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1、第十五章 气力输送设备一、概述1、工作原理和分类 粉状物料、粒状物料除采用运输机械输送外，还常采用气力输送。气力输送的作用原理是利用空气的动压和静压，使物料颗粒悬浮于气流中或成集团沿管道输送。前者称为物料悬浮输送，后者称为物料集团输送。物料悬浮输送早已广泛应用，物料集团输送也在研究应用。 物料悬浮输送有吸送式、压送式、混合式和流送式四种形式。 (1)吸送式 当输送管道内气体压力低于大气压力时，称为吸送式气力输送，其装置如图570所示。当风机5启动后，管道2内达到一定的真空度时，大气中的空气便携带着物料由吸嘴1进入管道2，并沿管道被输送到卸料端的分离器3。在分离器中，物料和空气分离，分离出的物料
2、由分离器底部卸出，而空气通过除尘器4除尘后经风机5排放到大气中。 吸送式气力输送装置的主要优点是供料装置简单，能同时从几处吸取物料，而且不受吸料场地空问大小和位置限制。其主要缺点是因管道内的真空度有限，故输送距离有限；装置的密封性要求很高；当通过风机的气体没有很好除尘时，将加速风机磨损。 (2)压送式 当输送管路内气体压力高于大气压时，称为压送式气力输送，其装置如图571所示。风机1将压缩空气输入供料器2内，使物料与气体混合，混合的气料经输送管道3进入分离器4。在分离器内，物料和气休分离，物料由分离器底部卸出，气体经除尘器5除尘后排放到大气中。 压送式气力输送装置的主要优点是输送距离较远；可同
3、时把物料输送到几处。其主要缺点是供料器较复杂；只能同时由一处供料。 (3)混合式 混合式气力输送是由吸送式和压送式联合组成的，如图5 72所示。在吸送部分，输送管道2内为负压，物料由吸嘴1吸入，经管道2进入分离器3分离。在压送部分，输送管道6内为正压，将由分离器3底部卸出的物料压送到分离器7进行分离。管道2内的负压和管道6内的正压都是由同一台风机5造成的。 混合式气力输送装置的主要优点是可以从几处吸取物料，又可把物料同时输送到几处，且输送距离较远。其主要缺点是含料气体通过风机，使风机磨损加速；整个装置设备较复杂。(4)流送式 流送式气力输送是物料悬浮输送的一种变形式，图573所示的空气输送斜槽
4、就是这种输送装置。其作用大批量是将空气小断通过多孑L透气层1充人粉状物料中，使物料变成类似流体性质，因而能由机槽3的高端流向低端。 物料集团输送也称为栓流气力输送，是通过气体压力将管道内的物料分割成许多间断的料栓，并被气力推动沿管道输送，如图所示。2、特点 气力输送与其他输送机械相比，有以下优点。 1）输送管道结构简单，占据地面和空间小，走向灵活，管理简单。 2）物料在管道内密闭输送，不受环境、气候等条件影响，物料漏损、飞扬量很少，环境卫生较好。 3）设备操作控制容易实现自动化。 4）输送量和输送距离较大，可沿任意方向输送。 5）叮把输送和有些工艺过程(干燥、冷却、混合、分选等)联合进行。 气
5、力输送的主要缺点如下。 1）动力消耗较大，气力输送的动力系数约为带式输送机的1540倍，输送距离越近，动力系数越大。 2）管道和供料器磨损过快。 3）输送的物料有限制，目前多用于输送粉状物料，不易输送潮湿、易黏结和怕碎的物料。二、空气输送斜槽 (1)构造原理和特点 空气输送斜槽是利用空气使固体颗粒在流态化的状态下沿着斜槽向下流动的输送设备。这种输送方式属于气一固密相输送，在建材、化工、轻工等部门广泛应用。 槽体由上槽1和下槽2组成，中间用透气层3隔开。槽体沿着输送方向安装成向下倾斜46的斜度。物料由斜槽高端下料管6连续加在斜槽的透气层上，空气由通风机5送入下槽内。当空气通过透气层3和物料4时，
6、使物料流态化，并在其自重分力作用下在透气层上沿槽体向下流动，由卸料口7卸出。逸出物料层的空气经过上槽顶部的过滤层9排人大气，或由排气管8进入除尘设备。 槽体用厚24mm的钢板制造。槽体的主要尺寸是槽宽(B)、上槽高度(H)、下槽高度(a)、单节槽体长度(L)。空气输送斜槽的规格是以槽宽(B)毫米数表示，主要规格有250、400、500、600几种。因上槽是物料和空气通路，而下槽只通空气，所以上槽较高，下槽较矮，一般H一0508B，n一50100mm。每段槽体标准长度为2000mm，此外，还可按250ram倍数制造非标准长槽体。各段槽体用法兰连接。为了满足输送路线和卸料点的要求，使斜槽进行改向输
7、送和分支输送，在改向处可装弯槽，在分支处可装高三通槽或四通槽。为了便于观察物料流动情况，在上槽上开有窥视窗。有时只需斜槽一段输送物料，为了节省空气量，可在下槽内装设截风挡板，用于截止通往不输送物料部分槽体的空气。 透气层是承托物料，使空气均匀透过、流化物料的装置。因此，透气层的孔隙应密布、均匀、连续，使物料流化均匀，避免发生涡流现象。透气层表面应平整，具有一定抗湿性、耐热性和机械强度。常用的透气层有陶瓷多孔板、水泥多孔板和纤维织物等，目前多用化纤织物制作透气层。化纤织物透气层与槽体的装配形式如图575所示。图575(b)为在进料口处设在室内的装配形式，为了减小加进的物料对透气层的冲击和磨损，在
8、透气层上盖有一层长为15m左右的冲孑L薄钢板10。图575(C)为室外部分槽体带防雨水装置装配形式。为了防止上下槽连接处渗入雨水，上槽带有防水边11i为了防止槽体连接处渗入雨水，设置了角钢防水盖12。装配时，应将透气层张紧，其长度和宽度应有适当余量。 斜槽由数道槽架(图576)支承。为了使槽体在槽架上能随温度变化自由伸缩，采用了活装方式。槽架间距一般为4m左右，并应错开槽体法兰一定距离，以免影响槽体伸缩。 空气输送斜槽的主要优点是构造简单、重量轻i无运转零件，磨损小；操作简便，工作可靠；在输送过程中可随时停止输送或送风，不需要按程序开停；可进行改向输送和多点喂料、卸料；空气压力小，动力消耗少。
9、其主要缺点是只能输送流动性好的、干燥的粉状物料；只能向下输送，输送距离一般不超过lOOm。 (2)使用维护 i安装时，槽体横向应保证水平，否则，物料将偏于低侧。透气层要张紧，槽体连接要严密，不得漏气。 ii使用前应进行通风测压试验，下槽风压应为图576槽架4000Pa左右，上槽风压不得超过147Pa，如果k下槽的压差太小，将使通过透气层的风量减少，影响输送。 iii喂料量应均匀，物料中不能夹带杂物，否则，杂物沉积在透气层上，会影响通风，造成堵料，并加速透气层磨损。 iv应经常清除下槽中的物料，及时更换透气层。三、仓式气力输送泵 仓式泵是高压远距离气力输送的供料设备，可用于输送水泥、生料、煤粉等
10、粉状物料，也可输送小的粒状物料，输送距离可达Z000m，压缩空气压力高达07MPa，是属于压送气力输送设备中的高压输送设备。 仓式气力输送泵按泵体个数可分为单仓泵和双仓泵两种。单仓泵的进料和输送操作间断进行，双仓泵两个泵体的进料和输送操作交替进行。仓式泵按输送管道从泵体上引出的位置不同，又分为底部送料仓式泵(下引式)和顶部送料仓式泵(上引式)两种。 底部送料仓式泵的主要部分如图577所示，由中间仓1、泵体6和控制系统等组成。 中间仓既是向泵体的供料装置，又是暂时储存物料的容器。在中间仓的下部开有卸料口2，与泵体上部的进料口3相连通，仓底装有多孔板4和充气槽5，当压缩空气进入充气槽后，通过多孔板
11、使中间仓内物料流态化。 泵体6用来盛装物料和输送物料，它由泵壳、进料阀7和喷射及卸料部分8组成。 进料阀的构造如图578所示，由锥阀1、长摇臂3、短摇臂4和汽缸6等部分组成。当汽缸内的活塞被压缩空气推到下部时，活塞杆带动短摇臂和长摇臂把锥阀推向上方，与橡胶圈压紧，使进料阀关闭，停止进料。当活塞处于汽缸的上部位置时，锥阀则靠其自重下落，打开进料阀，开始进料。在活塞上下运动时，通过拨板5拨动压缩空气换向机构，使之换向，控制泵体的进料和输送操作。 喷射及卸料部分的构造如图579所示。铸铁壳体2的上部与泵体连接，下部与喷嘴壳 和喷嘴4连接，喷嘴壳下部与铸铁管5连接。输送时，由无缝钢管1进入的压缩卒气(
12、一次空气)只用于输送物料，由管孔6进入的压缩空气(-次空气)用于增大物料速度和调节气料混合比。一次和二次卒气量是通过调节阀控制的。 控制系统的作用是控制仓式泵从进料到输送全部工作循环的动作程序。控制系统安装在泵体上，由如图581所示的六个主要部分组成：A为仓空仓满指示机构，是仓式泵进料、输送工作循环的主要自动控制部分；B为压缩空气换向机构，控制各路压缩空气的连接与关闭；C为放气阀，用作进料时放出泉体内的余气；D为气包及逆止阀，用于储存、滤清和控制输送及控制部分用的压缩空气；E为截止阀，用于开启和关闭通过气包的压缩空气；F为空气截止阀，用于控制通人中间仓内气化物料的压缩气量。 (1)仓式泵输送过
13、程各控制系统的动作程序图580(a) i当加入泵体内的物料面升到一定高度(仓满)时，物料推动摆板1偏摆，并通过杠杆作用使球阀2的顶杆下降，球体落下，球阀2开启。压缩空气通过球阀2进入膜阀3，使皮膜下凹，上锥阀关闭，下锥阀开启，压缩空气通过膜阀3进入汽缸5和弹簧膜阀4。汽缸5的活塞下降，开始关闭进料锥阀6；弹簧膜阀4的皮膜凸起，通过连杆挂住控制球阀2的杠杆，以免因泵体内物料下降使顶杆顶起球阀2的球体。 1当汽缸5的活塞下降到终点时，进料锥阀6关闭，停止进料。同时，通过活塞杆上的拨板使球阀9和球阀7的球体升起，开启球阀9，关闭球阀7，放气阀8靠弹簧作用关闭，停止放气。 控制系统的压缩空气通过球阀9
14、进入截止阀10和11。截止阀10开启，输送压缩空气通过截止阀10、气包D进入充气盘道12和输送压缩空气管13，丌始输送物料；截止阀ll关闭，隔断进人中间仓的气体物料压缩空气。 顶部送料仓式泵的构造如图581所示，其泵体、进料阀、控制系统构造原理和动作程序等与底部送料仓式泵相同。输送物料的压缩空气由风管3经喷嘴6喷入输送管道4，气化物料的压缩空气经多孔板5进入泵体1内。 仓式泵的主要优点是输送量较大，输送距离较远；密封性较好，环境清洁，便于自动控制；运转零件不与物料接触，零件磨损小；动力消耗少。其主要缺点是体形和高度较大，构造比较复杂；单仓泵不能连续输送物料。顶部送料和底部送料仓式泵又各有一定特
15、点。顶部送料仓式泵由于输送管的进料口向下，物料悬浮后才能进人输送管，因此，混合比不能过大，输送能力不能人高；但其输送性能比较稳定，输送管道不易堵塞。底部送料仓式泵由于输送管装在泵体下面，物料存自重和背乐作用下进入输送管，所以混合比较大，又因压缩空气的压力几乎全部用于输送物料，故其输送量较大，输送距离较远，但其输送稳定性较差，如不用二次空气适当加以稀释物料，输送管道易被物料堵塞。 四、螺旋气力输送泵 螺旋气力输送泵是压送式气力输送的一种供料设备，可用于输送水泥、生料、煤粉、飞灰等粉状物料，输送距离达200m，压缩空气压力为0204MPa。属于压送气力输送设备中的高压输送设备。 螺旋气力输送泵有悬
16、臂型和支臂型两种类型，每种类型双分为单管和双管螺旋泵两种。 悬臂型螺旋泵的构造如图583所示。在螺旋轴1的右部装有螺旋2，螺旋装在套筒3内，左部装在轴承箱4内，端部通过联轴器5与电动机相连，转速为9001000rmin。物料由入料口6加入螺旋中，被推送到卸料口，卸入混合室7内。在混合室下部装有两排喷嘴8，压缩空气通过喷嘴箱9由喷嘴喷入混合室7，与物料混合并进入输送管道。 混合室内压缩空气压力较高，容易造成气料沿着螺旋与套筒向入料口倒流。为防止气料倒流，螺旋制造成变螺距螺旋，螺距向出料VI方向逐渐减小，出料口螺距比人料口螺距小30，使物料在螺旋内被逐渐挤紧，在出料口形成密实的料栓，可阻止气料倒流
17、。为了保证料栓有一定的密实性和防止因供料不足或中断时气料倒流，在出料口装有阀门10，阀门铰接在阀臂ll上，阀臂固定在转轴12上，转轴的两端伸出机外，并装有杠杆和重锤13，使阀门10对出料口保持一定的压力。当料栓被推挤到比较密实时，才能顶开阀门卸出，在供料不足或中断时，阀门则及时关闭。 为了防止人料口的物料侵入轴承内，气封管14向轴承内通入压缩空气，形成“气封”。 螺旋和套筒是磨损较快的零件，出料端磨损更快。为便于更换和修复磨损部分，螺旋和套筒都制成如图584中所示的分体结构，使出料端的螺旋和套筒可以局部拆换修理。螺旋叶片一般用普通钢板制造，为了增强耐磨性，在叶片表面上进行碳化钨硬质合金覆焊。套
18、简可用铸铁或铸钢制造。 套筒与螺旋的径向装配间隙为lmm左右，当超过3mm时，应进行修理或更换。为了延长零件使用寿命，可将磨损了的螺旋外径覆焊得大一些，再与磨损的套筒内径一起配车，压缩空气使之仍保持Imm左右的径向间隙，继续使用。 支臂型螺旋气力输送泵如图584所示，它与悬臂型螺旋泵的主要区别是螺旋轴采用了两端支承，消除了螺旋在出料端的摆动现象，减少了套筒和螺旋的磨损，并取消了出料口阀门。为了防止物料进入轴承内，向轴承内通入压缩卒气，形成气封。 螺旋气力输送泵的主要优点是能在高压下连续供料；输送量容易控制，构造简单，结构紧凑，机身高度小。其主要缺点是动力消耗大，供料与压缩空气消耗的功率几乎相等
19、；螺旋和套筒磨损快，维修工作量大。 螺旋气力输送泵使用操作时，要严格遵守空载启动和空载停机的规定，避免启动负荷过大和管道堵塞等现象的发生。 开机时，首先开通压缩空气，待混合室和管道内物料排空后，再启动电动机，当螺旋空转正常后，再向入料口加料。 停机时，首先停止向入料口加料，待螺旋内的物料卸空后，再停止电动机，当混合室和管道内物料排空后，再关闭压缩空气。五、气力提升泵 气力提升泵是一种垂直向上的高混合比正压气力输送设备，用于输送粉状物料，输送量可达500th，输送高度达90m，压缩空气压力为003006MPa，属于压送气力输送设备中的低压气力输送设备。 气力提升泵输送装置如图585所示，由提升泵
20、1、管道2、膨胀仓3和罗茨鼓风机4等部分组成。物料由泵体1上部连续加入提升泵内，压缩空气由提升泵下部通人泵体内，使物料随同气流经管道2进入膨胀仓3和受料设备内。在膨胀仓中，物料与空气分离，物料由下部卸出，空气由上部排入除尘设备。气力提升泵是输送系统供料设备的形式有立式和卧式两种，如图586所示。 图所示为立式气力提升泵的构造。物料由装料口9连续喂入泵体内，压缩空气经主风管4由喷嘴2喷入输送管3。由于气流喷射速度较高，使喷嘴2与输送管3之间形成低压区，物料便连续被气流带入输送管3。为了增大泵体下部物料的压力并使其流态化由充气管5通入总气量5左右的二次空气。二次空气经充气室6，通过多孔板7充人物料
21、中。为了防止因偶然事故带料停机使主风管4堵塞，可在主风管4设置一个电控气动减压阀10，停机时主风管内存留的气体使止逆阀8迅速关闭，并立即由减压阀10消散出去，使止逆阀8下面气体压力减低。 止逆阀应动作灵活、结构简单、经久耐用。阀体的形式有金属空心球阀、锥阀和止逆瓣阀等。图586(a)中的止逆阀8为金属空心球阀。止逆瓣阀的构造如图587所示，这种止逆阀构造简单，使用可靠。 膨胀仓的构造如图588所示。当物料与气流进入仓体1时，由于气流速度降低和受冲击板2的阻挡，物料便在重力和惯性力作用下从气流中分离出来，沉积在仓体下部，经闪动阀4卸出，气体由仓体上部排出，进除尘设备。 气力提升泵能进行高混合比连
22、续垂直输送；构造简单，结构紧凑；零件磨损小。维修量较少；密封性好；操作容易；能在输送过程中进行烘干、混合等操作。但其能耗较大，特别是当输送高度低时，输送性能需按要求进行调节。 气力提升泵的输送能力大小与泵体内保持的料位高度、混合比值和喷嘴喷射的气流速度等有关。对于一台确定的提升泵，在料位高度不超过泵体高度34限度内，输送能力随着料位高度增高而增大，随着料位高度的降低而减少。因为当泵体内料位的高度增高时，料柱对喷嘴与输送管之问的周围物料压力增大，能使较多的物料随气流带入输送管道。因此，气力提升泵的输送量，主要是通过改变泵体内保持的料位高度大小来进行调节。而料位高度大小是由喂料量多少所决定，增大或
23、减少喂料量，料位高度将随之升高或降低；当喂料量稳定后，料位便在较短时问稳定在一定高度上，使喂料量与输送量保持平衡。输送量还随混合比大小变化而改变。混合比大小除与料位高度有关外，还与喷嘴喷射的气流速度和物料提升高度有关，当气流喷射速度不超过一定值时，混合比随气流喷射速度成正比增大。实践证明，当气流喷射速度为170230ms时，能得到较大的输送量。混合比随提升高度升高而降低，对于参数确定的提升泵，两者的变化基本上成直线关系。在一定的范围内调节喷嘴与输送管之间的距离h，能在一定程度上改变输送能力。 气力提升泵在运行中，应保持喂料均匀，使泵体内料位高度和输送量稳定在要求的范围内。如因偶然事故，迫使鼓风机紧急停机，造成输送管和喷嘴内积存物料时，在再次启动向泵体内供气时，应慢慢地逐渐增大气量，使积存的物料逐渐松散。
