气力输送机

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气力输送机(Pneumatic Conveyer)

目录

什么是气力输送机

  气力输送机是利用具有一定速度和压力的空气,带动粒状物料在密闭管路内沿垂直或水平方向输送的设备。物料的输送过程完全由空气的动力状态来控制,当空气速度处于临界范围时,物料呈悬浮状态。也就是说,物料的重力与空气的动力达到平衡;低于临界范围,物料下降:高于临界范围,物料被输送。[1]

气力输送机的特点[2]

  气力输送机是采用风机使管道内形成气流来输送散粒物料的机械。它的输送原理是将物料加到具有一定速度的空气气流中,构成悬浮的混合物,通过管道输送到目的地,然后将物料从气流中分离出来卸出。气力输送机主要用于输送粉状、粒状及块度不大干20—30rum的小块物料,有时也输送成件物品。对于不同物料,选择不同的风速,既要保证物料在管道内成悬浮状态,不堵塞管道,又要尽可能多地输送物料,做到既经济又合理。

  气力输送机的优点是:可以改善劳动条件,提高生产效率,有利于实现自动化:可以减少货损,保证货物质量;结构简单,没有牵引构件;生产率较高,不受管路周围条件和气候的影响;输送管道能灵活布置,适应各种装卸工艺;有利于实现散装运输,节省包装费用降低成本

  气力输送机的缺点是:动力消耗较大,噪音大;被输送物料有一定的限制,不宜输送潮湿的、粘性的和易碎的物料;在输送磨损性大的物料时,管道等部件容易磨损。

  当前输送机的生产率可达4000t/h,输送距离达2000m,输送高度可达100m。

气力输送机的基本结构[3]

  (1)动力装置:是气流增压输送设备的总称。常用的有空气压缩机、鼓风机、真空泵及其驱动电机,其作用是提供具有一定速度和压力的空气流来完成物料的输送。

  (2)供料器:是用来将散粒物料供入输料器,并与气流形成一定混合比的装置。其结构及工作原理取决于被输送物料的物理性质和气力输送装置的形式,一般采用能使物料在气流中悬浮的供料装置,且装在输送系统的首端。

  (3)输料器:包括输送气体及其与物料的混合物的管路和附属管件,是物料输送的通道。

  (4)分离器:气力输送装置输送的是物料与空气的混合物,分离器就是在物料被输送到终端时,把物料从气固双相流中分离出来的装置。

  (5)除尘器:物料经过分离器,大部分物料被分离出来,但一些细小的颗粒或粉末则难以分离出来,因而从分离器排出的气流中,会含有一些细微的物料和大量的灰尘。设置于分离器后的除尘器,一方面可以回收这一部分物料,另一方面的作用是降低对环境的污染,对于广泛使用的吸送式气力输送机,还可以减少鼓风机的磨损。

  (6)卸料器及卸灰器:其作用是将经分离后的物料从分离器中卸出和把灰尘从除尘器中排出,并防止外界空气倒流进入输送系统。因此,卸料器装于分离器下部,卸灰器装在除尘器下面。

气力输送机的种类[4]

吸送式气力输送机示意图
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吸送式气力输送机示意图
吹气压送式气力输送机示意图
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吹气压送式气力输送机示意图
吸送吹压联合式气力输送机示意图
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吸送吹压联合式气力输送机示意图

  根据气力输送机管路内的空气压力大小,可以将输送机分为三种:吸送式、吹气压送式和吸送吹压联合式。

  1)吸送式气力输送机

  吸送式气力输送机主要特点是通过鼓风机从整个管路系统中抽气,使管路内的空气压力低于大气压,形成一定的负压。如图所示,物料在吸嘴处与空气混合,由于管路内的负压而被吸人输送管路并沿管路输送,到达预定卸料点后,经空气分离器将空气与物料分离,空气经除尘、消音处理后排人预定空间的大气中。

  吸送式气力输送机的最大优点是进料方便,可以由一根或几根吸料管,从一个或几个供料点同时吸粉粒进料,而且浮尘较少。其缺点是对输送颗粒的粒度和密度有较大限制,且输送距离受限制,因为距离一长,阻力上升,对负压真空度的要求就高,但负压真空度达到一定值后,空气变得稀薄,空气流动能力下降,输送力下降。保证一定的负压度,对吸送式气力输送机相当重要,除鼓风机外,管路系统应该严格密封,以免影响管路气压。另外弯头和接头越多,可靠性与安全性越差。

  2)吹气压送式气力输送机

  与吸送式气力输送机不同,压送式输送机管路内的气压高于大气压,如图所示,空气经鼓风机压缩后进人输送管路,物料由料斗进入,混合后沿管路被吹送,至卸料点经分离器分离,物料由下方排出,空气经除尘、消声排人大气。

  压送式气力输送机的最大优点是输送距离长,可连续加压;其缺点是供料器结构复杂,必须考虑粉粒的密度、粒度和供料器中粉料的透气性,因为供料器要将物料送人高压管路中,必须防止管路内的高压空气冲出。压送式气力输送机在散装水泥的装卸作业应用较多。

  3)吸送吹压联合式气力输送机

  有时候会遇到这种情况:卸货地点没有专用装卸设备,而输送距离又较长,单独使用吸送式或压送式的气力输送机都不能奏效,而必须结合两者的优点:吸送式气力输送机进料方便,压送式气力输送机适合长距离输送,将二者结合起来联合设计使用会取得较好的效果,如图所示。

  物料从吸嘴1至分离器3是吸送部分,从分离器3的底部卸料器5进入输送管路,都是压送部分。混合式气力输送机具有吸送式和压送式的优点,但结构复杂,进入压送部分的鼓风机的空气大部分是从吸送部分分离出来,所以含尘量较高。

气力输送机的应用[5]

  由于气力输送机的应用范围和被输送物料的物理性质有着十分密切的关系,故下面分析几种主要的物料特性对气力输送机应用范围的影响。

  (1)物料的粒度。物料的粒度过大,容易阻塞在供料装置中,从而使得物料不能自动地进入输料管。所以一般要求粒度不大于50mm,或规定物料的最大粒度不应超过输料管通径的0.3~0.4倍。

  (2)物料的堆积密度。物料的堆积密度在很大程度上影响气力输送机的结构尺寸和能量消耗的大小。因为随着物料堆积密度的增加,必须提高管中的气流速度,从而使动力消耗增加和管壁磨损加快。所以,对于堆积密度大的物料采用气力输送并不合适。

  (3)物料的湿度。物料的湿度与气力输送机工作的可靠性有着很大的关系。由于过高的湿度不仅将破坏物料的松散性质,而且物料会粘附在装置构件的内壁上,从而导致供料不均匀、能量消耗增加、输送能力降低,甚至引起整个系统的堵塞。所以,对各种物料,必须确定其输送不受破坏的极限湿度。

  (4)物料的磨磋性。所谓磨磋性是指运动物料对其他物体的磨损性。磨磋性的大小取决于物体颗粒的硬度、表面特性和形状尺寸,它影响着气力输送机的动力消耗和使用寿命。

  (5)物料的温度。被输送物料的可燃粉尘在一定的浓度和温度下,会产生粉尘爆炸,造成严重事故。因此,在气力输送时,物料的温度不得超过其发火点(一般都低于400℃,否则就应改用惰性气体输送。

  目前,港口广泛采用的是利用管内气流速度为10—30m/s左右的高速气流,使物料在悬浮状态下输送的气力输送机。但其能量消耗大,工作构件磨损较快。因此,增大物料在空气中的混合比、降低输送气流速度是克服上述缺点的有效途径。现正在发展一些新型的气力输送机,它们是在高混合比、低气流速度(通常仅为4—6m/s)条件下,利用气体的压力输送高浓度物料的气力输送机。

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参考文献

  1. 蒋祖星,孟初阳.物流设施与设备 (第二版).机械工业出版社,2004年07月第2版
  2. 姜大立,张剑芳,王丰,杨西龙.现代物流装备.首都经济贸易大学出版社,2004年01月第1版
  3. 朱新民.物流设施与设备.清华大学出版社,2007.11
  4. 孙红.物流设备与技术.东南大学出版社,2006年9月
  5. 伍玉坤,廖建国.现代物流设备与设施.机械工业出版社,2006.8
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