Специальные виды промышленного транспорта (стр. 46 )

Когда необходимо забирать груз из нескольких точек и перемещать на значительные расстояния, применяют смешанные пневматические установки. В таких установках (рисунок 22.1, г) груз забирается через соп­ло в трубопровод 1 и, пройдя в промежуточном пункте отделитель 4 с пылеулавливателем 5, передается через шлюзовой затвор 3 в нагнетательный трубопровод 6. Расположенная в промежуточном пункте воз­духодувка 2 одновременно всасывает воздух из трубопровода и нагне­тает в трубопровод. Из нагнетательной ветви смесь воздуха с грузом выбрасывается прямо в закрытый склад или подается в свой разгружаЭта схема позволяет разветвлять транспортный трубопровод по обе стороны машинной части установки. Она довольно часто применяет­ся для уборки золы из крупных котельных установок.

22.2. Устройство и основные элементы

Пневмотранспортные установки состоят из трубопроводов с армату­рой, воздуходувных машин, питателей, всасывающих насадок, струйных аппаратов, сопл, отделителей, фильтров.

Питатели. Для равномерной подачи сыпучих материалов под давле­нием в трубопроводы применяют загрузочные устройства, которые мож­но разделить на камерные, шлюзовые и бескамерные с механическим вводом груза в трубопровод. Для пылевидных и мелкозернистых ма­териалов питатели выполняются с нижней и верхней разгрузкой. На рисунке 22.2 приведены принципиальные схемы однокамерного (рисунок 22.2, а) и сдвоенного питателя (рисунок 22.2, б) с верхней разгрузкой для транспор­тирования хорошо аэрируемых материалов, особенностью которой является использование эжектора для регулирования концентрации аэросмеси. Работа питателей с верхней разгрузкой (против силы тяжести материала) характеризуется постоянной для данного материала произ­водительностью. Непрерывная работа установки без переключения потока на трубопроводе достигается при двухкамерных питателях с аэрированным материалом и верхней разгрузкой.

Рисунок 22.2. Схемы камерных питателей

В винтовых питателях горизонтального и вертикального присоеди­нения рабочего трубопровода винты имеют переменный, постепенно уменьшающийся шаг. При этом груз, двигаясь вдоль винта, уплотняет­ся и не пропускает сжатый воздух через цилиндрический кожух. В свя­зи с быстрым изнашиванием винта и кожуха головную часть винта и цилиндрический вкладыш, вставляемый в кожух, делают сменными (рисунок 22.3, а).

Питатели для материалов, плохо поддающихся аэрированию, выпол­няются в основном с нижней разгрузкой. Особенностью их конструк­тивного выполнения является использование подвода воздуха в камеру через систему сопл. Сжатый воздух в камеры таких питателей подается, как правило, к форсунке, смесителю и в верхнюю часть емкости.

В питателе (рисунок 22.3, б) подводящее воздух сопло расположено вертикально, и воздух подхватывает груз в вертикальном патрубке. Пре­дохранительный клапан отсутствует, но впускное отверстие для груза дополнительно перекрыто барабанным ячеечным питателем, регулирую­щим количество поступающего к винту груза.

Рисунок 22.3. Схемы винтовых питателей

Отделители. Отделители представляют собой резервуар, в котором скорость струи воздуха в смеси с грузом резко уменьшается, и груз вы­падает из струи и собирается на дне резервуара, а затем — через затвор. Для повышения эффективности отделения частиц груза внутри резер­вуара устанавливают направляющие поверхности из листовой стали, обтекая и ударяясь о которые, аэросмеси изменяют свое направление, что способствует более интенсивному выпадению из нее частиц груза. В схеме отделителя (рисунок 22.4, а) основная масса частиц груза собирается на дне резервуара, а более легкие частицы выпадают внутри конуса, че­рез который струя движется к выходному отверстию вверху.

В отделителях, применяемых при перемещении пылевидных (или содержащих пыль) грузов (рисунок 22.4, б), используется центробежная сила, возникающая в отделителе-циклоне при вращательном движении струи по его кольцевой полости. Смесь воздуха с частицами груза впускается в циклон по касатель­ной и получает вращающее движе­ние, прижимаясь под действием центробежной силы к внешней стенке цилиндра. Благодаря возни­кающим силам трения скорость частиц груза интенсивно уменьшает­ся. Очищенный от частиц груза воздух отсасывается в верхний патрубок, а груз выпускается через нижнее отверстие.

Отделители для перемещения сильно абразивных грузов снабжа­ются футеровкой (против износа). Объем отделителей определяется конкретными технологическими задачами использования материала.

Воздуходувные машины. В за­висимости от принятой схемы пневмотранспорта и условий работы при­меняют центробежные или поршне­вые воздуходувные машины. Центробежные машины разделяют на вен­тиляторы и турбомашины разных типов, а поршневые – на ротацион­ные, т. е. с вращательным движением рабочего органа (коловоротные) и с возвратно-поступательным движением поршня.

Рисунок 22.4. Отделители груза

Воздуходувные центробежные машины применяются на всасываю­щих установках с высоким разряжением. Они имеют четыре рабочих ко­леса, последовательно обтекаемые воздушной струей, вал которого вра­щается с весьма высокой частотой – до 5000-7000 об/мин.

Водокольцевые ротационные насосы имеют эксцентрично насажен­ный по отношению к цилиндрическому кожуху вал с радиальными ло­пастями, при вращении которой увлекается находящаяся в цилиндри­ческом кожухе вода, образующая у стенки кожуха водяное кольцо рав­ной толщины (рисунок 22.5, а). Через отверстие в поршневых стенках ко­жуха воздух, с одной стороны, засасывается в специальные ячейки, а с другой – вытесняется.

Преимуществами водокольцевого насоса являются простота кон­струкции и возможности при такой свежей воде регулировать темпера­туру, чтобы избежать перегрева насоса, а также очищать воду от попадаю­щих в нее из воздуха частиц. К недостаткам насоса относятся большие потери на трение воды о стенки кожуха, обусловливающие низкий КПД (0,4-0,45).

Двухроторная ротационная воздуходувная машина (рисунок 22. 5, б) имеет два вращающихся навстречу друг другу рабочих элемента, напоминающих по форме восьмерку; с одной стороны (сверху) они засасы­вают в кожух воздух, а с другой вытесняют его. Сжатие воздуха проис­ходит в боковых пространствах между кожухом и поршнем (штрихо­вая линия на рисунке 22.5, б). Недостатком такой машины является про­никновение сжатого воздуха через зазоры между поверхностью рабочих элементов и кожухом, а также между рабочими элементами, возрастаю­щее с увеличением давления и износа. Таким образом, основные типы воздуходувных машин основаны на принципе вытеснения объема возду­ха рабочими элементами.

Рисунок 22.5. Схемы воздуходувных машин

Трубопроводы. В пневмотранспортных установках применяют цельнотянутые толстостенные трубы из обычных марок стали, а также трубы, футерованные каменным литьем, закаленные токами высокой частоты. Помимо труб из низколегированных сталей, широко применяются трубы из качественных сталей, в том числе биметаллических футерованных, а также стеклянные трубы. Для пылевидных материалов применяют резиновые, армированные и пленочные рукава различного диаметра, трубы из искусственной пленки длиной 20-25 м.

Разгрузочные и другие гибкие рукава с металлической армировкой выполняют с быстроразъемными соединениями. Также находят при­менение и резиновые шланги, хотя в них потери давления повышаются (в стеклянных они меньше на 20 % по сравнению со стальными). Важ­ными конструктивными элементами трубопроводов являются всасы­вающие наконечники, пылезаборные устройства, соединения и отводы (колена). Наиболее рациональными конструкциями наконечников, обладающими высокими гидравлическими и эксплуатационными качест­вами, являются пылезаборные устройства с угловым (рисунок 22.6, а) и прямоугольным (рисунок 22.6, б) соплами.

Эффективность эксплуатации трубопроводов определяется сте­пенью трудоемкости монтажа и де­монтажа, сроками службы труб и отводов. Для ускорения сборки труб применяют быстроразъемные соединения, при этом важным мо­ментом является достижение соосности труб.

В трубопроводах для ликвида­ции закупорок используют колена. Известны различные конструкции колен в зависимости от условий эксплуатации. Например, для пыле­видных материалов предпочтитель­нее колена литые, футерованные резиной и камнем; для зернистых и кусковых - с вкладышами из высо­копрочных сталей. Часто на пред­приятиях применяют сварные ко­лена из обычных труб, вложенных в металлический каркас, куда заливается бетон или смесь цемента с корун­дом. Такие колена отличаются высокой износостойкостью. При переме­щении пыли колена футеруют резиной. Лист резины, свернутый в виде рулона, вводится внутрь колена трубопровода. Лист крепят при помощи полуколеса и винтов к вкладышу. Срок службы на песке 6-9 мес. Отсутствие перекосов, выбоин, задиров и резких переходов сечений –основа эффективной работы пневмотранспорта. Поэтому изготовление и монтаж трассы должны вестись с особой тщательностью, так как неболь­шое отклонение от прямолинейности приводит к быстрому износу труб, отводов и арматуры.

Рисунок 22.6. Схемы пылезаборных устройств

Аэрожелоба. Некоторые порошкообразные грузы при насыщении воздухом приобретают свойства текучести, что позволяет применять аэрожелоба для их перемещения. Аэрированные грузы могут переме­щаться как по желобу при его незначительном уклоне (2,5-3°), так и по нагнетательному трубопроводу, заполняя его сечение. При этом до­стигается высокая концентрация смеси, значительное снижение расхода воздуха и уменьшение диаметра трубопровода по сравнению с обычным способом транспортирования.

Аэрожелоб (рисунок 22.7) состоит из стальных штампованных сек­ций 4, соединенных между собой резиновыми прокладками между фланцами. Желоб по высоте разделен пористой перегородкой 6. В верх­нее отделение через точку 3 подается груз, а в нижнее – сжатый воздух вентилятором 1 через дроссель 2, создающий давление, незначительно превышающее атмосферное. Перегородка, изготовленная из пористых керамических плит или нескольких слоев специальной ткани, должна равномерно по всей площади пропускать воздух очень тонкими струй­ками. Груз выгружается на конце желоба, а воздух очищается, выходя в атмосферу через матерчатые фильтры 5, которые состоят из фильтро­ванного сукна и металлической сетки, предохраняющей ткань от вспучи­вания. Примером установки для транспортирования аэрированного груза по трубопроводу является перегрузочная установка для цемента, наибо­лее часто применяемая в строительстве.