进料量空气进口应装有铁丝网 防止异物吸入 第二章固体物料输送设备 旋转加料器用途在压力输送系统中用作加料器在真空输送系统中用作排料器 闭风器 第二章固体物料输送设备 构造 圆柱形的壳体和叶轮组成叶轮由六或八片叶片组成 电动机驱动旋转叶轮与外壳之间的间隙约为0 2 0 5mm在叶片端部装聚四氟乙烯或橡胶板 可提高其气密性 第二章固体物料输送设备 生产能力 加料量 V 60qn m3 h q 4 d2L式中 d 叶轮直径 mL 叶轮轴向长度 m 式中 q 叶轮旋转一周排出的物料体积 m3 rn 叶轮的转速 r min 装满系数 通常 0 75 0 85 第二章固体物料输送设备 设计 确定叶轮尺寸d L和转速n 设计依据 输送物料种类和数量 设计原则 1 完成生产任务 数量 质量 2 经济性 设备费 操作费 效率 3 便于使用 操作 清洗 维修 第二章固体物料输送设备 圆周速度 dn 60 m s 在低转速时 排料量与转速成正比 而后随转速提高排料量逐渐达到最大值 再提高转速 排料量反而降低 设计时取 0 5m sd L比例 d L 1 0 8 1选定原则 工艺要求 制造所需材料较少 占地面积较小 第二章固体物料输送设备 2 分离卸料装置 作用 将输送到达指定地点的物料与气流分开 类型 离心式 重力式 第二章固体物料输送设备 结构上部为圆柱形 下部为圆锥形上部有切线进口 顶部中心是排气口 底部是排料口 离心式分离器 第二章固体物料输送设备 原理利用离心力来分离物料 特点结构简单 加工制造方便 分离效率高进口气速较高 阻力较大 器壁磨损较快 气体带着物料从圆筒上部长方形切线进口进入 沿圆筒内壁作旋转流动 物料颗粒的离心力较大 被甩向外层 与筒壁摩擦失去动能 沿内壁滑落 从底部排出 气料得以分离 在圆锥部分 旋转半径缩小而圆周速度增大 提高离心力 进一步分离细小颗粒 在圆锥的底部附近 气流转为上升旋转运动 最后由上部出口管排出 工作过程 尺寸比例 h 第二章固体物料输送设备 尺寸 第二章固体物料输送设备 式中 Va 气流量 m3 su进口 进口气流速度 一般u进口 12 16m s 进口流量 D小分离能力强 多台并联提高流量 第二章固体物料输送设备 结构上部为圆柱形下部为圆锥形圆锥上有切线进口上部有排气口底部是排料口 重力式分离器 第二章固体物料输送设备 原理 带有悬浮物料的气流进入分离器后 流速大大降低 u u悬 物料由于自身的重力而沉降 气体则由上部排出 第二章固体物料输送设备 尺寸圆筒直径 m 式中 Va 气流量 m3 s 系数 0 03 0 05ut 悬浮速度 m s 第二章固体物料输送设备 圆筒高度L 取决于分离时间L 1 0 2 0 D 粒径大于3mm的粗颗粒取1 0 1 5 中等颗粒取1 3 1 8 粉状物料取1 5 2 0 圆锥高度H 与分离无关 物料能滑下即可H D d tg 2式中 外锥角 大于物料的摩擦角 第二章固体物料输送设备 3 物料回收装置 作用 回收粉状物料净化要排放的气体保护风机 真空泵 类型 离心式 过滤式 洗涤式 第二章固体物料输送设备 离心式 旋风除尘器 原理和结构 工作原理和结构与离心式分离器相同 进口气速提高了 20 25m s 圆筒直径缩小了 用若干个小旋风除尘器来代替一个大除尘器 可以提高分离效率 第二章固体物料输送设备 第二章固体物料输送设备 过滤式 袋滤器 原理 利用织物袋子将气体中的粉尘滤除 类型 内滤式 外滤式 净化气体 含尘气体 结构滤袋 骨架 机壳 清灰装置 灰斗 排灰阀 2 工作过程 含粉尘气体进入袋滤器气体通过滤袋 经顶部排出粉尘被截留定时反向通入高压气体 滤袋膨胀振动 抖落粉尘粉尘从底部排除 清灰原则及时清灰不彻底清灰 脉冲袋式除尘器 含尘气体的分离系统 40 50 m 5 m dpc50 1 2 m0 5 m达90 粉尘 含尘气体 净化气体 粉尘 重力沉降室 旋风分离器 袋滤器 离心风机 第二章固体物料输送设备 洗涤式 原理 利用水来捕集气流中的粉尘 类型 淋浴式 水浴式水浴式 含尘气体进入水浴式除尘器后 经伞形孔板分割鼓泡多次与水接触而洗涤净化 粉尘被截留在水中 第二章固体物料输送设备 六 气流输送系统设计 1 设计条件 输送量 生产任务 物料性质 u悬 颗粒形状 尺寸 密度 地点条件 输送距离 高度 沿途情况 第二章固体物料输送设备 2 设计步骤 合理布置管道 压力损失最小 选择输送流程 优先选用真空输送流程 确定工作参数 气流输送速度 气 固混合比 计算气流量和管道直径 选择加料 分离和除尘设备的类型 计算其尺寸 计算输送系统压力损失 选择风机 第二章固体物料输送设备 3 气流输送速度 气流输送装置设计得是否合理 选择的气流速度是否合适是关键因素之一 影响因素 输送量 物料性质 地点条件 输送流程 气流速度过低 被输送的物料不能悬浮或不能完全悬浮 容易造成管道阻塞 气流速度过高 则浪费动力 而且加剧了输送装置的磨损和物料的破碎 第二章固体物料输送设备 根据悬浮气流输送的机理 只要气流速度大于物料的悬浮速度 就能实现气流输送垂直管 u气 1 5u悬水平管 u气 2u悬 结论 必须具有足够的气流速度才能输送物料 但是速度过高 会产生较大的沿途阻力 因此 速度要适当 第二章固体物料输送设备 物料的密度越大 粒径愈大 则所选用的气流速度就愈大要较准确地确定气流速度 只能实验测算或采用经验值 第二章固体物料输送设备 4 混合比 单位时间内输送的物料质量与所用空气质量之比 式中 Gs 物料的质量流量 kg hG 空气的质量流量 kg h 混合比愈大 每1kg空气输送的物料量就愈多 过高的混合比 易造成管路堵塞 第二章固体物料输送设备 影响因素 输送量 物料性质 地点条件 输送流程 气流输送速度 混合比的选择主要取决于输送系统的具体情况和物料特性 吸送式系统混合比可取小些 压送式系统可取大些 输送距离短的混合比可取大些 反之可取小些 松散的颗粒状物料混合比可取大些 粉状物料或较潮湿物料混合比应取小些 第二章固体物料输送设备 一般选取混合比的范围如表所示 5 计算 1 输送气流量和管道直径 第二章固体物料输送设备 式中 Gs 物料的质量流量 kg h 混合比 a 空气密度 kg m3 m3 h 输送气流量 第二章固体物料输送设备 输料管直径 式中 u1 输送气流速度 m s选标准管径 计算实际输送气流速度 m 第二章固体物料输送设备 2 气流输送系统的总压力损失 P 空气管的压力损失 P1物料加速段的压力损失 P2输料管中的压力损失 P3分离器和除尘器的压力损失 P4 第二章固体物料输送设备 空气管的压力损失 P1 弯管的压力损失 式中 La 空气管长度 m Pa Pa 直管的压力损失 a 空气摩擦系数 一般在0 02 0 04之间 光滑管 K 1 0 新焊接管 K 1 3旧焊接管 K 1 6 第二章固体物料输送设备 b 弯管阻力系数 第二章固体物料输送设备 加速段的压力损失 P2物料进入输料管后开始随气流运动时 需要靠气流的动能对它进行一段加速过程 才能达到稳定的输送状态加速段内 空气与粒子之间的速度差较大 空气流动阻力显著增加加速段虽然距离不长 但其压力损失在总压力损失中占有较大比例 第二章固体物料输送设备 Pa 式中 C 供料系数 其值在1 10之间 连续稳定供料取小值 间断供料或用吸嘴吸料时取大值 第二章固体物料输送设备 输料管中的压力损失 P3输送管中的压力损失是指以稳定状态输送物料时 输送管中由于物料在管内相互碰撞与管壁碰撞摩擦而引起的压力损失输料管由垂直管 水平管和弯管组成 应分别进行计算 第二章固体物料输送