食品加工機械與設(shè)備目錄第二章物料輸送機械與設(shè)備第一節(jié)帶式輸送機第二節(jié)斗式提升機第三節(jié)螺旋輸送機第四節(jié)振動輸送機第五節(jié)氣力輸送裝置第六節(jié)泵第七節(jié)真空吸料裝置一、帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理

帶式輸送機如圖2-1所示,是由撓性輸送帶作為物料承載件和牽引件來輸送物料的運輸機構(gòu)的一種型式,主要組成部件有:張緊滾筒1、張緊裝置2、裝料漏斗3、改向滾筒4、支撐托輥5、封閉環(huán)形帶6、卸載裝置7、驅(qū)動滾筒8及驅(qū)動裝置9等。

工作時,在傳動機構(gòu)的作用下,驅(qū)動滾筒8作順時針方向旋轉(zhuǎn),借助驅(qū)動滾筒8的外表面和環(huán)形帶6的內(nèi)表面之間的摩擦力的作用使環(huán)形輸送帶6向前運動,當(dāng)啟動正常后,將待輸送物料從裝料漏斗3加載至環(huán)行帶6上,并隨帶向前運送至工作位置。當(dāng)需要改變輸送方向時,卸載裝置7即將物料卸至另一方向的輸送帶上繼續(xù)輸送,如不需要改變輸送方向,則無須使用卸載裝置7,物料直接從環(huán)形輸送帶6右端卸出。第一節(jié)帶式輸送機一、帶式輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理第一節(jié)帶式輸送機圖2-1帶式輸送機1—張緊滾筒2—張緊裝置3—裝料漏斗4—改向滾筒5—支撐托輥6—環(huán)形輸送帶7—卸載裝置8—驅(qū)動滾筒9—驅(qū)動裝置二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶

在帶式輸送機中,輸送帶既是承載件又是牽引件,它主要用來承放物料和傳遞牽引力。它是帶式輸送機中成本最高,又最易磨損的部件。因此,對所選輸送帶要求強度高、延伸率小、撓性好、本身重量輕、吸水性小、耐磨、耐腐蝕,同時還必須滿足食品衛(wèi)生要求。

常用的輸送帶有:橡膠帶、各種纖維編織帶、塑料帶、錦綸帶、強力錦綸帶、板式帶、鋼帶和鋼絲網(wǎng)帶等,其中用得最多的是普通型橡膠帶。(1)橡膠帶

橡膠帶是用2~10層棉織物、麻織品或化纖織物作為帶芯(常稱襯布),掛膠后疊成膠布層再經(jīng)加熱、加壓、硫化粘合而成。帶芯主要承受縱向拉力,使帶具有足夠的機械強度以傳遞動力。帶外上下兩面附有覆蓋膠作為保護層稱為覆蓋層,其作用是連接帶芯、防止帶受到?jīng)_擊、防止物料對帶芯的摩擦、保護帶芯免受潮濕而腐爛、避免外部介質(zhì)的侵蝕等。橡膠帶工作面的覆蓋層厚度為3~6mm,非工作面的覆蓋層厚度為1.5~3mm。因此,橡膠帶的特點是堅固耐用、抗?jié)?、耐磨、彈性?缺點是價格較高。

橡膠帶按其用途不同可分為強力型、普通型和耐熱型三種。相對于普通型橡膠帶而言,強力型能承受更大的載重,而耐熱型能用于比室溫高的溫度環(huán)境。國產(chǎn)橡膠帶的品種及規(guī)格可查閱機械設(shè)計手冊。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶(2)鋼帶

鋼帶的厚度一般為0.6~1.5mm,寬度在650mm以下。鋼帶的機械強度大,不易伸長,不易損傷,耐高溫,因而常用于烘烤設(shè)備中。食品生坯可直接放置在鋼帶之上,節(jié)省了烤盤,簡化了操作,且因鋼帶較薄,在爐內(nèi)吸熱量較小,節(jié)約了能源,而且便于清洗。但由于鋼帶的剛度大,故與橡膠帶相比,需要采用直徑較大的滾筒。鋼帶容易跑偏,其調(diào)偏裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且由于其對沖擊負(fù)荷很敏感,故要求所有的支撐及導(dǎo)向裝置安裝準(zhǔn)確。鋼帶采用強度和撓性較好的冷軋低碳鋼制成,造價較高,粘著性較大,灼熱的物料不能用橡膠帶時才考慮使用。另一種鋼絲網(wǎng)帶用于一邊輸送物料,一邊實行固液分離的場合。油炸食品爐中的物料輸送、水果洗滌設(shè)備中的水果輸送等常采用鋼絲網(wǎng)帶,如水果堿液去皮機上的輸送帶就采用不銹鋼絲網(wǎng)帶。鋼絲網(wǎng)帶也常用于食品烘烤設(shè)備中,由于網(wǎng)帶的網(wǎng)孔能透氣,故烘烤時食品生坯底部的水分容易蒸發(fā),其外形不會因脹發(fā)而變得不規(guī)則或發(fā)生油灘、洼底、粘帶及打滑等現(xiàn)象。但因長期烘烤,網(wǎng)帶上積累的面屑碳黑不易清洗,致使制品底部粘上黑斑而影響食品質(zhì)量。此時,可對網(wǎng)帶涂鍍防粘材料來解決。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶(3)塑料帶

塑料帶具有耐磨、耐酸堿、耐油、耐腐蝕、易沖洗以及適用于溫度變化大的場合等特點,在食品工廠中也逐步得到推廣應(yīng)用。塑料帶有多層芯和整芯之分,多層芯式塑料帶與普通橡膠帶相似,整芯式塑料帶制造工藝簡單,生產(chǎn)率高,成本低,質(zhì)量好,但撓性較差。塑料帶的連接多采用塑化接頭,接頭強度可達(dá)塑料帶本身強度的75%~80%,很少采用機械接頭。

目前在食品工業(yè)中普遍采用的工程塑料主要有聚丙烯、聚乙烯和乙縮醛,它們基本上覆蓋了90%輸送帶的應(yīng)用領(lǐng)域。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶(3)塑料帶

聚丙烯具有良好的綜合抗化學(xué)特性,在有酸、堿的情況下仍能保持原有的結(jié)構(gòu)性質(zhì),抗拉、抗疲勞強度良好,且重量輕,適用于一般的產(chǎn)品輸送。使用溫度范圍為1~104°C,在需高溫消毒處理的場合尤為合適,但低溫下顯出易碎的特性。

聚乙烯同樣具有良好的綜合抗化學(xué)特性,耐酸、堿,還具有抗沖擊和韌性高的特點。材料表面光滑,不易粘住食品,使輸送過程順利。其使用溫度范圍為-44~66°C,高溫下抗拉強度很低。

乙縮醛是三種工程塑料中抗拉強度最大的材料,具有優(yōu)良的綜合抗化學(xué)特性,表面堅硬,不易刮傷,耐用度高,表面摩擦系數(shù)低,使用溫度范圍為-46~93°C。

另外,適合于極高溫度場合的高溫錦綸,其工作溫度范圍為-46~150°C。但易吸水膨脹,不宜用于濕瀝生產(chǎn)環(huán)境。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶(4)帆布帶

帆布帶主要用于餅干成型前的面片和餅坯的輸送,如面片疊層、加酥輥壓、餅干成型過程中均采用帆布作為輸送帶材料。帆布帶除抗拉強度大之外,主要特點是柔性好,能經(jīng)受多次反復(fù)折疊而不疲勞。目前配套國產(chǎn)餅干機的帆布帶寬度有500mm、600mm、800mm、1000mm和1200mm等幾種。帆布的縫接通常采用棉線和人造纖維縫合,少數(shù)情況下用皮帶扣連接。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件1.輸送帶(5)板式帶

板式帶即鏈板式輸送帶,它與帶式傳動裝置的不同之處是:在帶式傳送裝置中,用來傳送物料的牽引件為各式輸送帶,輸送帶同時又作為被傳送物料的承載構(gòu)件;而在鏈板式傳送裝置中,用來傳送物料的牽引件為板式關(guān)節(jié)鏈,而被傳送物料的承載構(gòu)件則為托板下固定的導(dǎo)板,也就是說,鏈板是在導(dǎo)板上滑行的。在食品工業(yè)中,這種輸送帶常用來輸送裝料前后的包裝容器,如玻璃瓶、金屬罐等。

鏈板式傳送裝置與帶式傳送裝置相比較,其結(jié)構(gòu)緊湊,作用在軸上的載荷較小,承載能力大,效率高,并能在高溫、潮濕等條件差的場合下工作。鏈板與驅(qū)動鏈輪間沒有打滑,因而能保證鏈板具有穩(wěn)定的平均速度。但鏈板的自重較大,制造成本較高,對安裝精度的要求亦較高。由于鏈板之間有鉸鏈關(guān)節(jié),需仔細(xì)地保養(yǎng)和及時調(diào)整、潤滑。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件2.機架和托輥

帶式輸送機的機架多用槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成?？梢剖捷斔蜋C的機架裝在滾輪上以便移動。

托輥在輸送機中對輸送帶及其上物料起承托的作用,使輸送帶平穩(wěn)運行。板式帶不用托輥,因它靠板下的導(dǎo)板承托滑行。托輥分上托輥(運載托輥)和下托輥(空載托輥)兩種。上托輥又有平直托輥和槽形托輥之分,圖2-2所示為上托輥的幾種常見形式。槽形托輥是在輸送帶的同一橫截面方向上接連安裝數(shù)條平直輥,一般中間一條水平,旁邊的幾條傾斜而形成一個槽形,主要用于輸送量較大的散狀物料。托輥的間距和直徑,與帶的種類、帶寬及被輸送物料的性質(zhì)和重量等有關(guān)。一般上托輥間距可取250mm或500mm,下托輥間距可取為上托輥間距的2倍。物料重時,間距應(yīng)小,當(dāng)物料為大于20kg的成件物品時,間距應(yīng)小于物品在輸送方向上長度的一半,以保證物品同時有兩個以上的托輥支承。物料比較輕時,間距可取1~2m。對于較長的膠帶輸送機,為有效防止膠帶跑偏脫出,每隔若干組托輥須安裝一個兩邊有擋板的調(diào)整托輥,這種托輥在橫向能擺動,如圖2-3所示。定型的托輥總長度應(yīng)比帶寬大100~200mm,直徑采用?89mm、?108mm、?159mm幾種。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件2.機架和托輥第一節(jié)帶式輸送機圖2-2上托輥的形式a)平直單輥式b)平直多節(jié)單輥式c)單輥槽式d)雙輥“V”式e)三輥槽式f)三輥“V”式二、帶式輸送機的主要構(gòu)件2.機架和托輥第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件3.驅(qū)動裝置

帶式輸送機的驅(qū)動裝置主要由電動機、減速裝置和驅(qū)動滾筒等組成,在傾斜式輸送機上還有制動裝置或停止裝置。常見的驅(qū)動裝置有兩種形式,一種是閉式的:由電動機經(jīng)封閉的減速裝置如齒輪減速箱或蝸桿蝸輪減速箱等將運動和動力傳至主動輪上(又稱驅(qū)動輪或驅(qū)動滾筒),這種減速裝置通常體積較小,若采用擺線針輪減速器則可使結(jié)構(gòu)更為緊湊;另一種是開式的:由電動機經(jīng)敞開的齒輪或鏈輪減速后將運動和動力傳至主動輪上,該種形式目前已很少采用。

驅(qū)動滾筒的牽引力,應(yīng)根據(jù)輸送帶在滾筒表面不打滑為條件來確定?？梢酝ㄟ^加大包角α和摩擦系數(shù)f的辦法來增加滾筒的牽引力。圖2-4中方案a和b就是通過增加包角的辦法來提高滾筒的牽引力的,采用圖中方案c的布置形式亦可增大滾筒的牽引力。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件3.驅(qū)動裝置第一節(jié)帶式輸送機圖2-4驅(qū)動滾筒布置方案a)利用導(dǎo)向輪增大包角b)利用兩個驅(qū)動輪增大包角c)利用壓緊帶增大牽引力1—傳送帶2—壓緊帶3—重錘4—驅(qū)動輪二、帶式輸送機的主要構(gòu)件4.滾筒

滾筒有驅(qū)動滾筒、改向滾筒和張緊滾筒三種(圖2-1),一般由鋼板焊接或鑄鐵制成。驅(qū)動滾筒是驅(qū)動裝置的一部分,是傳遞動力的主要部件。除板式帶的驅(qū)動滾筒為表面有齒的滾輪外,其他帶式輸送機的驅(qū)動滾筒通常為直徑較大、表面光滑的空心滾筒。滾筒的寬度比帶寬大100~200mm。驅(qū)動滾筒應(yīng)有一定的中高度,即常做成鼓形,中間部分的直徑比兩端直徑稍大,這樣在運行中能自動糾正膠帶的跑偏。為了增加驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦力,有時在驅(qū)動滾筒表面包上木條、皮革或橡膠,并可采用不同的輸送帶圍繞形式以增大帶在滾筒上的包角α,如圖2-4中方案a和b所示。改向滾筒可改變輸送帶的走向,并可用來增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角。張緊滾筒用于輸送機端部膠帶的支承和張緊。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件5.張緊裝置

在帶式輸送機中,由于輸送帶具有一定的延伸率,因此在工作拉力作用下,輸送帶本身會伸長。這個增加的長度需要得到補償,否則輸送帶與驅(qū)動滾筒間不能緊密接觸從而導(dǎo)致打滑,致使帶式輸送機無法正常工作。補償輸送帶伸長量的裝置稱為張緊裝置,常用的張緊裝置有重錘式、螺桿式和壓力彈簧式等,如圖2-5所示。

對于輸送距離較短的輸送機,張緊裝置可直接裝在輸送帶的從動滾筒的支撐軸上,而對于輸送距離較長的輸送機,則需安設(shè)專用的張緊滾筒。輸送帶張不緊時會導(dǎo)致帶的緊邊不平坦,不僅承載能力下降,且使物料運行不平穩(wěn)。第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件5.張緊裝置第一節(jié)帶式輸送機二、帶式輸送機的主要構(gòu)件5.張緊裝置

螺桿式張緊裝置常用于較短的輸送帶,利用拉力螺桿或壓力螺桿來調(diào)整從動滾筒的前后位置,使輸送帶張緊,如圖2-5a和b所示。其主要優(yōu)點為外形尺寸小,結(jié)構(gòu)緊湊,缺點是必須經(jīng)常觀察和調(diào)整,使輸送帶達(dá)到一定的張緊力。如張力調(diào)整得不夠大就會出現(xiàn)打滑,但若張力調(diào)得過大又造成膠帶易損壞。

重錘式張緊裝置常用于輸送帶較長和運輸能力較大的場合,如圖2-5c所示,它是在自由懸垂的重物作用下產(chǎn)生拉緊作用的,可通過增減重錘的數(shù)量,以便得到所需的張緊力。其優(yōu)點是能夠保證張緊力恒定,缺點是外形尺寸較大。

壓力彈簧式張緊裝置如圖2-5d所示,是在張緊滾筒兩端的軸承座上連接一彈簧和調(diào)節(jié)螺釘。其優(yōu)點是外形尺寸小,有緩沖作用,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。第一節(jié)帶式輸送機三、帶式輸送機輸送能力的計算

帶式輸送機的輸送能力可按下式計算(凡是用帶式輸送機原理設(shè)計的其他設(shè)備,如預(yù)煮、干燥等設(shè)備,均可用此公式計算):Q=3600BhvρφC式中Q——帶式輸送機的輸送能力(t/h);

B——輸送帶帶寬(m);

h——堆放一層物料的平均高度(m);

v——輸送帶帶速,用作檢查性工作時取0.05~0.1,用作輸送時取0.8~2.5(m/s);

ρ——裝載密度(t/m3);

φ——裝填系數(shù),一般取0.75;

C——輸送機傾角系數(shù),其值取決于傾角β的大小;

當(dāng)傾角β=0°~7°時,C=1;

當(dāng)傾角β=8°~15°時,C=0.95~0.90;

當(dāng)傾角β=16°~20°時,C=0.90~0.80;

當(dāng)傾角β=21°~25°時,C=0.80~0.75。第一節(jié)帶式輸送機一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理

斗式提升機主要由牽引件、滾筒(或鏈輪)、張緊裝置、加料和卸料裝置、驅(qū)動裝置和料斗等組成。在牽引件上裝置著一連串的小斗(稱料斗),隨牽引件向上移動,達(dá)到頂端后翻轉(zhuǎn),將物料卸出。料斗常以背部(后壁)固接在牽引帶或鏈條上,雙鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C有時也以料斗的側(cè)壁固接在鏈條上。

圖2-6所示為傾斜斗式提升機的結(jié)構(gòu)示意圖。為了改變物料升送的高度,適應(yīng)不同生產(chǎn)情況的需要,料斗槽中部有一可拆段,使提升機可以伸長也可以縮短。支架也是可以伸縮的,用螺釘固定。支架有垂直的(如圖中支架1)和傾斜的(如圖中支架2),傾斜支架固定在槽體中部。有時為了移動方便,機架裝在活動輪子上。

圖2-7所示為垂直斗式提升機的結(jié)構(gòu)示意圖,它主要由料斗、牽引帶(或鏈)、驅(qū)動裝置、機殼和進(jìn)、卸料口組成。工作時被輸送物料由進(jìn)料口1均勻喂入,在驅(qū)動滾筒9的帶動下,固定在輸送帶4上的料斗3刮起物料后隨輸送帶4一起上升,當(dāng)上升至頂部驅(qū)動滾筒的上方時,料斗3開始翻轉(zhuǎn),在離心力或重力的作用下,物料從卸料口10卸出,送入下道工序。第二節(jié)斗式提升機一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)斗式提升機一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)斗式提升機一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖2-8所示為料斗在牽引帶上的布置形式,它取決于被輸送物料的特性、使用場合和料斗裝、卸料方式。如果是安置在打漿機、預(yù)煮機、分級機等前面的斗式提升機,在生產(chǎn)率相同的條件下,適合采用料斗密集型布置形式,這樣可以使進(jìn)料連續(xù)均勻,有利于各種機械的控制和使用。

斗式提升機的裝料方式分為挖取式和撒入式,如圖2-9所示。挖取法是指料斗被牽引件帶動經(jīng)過底部物料堆時,挖取物料。這種方法在食品工廠中采用較多,主要用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等散狀物料。料斗上移速度較快,一般為0.8~2m/s之間,料斗布置疏散。撒入法是指物料從加料口均勻加入,直接流入到料斗里。這種方法主要用于大塊和磨損性大的物料的提升場合,輸送速度較低,一般不超過1m/s,料斗布置密集。

物料裝入料斗后,提升到上部進(jìn)行卸料。卸料方式可分為離心式、重力式和離心重力式三種形式,如圖2-10所示。第二節(jié)斗式提升機一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)斗式提升機圖2-8料斗布置形式a)料斗疏散型b)料斗密集型圖2-9斗式提升機裝料方式a)挖取式b)撒入式一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)斗式提升機圖2-10斗式提升機卸料方式a)離心式b)重力式c)離心重力式一、斗式提升機的結(jié)構(gòu)和工作原理

離心卸料方式是指當(dāng)料斗上升至滾筒處時,由直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動,料斗內(nèi)的物料因受到離心力的作用而被甩出,從而達(dá)到卸料的目的。適用于粒度小、磨損性小的干燥松散物料,且要求提升速度較快的場合,一般在1~2m/s左右。料斗與料斗之間要保持一定的距離,一般應(yīng)超過料斗高度的一倍以上,否則甩出的物料會落在前一個料斗的背部,而不能順利進(jìn)入卸料口。

重力卸料方式靠物料的重力使物料落下而達(dá)到卸料的目的,適用于提升大塊狀、密度大、磨損性大和易碎的物料,適用于低速運送物料的場合,速度一般為0.5~0.8m/s。這種卸料方式又稱無定向自流式。當(dāng)提升粘性較大或較重的物料時,出料滾筒下面常裝有導(dǎo)向輪,使膠帶略彎曲,料斗運行到此處能完全翻轉(zhuǎn),因而物料借自重能順利卸出。離心重力卸料方式靠重力和離心力的同時作用而達(dá)到卸料的目的,也適用于提升速度較低的場合,一般為0.6~0.8m/s,適用于流動性不良的散狀、纖維狀物料或潮濕物料。料斗與料斗之間緊密相連,物料沿前一個料斗的背部落下。這種卸料方式又稱定向自流式。

罐頭食品廠、果汁飲料廠用斗式提升機運送果蔬物料時,為了盡可能減少對果蔬物料的機械損傷,一般不采用離心卸料方式,因其轉(zhuǎn)速高、離心力大,會將物料拋得很遠(yuǎn)?；蛘?當(dāng)物料還沒有從料斗中卸出時,料斗就已轉(zhuǎn)過了驅(qū)動滾筒而將物料拋到機架下面,此時也應(yīng)采用較低的轉(zhuǎn)速,采用自流式卸料方式。第二節(jié)斗式提升機二、斗式提升機的主要構(gòu)件1.料斗

料斗是提升機的盛料構(gòu)件,根據(jù)運送物料的性質(zhì)和提升機的結(jié)構(gòu)特點,料斗有三種不同的形式,即圓柱形底的深斗和淺斗以及尖角形斗,如圖2-11所示。

圖2-11a所示為深斗,斗口呈65°傾斜角,斗的深度較大,適用于輸送干燥、流動性好、能很好撒落的粒狀物料。

圖2-11b所示為淺斗,斗口呈45°傾斜角,斗的深度較小,適用于輸送潮濕或流動性差的粉狀、粒狀物料。由于斗口傾斜角較小和深度較小,物料容易從斗中倒出。深斗和淺斗在牽引件上的排列要有一定的間距,斗距通常取為(2.3~3.0)h(h為斗深)。料斗通常是用2~6mm厚的不銹鋼板或鋁板焊接、鉚接或沖壓而成。

圖2-11c所示為尖角形斗,它與上述兩種料斗的不同之處是,斗的側(cè)壁延伸到底板外,使之成為擋邊,卸料時,物料可沿一個斗的擋邊和底板所形成的槽卸料。它適用于粘稠性大、較沉重的塊狀物料的輸送,斗間一般不留間隔。

料斗的主要參數(shù)是斗寬、伸距、容積和斗深以及斗的形式,這些參數(shù)可從有關(guān)產(chǎn)品目錄中查取。第二節(jié)斗式提升機二、斗式提升機的主要構(gòu)件1.料斗第二節(jié)斗式提升機二、斗式提升機的主要構(gòu)件2.牽引件

斗式提升機的牽引件,可用膠帶和鏈條兩種。膠帶和帶式輸送機的輸送帶相同,將料斗用頭部特殊的螺釘和彈性墊片固接在膠帶上,帶寬比料斗的寬度大30~40mm。鏈條常用套筒鏈或套筒滾子鏈,其節(jié)距有150mm、200mm、250mm等數(shù)種。當(dāng)料斗的寬度較小(160~250mm)時,用一根鏈條固接在料斗的后壁上;當(dāng)料斗的寬度較大時,用兩根鏈條固接在料斗兩邊的側(cè)板上,即借助于角鋼把料斗的側(cè)邊和外鏈板相連。

牽引件的選擇,取決于提升機的生產(chǎn)率、升送高度和物料的特性。用膠帶作牽引件時,主要用于中小生產(chǎn)能力的工廠及中等提升高度,適合于體積和比重較小的粉狀、粒狀物料的輸送;用鏈條作牽引件時,適合于大生產(chǎn)率及升送高度大和較重物料的輸送。第二節(jié)斗式提升機三、斗式提升機生產(chǎn)能力的計算

第二節(jié)斗式提升機一、螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖2-12所示為螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可看出,螺旋輸送機的核心部分是由一根裝有螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸(常稱輸送螺旋)和料槽(殼體)組成的。輸送螺旋通過軸承安裝在料槽兩端的軸承座上,其一端的軸頭與傳動裝置相連,當(dāng)機身較長時常在輸送螺旋中間加裝吊架(又稱中間軸承)。料槽的頂面和底部分別開設(shè)進(jìn)、出料口。

工作時動力由傳動裝置2傳入,使輸送螺旋5旋轉(zhuǎn),啟動正常后,將物料由進(jìn)料口4加入,利用輸送螺旋5上的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的軸向推力,將被輸送的物料沿料槽6向前推移(物料就像是不旋轉(zhuǎn)的螺母沿螺桿平移)。由于物料和料槽壁之間存在足夠大的摩擦阻力,因而物料在輸送過程中不隨螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn),而是在螺旋葉片間以滑動形式沿料槽軸線方向向出料口7移動,完成輸送任務(wù)。

螺旋輸送機結(jié)構(gòu)簡單,橫截面尺寸小,密封性能好,便于中間裝料和卸料,操作安全方便,制造成本低。但輸送過程中物料易破碎,零件磨損較大,消耗功率較大。螺旋輸送機使用的環(huán)境溫度為-20~50°C,物料溫度小于200°C,一般輸送傾角不大于20°。

螺旋輸送機的輸送能力一般在40m3/h以下,高的可達(dá)150m3/h。輸送長度一般在40m以下,最長不超過70m。第三節(jié)螺旋輸送機一、螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理第三節(jié)螺旋輸送機二、螺旋輸送機的主要構(gòu)件1.螺旋葉片

輸送螺旋上焊有螺旋葉片,螺旋葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實體面型、帶式面型和葉片面型等幾種形式,如圖2-13所示。螺旋有左旋和右旋之分,又有單線、雙線和三線之分,一般多為單線右旋。實體面型的螺旋葉片主要用于輸送干燥、粘度小的小顆?；蚍蹱钗锪?其螺距為螺旋直徑的0.8倍;帶式面型的螺旋葉片主要用于輸送塊狀或粘度中等的物料,其螺距等于螺旋直徑;葉片面型的螺旋葉片主要用于輸送韌性或可壓縮性的物料,其螺距為螺旋直徑的1.2倍,該種面型的螺旋葉片在輸送物料的過程中還伴隨有對物料的混合、攪拌作用。螺旋葉片是由厚4~10mm的薄鋼板沖壓而成的,然后焊接或鉚接到螺旋軸上。第三節(jié)螺旋輸送機圖2-13螺旋葉片的面型a)實體面型b)帶式面型c)葉片面型二、螺旋輸送機的主要構(gòu)件2.螺旋軸

將螺旋葉片按一定螺距焊在螺旋軸上就形成了能完成物料輸送任務(wù)的輸送螺旋。螺旋軸有空心和實心之分,為減輕軸的重量,常采用空心軸。螺旋軸一般是由2~4m長的空心軸通過軸節(jié)段裝配而成,連接時將軸節(jié)段插入空心軸的襯套內(nèi),用螺釘固定連接起來,如圖2-14所示。在大型螺旋輸送機上,常采用法蘭連接方法,在螺旋軸端和連接軸端均焊有法蘭盤,再用螺釘將法蘭盤固定起來,如圖2-15所示。螺旋軸一般用無縫鋼管制成,其尺寸由結(jié)構(gòu)及焊接工藝決定,通常不進(jìn)行強度計算。第三節(jié)螺旋輸送機圖2-14螺旋軸的節(jié)段連接方法1—螺旋葉片2—螺旋軸3—螺釘4—軸節(jié)段二、螺旋輸送機的主要構(gòu)件2.螺旋軸第三節(jié)螺旋輸送機二、螺旋輸送機的主要構(gòu)件3.軸承

螺旋軸的兩端裝有軸承,有時中部還裝有中間軸承。軸承的作用是支撐螺旋軸,減少工作阻力,保證螺旋軸靈活旋轉(zhuǎn)。

在物料輸送方向的終端應(yīng)安置推力軸承,以承受物料被輸送時給螺旋軸帶來的軸向反力(螺旋軸應(yīng)布置為受拉構(gòu)件,即出料口布置在有推力軸承處)。中間軸承的設(shè)計應(yīng)保證物料輸送的有效斷面,不使物料堵塞。中間軸承寬度要窄,盡量減小螺旋中斷的距離,并應(yīng)特別注意密封。對磨琢性小的物料,采用滑動軸承可簡化密封;對磨琢性大的物料,則應(yīng)采用滾動軸承,并采用較完善的密封。

螺旋輸送機在輸送物料時,其功率消耗在于克服物料與料槽底和壁之間的摩擦阻力,克服物料與螺旋葉片之間的摩擦阻力,克服端軸承、中間軸承內(nèi)的摩擦阻力,克服用于攪拌與破碎物料以及物料被輸送過程中的一些附加阻力。產(chǎn)生的附加阻力有:在中間軸承處,不可避免地會發(fā)生物料的堆積;某些物料的顆粒常常會被卡在螺旋葉片的邊緣與料槽壁之間的縫隙內(nèi),其中一些被卡的顆粒還會因受到擠壓作用而結(jié)成硬殼等等,這些都能形成附加阻力。第三節(jié)螺旋輸送機二、螺旋輸送機的主要構(gòu)件4.料槽

料槽多用3~8mm厚的不銹鋼板制成,槽口周邊各段接口處均焊有角鋼,以增加剛性。料槽內(nèi)裝有輸送螺旋,料槽底為半圓形,料槽頂為平面且有上蓋。料槽與螺旋葉片外圓的間隙一般為6~10mm。

在進(jìn)行螺旋輸送機的設(shè)計或選型時,必須首先確定其原始條件,如輸送能力、物料的性質(zhì)(如容重、溫度、濕度、粘度、磨琢性等)、工作環(huán)境(如露天或室內(nèi)、干燥或潮濕、灰塵多少、環(huán)境溫度等)以及輸送機布置形式等。第三節(jié)螺旋輸送機三、螺旋輸送機生產(chǎn)能力的計算

第三節(jié)螺旋輸送機一、振動輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理

振動輸送機由激振器、工作體、彈性支撐件(包括主振彈簧和隔振彈簧)及座體等主要部件組成,如圖2-16所示。振動輸送機工作時,由激振器驅(qū)動支撐在主振彈簧的工作體。主振彈簧通常傾斜安裝,斜置傾角為β,稱為振動角。當(dāng)由激振器產(chǎn)生的激振力作用于工作體上時,工作體就在主振彈簧的約束下作定向強迫振動。處在工作體上的物料,由于受工作體振動的作用而被斷續(xù)地向前輸送。

當(dāng)工作體向前振動時,依靠物料與工作體間的摩擦力,工作體把運動能量傳遞給物料,使物料得到加速運動,此時物料的運動方向與工作體的振動方向相同。此后,當(dāng)工作體按激振運動規(guī)律向后振動時,物料受慣性作用仍繼續(xù)向前運動,工作體則從物料下面往后運動。由于運動中阻力的作用,物料越過一段距離后又落回到工作體上,當(dāng)工作體再次向前振動時,物料又因受到加速而被輸送向前,如此重復(fù)循環(huán),實現(xiàn)物料的輸送。第四節(jié)振動輸送機一、振動輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理第四節(jié)振動輸送機二、振動輸送機的主要構(gòu)件1.激振器

激振器是振動輸送機的動力源裝置,用以產(chǎn)生使輸送機的工作體實現(xiàn)振動的激振力,常用的激振器有曲柄連桿激振器、偏心慣性激振器和電磁激振器三種類型。(1)曲柄連桿激振器

圖2-16所示振動輸送機中的激振器就是曲柄連桿激振器。電動機經(jīng)皮帶或齒輪等傳動裝置驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu)運轉(zhuǎn),使其產(chǎn)主激振力。連桿把運動和動力傳給工作體,使工作體以固定的頻率和振幅作定向強迫振動,進(jìn)行物料輸送。整個裝置安裝在一個質(zhì)量較大的底座上,以承受振動過程中的慣性力。底座的質(zhì)量一般為振動構(gòu)件質(zhì)量的3~4倍。(2)偏心慣性激振器

圖2-17a所示為采用偏心慣性激振器的振動輸送機。偏心慣性激振器是利用偏心塊在旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心慣性力作為激振力,激振力的幅值可通過調(diào)整偏心塊的質(zhì)量mj、偏心距e和旋轉(zhuǎn)角速度ωj等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)(ωj受工藝因素的限制)。這種類型的激振器能產(chǎn)生較大的激振力,本身尺寸又不很大,結(jié)構(gòu)簡單便于制造,但裝配偏心塊的軸和軸承在工作時會承受較大的動載荷。第四節(jié)振動輸送機二、振動輸送機的主要構(gòu)件1.激振器(2)偏心慣性激振器第四節(jié)振動輸送機二、振動輸送機的主要構(gòu)件1.激振器(3)電磁激振器

圖2-17b所示為采用電磁激振器的振動輸送機。電磁激振動器主要由電磁鐵和銜鐵等組成。電磁鐵(帶鐵心的電磁線圈)通過支座安裝在座體上,銜鐵固定在工作體下面,工作體由主振彈簧支承于座體上。銜鐵與電磁鐵鐵心柱表面間保持平行,即保持等距的工作間隙δ。當(dāng)電磁線圈中通入正弦交變電流時,電磁鐵所產(chǎn)生的按正弦平方規(guī)律變化的脈動吸力作用于銜鐵,從而使工作體產(chǎn)生定向強迫振動。當(dāng)通入的電流是50Hz交流電時,電磁鐵將以100Hz的激振頻率迫使振動系統(tǒng)振動。激振力的幅值與供電方式、線圈匝數(shù)、電壓等參數(shù)有關(guān)。第四節(jié)振動輸送機二、振動輸送機的主要構(gòu)件2.工作體

工作體是用于承載和輸送物料的構(gòu)件,在激振器的作用下作定向強迫振動。工作體有斜槽形、管形和料斗形等結(jié)構(gòu)型式。3.彈性支撐件

彈性支撐件包括主振彈簧和隔振彈簧。主振彈簧用于支撐工作體,使其在激振力的作用下產(chǎn)生定向強迫振動,主振彈簧常采用板彈簧或螺旋彈簧。隔振彈簧裝于座體與機架或基礎(chǔ)間,用以緩沖傳遞到機架或基礎(chǔ)上的動載荷,隔振彈簧常采用橡膠彈簧,也有采用螺旋彈簧的。4.座體

座體上固定安裝著激振器、主振彈簧等構(gòu)件。座體通常用鑄鐵制造,其質(zhì)量大小有一定要求,須根據(jù)振動系統(tǒng)設(shè)計計算決定。第四節(jié)振動輸送機一、氣力輸送裝置的特點及其應(yīng)用

與其他輸送機相比,氣力輸送裝置具有下列優(yōu)點:1)輸送過程密封(特別是吸送式氣力輸送裝置),因此物料損失很少,且能保證物料不致吸濕、污損或混入其他雜質(zhì),同時輸送場所灰塵大大減少,從而改善了勞動條件。2)結(jié)構(gòu)簡單,裝卸、管理方便。3)可同時配合進(jìn)行各種工藝過程(如混合、分選、烘干、冷卻等),工藝過程的連續(xù)化程度高,便于實現(xiàn)自動化操作。4)輸送生產(chǎn)率較高,尤其有利于實現(xiàn)散裝物料的運輸機械化,降低裝卸成本。氣力輸送也存在以下不足之處:動力消耗較大;管道及其他與被輸送物料接觸的構(gòu)件易磨損,尤其是在輸送磨琢性較大的物料時;對輸送物料的品種有一定的限制,不宜輸送易成團、易粘結(jié)和怕碎的物料。第五節(jié)氣力輸送裝置一、氣力輸送裝置的特點及其應(yīng)用

值得指出的是,氣力輸送裝置的應(yīng)用范圍與被輸送物料的物理性質(zhì)有著十分密切的關(guān)系。物料特性對氣力輸送裝置應(yīng)用范圍的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)顆粒尺寸的影響

過大的顆粒尺寸將可能卡塞在供料裝置中,從而妨礙物料自動地供入輸料管。故氣力輸送物料的顆粒尺寸一般要求d≤50mm,或規(guī)定為最大的物料顆粒尺寸不超過輸料管直徑的0.3~0.4倍(即dmax≤(0.3~0.4)D)。物料顆粒的最小尺寸是不受限制的,但設(shè)計分離和除塵裝置時必須考慮到它所帶來的影響。(2)物料重度的影響

物料的重度是氣力輸送裝置設(shè)計的重要原始資料之一,它將影響氣力輸送裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和能量消耗的大小。物料重度增加,就必須提高管中氣流的速度,從而使動力消耗增加和管壁磨損加快。故氣力輸送不適宜輸送重度太大的物料。第五節(jié)氣力輸送裝置一、氣力輸送裝置的特點及其應(yīng)用(3)物料濕度的影響

物料的濕度與氣力輸送裝置的工作可靠性有著很大的關(guān)系。過高的濕度將破壞物料的松散性,并使物料粘附在裝置構(gòu)件的內(nèi)壁上,從而引起供料不均勻、能量消耗增加和生產(chǎn)率降低,甚至引起整個系統(tǒng)堵塞。(4)物料溫度的影響

在一定濃度和溫度下,被輸送物料的粉塵會產(chǎn)生粉塵爆炸,造成嚴(yán)重事故。故在輸送粉塵物料時,物料溫度應(yīng)低于該物料的發(fā)火點(一般都小于400°C),否則應(yīng)改用惰性氣體輸送。(5)物料磨琢性的影響

物料磨琢性的大小與物料顆粒的硬度、表面特征、形狀尺寸有關(guān),它將影響氣力輸送裝置的動力消耗和使用壽命。

總之,在生產(chǎn)中采用氣力輸送裝置輸送各種物料時,應(yīng)注意分析被輸送物料的物理性質(zhì)。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型1.吸送式氣力輸送裝置

吸送式氣力輸送裝置如圖2-18所示,它是借助壓力低于0.1MPa的空氣流來進(jìn)行工作的,因此又常被稱為真空物料輸送設(shè)備,其優(yōu)點是它的易操作性,可靠性和清潔性。它的工作原理是通過風(fēng)機(或真空泵)產(chǎn)生壓差,形成一個高速空氣流,使得散粒物料懸浮于一個密閉的管道中,從而完成物料的輸送。當(dāng)風(fēng)機(或真空泵)5啟動后,整個系統(tǒng)內(nèi)便被抽至一定的真空度;在壓力差的影響下,大氣中的空氣流從物料堆間隙透過,并把物料攜帶入吸嘴1,進(jìn)而沿輸料管2移動至物料分離器3中,空氣與物料在此被分離;物料由分離器3的底部卸出,而含塵空氣流繼續(xù)被送到除塵器4,灰塵由除塵器4底部卸出;經(jīng)過除塵的空氣流通過風(fēng)機5和消聲器6被排入大氣中。

由于此種裝置系統(tǒng)的壓力差不大,故輸送物料的距離和生產(chǎn)率受到限制。其真空度一般不超過0.05~0.06MPa,如果真空度太低,又將急劇地降低其攜帶能力。這種裝置對密封性要求也很高,而且為了保證風(fēng)機可靠工作及減少零件磨損,進(jìn)入風(fēng)機的空氣必須預(yù)先除塵。該裝置中的關(guān)鍵部件需要采用無縫焊接技術(shù)以保證彎頭部位平滑且沒有縫隙,這將有利于清洗,在食品(和制藥等)行業(yè)中尤為重要。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型1.吸送式氣力輸送裝置第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型2.壓送式氣力輸送裝置

壓送式氣力輸送裝置如圖2-19所示,它是在高于0.1MPa的條件下進(jìn)行工作的。鼓風(fēng)機1把具有一定表壓力的空氣壓入導(dǎo)管,被輸送物料由供料器2供入輸料管3中;空氣和物料的混合物沿著輸料管運動;物料通過分離器4卸出,空氣則經(jīng)除塵器5凈化后排入大氣。此裝置的特點與吸送式氣力輸送裝置恰恰相反。由于它便于裝設(shè)分岔管道,故可同時把物料輸送至幾處,且輸送距離較長,生產(chǎn)率較高。此外,容易發(fā)現(xiàn)漏氣位置,且對空氣的除塵要求不高。它的主要缺點是由于必須從低壓往高壓輸料管中供料,故供料器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,并且較難從幾處同時吸取物料。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型3.綜合式氣力輸送裝置

綜合式氣力輸送裝置如圖2-20所示,它由吸送和壓送兩部分組成。首先通過吸嘴1將物料由料堆吸入輸料管2中,然后送到分離器3中,而從分離器3中分離出來的物料又被送入壓送系統(tǒng)的輸料管6中繼續(xù)進(jìn)行輸送。

此種形式的氣力輸送裝置綜合了吸送式和壓送式的優(yōu)點,既可以從幾處吸取物料,又可以把物料同時輸送到幾處,且輸送的距離可較長。其主要缺點是含塵的空氣要通過鼓風(fēng)機,使它的工作條件變差,同時整個裝置的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。

綜上所述,氣力輸送裝置不管采用何種形式,也不管風(fēng)機以何種方式供應(yīng)能量,它們總是由能量供應(yīng)、物料輸送和空氣凈化等幾部分組成,只不過是不同場合采用不同形式的裝置罷了。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型3.綜合式氣力輸送裝置第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型4.推動輸送

通常使用的氣力輸送裝置的主要缺點是動力消耗大,工作構(gòu)件磨損較快,干燥易充氣的粉狀、粒狀物料尤甚。目前正在研究一種依靠空氣壓力來推動物料的新型氣力輸送形式——推動輸送。物料在氣力輸送過程中的運動狀態(tài),不僅與物料和空氣的混合比有很大關(guān)系,而且根據(jù)氣流速度的不同呈現(xiàn)不同的運動狀態(tài)。當(dāng)氣流速度減慢時,物料會逐漸沉積在輸料管的管底;當(dāng)氣流速度進(jìn)一步減慢時,物料甚至?xí)砍练e,在輸料管道中形成料柱。推動輸送的原理就是利用較高壓力的脈沖氣流或其他形式,將料柱分割成料栓,使料栓和氣栓一段一段相間地向前運動。這種氣力輸送形式與懸浮輸送不同,它是依靠靜壓,即依靠料栓兩端的壓力差(p1—p2)來推動料栓向前運動的,故又稱柱塞流靜壓輸送,輸送原理如圖2-21所示。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型4.推動輸送

料栓的形成和穩(wěn)定是推動輸送的關(guān)鍵。料栓的形成與物料的粒度、性質(zhì)及輸料管管徑有很大關(guān)系。在保證物料輸送量的前提下,由于管徑小易形成料栓,故要盡量減小管徑;內(nèi)摩擦小、松散且無粘性、極易透氣的物料,會導(dǎo)致料栓兩端壓力差小,影響輸送甚至不能形成料栓。推動輸送的特點如下:1)物料運動速度較慢,減少了物料的破碎及設(shè)備的磨損,也防止了粉狀物料因靜電效應(yīng)在管壁上的粘附。2)因是一段物料一段空氣向前推動輸送,因而需用空氣量較少,可以降低能耗(能耗約為懸浮輸送的1/3~1/4)。3)輸送濃度高,不僅使輸送能力大幅度提高,還可減小輸料管的管徑,節(jié)約了管材。4)設(shè)備構(gòu)件尺寸小,分離除塵等可簡化,一般情況下甚至不采用卸料、除塵設(shè)備而將物料直接輸送至料倉內(nèi),也絲毫不影響衛(wèi)生。

主要缺點表現(xiàn)在:需要較高的輸送壓力,設(shè)備要求耐高壓,輸送距離太短時顯得不經(jīng)濟;供料結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,一方面要保證達(dá)到高的混合比,另一方面又要使物料很好地充氣和輸送;對于粒徑大、流動性好的顆粒狀物料輸送比較困難。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型4.推動輸送

目前國內(nèi)外已研制并建成了多種形式的推動輸送裝置,按料栓的形成方式,可分成脈沖氣刀式、脈沖成柱器式、套管式、脈沖擠壓式、旁通管式、球體分隔式等多種類型。

下面以脈沖氣刀式推動輸送裝置(圖2-22)為例介紹其工作原理。它由空氣壓縮機1、貯氣罐2(包括油水分離裝置)、料罐5、輸料管12和脈沖控制系統(tǒng)等組成。工作時,由空氣壓縮機1送出的高壓空氣經(jīng)空氣凈化設(shè)備清除掉其中的油水后進(jìn)入貯氣罐2,然后通過管道、閥門分別進(jìn)入料罐5、輸料管12和控制部件等;當(dāng)料罐5裝滿物料后就完全密閉,依靠罐內(nèi)充入的壓縮空氣加壓使物料進(jìn)入輸料管12;輸料管12一端與電磁閥3連接,壓縮空氣在脈沖閥(氣刀)4的作用下脈沖進(jìn)入輸料管12,從而把物料分隔成一段一段的料栓進(jìn)行輸送。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型4.推動輸送第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-22脈沖氣刀式推動輸送裝置1—空氣壓縮機2—貯氣罐3—電磁閥4—脈沖閥(氣刀)

5—料罐6—放氣閥7—閉風(fēng)器8—貯料斗9—濾袋10—來粉管11—安全閥12—輸料管13—事故管14—粉倉二、氣力輸送的類型4.推動輸送

在推動輸送裝置中,空氣與物料的容積比一般為(4~5)∶1;輸送空氣的壓力為0.15~0.3MPa;輸送氣流的速度為4~8m/s;常用混合比為20~100。在考慮選用推動輸送時,必須重視下列因素對推動輸送裝置形式和結(jié)構(gòu)的影響:1)物料的透氣性。物料的透氣性不僅決定物料的充氣程度,也影響料栓的穩(wěn)定性。對于透氣性差的物料,只需供給少量空氣,便可使物料由發(fā)送器流入輸料管,并被切割成料、氣相間的柱塞進(jìn)行輸送。為了保持料栓的穩(wěn)定性,在保證物料輸送量的前提下要注意選用內(nèi)徑較小的管道,并把料栓加長,以減少透氣。2)物料對管壁的摩擦阻力。物料對管壁的摩擦阻力隨料栓的個數(shù)與栓長的增加而增加。摩擦阻力越大,所需的輸送壓力也越高。當(dāng)輸送壓力一定時,如需增大輸送距離,可通過調(diào)整氣刀的定時,增加加氣時間以增大兩料栓的間距來實現(xiàn)。3)物料的內(nèi)摩擦角。在柱塞流中,當(dāng)物料的內(nèi)摩擦角小于外摩擦角時,輸送困難,物料會粘附在輸料管內(nèi)壁,使成柱性變差。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型4.推動輸送4)物料的堆密度。物料堆密度的大小將直接影響輸送壓力。堆密度很小且松散的物料,難以保持料栓的穩(wěn)定性,會產(chǎn)生并栓現(xiàn)象。而堆密度大的物料,又易產(chǎn)生管底流,使輸送過程不穩(wěn)定。在垂直輸料管中,堆密度影響尤甚。5)輸送壓力。脈沖輸送所需的壓力,一部分用于克服物料與管壁摩擦和局部阻力,另一部分用于克服氣體與物料間的滑動摩擦。對于垂直提升則還應(yīng)考慮提升作功所需的能量。6)輸送距離。在推動輸送裝置中,應(yīng)保持該系統(tǒng)的壓力損失小、可靠性高,因此在管路布置上應(yīng)盡量少用彎頭,非采用不可時,應(yīng)使其曲率半徑R>40d。實踐證明,采用斜管比由水平再轉(zhuǎn)垂直輸送有利。另外,管道連接應(yīng)嚴(yán)格對中,防止錯位,否則,阻力驟增,以致堵死。如輸送距離過長,又要保證一定的輸料量,就需加大輸送壓力。但壓力過高,會導(dǎo)致輸送濃度下降且物料破碎率增加。實驗表明,脈沖輸送的輸送距離以小于100m為宜。第五節(jié)氣力輸送裝置二、氣力輸送的類型5.空氣輸送槽

空氣輸送槽的結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。輸送槽系由上、下兩個用薄鋼板制成的Π型槽通過螺栓聯(lián)接而成,在兩個Π型槽之間裝一多孔隔板。安置輸送槽時有一定的向下斜度,向下斜度為4%~6%,物料由高端加入,而壓縮空氣由下殼體吹入,通過均勻的多孔隔板時,便將處于多孔隔板上的一層粉狀物料充氣,使之“液態(tài)化”,物料在重力作用下沿斜槽“流動”而達(dá)到輸送的目的。透過上槽物料層的空氣,通過布置在槽蓋全長各孔口內(nèi)的布料過濾器后,逸入大氣中。

空氣輸送槽與某些機械輸送形式相比較,具有無運動部件、無噪聲、操作管理方便、設(shè)備簡單、重量輕、耗能少、輸送能力大、容易改變輸送方向等優(yōu)點。其缺點是輸送物料受限制(主要適用于輸送流動性好的干燥粉狀物料),只能在一定的斜度下才能輸送,輸送距離不能太長,且不宜向上輸送。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器

供料器的作用是把物料供入氣力輸送裝置的輸料管中,形成合適的物料和空氣的混合比。它是氣力輸送裝置的“咽喉”,其性能的好壞將直接影響氣力輸送裝置的生產(chǎn)率和工作穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)特點和工作原理取決于被輸送物料的物理性質(zhì)以及氣力輸送裝置的形式。供料器可分為吸送式氣力輸送供料器和壓送式氣力輸送供料器兩大類。(1)吸送式氣力輸送供料器

吸送式氣力輸送供料器的工作原理是利用輸料管內(nèi)的真空度,通過供料器使物料隨空氣一起被吸進(jìn)輸料管。吸嘴與喉管是最常用的吸送式氣力輸送供料器。1)吸嘴:吸嘴主要適用于車船、倉庫或場地裝卸粉狀、粒狀及小塊狀物料。對吸嘴的要求主要是:在進(jìn)風(fēng)量一定的情況下,吸料量多且均勻,以提高氣力輸送裝置的輸送能力;具有較小的壓力損失;輕便、牢固可靠、易于操作;具有補充風(fēng)量裝置及調(diào)節(jié)機構(gòu),以獲得物料與空氣的最佳混合比;便于插入料堆又易從料堆中拔出。吸嘴的結(jié)構(gòu)形式很多,可分成單筒吸嘴和雙筒吸嘴兩類。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-24單筒吸嘴的形式a)直口吸嘴b)喇叭口吸嘴c)斜口吸嘴d)扁口吸嘴三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-25雙筒吸嘴三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器(1)吸送式氣力輸送供料器

2)固定式受料嘴(又稱喉管):固定式受料嘴主要用于車間固定地點的取料,如物料直接從料斗或容器下落到輸料管的場合。物料的下料量可以通過改變擋板的開度進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)擋板的開度可采用手動、電動或氣動操作。固定式受料嘴的主要形式如圖2-26所示,分為Y形、L形和γ形(又稱動力型),這些形式的固定受料嘴多用于氣流烘砂系統(tǒng)。當(dāng)輸送粉狀物料時(如面粉廠制粉和清理車間),常采用誘導(dǎo)式固定受料嘴,如圖2-27所示。第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-26固定式受料嘴形式a)Y形b)L形c)γ形圖2-27誘導(dǎo)式固定受料嘴三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器(2)壓送式氣力輸送供料器

在壓送式氣力輸送裝置中,供料是在管路中的氣體壓力高于外界大氣壓的條件下進(jìn)行的,為了按所要求的生產(chǎn)率使物料進(jìn)入輸料管,同時又盡量不使管路中的空氣漏出,所以對壓送式氣力輸送供料器的密封性要求較高,因而其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。根據(jù)作用原理的不同壓送式氣力輸送供料器可分為旋轉(zhuǎn)式、噴射式、螺旋式和容積式等幾種形式:1)旋轉(zhuǎn)式供料器:旋轉(zhuǎn)式供料器廣泛運用于中、低壓的壓送式氣力輸送裝置中,一般適用于流動性較好、磨琢性較小的粉狀、粒狀或小塊狀物料。普遍使用的為繞水平軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形葉輪供料器,其結(jié)構(gòu)如圖2-28所示。它主要由均壓管1、防卡擋板2、葉輪4和殼體5所組成,殼體兩端用端蓋密封,殼體上部與加料斗相連,殼體下部與輸料管相通。在電機和減速傳動機構(gòu)的帶動下,葉輪4在殼體5內(nèi)旋轉(zhuǎn),物料從加料斗進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉輪的格室3中,然后隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)從下部流進(jìn)輸料管中。為了提高格室中物料的裝滿程度,設(shè)有均壓管1,其作用是當(dāng)葉輪的格室3旋轉(zhuǎn)到裝料口之前,格室3中的高壓氣體可從均壓管1中排出,從而使其中的壓力降低,便于物料填裝。為防止葉輪4的葉片被異物卡死,在進(jìn)料口還須裝設(shè)具有彈性的防卡擋板2。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器(2)壓送式氣力輸送供料器第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器2)噴射式供料器:噴射式供料器主要應(yīng)用于低壓、短距離的壓送式氣力輸送裝置中,其結(jié)構(gòu)如圖2-29所示。噴射式供料器的工作原理為,由于供料口處管道噴嘴收縮使氣流速度增大,從而將部分靜壓轉(zhuǎn)變?yōu)閯訅?造成供料口處的靜壓等于或低于大氣壓力,于是管內(nèi)空氣不僅不會向供料口噴吹,相反會有少量空氣隨物料一起從料斗進(jìn)入噴射式供料器。在供料口后有一段漸擴管,漸擴管中氣流的速度逐漸減小,靜壓逐漸增高,達(dá)到所需的輸送氣流速度與靜壓力,使物料沿著管道正常輸送。漸擴管中速度能向靜壓能的轉(zhuǎn)換不超過50%,通常為1/3左右,因此壓力上升的數(shù)值有限,故輸送能力和輸送距離均受到限制。為保證噴射式供料器能正常供料和輸料,噴射式供料器漸縮管的傾角為20°左右,漸擴管的傾角以8°左右為宜。噴射式供料器結(jié)構(gòu)簡單,尺寸小,不需任何傳動機構(gòu)。但所能達(dá)到的混合比小,壓縮空氣消耗量較大,效率較低。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器3)螺旋式供料器:螺旋式供料器多用于輸送粉狀物料、工作壓力低于0.25MPa的壓送式氣力輸送裝置中,結(jié)構(gòu)如圖2-30所示。在帶有襯套的鑄鐵殼體內(nèi)安置一根變螺距懸臂螺旋3,其左端通過彈性聯(lián)軸器與電動機相連。當(dāng)螺旋3在殼體內(nèi)快速旋轉(zhuǎn)時,物料從加料斗2通過閘門1經(jīng)螺旋3而被壓入混合室5,由于螺旋3的螺距從左至右逐漸減小,因此進(jìn)入螺旋的物料被越壓越緊,這樣可防止混合室5內(nèi)的壓縮空氣通過螺旋漏出,而且移動杠桿7上的配重6還可調(diào)節(jié)閥門4對物料的壓緊程度。當(dāng)供料器空載時,閥門4在配重的作用下也能防止輸送氣體漏出。在混合室5的下部設(shè)有壓縮空氣噴嘴9,當(dāng)物料進(jìn)入混合室時,壓縮空氣便將其吹散并使其加速,形成壓縮空氣與物料的混合物,然后均勻地進(jìn)入輸料管8中。

螺旋式供料器的特點是高度方向尺寸小,能夠連續(xù)供料。但動力消耗較大,工作部件磨損較快。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-30螺旋式供料器1—閘門2—加料斗3—螺旋4—閥門5—混合室6—配重7—杠桿8—輸料管9—噴嘴三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器4)容積式供料器:容積式供料器又稱倉式泵,有單倉和雙倉之分,單倉如圖2-31所示。它主要用于輸送粉狀、細(xì)粒狀物料的高壓壓送式氣力輸送裝置中。無論是頂部排料還是底部排料,其工作原理均是利用壓縮空氣使料倉內(nèi)的粉狀物料流態(tài)化后壓送入輸料管。

容積式供料器是周期性工作的,有裝料、充氣、排料、放氣四個過程。首先將放氣閥2打開,使料倉內(nèi)空氣排出,供入粉狀物料,使物料裝到規(guī)定高度,此為裝料過程;裝料結(jié)束后,立即打開壓縮空氣閥3,使壓縮空氣吹到料倉內(nèi),此為充氣過程;壓縮空氣吹到料倉內(nèi)后,物料受到攪動而流態(tài)化,從排料口5隨空氣一同排至輸料管4中,此為排料過程;物料排盡后,將壓縮空氣閥關(guān)閉,再打開放氣閥2放出料倉內(nèi)的空氣,此為放氣過程。至此完成一個周期,接著進(jìn)行第二個周期。單倉容積式供料器只能間歇供料,周期性工作。雙倉容積式供料器系由兩個單倉組合在一起,交替工作,達(dá)到近似的連續(xù)供料。

容積式供料器在工作過程中,料倉內(nèi)的物料逐漸減少,倉內(nèi)壓力和混合比是變化的。為保證可靠輸料,必須選擇合適的耗氣量與容器的容積比,物料的充填率一般取為75%~80%。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件1.供料器第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件2.輸料管系統(tǒng)

合理地布置和選擇輸料管系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)尺寸,可有效避免管道系統(tǒng)堵塞和減少磨損、降低壓力損失,對提高輸送裝置的生產(chǎn)率、降低能量消耗和提高裝置的使用可靠性等都有很大好處。所以,在設(shè)計輸料管及其元件時,必須滿足接頭和焊縫的密封性好、運動阻力小、裝卸方便、具有一定的靈活性以及盡量縮短管道的總長度等要求。輸料管系統(tǒng)由直管、彎管、撓性管、增壓器、回轉(zhuǎn)接頭和管道連接部件等根據(jù)工藝要求配置連接而成。(1)直管及彎管

直管及彎管一般采用無縫鋼管或焊接鋼管。對高壓壓送式或高真空吸送式氣力輸送裝置,因混合比大,多采用表面光滑的無縫鋼管;對低壓壓送式或低真空吸送式氣力輸送裝置,可采用焊接鋼管;如物料磨琢性很小,也可用白鐵皮或薄鋼板制作。通常管內(nèi)徑取50~300mm(按空氣流量和選取的氣流速度進(jìn)行計算,然后按國家標(biāo)準(zhǔn)選定)。對固定式氣力輸送裝置,當(dāng)輸送磨琢性小的粉狀物料時,管壁厚取為3~4mm;當(dāng)輸送細(xì)粒狀物料時,取4~8mm;當(dāng)輸送塊狀物料時,取6~8mm。采用薄壁鋼管時(如壁厚1~3mm),必須按管道最大空氣壓力進(jìn)行強度校核。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件2.輸料管系統(tǒng)(1)直管及彎管

輸料管為易磨損構(gòu)件,特別是彎管磨損較快,必須采取提高耐磨性的措施。例如,可以采用可鍛鑄鐵、稀土球墨鑄鐵、陶瓷等耐磨材料制造彎管;也可以采用如圖2-32所示的各種彎管結(jié)構(gòu)形式來加強或便于更換易磨損的彎管外側(cè)。對于彎管應(yīng)注意曲率半徑的選取,當(dāng)輸送粉狀物料時,彎管曲率半徑取R=6D(D為彎管管徑);當(dāng)輸送粒狀物料時,取R≥6D;當(dāng)輸送小塊狀物料時,取R≥10D。

第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件2.輸料管系統(tǒng)(2)撓性管

在氣力輸送裝置中,為了使輸料管和吸嘴有一定的靈活性,可在吸嘴與垂直管連接處或垂直管與彎管連接處安裝一段撓性管(如套筒式軟管、金屬軟管、耐磨橡膠軟管和聚氯乙烯管等),但由于撓性管阻力較硬管大(一般為硬管阻力的兩倍或更大),故盡可能少用。(3)增壓器

由于氣流在輸送過程中要受到摩擦和轉(zhuǎn)彎等阻力,還可能有接頭漏氣等壓力損失,因此在阻力大、易堵塞處或彎管的前方以及長距離水平輸料管上,可安裝增壓器來補氣增壓。圖2-33所示為渦流式增壓器的結(jié)構(gòu),壓縮空氣從供風(fēng)管進(jìn)入通氣環(huán)道后,經(jīng)噴嘴沿切線方向吹入輸料管,在輸料管中壓縮空氣呈螺旋態(tài)前進(jìn),并推動物料向前運動。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件2.輸料管系統(tǒng)(3)增壓器第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-33渦流式增壓器三、氣力輸送裝置的主要部件3.分離器

氣力輸送裝置中物料的分離,通常是借助重力、慣性力和離心力使懸浮在氣體中的物料沉降分離出來,常用的物料分離器有容積式和離心式兩種形式。(1)容積式分離器

容積式分離器的結(jié)構(gòu)如圖2-34所示。其作用原理是空氣和物料的混合物由輸料管進(jìn)入面積突然擴大的容器中,使空氣流速降低到遠(yuǎn)低于懸浮速度vf(通常僅為(0.03~0.1)vf)。這樣,氣流失去了對物料顆粒的攜帶能力,物料顆粒便在重力的作用下從混合物中分離開來,經(jīng)容器下部的卸料口卸出。容積式分離器結(jié)構(gòu)簡單,易制造,工作可靠,但尺寸較大。

(2)離心式分離器

離心式分離器的結(jié)構(gòu)如圖2-35所示,它是由切向進(jìn)風(fēng)口、內(nèi)筒、外筒和錐筒體等幾部分組成。氣料流由切向進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入筒體上部,一面作螺旋形旋轉(zhuǎn)運動,一面下降;由于到達(dá)圓錐部時,旋轉(zhuǎn)半徑減小,旋轉(zhuǎn)速度逐漸增加,氣流中的粒子受到更大的離心力,便從氣流中分離出來甩到筒壁上,然后在重力及氣流的帶動下落入底部卸料口排出;氣流(其中尚含有少量粉塵)到達(dá)錐體下端附近開始轉(zhuǎn)而向上,在中心部作螺旋上升運動,從分離器的內(nèi)筒排出。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件3.分離器第五節(jié)氣力輸送裝置圖2-34容積式分離器三、氣力輸送裝置的主要部件4.除塵器

從分離器排出的氣流中尚含有較多5~40μm粒徑的較難分離的粉塵,為防止污染大氣和磨損風(fēng)機,在引入風(fēng)機前須經(jīng)各種除塵器進(jìn)行凈化處理,收集粉塵后再引入風(fēng)機或排至大氣。除塵器的形式很多,目前應(yīng)用較多的是離心式除塵器和袋式過濾器。(1)離心式除塵器

離心式除塵器又稱旋風(fēng)除塵器,其結(jié)構(gòu)和工作原理與離心式分離器相同(圖2-35),所不同的是離心式除塵器的筒徑較小,圓錐部分較長。這樣,一方面使得在與分離器同樣的氣流速度下,物料所受到的離心力增大,另一方面延長了氣流在除塵器內(nèi)的停留時間,有利于除塵效率的提高。(2)袋式過濾器

袋式過濾器是一種利用有機纖維或無機纖維的過濾布將氣體中的粉塵過濾出來的凈化設(shè)備,因過濾布多做成袋形,故稱袋式過濾器。其結(jié)構(gòu)如圖2-36所示。含有粉塵的空氣沿進(jìn)氣管1進(jìn)入過濾器中,首先到達(dá)下方的錐形體2,在這里有一部分顆粒較大的粉塵被沉降分離出來,而含有細(xì)小粉塵的空氣則旋向上方進(jìn)入袋子3中,粉塵被阻擋和吸附在袋子的內(nèi)表面,除塵后的空氣從布袋內(nèi)逸出,最后經(jīng)排氣管5排出。經(jīng)過一定的工作時間后,必須將濾袋上的積灰及時清除(一般采用機械振打、氣流反向吹洗等方法),否則將增大壓力損失并降低除塵效率。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件4.除塵器(2)袋式過濾器第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件5.卸料(灰)器

在氣力輸送裝置中,為了把物料從分離器中卸出以及把灰塵從除塵器中排出,并防止大氣中的空氣跑入氣力輸送裝置內(nèi)部而造成輸送能力降低,必須在分離器和除塵器的下部分別裝設(shè)卸料器和卸灰器。目前應(yīng)用最廣的是旋轉(zhuǎn)葉輪式卸料(灰)器,有時也采用閥門式卸料(灰)器。(1)旋轉(zhuǎn)式卸料器

旋轉(zhuǎn)式卸料器的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)式供料器(圖2-28)完全相同,所不同的是其上部不是與加料斗相連,而是與分離器相通;其下部不是連著輸料管,而是和外界相通;其均壓管不再是把格室內(nèi)的高壓氣體引出,而是當(dāng)格室在轉(zhuǎn)到接近分離器卸料口時使格室內(nèi)的壓力與分離器中的壓力相等,便于分離器中的物料進(jìn)入格室中。旋轉(zhuǎn)式卸灰器的結(jié)構(gòu)和工作原理與此完全相同。(2)閥門式卸料器

圖2-37所示為雙閥門卸料器的結(jié)構(gòu),它由上下箱兩部分組成。工作時上閥門常開,下閥門緊閉,使物料落入卸料器上箱中;出料時關(guān)閉上閥門,打開下閥門,使物料落入卸料器下箱中,從而達(dá)到不停車出料的目的。這種卸料器氣密性好,結(jié)構(gòu)較簡單,但高度尺寸較大。閥門式卸灰器的結(jié)構(gòu)和工作原理與此完全相同。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件5.卸料(灰)器(2)閥門式卸料器第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件6.風(fēng)管及其附件

風(fēng)管是用來連接分離器、除塵器、鼓風(fēng)機并與大氣相通的排氣管。對于壓送式氣力輸送裝置,從鼓風(fēng)機至供料器之間也需用風(fēng)管連接。風(fēng)管直徑按通風(fēng)量和氣流速度計算,通常分離器至除塵器之間的風(fēng)管風(fēng)速取14~18m/s,除塵器以后可取10~14m/s。在風(fēng)管上還應(yīng)裝設(shè)必要的附件。在吸送式氣力輸送裝置的風(fēng)管上,有時還需裝設(shè)止回閥、節(jié)流閥、轉(zhuǎn)向閥、貯氣罐、油水分離器、氣體冷卻器和消聲器等;在壓送式氣力輸送裝置的風(fēng)管上,有時需裝設(shè)安全閥、止回閥、轉(zhuǎn)向閥和消聲器等。第五節(jié)氣力輸送裝置三、氣力輸送裝置的主要部件7.氣源設(shè)備

氣力輸送裝置多用風(fēng)機作氣源設(shè)備,風(fēng)機是把機械能傳給空氣形成壓力差而產(chǎn)生氣流的機械。風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓大小直接影響氣力輸送裝置的工作性能,風(fēng)機運行所需的動力大小關(guān)系著氣力輸送裝置的生產(chǎn)成本。因此,正確地選擇風(fēng)機對設(shè)計氣力輸送裝置來說是十分重要的。各種形式的風(fēng)機各有優(yōu)缺點,排風(fēng)量和排氣壓力有一定范圍。所以,必須綜合考慮各種形式風(fēng)機的特性、使用場合和維護檢修條件,從經(jīng)濟觀點出發(fā)選擇最合適的形式。對風(fēng)機的要求是:效率高;風(fēng)量、風(fēng)壓滿足輸送物料要求且風(fēng)量隨風(fēng)壓的變化要小;有一些灰塵通過也不會發(fā)生故障;經(jīng)久耐用便于維修;用于壓送式氣力輸送裝置中的風(fēng)機,其排氣中盡可能不含油分和水分。目前,氣力輸送裝置所采用的氣源設(shè)備主要有離心式通風(fēng)機、空氣壓縮機、羅茨鼓風(fēng)機和水環(huán)式真空泵等。(1)離心式通風(fēng)機

低真空吸送式氣力輸送裝置中常采用離心式通風(fēng)機作為氣源設(shè)備。其構(gòu)造如圖2-38所示,由進(jìn)風(fēng)口7、葉輪3、機殼4、風(fēng)舌6、出風(fēng)口5、軸和軸承2,機架1等部分組成,按其風(fēng)壓大小,可分為低壓(小于9.8×102Pa)、中壓(9.8×102~2.94×103Pa)和高壓(2.94×103~5.47×104Pa)三種。