Общие сведения, назначение, область применения

План лекции

БУНКЕРА, ЗАТВОРЫ, ПИТАТЕЛИ

ЛЕКЦИЯ 24

1.Общие сведения, назначение, область применения

2.Основы расчета и проектирование бункеров

3.Затворы и питатели

Бункера предназначены для приема, хранения и подачи на транспортные средства насыпных грузов. Они представляют собой сосуды, имеющие вверху загрузочные, а внизу разгрузочные отверстия. Разгрузочные отверстия перекрываются затворами. На рис. 24.1 приведена классификация бункеров.

Бункера применяют в установках трех типов: аккумулирующих, уравнительных и технологических.

Аккумулирующие установки служат для хранения насыпных грузов и снабжены устройствами для загрузки и разгрузки емкостей, устройствами для измерения массы и др.

Уравнительные установки являются промежуточными емкостями для насыпных грузов, обеспечивающими стабильную работу транспортной системы при неравномерной работе ее отдельных звеньев или при сочетании в одной линии непрерывного и периодического транспорта.

Технологические установки служат для временного хранения сыпучих промежуточных продуктов производства (например, отстойные емкости для формовочной земли, охлаждающие емкости и т. п.).

Применяют:

- закрытые,

- открытые сверху бункера.

Открытые бункера дешевле закрытых, но их используют лишь для грузов, не портящихся от воздействия атмосферных осадков и не выделяющих пыли, вредной для здоровья обслуживающего персонала.

В закрытых бункерах с конической крышей отсутствуют пустые зоны при заполнении.

В бункерах же с плоскими перекрытиями всегда имеются пустые зоны, особенно при боковом

Рис. 24.1. Классификация бункеров

расположении загрузочного отверстия. Пустые зоны не только уменьшают объем бункера, но и представляют опасность при скоплении в них взрывоопасных газов и пыли.

По виду поперечного сечения бункера можно разделить:

- прямоугольные,

- круглые,

- корытообразные.

Прямоугольные бункера, имеющие форму пирамиды или обе­лиска, называют пирамидальными или обелисковыми.

Бункера изготовляют: металлическими, железобетонными, деревянными и комбинированными.

1)Металлические бункера имеют сравнительно небольшую массу, их опоры занимают мало места; изготовляют их на заводах индустриальными методами с последующей сборкой стандартных частей на месте установки. Эти бункера достаточно долговечны при хранении сухих грузов, эксплуатация их дешевле эксплуатации других бункеров. Однако металлические бункера при хранении влажных грузов подвержены коррозии, которая не только ускоряет их изнашивание, но и увеличивает коэффициент трения насыпного груза о стенки, что может затруднить разгрузку бункера.

2)Железобетонные бункера применяют для хранения сухих и влажных грузов. Они долговечны, но, как правило, дороже и тяжелее металлических. Железобетонные бункера малопригодны для хранения горячих материалов, так как бетон дает трещины вследствие термических деформаций.

По конструкции железобетонные бункера разделяют:

- монолитные,

- сборные,

- комбинированные.

Монолитные бункера возводят в общей опалубке и применяют преимущественно на железобетонных эстакадах и в железобетонных зданиях.

Сборные бункера состоят из отдельных железобетонных плит, соединенных сваркой.

Комбинированные бункера состоят из стальных каркасов, покрытых внутри железобетонными плитами.

Деревянные бункера сравнительно недолговечны (например, срок их службы на погрузке угля составляет 8...10 лет) и требуют частого ремонта.

Комбинированные бункера представляют собой сочетание отдельных конструкций, изготовленных из различных материалов. Например, железобетонный корпус бункера соединяют с металлическим днищем, каменный или кирпичный корпус с металлической армированием сочленяют со сборным железобетонным днищем.

Деревянные бункера для уменьшения износа часто выстилают внутри стальными листами.

2. Основы расчета и проектирования

Определение давления на стенки бункеров.

Давление груза на стенки бункера зависит от свойств груза и конфигурации бункера. Наиболее просто его определить для грузов, по свойствам близких к жидкостям (например, жидкий бетон, строительные растворы и т. п.).

В этом случае давление на стенки распределяется по гидростатическому закону:

где h" - глубина расположения точки приложения давления под уровнем материала;

- поправочный коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки:

,

здесь j - наибольшее ускорение вертикальных колебаний бункера.

Ускорение вертикальных колебаний бункеров обычно не превышает 6 м/с². Это значение и следует считать расчетным, если точное значение не известно.

Общее выражение для определения давления на вертикальные стенки бункера имеет вид:

где e " - коэффициент, учитывающий вертикальные силы трения насыпного груза о стенки бункера (так называемый коэффициент зависания).

Для определения наименьшего допустимого размера отверстия при хранении в бункере легкосыпучих грузов К. В. Алферовым предложена формула:

где А_И - размер стороны квадратного или диаметр круглого отверстия, мм;

k' - опытный коэффициент (для сортированных грузов k'=2,0, а для рядовых k'=2,4);

а' - наибольший размер типичных кусков (до 300 мм);

j - угол внутреннего трения (для легкосыпучих материалов угол трения равен приблизительно углу естественного откоса; если для данного груза (j>50° то в уравнение подставляют j=50°).

Для расчета ширины прямоугольных отверстий формулу преобразуют следующим образом:

где - отношение сторон отверстия (большей к меньшей).

Рассчитывать размеры выпускных отверстий для кусковых грузов следует по этим же формулам. Из полученных значений следует выбрать большее. Затем выпускное отверстие необходимо проверить на расчетную пропускную способность бункера.

При этом следует иметь в виду, что в корытообразных бункерах всегда, даже при большом угле наклона стенок, имеет место нормальный вид истечения благодаря задерживающему влиянию масс насыпного груза, расположенных вблизи плоскости симметрии бункера, рядом с зоной выпуска.

По этим же формулам можно также рассчитывать размеры выпускных отверстий бункеров для плохо сыпучих грузов, обладающих начальным сцеплением частиц, при применении вибраторов или других средств, для разрушения образующих сводов, действующих во время опорожнения бункеров. В этих случаях в формулы подставляют граничное значение j=50°.

Пропускная способность (т/ч) бункера зависит от скорости истечения сыпучих грузов. Для бункеров непрерывного действия её находят по формуле:

где v – скорость истечения насыпного груза из отверстий бункера, м/с;

r - насыпная плотность груза, т/м³;

w^/ - площадь отверстия истечения, определяемая с учетом кусковатости груза, м².

Для круглого отверстия:

,

здесь А_И и В_И – размеры сторон.

Дата добавления: 2014-01-04