20物料输送系统设备

第三章物料输送系统设备不同状态的物料，采用不同的运送方式和机械固体物料一般多采用机械输送设备，液体物料多采用泵来输送。从输送的方向上，有垂直向上或倾斜向上的输送，有水平距离或微小坡度（倾角）的上升和下降的运送，有垂直向下或倾斜向下的放送；从运送方式上有被送物料的平移向前运动，也有被送物料呈翻滚前进的运动，也有的是被送物料呈无规则的运行。在考虑生产工艺过程时，应当把工作机构和输送、预处理系统的设备密切结合起来。第一节固体物料的输送一、机械输送设备（1）斗式提升机（垂直提升物料）（2）皮带运输机（水平或斜向上提升物料）（3）螺旋输送机（水平或斜向上提升物料）（4）气力输送系统（垂直或水平提升物料）（一）斗式提升机1．斗式提升机的适用物料斗式提升机将物料连续地由低的地方提升到高的地方。适用于那些松散型、小颗粒物料。斗式提升机分类按物料的运送方向，可分为垂直的和倾斜的，但倾斜角一般都在70°以上；按工作速度大小则可分为高速的和低速的。按照牵引构件的形式可分为带式和链式的；带式的斗式运输机仅用于负荷不大的地方，由于其运转平稳，故速度可达3m/s；链式的斗式运输机的提升高度较高，速度一般在0.5～1m／s。2．斗式提升机的构造和原理l.主动轮2.卸料口3.料斗4.输料带5.从动轮6.进料口7.外壳8.电动机斗式运输机斗式运输机主要由：传动的滚轮、紧张的滚轮、环形牵引带或链、斗子、机壳和装、卸料装置等几种部分组成。它是用胶带或链条作牵引件，将一个个料斗用螺钉固定在牵引件上，牵引件由上下鼓轮张紧并带动运行。传动滚轮的转速及直径的选择很重要。料斗料斗深斗和浅斗安挂时一般是两斗间的垂直间距为2.3～3h（h为斗深）。料斗带：安装料斗的牵引带，常用胶带和链条两种。胶带为由若干层帆布组成的橡胶带，带宽比料斗的宽度大35～40mm；钢质链条具有较强的牵引力，适用于高生产率，较高高度和较重物料的运输，但运行的平稳性较差。斗式提升机的装料方法掏取式喂入式斗式提升机的卸料方法1.离心式卸料2.导轮式重力卸料3.导槽式重力卸料转鼓：根据使用的胶带和链条的不同，转鼓有两种不同的类型：皮带轮和链轮。上下两轮直径相同，一般为300~500mm，上部为主动轮，下部是从动和张紧轮。斗式运输机的特点优点：横断面上的外形尺寸小，有可能将物料提升到很高的地方，生产能力的范围也很大；缺点：动力消耗较大。3．斗式提升机的计算（1）斗式提升机的提升速度：对于不同的物料，斗式提升机的运行常采用不同的速度。（2）生产能力（输送量）：φ—斗子的装填系数，其值随物料而异。3600VQvh（kg/h）（3）功率消耗功率P轴可按下式计算：（kW）式中Q——生产能力，t／h；H——提升高度，m；η——传动效率，η=0.5~0.8。367QP轴电动机功率P电机=1.2P轴式中1.2——起动时，克服惯性力的阻力系数。斗式提升机（二）带式输送机l．带式输送机的适用物料输送物料：粉粒体、块状、成形物及成件制品。功能：水平输送、倾斜输送倾斜角度受物料和带的物理性质、两者间的摩擦以及物料的自然滑落程度所限制，一般不大于22°。分类按结构不同，带式输送机可分为固定式、搬移式和运动式3种；按用途不同，可分为一般的和特殊的。工厂中采用固定式的带式输送机较多。特点优点：结构比较简单，工作可靠，输送能力大，动力消耗低，适应性广。缺点：若改变运送方向时，需多台机联合使用。转向皮带输送机胶带输送机2．结构和原理l.带2.主动轮3.从动轮4.托辊5.加料斗6.张紧装置带式输送机的构造带式输送机的主要部件：输送带托辊鼓轮传动装置张紧装置加料装置和卸料装置。（1）输送带输送带的基本要求：强度高，本身质量轻，相对伸长小，弹性高，柔软，耐磨，耐用。输送带的形式：橡胶带、塑料带、钢带等。以橡胶带的使用最为普遍。输送带橡胶带由若干层帆布组成。各层帆布之间用橡胶胶合，带的上下及两侧复有橡胶的保护层。胶带的棉织层使带具有坚固性及纵向抗张能力。棉织层数随带的宽度而定。中间夹胶主要是粘结棉织层；外面涂胶是用以保护棉布不受潮湿及各种机械损伤。胶带接头有机械接头和硫化接头两种。最好采用硫化接头。（2）托辊位置：在胶带下面安装功能：承托运输带及物料的重量，限制胶带下垂。分类：上托辊和下托辊上托辊有直形和槽形两种，而下托辊只有直形一种。托辊的间距与带宽和所运送的物料有关。（3）鼓轮带式输送机两端的滚轮称鼓轮。功能：驱动、张紧、改向分类：主动轮、从动轮主动轮：通常为卸料端的鼓轮，带动胶带运动从动轮：主料端的鼓轮，拉紧胶带和转向胶带鼓轮的宽度应较胶带的宽度大100～120mm，通常为生铁铸造或用钢板焊接成的空心轮。为增加鼓轮和带之间的摩擦力，可在轮表面包上橡胶、皮革或木条。（4）传动装置和张紧装置传动装置主要包括电动机和减速机，一般安装于主动鼓轮一边。有两种结构形式：一种是闭式，电机和减速机都装在主动轮内；另一种是开式，电机经敞开的齿轮或链轮减速后传动主动轮。减速机的速比根据皮带运行速度确定选择。张紧装置作用：给胶带一定的张力，防止胶带在鼓轮上打滑。位置：安装于从动轮一侧。形式：重锤式和螺丝拉紧式重锤式是在自由悬垂的重锤作用下，产生张紧作用。优点是能自动保持张紧力不变，缺点是外形尺寸较大，多用于大型机。螺丝拉紧式是利用人工持动（手动）螺丝来调整从动轮的前后位置，使皮带具有一定的张力。此结构简单易操作，但要靠人工定期检查调节，适用于小型机。张紧装置（5）加料装置和卸料装置为确保物料均匀地落到输送带上，常用漏斗式加料器和螺旋式加料器。常用漏斗式加料器，漏斗出口应不超过带宽的0.7倍为好。螺旋加料器准确均匀，但结构较复杂。物料从输送带末端自由落下时，不需要任何卸料装置。中途卸料可用挡板，挡板与输送带纵向中心线的斜角通常取30°～45°为好。3．带式输送机的计算（1）皮带运行速度：带的运行速度对输送量有很大影响，对不同物料应选用不同的带速。当输送成件物品时，往往采用较低的带速，一般为0.5～1.5m/s，甚至更小一些。用挡板卸料时，带速不应超过1.5m/s。倾斜输送物料时带速应降低，值为水平输送时的速度乘以修正系数A，A值与倾角有关。（2）带式输送机的生产能力带式输送机的生产能力Q由下式计算：Q=3.6A·v·ρ·φ(t/h)式中Q——生产能力，t／h；A——物料在运输机带上的横断面积，m2；v——运输带的速度，m／s；ρ——松散物料的平均密度，kg／m3；φ——输送系数（可取0.8～0.85）。输送过程中，破散物料在带上的断面面积可按下列经验公式计算：平行带：F=0.04B2（m2）槽行带：F=0.08B2（m2）式中B——皮带宽度，m。（3）功率消耗计算带式运输机消耗的功率可用下式计算：（kW）式中η——传动效率η=0.7～0.85；K——考虑到运输机工作条件的系数，K=l.1～1.2，与带的长度有关；当L15m时，K=1.2。1234()PPPPKPP1——提升物料消耗的功率；（kW）Q——运输机的生产能力，t／h；H——提升高度，m；1367QHPP2——克服输送物料时的摩擦阻力所消耗的功率，kw；（kW）L——运输机的长度，m；K1——阻力系数，见表3－3－6。12367KQLPP3——克服空转时牵引机构的阻力所消耗的功率，kW；（kW）v——移动速度，m/s；K2——阻力系数，见表3－3－6；P4——使卸料设备运转所消耗的功率（由生产实际而定），kw23367KvLP（三）螺旋输送机1．螺旋输送机的作用和适用物料螺旋输送机适用于松散的粉状或小颗粒状物料。对于水分较大，粘稠的物料也能输送。螺旋输送机在输送物料的同时，兼有混合物料和加料的作用。功能：水平输送、倾斜输送、垂直输送螺旋输送机2．螺旋输送机的原理和结构1.皮带轮2.螺旋3.外壳4.轴承5.轴螺旋是由转轴与装在轴上的叶片构成，发酵工厂常用的有全叶式和带式两种。全叶式的结构简单，推力和输送量都很大，效率高，特别适用于松散物料的输送。对粘稠物料的输送，则可用带式螺旋。螺旋的轴用圆钢或钢管制成。一般可用直径为50～100mm的厚壁钢管。螺旋片大都用厚4～8mm的薄钢板冲压成型，然后互相焊接，并用焊接的方法固定在轴上。螺旋的直径普遍为150、200、300、400、500和600mm。螺旋的转数一般为50～80r/min（也有达120r/min）螺距一般为螺旋直径的0.5～1.0倍。对易损伤的物料取小值，对松散的物料取大值。螺旋与料槽之间要保持一定的间隙，一般为5～10mm。间隙小，丢料少，运输效率高。在轴的两段装有止推轴承，以承受螺旋推送物料时所产生的轴向力。由于轴很长，所以在中间应装有吊装的轴承——吊架，以加强对轴的支撑作用。吊架不能装的太密，因为吊架处螺旋被中断，易造成物料的堆积。吊架一般可装于轴的连接处，其外形尺寸应尽量减少，否则使物料通过时的阻力太大。料槽形式A一圆形料槽B一半圆形料槽螺旋输送机的特点优点：结构简单、紧凑、外形小，便于进行密封及中间卸料，特别是适用于输送有毒和尘状物料。缺点：它的推力全靠摩擦，能量消耗大，槽壁与螺旋的磨损大，对物料有所研磨，输送距离不宜太长，一般在30m以下。这种输送机常被用于短距离的水平输送，或是倾角不大于20°情况下的输送。3．螺旋输送机的计算（1）生产能力计算：式中Q——生产能力，t／h；φ——槽的装填系数，φ=0.125～0.4；各种粮粒φ=0.33，麦麸，米糠等φ=0.25；C——倾斜系数，0°时C=1.0，5°时C=0.9；10°时C=0.8，15°时C=0.77，20°时C=0.65。2260474QDSnCDSnC（2）动力消耗计算螺旋输送机的功率消耗由下式计算：式中K——阻力系数，谷物取K=1.4；粉粒取K=1.8；η——传动效率η=0.6～0.8。()367QNLKH轴=1.2NN轴电机4．可弯曲螺旋输送机可弯曲螺旋输送机是以挠性螺旋体作为构件，由电动机直接带动（或经减速后）旋转而输送物料。采用不同几何形状的挠性螺旋体，对不同特性的物料均可输送。特点机动灵活，其输送机可以任意布置安装。挠性螺旋体是惟一的运动部件，管件不用任何轴承等其他运动部件，几乎不需要进行维修，更不会因使用润滑油而污染被输送物料。（四）气力输送系统及设备气流输送又称为风力输送、气力输送是借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地的一种运输方式。气流输送的优点（1）系统密闭，可以避免粉尘和有害气体对环境的污染。（2）在输送过程，可以同时进行对输送物料的加热、冷却、混和、粉碎、干燥和分级除尘等操作。（3）占地面积小，可垂直或倾斜地安装管路。（4）设备简单，操作方便，容易实现自动化连续化，改善了劳动条件。气流输送的缺点所需的动力较大；风机噪音大，要求物料的颗粒尺寸限制在30mm以下；对管路和物料的磨损较大；不适于输送粘结性和易带静电而有爆炸性的物料。对于输送量少而且是间歇性操作的，不宜采用气流输送。（一）气流输送的原理1．垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件颗粒在垂直管内受到气流的影响，有三种力作用到颗粒上：①颗粒（粒子）本身的重力W，②颗粒受到的浮力Fa，③颗粒（粒子）与气流相对运动而产生的阻力Fs。颗粒受力情况图（l）当W＞Fa＋Fs时，粒子向下运动（2）当W=Fa＋Fs时，粒子相对静止（或匀速直线下落）（3）当W＜Fa＋Fs时，即W－Fa＜Fs时，粒子向上运动。2．颗粒在水平管中的悬浮3．颗粒在输料管中的运动状态气流输送中，颗粒在管道中的运动状态与输送气流速度有直接的关系。垂直管：气流速度达到粒子的悬浮速度时，颗粒在气流中呈流态化状态，自由悬浮在气流中；气流速度超过悬浮速度时，进行气流输送，颗粒基本上是均匀分布于气流中的。水平管道：当气流速