Основные конструкции и расчеты питателей

<== Возврат к разделу 1.4

1.4.1 Основные конструкции и расчеты питателей

Конструкции питателей включают транспортирующий механизм с регулируемым приводом, обеспечивающий движение материала через рабочую камеру, ограничитель, позволяющий изменять сечение потока материала, и устройства, исключающие обратное движение материала. Рассмотрим наиболее распространенные в нефтехимическая
промышленность" href="/text/category/himicheskaya_i_neftehimicheskaya_promishlennostmz/" rel="bookmark">химической промышленности шнековые, шлюзовые, тарельчатые и барабанные питатели.

Шнековые (винтовые) питатели (рисунок1.27) применяют для подачи хорошо сыпучих порошкообразных и зернистых материалов с размером частиц до 5 мм и влажностью до 1.5%, если допускается их измельчение. Рабо-

чий орган питателя - шнек (винт), перемещающий материал от приемного штуцера к отводному. Для исключения давления материала на опорный подшипник с его стороны 1¸1.5 витка шнека делают обратными. Для повышения равномерности выхода материала винт делают многозаходным, ось питателя поднимают в направлении от приемного штуцера к отводному, а участок винта длиной 1.5¸2 его диаметра непосредственно перед отводным штуцером выполняют без витков. При подаче плохо сыпучих материалов, склонных к образованию сводов над выпускными отверстиями, в приемный штуцер помещают механический активатор, соединенный с приводным зубчатым колесом или используют вибровозбудитель.

Объемная производительность шнекового питателя определяется по формуле:

V = p×[(D2–d2)/4]×(t–b)×j×k×n,

где D и d – наружный диаметр витков и вала,

t = (0.5¸1)×D – шаг шнека,

b – толщина витков шнека, 

j = 0.3¸0.8 – коэффициент заполнения полостей винта,

k = 0.3¸1 – коэффициент проскальзывания материала в полостях винта,

n – частота вращения вала винта.

Регулировка производительности осуществляется изменением значения n с помощью вариатора. Мощность, затрачиваемая на перемещение и подъем материала, на преодоление его трения о винт и корпус, трения в подшипниках и передачах, ориентировочно определяется по формуле

N = V ×rн×g×L×(Sina+k1),

где rн – насыпная плотность материала,

L – длина его подачи, 

a – угол подъема оси винта,

k1– коэффициент потерь на трение в шнеке.

Шлюзовые (секторные) питатели (рисунок 1.28) применяют для подачи маловлажных хорошо сыпучих материалов с размером частиц до 10 мм. Рабочий орган питателя – вращающийся ротор, к валу которого прикреплены ячейки, изготовленные из листовой стали. Проходя зону загрузочного штуцера, ячейки заполняются материалом, а в нижней части корпуса - разгружаются. Это самая простая и самая распространенная конструкция питателя.

Производительность шлюзового питателя регулируют изменением частоты вращения ротора с помощью вариатора. Ее величину определяют по формуле

V = Vя×n×jя,

где Vя – объем ячеек ротора,

jя=0.8¸0.9 – коэффициент их заполнения материалом,

n – частота вращения ротора.

Тарельчатые (дисковые) питатели (рисунок 1.29) предназначены для подачи хорошо сыпучих материалов с малой влажностью и размерами частиц до 3 мм. Материал свободно высыпается из бункера через штуцер подачи и телескопический стакан на вращающуюся тарель и сбрасывается ножом с ее периферии в штуцер отвода. Частота вращения тарели n выбирается такой, чтобы действующие на частицы материала центробежные силы не превышали сил трения, т. е.

m×w2×(D/2–d) < tgj×m×g,

откуда с учетом w = 2×p×n получим:

,

где j – угол внешнего трения материала,

D – диаметр тарели, 

d = 10¸20 мм - рекомендуемая ширина ее незасыпаемого края.

Предельная высота подъема телескопического стакана над тарелью зависит от угла естественного откоса материала a:

h = (D/2–d–Dс/2)×tga,

где Dс - диаметр телескопического стакана.

Производительность питателя зависит от выбранного значения n, объема материала на тарели, регулируемого перемещением телескопического стакана, и глубины погружения ножа в материал, зависящей от угла b поворота ножа относительно прямой, соединяющей оси вращения тарели и ножа (при b = 0о материал может пересыпаться через нож и оставаться на тарели). Величина угла b определяется из условия сброса с тарели за один ее оборот всех частиц, задержанных плоскостью ножа. Установлено, что скорость движения частицы вдоль плоскости ножа к краю тарели постоянна и равна

2×p×n×L×Sinb,

где L - расстояние между осями вращения тарели и ножа.

Максимальный путь сброса частиц равен l–(L–D/2)/Сosb (l -длина ножа), а время одного оборота тарели равно 1/n, поэтому:

[l–(L–D/2)/Сosb]/(2×p×n×L×Sinb) = 1/n,

т. е. значение b является корнем уравнения:

l–(L–D/2)/Сosb = 2×p×L×Sinb.

За один оборот тарели с нее удаляется кольцо материала, сечение которого представляет собой прямоугольный треугольник, площадью (k2×tga)/2, где k = D/2 – d – – глубина погружения ножа в материал по радиусу тарели. Объем тела вращения равен произведению площади сечения на путь центра тяжести, т. е. объемная производительность питателя

V=p×n×k2×tga×(Dс/2+h/tga-2×k/3).

Применение этой формулы оправданно, если высота ножа hн > k×tga и при этом k < D/2–Dс/2, т. е. нож не засыпается материалом и не упирается в телескопический стакан.

В последние годы все более широкое применение находят барабанные питатели (рисунок 1.30), которые отличает стабильность расхода подаваемого материала. При движении во вращающемся барабане стабилизируется насыпная плотность материала и сглаживается неравномерность его подачи на входе, в результате разность между мгновенной и средней производительностью уменьшается. Расход материала регулируется изменением угла наклона барабана и скорости его вращения. При подаче плохо сыпучих материалов вблизи стенки барабана устанавливают неподвижную струну, которая срезает налипающий материал.

<== Возврат к разделу 1.4