第六章 气力输送技术

第六章气力输送技术 第一节气力输送的基本原理 第一节气力输送的基本原理 一 沉降速度与悬浮速度 散粒物料在气流中运动时 沉降速度和悬浮速度是它的最基本性质 当直径为d的球形物体从静止状态在空气中自由下落时 由于受到重力的作用 下落速度将愈来愈快 同时 物体受空气的阻力亦逐渐增大 当物体的自重G以及物体在空气中受到的浮力P和阻力R 按下列关系达到平衡时 即 G P R 则物体将因惯性作用而以等速v沉向下沉降 这一速度就叫做沉降速度 在上式中 R CS C 式中 物 气 物体和空气的比重g 重力加速度S 物体在运动方向的投影面积 亦叫迎风面积C 物体以沉降速度运动时的阻力系数 第一节气力输送的基本原理 一 沉降速度与悬浮速度 在上式中 沉 设沉降速度为 沉的物体 放在垂直向上的速度为 的均匀气流中 则物体运动的绝对速度 物将为 v物 v v沉 此时 如果 沉 则物体的绝对速度 物 0 即物体在气流中停在原处 既不上升 也不下降 通常将这时的气流速度称为物体的悬浮速度 悬 物体的悬浮速度在数值上与沉降速度相等 即 悬 沉 由此可见 当物体处在大于其悬浮速度的气流中时 则物体将被气流带动 第一节气力输送的基本原理 一 沉降速度与悬浮速度 在水平管道内 由于气流的动力方向同物料颗粒的重力方向垂直 因而共悬浮和运动状态更为复杂 在选择气流速 度时 通常仍以垂直管道内的悬浮速度为依据 部分谷类物料的悬浮速度见表 在实际的气力输送管道中 由于物料相互之间和同管壁之间的摩擦 碰撞以及管道内气流的不均匀等多种原因 实际所需的气流速度远比物料的悬浮速度为大 第一节气力输送的基本原理 一 沉降速度与悬浮速度 第一节气力输送的基本原理 一 沉降速度与悬浮速度 第二节气力输送装置的基本形式 第六章气力输送技术 第二节气力输送装置的基本形式 根据设备组合情况的不同 气力输送装置一般可分为吸气式 压气式和混合式三种基本形式 一 吸气式气力输送装置 图所示为固定式码头吸粮机 它是吸气式气力输送 装置的一种形式 一 吸气式气力输送装置 可以看出 物料的输送都是在风机的吸气管道一侧进行 当风机7开动后 在风机的吸气管道内造成一定的负压 这时 在管道外面的空气 就被大气不断地压入管道 与此同时 物料也被空气带动通过吸嘴1进入管道2 并被输送至卸料器3 在卸料器中 物料和空气分离 然后从卸料器底部的关风器4排出 空气则经除尘器5和6净化后进入风机 然后排人大气 或再经一道除尘器二次净化后再排人大气 这种输送方式的特点是 1 可以从几处同时吸取物料 输送到一处集中 2 适宜于堆积面广 或装在低处深处物料的输送 3 只要有空气吸入口 就能很容易地把管道伸入到一些狭窄的地方 吸取物料进行输送 4 在输送过程中 没有灰尘飞扬 供料口可以敞开 供料和输送可以连续进行 5 由于输送气流的压力低于大气压力 水分容易蒸发 所以对水分多的物料比压气式容易输送 第二节气力输送装置的基本形式 在压气式气力输送装置中 物料的输送都在压气管道一侧进行 输料管内的空气压力大于周围的大气压力 因此也叫正压输送或压送 图所示为压气式气力输送装置的一般形式 当通风机1开动后 管道2内的压力便高于大气压力 为了使料斗3中的物料能进入管道2中去 在这里装有供料器4 物料进入管道后 即被气流输送至卸料器5中 使物料与空气分离 并由关风器6排出 空气则经除尘器7净化后排人大气 目前 粮食加工厂中谷壳等副产品的输送 常采用此种形式 一 吸气式气力输送装置 第二节气力输送装置的基本形式 压气式气力输送装置 二 压气式气力输送装置 第二节气力输送装置的基本形式 这种输送方式的特点是 1 将输料管分叉并安装切换阀 即可改变输送路线或同时向几个地方输送 2 因为输送空气的压力可以提高到风机额定的最高排气压力 所以即使输送条件有些变化 也能保持一定程度的适应性 适合于高浓度长距离输送 3 整个装置内部处于正压状态 物料易从排料口排出 卸料器和除尘器结构较简单 但供料器结构较复杂 在输送过程中 灰尘容易飞扬 二 压气式气力输送装置 第二节气力输送装置的基本形式 三 混合式气力输送装置 混合式气力输送装置是在风机的吸气管道和压气管道都进行物料的输送 如下图所示 当风机工作时 物料由吸嘴随气流沿吸气管道进入卸料器 在这里 物料与空气分离 从卸料器分离出来的空气沿风管进入风机 井从压气管道排出 从卸料器分离出来的物料 经关凤器 供料器 排出后 也进入压气管道 在这里与空气重新混合 然后沿压气管道送至卸料器 经关风器排出 空气则经布筒过滤器净化后排入大气 第二节气力输送装置的基本形式 四 粮食加工厂气力输送的形式和特点 在粮食加工厂车间内部 一般采用吸气式气力输送装置来完成物料的提升输送 粮食加工厂采用气力输送 除了能起到输送作用外 还可以在输送过程中 对物料进行清理 冷却 分级和对作业机完成除尘 降温等工艺任务 在大米厂或面粉厂的清理车间中采用气力输送 对粮粒起到一定的表面清理作用 并可除去部分瘪麦 瘪谷 麦皮 谷壳等轻杂质 以及绝大部分泥灰 砂 在米厂的砻碾部分 还可进一步分离谷壳和糠粞 所有这些 就可以不用或少用风选设备 从而使工艺和设备得以简化 在制粉车间中 由于风运管道能从磨粉机内吸出大量空气 使磨辊和碾磨后的物料得到冷却 这就为提高磨粉机的单位产量创造了条件 并使面粉的烘焙性质得到改善 根据测定 采用风运的面粉厂 其碾磨物料的温度一般能降低4 7 第二节气力输送装置的基本形式 第二节气力输送装置的基本形式 采用气力输送 由于利用直径不大的输料管代替了体积庞大的斗式提升机 以及除尘设备的减少和其它工艺设备的简化 使厂房的跨度可以缩小 建筑面积可以减少 在同样的条件下 车间显得宽敞明亮 粮食加工厂的风运装置是在负压下工作 所以灰尘不易飞扬 同时由于设备和溜管内的水汽凝结基本消除 灰尘不易积存 从而消除了滋长微生物和虫害的温床 使车间的劳动卫生条件大为改善 四 粮食加工厂气力输送的形式和特点 第二节气力输送装置的基本形式 气力输送的主要缺点 它与机械输送比较 动力消耗较高 因此 在设计时 必须考虑气流的综合利用 其次在输送颗粒状物料时 如果处理不当 对设备的磨损较大 并易导致谷物的破碎 另外 粮食加工厂的风运装置 通常是由若干根输料管组成的集中网路 因此在操作上 物料流量要求稳定 均匀 四 粮食加工厂气力输送的形式和特点 第二节气力输送装置的基本形式 一 接料器和供料器 五 气力输送装置的主要设备 1 负压接料器 双筒形吸嘴 双筒形吸嘴主要用来直接吸取仓库内或车 船内的散装粮食 第二节气力输送装置的基本形式 一 接料器和供料器 表双筒形吸嘴尺寸 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 2 三通接料器三通接料器是由供料溜管和风管两个基本部分组成 根据风管放置位置的不同 有垂直三通接料器和水平三通接料器之分 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 3 诱导式接料器它是垂直三通接料器的一种变形 具有较好的气体力学特性 物料沿矩形溜管1下落 经弧形淌板2转向并上冲 落入从进风口3引入的气流中 弧形淌板2是装在两边的弧形轨道中的 因此 可以根据物料下落的情况来调节其插入深度 使物料适当减速或顺着气流方向冲出 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 4 正压供料器 在压气式风运装置中 由于输料管内的压力大于大气压 因此要使物料顺利地进入就必须依靠专门的供料装置 即所谓正压供料器 或叫喂料器 正压供料器常用的有两种 即叶轮式供料器和收缩管供料器 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 二 输料管及弯头 输料管是用来输送物料和空气混合物的管道 它通常连接在接料器和卸料器之间 输料管采用圆形截面 可使气流在整个截面上容易均匀分布 同时 其阻力亦比共它形状的管子为小 制造 安装也较方便 粮食加工厂风运装置的输料管 其内径一般为60 300毫米 所用材料可根据输送物料的性质来选择 在面粉厂的制粉车间 输料管通常采用镀锌薄钢板制成 在面粉厂清理车间和碾米厂中 输料管一般采用厚为1 0 1 5毫米的薄钢板卷制而成 亦可采用薄壁无缝钢管 焊接钢管 水煤气管等 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 三 卸料器与闭风器 1 卸料器 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 卸料器是使物料从气流中分离出来的设备 对它的要求是 第一 分离效率要高 这对颗粒状物料如小麦 稻谷等来说 是比较容易做到的 但对粉状的物料 要完全分离就较困难 第二 性能要稳定 即当输送条件稍有变化时 也要具有稳定的分离能力 第三 结构要简单 体积要紧凑 容易磨损的部位能拆卸更换 检查维修要方便 另外要有较多的透明部分 以便观察和操作 第四 对于分离粮粒的卸料器 要具有 一风多用 的作用 即不仅能卸出粮粒 而且还能把其中的灰尘和轻杂质分离出来 并对粮粒表面有一定的摩擦清理作用 1 箱式卸料器图所示为结构最简单的箱式卸料器 它是一个以木条或角钢为框架并镶嵌玻璃的三角形箱子 垂直提升的粮粒和空气由输料管经变形管冲向圆弧形顶盖 然后折向沉降室 由于圆弧形顶盖对粮粒的碰撞和摩擦 以及沉降室体积的扩大 使粮粒失去原来的运动速度 并在自身重力的作用下向下降落 流经淌板 而从出口经关风器排出 粮粒中的灰尘和一部分轻杂质 则随同气流从出风管7吸出 然后去除尘器收集 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 2 弯头式卸料器右图所示为弯头式卸料器 它是有进料变形管 矩形弯头 调风阀 集料斗和出风管组成 粮粒与空气的混合物由输料管经变形管进入矩形弯头 在弯头中 粮粒继续靠气流的带动和自身的惯性力前进 并滑向集料斗 空气和轻杂质则经出风管吸出 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 4 圆筒形卸料器 物料随气流从输料管经冲扎短管进入卸料器 并冲向用金刚砂浇制的花瓣形金刚砂蕊上 在这里 物料反冲散落到缓冲圈上然后流向出料管经关风器排出 空气经输料管进入冲孔短管时 其中一部分将穿过孔眼而从套管排出 另一部分则从冲孔管末端排出 这些空气 当其穿过从金刚砂蕊反冲散落的物料层时 将粮粒中的部分轻杂质带走 然后一起流向外套筒与内圆筒之间的风道中 再向上从出风管1吸出 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 2 闭风器关风器或叫闭风器 是使卸料器或除尘器在有压力差的情况下 能够顺利地排出物料 而又不致泄漏空气的一种设备 关风器是气力输送装置中十分关键的设备 它要求有良好的气密性能 排料要连续可靠 不易破碎物料 外形尺寸要小 特别是高度要低 常用的关风器有需要传动的叫叶轮式关风器和不需传动的料封压力门关风器等 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 2 闭风器 料封压力门关风器 简称压力门 有如右图所示的几种形式 它是依靠堆积一定高度的物料来保持气密要求的 它的结构简单 制作方便 不需传动 缺点是需要有较高的垂直高度 否则容易漏风 对于粉状物料效果较差 五 气力输送装置的主要设备 第二节气力输送装置的基本形式 第三节气力输送网络的压力 第六章气力输送技术 由于气力输送的理论研究还不够完善 因此关于压力损失的计算 一般根据实验和理论分析的方法进行 又因实验的条件和分析归纳的方法不同 得出的系数和计算公式也不相同 下面介绍的是根据国外研究的计算方法 一 压力损失的计算方法和公式 风运网路的压力损失H 可以归纳为由两部分组成 共一为空气携带物料进行输送的压力损失H物另一部分为空气卸掉物料后进行输送和净化的压力损失H辅即 H H物 H辅 第三节气力输送网络的压力 输送物料的压力损失H物 包括从空气和物料进入输送系统到卸料器为止的所有压力损失 即为空气自接料器吸入 携带物料经按料器 输料管 弯头直至卸料器为止的全部压力损失 它将磨辊由下列各项压力损失所组成 H物 H机 H接 H加 H摩 H弯 H复 H升 H卸 一 压力损失的计算方法和公式 第三节气力输送网络的压力 H摩 R 1 K 千克 米2 R 输送空气时每1米管道的压力损失 输料管的长度 包括弯头的展开长度 米 输送浓度 K 阻力系数 它与物料的性质 输料管的直径和风速有关 对于小麦 对于粗硬物料 对于细软物料 一 压力损失的计算方法和公式 第三节气力输送网络的压力 空气携带物料通过弯头时的压力损失可按下式计算 H弯 H动 1 千克 米2 式中 弯头在输送空气时的阻力系数 H动 输料管中空气的动压力 一 压力损失的计算方法和公式 第三节气力输送网络的压力 物料通过弯头时 由于方向改变和不断与弯头碰撞而降低速度 如果在弯头后面还有管道 物料要继续输送 则其速度必须重新恢复起来 当弯头的方向由垂直转向水平时 H复与输送物料的数量和弯头后面的水平管段的长短有关 H复 H加 千克 米2 H加 空气加速物料的压力损失 输送量系数 弯头后面水平管长度系数 一 压力损失的计算方法和公式 第三节气力输送网络的压力 一 压力损失的计算方法和公式 第三节气力输送网络的压力 当弯头的方向山水平转向垂直时 H复这项压力损失按下式计算 H复 2 H加 千克 米2 如果弯头后面没有管道 物料通过弯头后直接进入卸料器 则这项压力损失就不存在 即H复 0 空气提升物料的压力损失 即空气和一定重量的物料提升到一定高度所做的功 其值为 H升 h 千克 米2 式中 空气的比重 千克 米3 h 物料提升的高度 米 一 压力损失的计算方法和公式