物料输送及设备

农产品加工机械与设备–输送机械与设备－换热设备–清理与分级机械－真空浓缩设备–分离机械－干燥设备–尺寸减小机械－食品包装机械–混合与均质机械－冷冻机械与设备–食品成型机械第一章物料输送机械与设备•第一节固体物料输送设备:–带式输送机，–螺旋输送机，–振动式输送机，–刮板输送机，–斗式提升机，–气力输送装置。•第二节液体物料输送设备:–离心泵，齿轮泵，螺杆泵。一、带式输送机•输送物料：粉粒体、块状、成形物、麻袋等•功能：水平输送、倾斜输送•形式：固定式、移动式•特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，输送距离大。•（一）带式输送机的构造：组成：输送带、滚筒、料斗、支辊、卸料装置、驱动装置带式输送机的构造：•４、滚筒：功能：驱动、张紧、改向•５、支承装置：功能：承托运输带及物料的重量型式：单辊式、多辊式一、带式输送机的构造：•６、卸料装置：型式：犁式、抛卸•７、张紧装置：功能：调节输送带的松紧程度型式：螺旋式－－利用螺杆拉(压)力重锤式－－利用悬垂重物的重力二、螺旋输送机•又称绞龙，有输送、搅拌、混合作用•功能：水平输送、倾斜输送、垂直输送•特点：结构紧凑，卸料简单，密封性好，动力消耗大，对物料破碎作用大，对过载敏感，输送距离短。•（一）水平螺旋输送机•１、构造由轴、叶片、机壳、端轴承、中间轴承和端板等组成。螺旋：左旋、右旋、单头、双头、三头叶片：实体、带式、浆型轴承：端轴承、中间轴承机壳：槽身、端板、盖板、进出料口螺旋输送机构造螺旋叶片形状２、工作原理•o点牵连速度Vo,相对速度AB，绝对速度Vf３、螺旋输送机的生产率和功率消耗：•（1）生产率：•（2）输送功耗：水平输送或倾角在20～45º之间•（3）输送倾角在45～90º之间时：N2＝（2～3〕N1cnsdDQ604])2[(22)(3671HLQN平（二）垂直螺旋输送机工作原理•2、垂直输送物料所受的力•1）重力mg铅垂向下•2）离心力mrω2径向•3）切向摩擦力fmrω2水平•4）斜面摩擦力F沿着斜面•5）斜面反力N垂直于斜面•mg分解成F方向mgsinαN方向mgcosα•fmrω2分解成R方向fmrω2cosαN方向fmrω2sinα工作原理•斜面摩擦力F＝f（mgcosα＋fmrω2sinα)•物料上移的临界条件：R＝F＋mgsinα即：fmrω2cosα＝f（mgcosα＋fmrω2sinα)＋mgsinα代入ω＝πn/30求解得：tg)(30rgtgno＋（三）弹簧输送机•弹簧输送机具有结构简单、体积小、重量轻、灵活性大、能耗低等优点。其结构型式有三种：水平硬管式，垂直硬管式（图l－11）及弯曲软管式。•弹簧输送机输送管内径一般为40～100mm，生产率一般为l～16t／h水平输送距离可达15～20m。•由于弹簧输送机形式多种多样，对颗粒状及粉状物料一般都能适用，占地面积小，能密闭，不但能输送物料，还有定量供料和混合作用、通用性较强。但是，这种输送机对粘性大或水分高的物料适应性较差，对大颗粒或表面很光滑的物料也不宜采用。•弹簧输送机水平进料时，可采用料斗料管进料及插入料堆进料两种。垂直型的提升进料形式，则因物料性质不同其进料结构也不同，多采用锥形螺旋喂料叶片。弹簧合理的转速为1000～1200r／min。三、振动式输送机•（－）构造振动式输送机俗称振槽，主要由槽，摇臂，曲柄连杆机构及驱动装置组成（或用振动电机或用电磁振动器），其结构如图l－12所示。•输送机的槽是一个长方形浅盘，槽宽为400～800mm，槽长一般为8～10m，槽边高度为50～200mm，视生产率大小而定。弹性摇臂倾斜安装，其与铅垂线的夹角为a，间距约lm。曲柄半径为15～30mm，槽的振动频率为250～400r／min。由于曲柄半径远小于摇臂的长度，故糟的运动可近似地看作是往复直线运动，其方向与水平成α角（图1－13），α＝16°～20°。•（二）生产率和功率消耗•1．生产率振动式输送机的生产率可用下式计算：•Q＝3600bhvρ（t／h）•式中b—振槽的宽度（m）；h—物料层厚度（m)；ρ―物料密度（t／m３）；•v——物料在槽面上的移动速度（m／s）。•v可由下式求出：•v＝0.21rnftgα(m／s）•式中r－－曲柄半径（m）；n——曲柄转速即振动频率（r／min）；•f——物料对槽的摩擦系数；α――摇臂与垂线间夹角。•2．功率消耗振动式输送机所需的功率为消耗于使输送机产生振动及物料运动的功率之和，即•式中G——输送机振动部分的质量（t）；n——输送机振动频率（r／min）；•r—曲柄半径（m)；Q——物料输送量（t／h）；•L－输送机长度（m）；•μ——阻力系数。(kW)36754403QLrGnN四、刮板输送机•有普通刮板输送机（简称刮板输送机）和埋刮板输送机之分。•（一）普通刮板输送机：•组成：牵引构件、刮板、料槽、带轮•功能：可水平、倾斜、水平倾斜组合输送•型式：固定式、移动式•特点：结构简单，装卸料方便，机件易磨损，动力消耗大，不易输送较湿物料第三节刮板输送机普通刮板输送机：•（１）结构：牵引构件、刮板、料槽等。•（２）机构参数：卸料长度（米〕（倾斜安装）•(３）生产率和功率消耗：•生产率：Q＝3600bhvρηc(吨/时)•功耗：N=Q(LK＋H)/367η（千瓦〕)cos(cos2ghvvtl(二)埋刮板输送机埋刮板输送机•刮板及链条埋入物料中（料层厚为刮板高的4～12倍）•功能：可水平、倾斜、垂直、组合输送•特点：结构简单，密封性好，装卸方便，工艺布置灵活，输送量大，适应性强，动力消耗大•（1）工作原理及构造：由封闭外壳、刮板、链条、驱动链轮、张紧轮及进出料口组成，依靠物料间的内摩擦力进行输送。•刮板形式：T、U1、U2、O1、O2型.•（2）生产率和功消耗：生产率：Q＝3600bHVρη功消耗：N＝KTV/ηM（千瓦〕五、斗式提升机斗式提升机•功能：垂直提升粉粒体、小块状物料•特点：提升高度大，占地面积小，密封好•（一）构造组成：由牵引带、料斗、张紧装置、机壳及装卸装置构成料斗：有底、无底牵引带：平皮带、链条二、卸料方式：•重力式、离心式和混合式•（三）生产率和功率消耗：生产率：Q＝3600iV斗φρ/a（吨/时〕功耗：N＝QH/367η（千瓦〕顶罩的轮廓尺寸•料斗将物料向上抛起的最大高度H:•物料轨迹包络线最高点d的坐标•包络线与水平轴线的交点e的坐标•出料口下边到轮子水平轴线的距离gVH22斗222hhrY斗最大＝hhrrX22斗斗最大＝轮～rZ)25.1(六、气力输送装置•输送原理：利用气流的能量，使粉体物料沿管道移动。•一、气力输送的特点和分类：•1、优点：结构简单，工艺布置灵活，输送距离大，密封性好，适应性广，自动化程度高，生产率高。•2、缺点：动力消耗大，磨损严重，不宜输送湿物料，系统噪音大。•3、分类：吸送式：用风机吸入口的负压，将物料吸入管道的输送方式压送式：用风机输出的高压气流，将喂入的物料吹送的输送方式混合式：吸送和压送组合的输送方式（一）气力输送分类气力输送的主要参量•（1）沉降速度和悬浮速度：•沉降速度Vf：粒子在静止流体中自由下落，最终达到匀速沉降时粒子的速度称为沉降速度。即作用于粒子的重力、浮力、阻力之和为零时的速度。•悬浮速度Vα：粒子在匀速气流中保持静止或悬浮状态时气流的速度称为该粒子的悬浮速度。Vα＝Vf。aassfCgdV34输送物料的悬浮速度（二）输送量、气流速度、输送浓度比：•输送量：单位时间内输送物料的重量•输送气流速度：兼顾输送的可靠性及工作的经济性所选的气流速度，如表1－12。悬浮速度的1.5－3倍。•输送浓度比：单位时间内输送物料重量Gs与所需空气量Ga的之比。与物料性质、输送方式、条件、距离和管道直径等因素有关。（二）气力输送系统的组成：•由供料器、输送管道及管件、卸料器、除尘器、风机等组成。•1、供料器：气力输送系统中供给或排放物料的装置，同时要闭风。1、气力输送供料器•（1〕料封压力门：靠堆积一定物料高度完成自动卸料和闭风1、送供料器•（2）双层排料阀式供料器：简称双层供料管，将料封压力门重叠的结构，图d•（3）旋转式供料器：靠叶轮在机壳内旋转排料和闭风，图b•旋转式供料器输送量：G＝60nфvρ（公斤/时〕•（4）螺旋式供料器：结构原理同螺旋输送器•供料量：G＝15π(D²－d²）Snфρ（公斤/时〕•（5）吸嘴：有单筒吸嘴和双筒吸嘴•（6）三通式接料器：有水平三通式、直立式三通式•（7）诱导式接料器：使用于低压系统，料气混合好，阻力小气力输送系统组成•2、输送管道及管件：用于提升物料和组成网络。三、气力输送系统组成•3、卸料器：用于分离空气和物料•（1）重力式卸料器：有三角箱、容积式等•三角箱卸料器：其特点是结构简单，分离效果好，体积大，适合分离不易破碎的物料。气力输送系统组成•容积式卸料器：•通过料器容积的突变，而使物料受重力作用从两相流中沉降分离出来。•结构简单，性能稳定，不适宜粉状物料。气力输送系统组成•（2）惯性卸料器：•又叫大弯头卸料器，借助惯性力使物料分离，设备高度小，跨度大，有利于设备之间的连接，适用于粒状物料。气力输送系统组成•（3）离心式卸料器：又称旋风分离器，利用两相流旋转时离心力的作用使料气分离。旋风分离器•4、除尘器：•（1）离心式除尘器：•提高除尘途径：选择合适进口风速，常用12～20m/s；增加气流旋转圈数（增加筒体高度）；缩小筒体直径和出风管直径。袋式除尘器•（2）袋式除尘器：有压气式布袋除尘器,吸气式布袋除尘器吸气式布袋除尘器•5．风机作为气力输送系统气源的风机是系统最重要的设备，系统的工作效率、容量、经济指标等在根大程度上都取决于风机的正确选择与操作管理。•分类：根据结构分轴流风机、离心式风机。•根据排气压力分高压（3～15kPa）、中压（1～3kPa）、•低压（小于lkPa）•主要性能参数：流量、压力、转速、功率、效率。•通风机的性能曲线是在风机试验标准所规定的条件下测得的风机压力、功率、效率与流量之间的关系曲线（图l－30）。••可知，一般情况下网路的阻力H•H＝RQ2•式中R一网路的阻力系数；Q一网路的气流流量。•风机的调整就是利用网路和风机的性能曲线来改变风机的流量，以满足实际工作需要。具体有以下几种方法：•（l）改变风机的转速因风量与转速成正比。这种调节方法虽无附加的压力损失，但需要有一变速装置，另外，电动机功率与转速成三次方的变化关系，所以增大转速，在经济上不一定可取，只宜在调节范围不大的，情况下采用。•（2）用节流装置（闸门或孔板等）调节风量在风机出口端节流只改变网路性能曲线，而入口端节流可同时改变风机及网路的性能曲线。采用节流装置调节时，风机的全压除用于克服网路阻力外，还有一部分用于克服节流装置的阻力。由于这种调节方法最简单得到普遍应用。•（3）调整网路阻力当调节幅度过大时，需换用合适的风机。否则风机在非工作区运行，动力消耗过大，很不经济。•通风机所需的轴功率按下式计算：•式中Ｎ－通风机轴功率（ｋＷ）；•ｐ－通风机全压；•Ｑ－通风机流量（ｍ３／ｓ）；•Η－通风机全压效率；•电动机所需功率•式中Ｋｉ－电动机功率储备系数，当Ｎ＜０.５ｋＷ时，Ｋｉ＝•１.５，当Ｎ＞０.５ｋＷ时，Ｋｉ＝１.１；•ηｉ－机械传动效率。(kW)1000pQN(kW)iieNKN（三）气力输送的一般设计计算：•设计程序•1.调查研究：了解物料的性状、输送线路、距离等条件。•2.确定输送方式和输送能力。•3.确定系统中主要部件的类型，绘制网路布置示意图。•4.确定各输送管道的计算输送量和输送浓度比。•5.确定各输送管道的气流速度，按照各管道内不同性质的物料采用适当的气流速度。•6.计算各管道的输送空气量及系统总空气量。气力输送的一般设计计算：•7.确定各管道内径，垂直高度，水平长度及弯头的数量，弯角，管路的结构和路线。•8.确定三通，分叉管，汇集管及排风管，风帽等的形式，尺寸和数量。•9.确定