Тема лекции: Оборудование для транспортировки сыпучих материалов. Пневмотранспорт. Схемы, принцип работы. Основные механизмы

Лекция №6

Пневматический транспорт. Общие сведения. Устройство, преимущества и недостатки. Установки пневматического транспорта служат для перемещения насыпных и штучных грузов по трубам или желобам при помощи сжатого или разреженного воздуха.

Установки для насыпных грузов могут перемещать пылевид­ные, порошкообразные, зернистые и кусковые материалы, а уста­новки для единичных грузов предназначены для транспортирова­ния по трубам почтовых отправлений (пневматическая почта), различной производственной документации (накладные, бланки анализов и т. п.) и мелких грузов (например, пробы для анализа), уложенных в патроны. Разновидностью пневмотранспорта яв­ляется пневмоконтейнерный транспорт, перемещающий насыпные грузы в контейнерах по трубопроводам большого диаметра.

Установки, транспортирующие насыпной груз во взвешенном состоянии в потоке воздуха, разделяют на всасывающие (рис. 25, а), нагнетательные (рис. 25, б) и смешанные (рис. 25, в). Всасывающая установка состоит из сопла 2, засасы­вающего вместе с воздухом насыпной груз 1 из штабеля, и трубо­провода 3, по которому груз потоком воздуха подается в отде­литель 4, где частицы груза выпадают из теряющего скорость воздуха и через шлюзовой затвор 7 подаются в приемный пункт.

Воздух, насыщенный пылью, из отделителя 4 поступает по трубопроводу 5 в фильтр 6, где очищается от пыли и отсасывается эксгаустером 8. Пыль удаляется из фильтра через шлюзовой затвор 7. Всасывающие установки удобны там, где требуется за­бирать насыпной груз из нескольких пунктов и передавать его в один приемный пункт, например, при выгрузке зерна из барж в приемный склад (несколько сопл засасывают зерно сразу из многих отсеков трюма).

а - всасывающая; б - нагнетательная; в - смешанная;

г - схема цементовоза и приемного бункера

Рисунок 25 – Пневмотранспортные установки.

Давление разреженного воздуха во всасывающих установках низкого вакуума — до 0,01 МПа, среднего вакуума до 0,02 МПа, высокого вакуума до 0,03 МПа.

Нагнетательная установка (рис.25, б) имеет компрессор 9, подающий сжатый воздух через воздухосборник и влагоотделитель в транспортный трубопровод 3, который принимает насыпной груз из питателя 10. Далее груз увлекается потоком сжатого воздуха по транспортному трубопроводу, который может иметь разветвления для одновременной подачи груза в различные приемные пункты. В конце каждого ответвления находится разгрузочный комплекс, состоящий из отделителя 4, фильтра и шлю­зового затвора 7. Нагнетательные установки удобны тогда, когда груз, получаемый из одного пункта, нужно распределять по не­скольким приемным точкам. Нагнетательные установки бывают высокого давления (0,3... 0,4 МПа и редко до 0,6 МПа), среднего (0,2... 0,3 МПа) и низкого (0,15... 0,2 МПа).

Описанная выше схема относится к установкам среднего дав­ления. В них допустимо применение барабанных питателей (с ротационным затвором). В нагнетательных установках вы­сокого давления для ввода материала в трубопровод применяют камерные питатели, описанные ниже.

Установка смешанного типа (рис. 25, в) включает всасыва­ющий 12 и нагнетательный 16 трубопроводы. Насыпной груз, засасываемый соплом 11, поступает по трубопроводу 12 в отдели­тель 13, который одновременно служит питателем для нагнета­тельного трубопровода 16. Воздух из отделителя 13, прошедший через фильтр 14, подается компрессором 15 в нагнетательный трубопровод 16. Насыпной груз выпадает из воздуха в отдели­теле 17 и подается в пункт приемки через шлюзовой затвор 18.

Установки смешанного типа забирают груз из нескольких загрузочных мест и подают одновременно из несколько пунктов.

Пневмотранспортную установку, перемещающую насыпной груз с высокой концентрацией смеси (в плотной фазе), исполь­зуют в цементовозе (рис. 25, г).

Для разгрузки вагонов и судов применяют самоходные и плавучие перегружатели. Такие машины используют, например, для выгрузки цемента и зерна.

Преимущества установок пневматического транспорта заклю­чаются в компактности трубопроводов, герметичности, возмож­ности полной автоматизации процесса перемещения грузов, вы­сокой надежности, простоте эксплуатации, К их недостаткам относятся высокий расход энергии (в 10... 15 раз больше, чем, например, у ленточных конвейеров); интенсивное изнашивание оборудования при транспортировании абразивных материалов; непригодность для транспортирования связных грузов (липких, влажных).

Рисунок 30 – Винтовой питатель

Основными элементами пневмотранспортных установок яв­ляются загрузочные устройства (питатели, сопла), затворы, фильтры, разгрузочные устройства (циклоны, воздухоотделители), трубопроводы, ресиверы, маслоотделители.

Питатели. Питатели предназначены для подачи сыпучего мате­риала в транспортный трубопровод. Они бывают винтовые и камерные. Схема винтового питателя показана на рис, 30, Корпус 3 питателя присоединен к горловине бункера (на схеме не показан), а внутри корпуса во втулке 4 смонтирован винт 5 с пе­ременным шагом, вращающийся с частотой 1000 об/мин. При плавно уменьшающемся шаге винта 5 обеспечивается уплотнение подаваемого материала, препятствующее проникновению сжатого воздуха в полость бункера. Опорная часть 1 питателя с уплот­нением 2 установлена на раме 8.

В смесительную камеру 6 вместе с транспортируемым мате­риалом поступает сжатый воздух, который с большой скоростью вытекает из форсунок, захватывает частицы груза и уносит их в трубопровод. Груз аэрируется при помощи пористой плитки 7. Концентрация смеси груза g воздухом регулируется клапаном" при помощи рычага, несущего противовес.

Давление воздуха в смесительной камере 0,18... 0,25 МПа.

Камерные питатели разделяют на одно- и двухкамерные. У однокамерного питателя, работающего с подачей воздуха вверх, транспортный трубопровод расположен вертикально, по оси камеры. В нижней конической части камеры размещены по­ристые плитки, через которые проходит сжатый воздух, аэрируя нижние слои лежащего в камере груза. Аэрированный материал под давлением воздуха поступает в трубопровод и перемещается по нему вверх.

Рисунок 31 – Ротационный затвор

Сопла. Для подачи насыпного груза в трубопровод всасы­вающих пневмотранспортных установок применяют стационар­ные и переносные сопла. Сопло состоит из наружной и внутрен­ней труб. Трубы соединены регулировочными винтами и гайками, посредством которых можно регулировать ширину щели, пред­назначенной для впуска воздуха во внутреннюю трубу из кольце­вой полости наружной трубы. Сопло устанавливается на поверх­ности штабеля сыпучего материала нижним коническим раструбом и под действием собственной массы погружается на некоторую глубину. Входящий с большой скоростью через кольцевую щель воздух разрыхляет поверхностные части груза в коническом раструбе и увлекает их по трубе в транспортный трубопровод. Всасывающие сопла выполняют диаметром 45... 180 и длиной 800... 1200 мм; толщина стенок труб 1,5... 2 мм.

Затворы. Затворы предназначены для выпуска сыпучих мате­риалов из разгружаемых емкостей, давление в которых меньше, чем в трубопроводах или в емкостях, принимающих материал, и для предотвращения прорыва воздуха с повышенным давлением в разгружаемую емкость. Рабочим органом ротационного затвора (рис. 31) служит многокамерный барабан 4, плотно посаженный в корпусе 3 и вращающийся при помощи вала 2, опирающегося на фланцы /. Сыпучий материал поступает сверху в шлюзовые камеры барабана, перемещается ими вниз и высыпается в прием­ный трубопровод. Опорожнившиеся камеры заполняются возду­хом под повышенным давлением, который затем поступает в по­дающую груз емкость, а из нее уходит через фильтр в атмосферу.

Описанный затвор называется ротационным. Недостатком его является интенсивное изнашивание при транспортировании абра­зивных материалов из-за наличия вращающихся деталей, сопри­касающихся с абразивной средой.

а - сухой; б- мокрый

Рисунок 32 – Фильтры

Фильтры. Применяемые в пневмотранспортных установках фильтры предназначены для очистки воздуха от пылевид­ных частиц насыпного груза. Их разделяют на сухие и мокрые (рис. 32). Сухой фильтр состоит из тканевых рукавов, через стенки которых проходит запыленный воздух (стрелка внизу на рис. 32, а показывает место входа пыльного воздуха). Очи­щенный воздух уходит из фильтра по патрубку. Пыль, скопив­шаяся внутри рукавов, стряхивается специальным механизмом на дно фильтра и периодически удаляется.

Мокрый фильтр (рис. 32, б) состоит из резервуара 7 с водой, выпускного патрубка 6 для пыльного воздуха (на схеме распо­ложен вертикально) и выпускного 5 для чистого воздуха. Стрелками показано направление движения пыльного воздуха. Пузырьки воздуха, перемещаясь в воде и проходя через решетку 1, очищаются от пыли.

Резервуар 7 заполняется водой через тру­бопровод 3. Вода сливается по трубопроводу 8. На резервуаре 7 установлены водомерное стекло 2 и вакуумметр 4.

Отделители. Для отделения транспортируе­мого груза от воздуха применяют отделители с внутренними направляющими поверхностями и циклонные. Первый состоит из корпуса, внутри которого смонтированы направляющие из ли­стовой стали, замедляющие движение грузовоздушной смеси. Наиболее крупные фракции на­сыпного туза выпадают первыми и выгружаются через нижний патрубок. Воздух, содержащий более мелкие фракции, поднимается вверх, и частицы поступают во встроенный конический бункер отделителя, откуда отводятся по кониче­скому патрубку. Воздух, содержащий только пылевидные фрак­ции, выходит через верхний патрубок и направляется на фильтр для окончательной очистки.

Циклонный отделитель для пылевидных грузов показан на рис. 33. Грузоведущая смесь поступает через патрубок по каса­тельной к внутренней поверхности корпуса разгрузителя и при­обретает вращательное движение. Центробежные силы отбрасы­вают частицы груза к периферии корпуса, где они тормозятся силами трения и падают вниз, выгружаясь через выпускное отверстие. Освобожденный от груза воздух выходит через верх­ний патрубок.

Рисунок 33 – Схема циклонного отделителя

Трубопроводы. Транспортные трубопроводы изготовляют из листовой стали толщиной 0,6... 3 мм или из цельнотянутых стальных труб диаметром 50... 300 мм с толщиной стенок 1... 12 мм, причем толстостенные трубы (10... 12 мм) применяют при транспортировании абразивных материалов для компенсации из­носа. При транспортировании неабразивных материалов приме­няют трубы из пластмассы.

Воздуходувные машины. Воздуходувные машины разделяют на центробежные и поршневые. К первым относят вентиляторы и турбохмашины, а ко вторым — ротационные (водокольцевые насосы, с радиальными подвижными пластинами, коловратные) машины и машины с поступательно движущимися поршнями.

Работа вентиляторов и турбомашин основана на действии центробежных сил, при котором кинетическая энергия воздуха превращается в потенциальную энергию давления, а поршневых машин — на принципе выжимания воздуха поршнями. Наиболее простыми по конструкции являются водокольцевые насосы, но они имеют малый КПД (0,4... 0,45).

Литература: 4 осн. [336-343].

Контрольные вопросы:

1. Назначение пневмотранспорта.

2. Устройство, преимущества и недостатки пневмотранспорта.

3. Для чего установлен ресивер в нагнетательной схеме пневмотранспорта?

4. Как называется насос в нагнетательной схеме автотранспорта?

5. Какие питатели применяются для подачи сыпучего материала в транспортный трубопровод пневмотранспорта?

6. Какие параметры определяют при расчете пневмотранспортной установки?

Дата добавления: 2015-06-26