5第五章物料输送设备

第五章物料输送设备概述a.液体输送设备:离心泵、往复泵（泥浆泵)等；1.输送机械b.气体输送设备:鼓风机、真空泵、空气压缩机等；c.固体输送设备:带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机等。2.输送方式:气流输送系统－利用空气的动能在管道内输送固体物料。5.1输送机械一.带式输送机•带式输送机是一种广泛应用的连续输送机械。可用于输送块状和粒状物料，如谷物、地瓜干、煤块等；也可用于整件物料的输送，如麻袋包、瓶箱等。可进行水平方向和倾斜方向输送。5.1输送机械一.带式输送机1.结构带式运输机的主要部件为带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置。带：输送带有橡胶带、钢带、网状钢丝带以及塑料带等多种，以适应不同使用场合，其中用得最广泛的是橡胶带。橡胶带由苦干层帆布组成，各层帆布之间用橡胶胶合，带的上下及两侧复有橡胶保护层。•帆布层是承受拉力的主要部分．带愈宽，帆布层数愈多，承受拉力也愈大。国产橡胶带一般2-12层，宽300-1600mm.•托辊：由于带式运输机很长，所以必须在胶带下面安装托辊以限制胶带下垂。托辊分上托辊和下托辊，上托辊有直形和槽形两种，下托辊多为直形。•托辊的间距与带宽和所运送的物料有关，当物品为大于20kg的成件物品时，间距应不大于物品在运输方向的长度的1/2，以保证物品至少支持在两个托辊上。对于松散物料，间距可取1-1.5m。空载托辊的间距可取2-3m。•鼓轮：带式输送机两端的轮称为鼓轮。卸料端的鼓轮通常为主动轮，该轮旋转时，借摩擦力作用，带动胶带运动。另一端的鼓轮为从动轮，其作用是拉紧胶带和转向胶带。•鼓轮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。鼓轮的宽度应较胶带的宽度大100-120mm。•传动装置：主要包括电动机和减速器，有两种结构形式：一种是闭式，电机和减速器都装在主动轮内；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。闭式结构紧凑，易于安装布置，所以多用。•张紧装置：作用是给胶带一定张力，防止胶带在鼓轮上打滑。•常用的张紧装置有重锤式和螺旋式两种。•加料装置：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。漏斗式加料器结构简单，漏斗后壁为一倾斜面，以方便物料落至带上，漏斗出口应不超过带宽的0.7倍。螺旋加料器加料准确均匀，但结构较复杂。螺旋式(大型机)重锤式(小型机)•卸料装置：物料通常从输送带的末端卸出，此时不需要卸料装置。中途卸料可用挡板，挡板与输送带纵向中心线的倾斜角通常取30-50度，角度太大，侧向推移力小，物料不易卸出；角度太小，会增加挡板所占位置。•2.工作原理•带式输送机的工作原理是利用一根封闭的环形带，由鼓轮带动运行，物料放在带上，靠摩擦力随带前进，到带的另一端(或规定位置)靠自重(或卸料器)卸下。•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，为装卸方便，往往用较低的带速，约为0.5-1.5m/s，甚至更小一些。•当连续输送散料时，速度过小，输送能力很小；速度太快，输送带会产生振动，物料容易从带上掉下。具体设计时，可查阅相关设计手册。•带式输送机在倾斜情况下工作时，各种物料的许用倾角可查阅相关设计手册。•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：造价较高，若改向输送需多台机联合使用。二.斗式提升机斗式提升机是一种垂直升送(也可倾斜升送)散状物料的连续输送机械。机械的远行部件均装在机壳内，防止灰尘飞出，在适当的位置，装有观察口。1.结构料斗：料斗一般由薄钢板、不锈钢板或铝板冲压，焊接或铆接而成。分为深斗、浅斗和尖角形斗三种类型，如图所示。•料斗带：常用的料斗带有胶带和链条两种。胶带和带式运输机的相同。料斗用特种螺钉和弹性垫片固定于带子上，钉头应埋于胶带内，以免与转鼓碰击。带宽比料斗的宽度大35-40mm。链条具有较强的牵引力，适用于高生产率及提升高度较高和较重的物料运输，但运行的平稳性较差。浅斗深斗尖斗•卸料方法：根据物料性质不同，可分别选取离心式或重力式卸料法。•装料方法：分为掏取式和喂入式两种。掏取式装料适用于磨损性小的松散物料，料斗的速度可较高，可与离心式或重力式卸料法相配合。喂入式装料就是把物料直接加入到运动着的料斗中，料斗宜低速运行，运用于大块和磨损性大的物料。离心式重力式掏取式喂入式转鼓：根据使用的胶带和链条不同，转鼓有两种不同的类型：皮带轮和链轮。上下两轮直径相同，一股为300一500mm，上部为主动轮，下部是从动和张紧轮。2.工作原理它用胶带或链条作牵引件，将一个个料斗固定在牵引件上，牵引件由上下转鼓张紧并带动运行。物料从提升机下部加入料斗内，提升至顶部时，料斗绕过转鼓，物料便从斗内卸出，从而达到将低处物料升送至高处的目的。•三.螺旋输送机•螺旋输送机是生物(发酵)工厂较为广泛应用的一种散状物料输送机械，如啤酒厂常用于输送大麦和麦芽，此外还可用于加料、混料等操作。螺旋输送机主要用于水平方向运送物料，也可用于倾斜输送，但倾角一般应小于20度。也有用螺旋输送机在垂直方向运送物料。1.结构螺旋：螺旋是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、叶片式和成型叶等四种，如右图所示，生物（发酵）工厂较常用的是前两种。4-吊架5-螺旋6-轴承1-皮带轮2-轴承3-机槽•全叶式结构最简单，推力和输送量都很大，效率很高，特别适用于松散物料。对于粘稠物料宜用带式螺旋。叶片式和成型叶在输送物料的同时，往往还对物料具有搅拌、揉捏及混合等作用。•螺旋叶片大多由薄钢板冲压而戊，然后焊接到轴上。螺旋的旋转方向有左旋和右旋之分。全叶式带式叶片式成型叶•在同一根轴上，可以将螺旋设计为一半是左旋，一半是右旋，这样可将物料同时从中间输送到两端，或从两端输送到中间。螺旋与机槽有一定的间隙，为5-15mm，间隙太大，输送效率降低。•轴：可以是空心轴也可以是实心轴，一般每段制成2-4m长，然后按需要连接起来。通常用钢管制成空心轴，因空心轴重量轻，又方便互相连接。•轴承：在轴的两端装有止推轴承，以承受螺旋推送物料时所产生约轴向力。由于轴很长，所以在中间应装有吊装的轴承－吊架，以加强对轴的支承作用。•机槽：机槽多用3-6mm钢板制成，槽底为半圆形，槽顶有平盖。为了搬运、安装及修理的方便，多由数节联成，每节长约3m。各节连接处和机槽边焊有角钢，这样便于安装又增加刚性。机槽两端的槽端扳，可用铸铁制成，同时也是轴承的支座。2.工作原理•利用旋转的螺旋，推送散状物料沿金属槽向前运动。物料由于重力和与槽壁的摩擦力作用，在运动中不随螺旋一起旋转，而是以滑动形式沿着物料槽移动。•优点：构造简单紧凑，密封好，便于在若干位置进行中间装载和卸载，操作安全方便。•缺点：输送物料时，由于物料与机壳和螺旋间都存在摩擦力，因此单位动力消耗较大，物料易受损伤或破碎，螺旋叶及料槽也易受磨损，输送距离不宜太长，一般在30m以下(个别情况可达50-70m)。5.2气流输送•概述•气流输送在生物发酵工厂中广泛用于输送颗粒或粉末状的松散物料(原料、半成品、成品)。如大麦、大米、麦芽、地瓜干、玉米、味精、酶制剂等松散物料，它是借助强烈的空气流沿管道流动，把悬浮在气流中的物料输送至所要求的地方。•与机械输送相比：•气流输送的优点为设备简单，占地面积小，设备费用少，输送能力和输送距离的可调性大，管理简便和易于实现自动化；•它的主要缺点是动力消耗比较大，不适于输送潮湿的和粘滞的物料。一.气流输送原理•1.颗粒在垂直管中的悬浮与输送•当一个小颗粒在静止气流中降落时，颗粒受到重力、浮力和阻力的作用。如果重力大于浮力，颗粒就受到一个向下的合力(它等于重力与浮力之差)的作用而加速降落。随着降落速度的增加，颗粒与空气的摩擦阻力相应增大，当阻力增大到等于重力与浮力之差时，颗粒所受的合力为零，因而加速度为零，此后颗拉即以加速度为零时的瞬时速度等速降落，这时颗粒的降落速度称为自由沉降速度(Ut)。•若气流具有向上速度U，而U=Ut，则颗粒在气流中静止(悬浮)，这时的气流速度称为颗粒的悬浮速度，它在数值上等于Ut。若UUt，颗粒就会被气流带动而实现气流输送。2.颗粒在水平管中的悬浮与输送•颗粒在水平管中的悬浮较为复杂，一般认为是下列几种力作用的结果。•a.气流为湍流时在垂直方向上的分速度所产生的力。•b.静压差产生的作用力。•c.由于颗粒形态不规则而产生的气流推力的垂直分力。•d.颗粒与颗粒碰撞或颗粒与管壁碰撞而产生的垂直方向的反作用力。•上述五种力的作用，仅表示水平管颗粒悬浮受力的可能性，并不表示作用力的同时性。它们的作用与时间的关系，还是个未知函数。二.气流输送流程•1.真空输送流程•真空输送又称吸引式气流输送。当真空泵(或风机)开动后，系统内形成负压，空气和物料被吸入输料管中。送到指定地点后，经卸料装置使物料从气流中分离出来，再经过旋转加料器（闭风器）将物料卸出，空气经过除尘净化后排放。真空输送流程1-吸嘴2-软管3-固定管4-分离器5-旋转加料器6-排料斗7-空气管8-除尘器9-真空泵10-排风管2.压力输送流程•当风机开动后，物料经旋转加料器(闭风器）加入输送管中（由于系统内的压力高于大气压力，所以要用旋转加料器加料，以防反吹)，在高速气流的带动下物料输送到指定点，然后经卸料装置使物料从气流中分离出来，而空气经净化后排放。压力输送流程1-空气入口2-鼓风机3-加料斗4-旋转加料器5-输送管6-分离器7-排料口8-空气出口3.比较•真空输送•当从几个不同的地方，向一个卸料点送料时，真空输送系统最合适。•加料器结构简单，而排料则要有封闭较好的排料器(闭风器)，防止物料反吹。•真空泵在后，空气除尘要求高，以免被磨损。•密闭负压输送，物料不会飞扬。•压力输送•当从一个加料点，向几个不同的地方送料时，压力输送系统最适合。•加料口要有闭风器，而排料口不需闭风器，可自动排出。•正压输送，若密闭不严，物料会飞扬。•输送方式选择•应根据物料的特性、输送量、输送距离、线路状况、动力消耗等因素，综合进行考虑。•一般对于大麦、大米等松散的粒状物料，最适宜用气流输送；而较大的块状物料、过细的粉状物料、潮湿粘性大的物料、浆状物料等，气流输送时困难较大，宜选用机械输送。输送量大且能连续运行的操作，宜用气流输送，输送量少而且是间歇操作的，不宜用气流输送，可选用机械输送。对短距离输送，宜用低压压送或真空输送；长距离输送，则以高压压送为宜。•三.气流输送系统的组成设备•1.进料装置•a.吸嘴吸嘴是用于真空系统的进料装置，种类很多，常用的有下列几种：a).单管形吸嘴输料管口就是单管形吸嘴，空气和物料同时从管口吸入。由于结构简单，应用较多。其缺点是当管口外侧被大量物料堆积封堵时，空气不能进入管道而使操作中断。b).带二次空气进口的单管形吸嘴对上述单管形吸嘴的缺点有所改善，但效果有限。c).喇叭形双筒吸嘴：这种吸嘴由内简和外筒组成。内筒用来吸取物料，其直径与输料管直径相同，吸料口做成喇叭形。外简与内筒间的环隙是二次空气通道。外简可上下调节，以获得最佳操作位置。吸嘴长度一般不超过900mm。d).固定形吸嘴：这种吸嘴如右图所示，物料通过料斗被吸至输送管中，由滑板调节进料量。空气进口应装有铁丝网，防止异物吸入。固定形吸嘴b.旋转加料器•又称旋转阀(闭风器)，可在压送式系统中作加料用，或在吸送式系统中作卸料用。外壳内有一旋转叶轮，叶轮由六至八片叶片组成，由电动机带动旋转。在低转速时，转速与排料量成正比，当达到最大排料量后，如继续提高转速，排料量反而降低。这是因为转速太快时，物料不能充分落入格里，已落入的又可能被甩出来。旋转加料器•叶轮与外壳之间的间隙约为0.2-0.5mm，间隙愈小，气密性愈好，但相应的加工精度也就愈高，从而增加制造费用。也可在叶片端部装聚四氟乙烯或橡胶板，以提高气密性。2.物料分离装置物料沿输送管被送达目的地后，必须有一个装置(分离器)将物料从气流中分离出来，然后卸出。常用的分离器有两种：旋风分离器和沉降器。•a.旋风分离器