第五章_气力输送

第五章气力输送机第一节概述工作原理：以空气作为承载介质，借助于具有一定能量的空气流，使物料与空气沿一定管路从一处输送到另一处。一、分类根据气固比稀相气力输送密相气力输送根据物料状态栓流气力输送静压输送悬浮气力输送/①吸送式（低压管）空气流低于1个大气压用鼓风机从整个管路系统中抽气，使管道内气压低于外界大气压吸嘴外的空气透过物料间歇与物料形成混合物，从吸嘴吸入输料管并沿管路输送到达卸料点时，由分离器把物料与空气分离开来物料从卸料器卸出，空气则通过风管经除尘器除尘后再通过鼓风机、消声器等排入大气中1.悬浮气力输送①吸送式特点：自动取料，输送距离有限，除尘器要求较高（鼓风机工作条件较差）②压送式（高压管）★工作过程：鼓风机将压缩空气压入管道，与物料形成混合物，送至卸料口，由分离器分离空气与物料。②压送式特点：输送距离长，可实现较高生产率；除尘要求不高；不能自动取料；供料器结构复杂。③混合式（由吸送式和压送式组成）③混合式（由吸送式和压送式组成）特点：自动取料，输送距离长。过程：物料从吸嘴进入管道，被吸送至分离器；经下部卸料器（压部供料器）卸出并送至压送部分输料管，所分离出的空气经风管送至鼓风机压缩进入输料管。二、气力输送的特点优：a.结构简单，重量轻；b.管理方便，易实现自动化；c.自动取料；d.生产率高，货损少。缺：功率消耗大；噪音大。第二节悬浮气力输送的基本理论一、气固双向流的流动型态1.运动状态最主要的影响因素：气流速度，物料特征，气固比。2.变化规律气流速度越高，物料颗粒均匀分布；气流速度逐渐减小，物料颗粒靠近管底处分布渐密；气流速度过小，物料颗粒一部分停滞在管底进而堵满整个断面。3.状态气流速度足够大，均匀分布——悬浮流气流速度逐渐减小：①分布不均匀，管底较密——底密流②沿轴向出现疏密相间的流动，部分在管底滑动——疏密流（悬浮输送的极限）③多数丧失悬浮能力，物料沉积、聚集、吹走过程交替——停滞流——不稳定输送④表层颗粒不规则移动，堆积层做沙丘形运动——部分流——悬浮气力输送气体动能输送⑤堆积物料充赛管道。——栓状流。——气体压力推动输送4.气流速度对流动状态的影响①紊流垂直方向分速度对物料产生升力；②气流速度分布不均匀而产生压差和压力；引起物料旋转管内；③马格努斯效应，颗粒环流，产生升力。④颗粒形状的不规则；颗粒之间的相互碰撞产生升力。5.垂直输送：空气动力大于物料重力。曲线输送：由于离心力作用，物料颗粒与弯管壁摩擦碰撞因而减速，需要重新加速。二、悬浮速度（★）1.定义：指在垂直管中，物料颗粒处于悬浮状态时的气流速度。2.沉降速度：空气阻力＝物料颗粒的浮重，物料均匀下降。3.悬浮速度与沉降速度，大小相等，方向相反。4.①管经大，悬浮速度大；②球形悬浮速度最大。第三节主要部件一、供料器1.作用：将物料供入输料管；造成合适的气固比。2.分类：压送式吸送式①吸送式：负压系统内输送要求吸嘴：轻便；吸料多而压力损失小；具有补充风量调节装置。型式合比和生产率易结块物料，较高的混转动吸嘴：流动性差，双筒吸嘴：常用；，混合比低；单筒吸嘴：结构最简单合比和生产率易结块物料，较高的混转动吸嘴：流动性差，双筒吸嘴：常用；，混合比低；单筒吸嘴：结构最简单②压送式：高压系统内输送（★）既要将物料送入到系统管道中去，同时又要尽量不使管道中的空气不漏出壳体的上部与加料斗相连，下部与输料管相通当叶轮在壳体内旋转时，物料从加料斗进入旋转叶轮的格腔中，然后从下部流进输料管。123图6－14旋转式供料器1－防卡挡板；2－叶轮；3－均压管i）旋转式供料器i）旋转式供料器均压管的作用：使叶轮格腔在转到装料口之前，就将其高压气体引出。特点：结构简单，体积小；定量供料，对加工要求高。适用：用于流动性好，粉粒状，小块状物料，压送式气力输送机。ii）喷射式供料器大气压供料处静压动压，部分静压气流速度a.供料口处管道喷嘴收缩→空气不会向供料口喷吹。b.供料口后有一段渐扩管→气流速度↓，静压↑，达到输送气流速度和静压力。820物料混合物压缩空气特点：低压，压损较大，混合比小，效率较低。适用：低压短距离压送式气力输送机。ii）喷射式供料器特点：混合充分，有单独驱动装置，成本高。适用：用于工作压力不高于2.5个大气压，粉状物料。iii）螺旋式供料器123物料螺距逐渐减小使进入螺旋的物料被越压越紧，可防止混合室内的压缩空气通过螺旋漏出。工作过程：①粉状物加入密封容器，关闭加料，打开供料口。②压缩空气混合物压缩空气物料工作过程：①粉状物加入密封容器，关闭加料，打开供料口。②压缩空气底部的压缩空气使物料流态化上部的压缩空气将混合物压送到输料管iv）容器式供料器iv）容器式供料器特点：高压，密封性好，体积大，周期性工作，远距离，大容量，消耗小，混合比高，成本高。适用：粉状物料二、输料管连接在吸嘴和分离器之间，根据形状分为直管、软管、弯管、铰接弯管、伸缩管。1.直管无缝钢管，法兰连接2.输料软管吸嘴与输料管连接处硬管阻力的两倍连接处，软管阻力约为垂直输送管上端与弯管①套筒式：由若干段圆锥形套筒组成。特点：结构简单，便于制造，比较笨重，压损大。②金属式：内处镀锌薄钢带绕制，中间装密封填料。特点：重量轻，抗拉强度差，不能承受载荷。③耐磨橡胶软管：橡胶中间嵌有小钢丝和夹布层。特点：强度好，不易漏气，重量大。3.输料弯管：钢管或薄钢板焊剂①曲率半径为管道直径的6～10倍。②外侧壁面易磨损，作成可拆换式结构，或采用加厚、加耐磨衬垫等措施。③压力损失bP)1(22bbbbbukVP4.铰接输料弯管→输料管与分离器连接处柱铰式弯管橡皮碗式铰接弯管5.伸缩输料管作用：改变吸嘴的工作幅度和伸入船舱的深度，钢丝绳牵引要求：保持气密；伸缩动作灵活平稳，结构简单，维修方便。①垂直伸缩②水平伸缩：有三个互成120°均布的导向托轮。三、分离器（★）作用：把物料从双向流中分离。1.容积式分离器原理利用容器有效截面突然扩大来降低风速，使气流失去携带能力，从而物料因重力作用沉降分离。特点结构简单，压力损失小，尺寸大。D11HH2工作原理：利用双向流旋转时离心力作用使物料抛出。双相流从上部切向进口进入，由上向下作螺旋形运动形成外涡旋达到锥体底部。物料或灰尘在离心力的作用下被甩向器壁下落；达到底部的气流沿分离器轴心转而向上，形成上升内涡旋，最后经排气管排出。2.离心式分离器（分离器，除尘器）特点：体积小，压损小，分离效率高。提高其分离效率的办法•对一定质量的物料颗粒，可以通过提高物料的旋转速度和减小分离器的半径来加大离心力，提高分离效果。•速度过高会使压力损失增加，功率消耗增加，而且气流会在器壁内表面形成很多旋涡，反而影响物料甩向壁面。因此，一般进气速度采用12～20m/s。•缩小分离器半径不仅可增大物料所受的离心力，同时还缩短了物料与分离器壁的距离，使物料容易到达壁面，所以离心式分离器的直径一般不超过1m。四、除尘器作用：除尘，保护鼓风机，回收有价值的粉末。①旁路式旋风除尘器（旁路式分离器）②扩散式旋风除尘器（倒圆锥体，反射屏）①旁路式旋风除尘器（旁路式分离器）工作原理和离心式分离器相同主要特点是比普通旋风除尘器多设置了一个旁路分离室，使一部分向上运动的气流所形成的上灰环中的粉尘能够通过旁路分离室直接进入下涡旋气流而得到清除，因而提高了除尘效率。②扩散式旋风除尘器（倒圆锥体，反射屏）结构特点：圆筒体下面采用倒圆锥体，其下部固定一反射屏，反射屏与倒锥体之间形成环形的间隙，反射屏中心有透气孔，它可防止已被分离出来的灰尘再次飞扬和被重新带走。工作原理：粉尘在离心力作用下被甩向器壁下滑，经反射屏四周的缝隙落入灰斗；大部分气体则由反射屏上部旋转而上；少量气体随粉尘一起进入受尘斗，经反射屏透气孔上升至除尘器中心排气管。2.带式过虑器①虑袋：棉、毛、化纤织物、工业条纶绒布；耐磨，强度高，容尘量大。②清灰方法：手工振动（0.35～0.5m/min），机械振动(1.0～1.5m/min)，气流反向吹洗(3～4m/min)。③总过滤面积F：vQF60五、卸料器（卸灰器）作用：将物料(粉尘)从分离器（除尘器）中卸出并阻止空气自由进入卸料器内，以免减少吸送的有效风量，降低生产率。1.旋转式卸料器①结构和计算与旋转式供料器完全相同。②均压管——使得叶轮格腔在转至装料口之前，其压力就与分离料（上部装料）压力相等。③离合电气联锁防卡装置牙嵌离合器的作用：当叶轮被异物卡死时，左右瓣分离。2.双阀门卸灰器上、下阀门。高度尺寸大。六、风管作用：连接分离器、除尘器、鼓风机、和作为通大气的排气管。①风速要适当。V过高，损压增大；V过小，易堵塞。②材料：各种圆钢管；钢板焊接；白铁皮。③分类：直长管；弯管；渐扩管或减缩管；管路进口的集风管；排气出口的扩散管。弯管：其阻力取决于弯管直径，曲率半径和转向角。B.进口集风管：由大而小的喇叭口形状→其作用是减少由于气流突然收缩引起的局部压损。其阻力与收缩角，收缩管长度与风管直径之比L/D有关。C.出口扩散管：截面逐渐扩大→大大降低空气排除时的压损。七、气源机械作用：把机械能传给空气，简言之，提供具有一定压力与流速的空气流，使空气产生压力差而在管内流动，输送物料。要求：效率高（产生足够大的风量风压）；风量变化小；能在一定粉尘环境下正常工作；经久耐用。1.离心式鼓风机①组成：叶轮，机壳，机座。②工作原理：利用离心力作用使空气的压力和速度增高。③动作：较低速的高压气流叶轮边缘高速气流叶轮空气压力能）能断面扩大（蜗壳机壳动作用）叶轮高速旋转（离心力④特点结构简单；噪音较低；风量较大，风压较小；风量变化大，工作不稳定。适用：只用于压损小的小型气力输送机。2.罗茨式鼓风机①组成：机壳，两个转子。②工作原理：两个位差90°的转子等速反向旋转时，进入机内被转子和外壳包围的空气由于所在空间容积减小，受到转子和排气端具有压力的空气的压缩而提高压力，其产生压力的大小取决于管道系统中阻力。体积变化→压差③特点：结构简单；高压腔压力取决于系统压力；当压力变化时，风量变化很小，流量稳定；噪音较大。3.空气压缩机排气排气阀开闭）缸内压力增加（进气阀活塞上行进气进气阀开缸内形成真空活塞下行①组成：机身、气缸、活塞、曲柄－连杆机构及气阀机构构成。②进气阀、排气阀由气缸内与进排气管间的压力差而自行开闭。③特点：结构简单；压力变化时，风量变化不大；风量较小，且有脉动流出现。八、消声设备在鼓风机的排气管或进、排气管上装设消声器。1.阻性消声消声原理：把吸声材料固定在气流流过的管道内壁，或按一定方式在管道中排除。特点：具有良好的中高频消声性能。2.抗性消声器工作原理：利用管道内截面突变，使沿管道传播的声波向声源方向反射回去而引起消声作用。特点：良好的低中频消声性能。3.阻抗复杂消声器两种方式的综合；消声量大，消声频率范围广。第四节设计计算（主要参数）一、原始资料二、设计步骤三、主要参数计算1.生产率物物vqQ36.02.混合比uGGu物物G——物料的质量流量（kg/h）G——空气质量流量（kg/h）)1(2Q2ukvPuGu＝过高，但损物∴损P↑；确定混合比：较大压送较小吸送：uu:①输送方式②输送距离及管路布置较小长距离；较大短距离，布置简单；uu③输送管直径较小大直径；较大小直径；uu3.输送风速v要求①满足悬浮气力输送的条件，气流速度略大于物料悬浮速度，tcVV，实际中，tcVV②）＝损ukVP1(22，在一定速度范围内，损P随V↓而降低。→选用较低的气流速度。损P与V的关系：当物料以1sG速率加入输料管。i）V降低→损P降低。ii）下降到D点时，如