氣力輸送機

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氣力輸送機(Pneumatic Conveyer)

目錄

什麼是氣力輸送機

  氣力輸送機是利用具有一定速度和壓力的空氣,帶動粒狀物料在密閉管路內沿垂直或水平方向輸送的設備。物料的輸送過程完全由空氣的動力狀態來控制,當空氣速度處於臨界範圍時,物料呈懸浮狀態。也就是說,物料的重力與空氣的動力達到平衡;低於臨界範圍,物料下降:高於臨界範圍,物料被輸送。[1]

氣力輸送機的特點[2]

  氣力輸送機是採用風機使管道內形成氣流來輸送散粒物料的機械。它的輸送原理是將物料加到具有一定速度的空氣氣流中,構成懸浮的混合物,通過管道輸送到目的地,然後將物料從氣流中分離出來卸出。氣力輸送機主要用於輸送粉狀、粒狀及塊度不大幹20—30rum的小塊物料,有時也輸送成件物品。對於不同物料,選擇不同的風速,既要保證物料在管道內成懸浮狀態,不堵塞管道,又要儘可能多地輸送物料,做到既經濟又合理。

  氣力輸送機的優點是:可以改善勞動條件,提高生產效率,有利於實現自動化:可以減少貨損,保證貨物質量;結構簡單,沒有牽引構件;生產率較高,不受管路周圍條件和氣候的影響;輸送管道能靈活佈置,適應各種裝卸工藝;有利於實現散裝運輸,節省包裝費用降低成本

  氣力輸送機的缺點是:動力消耗較大,噪音大;被輸送物料有一定的限制,不宜輸送潮濕的、粘性的和易碎的物料;在輸送磨損性大的物料時,管道等部件容易磨損。

  當前輸送機的生產率可達4000t/h,輸送距離達2000m,輸送高度可達100m。

氣力輸送機的基本結構[3]

  (1)動力裝置:是氣流增壓輸送設備的總稱。常用的有空氣壓縮機、鼓風機、真空泵及其驅動電機,其作用是提供具有一定速度和壓力的空氣流來完成物料的輸送。

  (2)供料器:是用來將散粒物料供入輸料器,並與氣流形成一定混合比的裝置。其結構及工作原理取決於被輸送物料的物理性質和氣力輸送裝置的形式,一般採用能使物料在氣流中懸浮的供料裝置,且裝在輸送系統的首端。

  (3)輸料器:包括輸送氣體及其與物料的混合物的管路和附屬管件,是物料輸送的通道。

  (4)分離器:氣力輸送裝置輸送的是物料與空氣的混合物,分離器就是在物料被輸送到終端時,把物料從氣固雙相流中分離出來的裝置。

  (5)除塵器:物料經過分離器,大部分物料被分離出來,但一些細小的顆粒或粉末則難以分離出來,因而從分離器排出的氣流中,會含有一些細微的物料和大量的灰塵。設置於分離器後的除塵器,一方面可以回收這一部分物料,另一方面的作用是降低對環境的污染,對於廣泛使用的吸送式氣力輸送機,還可以減少鼓風機的磨損。

  (6)卸料器及卸灰器:其作用是將經分離後的物料從分離器中卸出和把灰塵從除塵器中排出,並防止外界空氣倒流進入輸送系統。因此,卸料器裝於分離器下部,卸灰器裝在除塵器下麵。

氣力輸送機的種類[4]

吸送式气力输送机示意图
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吸送式氣力輸送機示意圖
吹气压送式气力输送机示意图
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吹氣壓送式氣力輸送機示意圖
吸送吹压联合式气力输送机示意图
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吸送吹壓聯合式氣力輸送機示意圖

  根據氣力輸送機管路內的空氣壓力大小,可以將輸送機分為三種:吸送式、吹氣壓送式和吸送吹壓聯合式。

  1)吸送式氣力輸送機

  吸送式氣力輸送機主要特點是通過鼓風機從整個管路系統中抽氣,使管路內的空氣壓力低於大氣壓,形成一定的負壓。如圖所示,物料在吸嘴處與空氣混合,由於管路內的負壓而被吸人輸送管路並沿管路輸送,到達預定卸料點後,經空氣分離器將空氣與物料分離,空氣經除塵、消音處理後排人預定空間的大氣中。

  吸送式氣力輸送機的最大優點是進料方便,可以由一根或幾根吸料管,從一個或幾個供料點同時吸粉粒進料,而且浮塵較少。其缺點是對輸送顆粒的粒度和密度有較大限制,且輸送距離受限制,因為距離一長,阻力上升,對負壓真空度的要求就高,但負壓真空度達到一定值後,空氣變得稀薄,空氣流動能力下降,輸送力下降。保證一定的負壓度,對吸送式氣力輸送機相當重要,除鼓風機外,管路系統應該嚴格密封,以免影響管路氣壓。另外彎頭和接頭越多,可靠性與安全性越差。

  2)吹氣壓送式氣力輸送機

  與吸送式氣力輸送機不同,壓送式輸送機管路內的氣壓高於大氣壓,如圖所示,空氣經鼓風機壓縮後進人輸送管路,物料由料斗進入,混合後沿管路被吹送,至卸料點經分離器分離,物料由下方排出,空氣經除塵、消聲排人大氣。

  壓送式氣力輸送機的最大優點是輸送距離長,可連續加壓;其缺點是供料器結構複雜,必須考慮粉粒的密度、粒度和供料器中粉料的透氣性,因為供料器要將物料送人高壓管路中,必須防止管路內的高壓空氣衝出。壓送式氣力輸送機在散裝水泥的裝卸作業應用較多。

  3)吸送吹壓聯合式氣力輸送機

  有時候會遇到這種情況:卸貨地點沒有專用裝卸設備,而輸送距離又較長,單獨使用吸送式或壓送式的氣力輸送機都不能奏效,而必須結合兩者的優點:吸送式氣力輸送機進料方便,壓送式氣力輸送機適合長距離輸送,將二者結合起來聯合設計使用會取得較好的效果,如圖所示。

  物料從吸嘴1至分離器3是吸送部分,從分離器3的底部卸料器5進入輸送管路,都是壓送部分。混合式氣力輸送機具有吸送式和壓送式的優點,但結構複雜,進入壓送部分的鼓風機的空氣大部分是從吸送部分分離出來,所以含塵量較高。

氣力輸送機的應用[5]

  由於氣力輸送機的應用範圍和被輸送物料的物理性質有著十分密切的關係,故下麵分析幾種主要的物料特性對氣力輸送機應用範圍的影響。

  (1)物料的粒度。物料的粒度過大,容易阻塞在供料裝置中,從而使得物料不能自動地進入輸料管。所以一般要求粒度不大於50mm,或規定物料的最大粒度不應超過輸料管通徑的0.3~0.4倍。

  (2)物料的堆積密度。物料的堆積密度在很大程度上影響氣力輸送機的結構尺寸和能量消耗的大小。因為隨著物料堆積密度的增加,必須提高管中的氣流速度,從而使動力消耗增加和管壁磨損加快。所以,對於堆積密度大的物料採用氣力輸送並不合適。

  (3)物料的濕度。物料的濕度與氣力輸送機工作的可靠性有著很大的關係。由於過高的濕度不僅將破壞物料的鬆散性質,而且物料會粘附在裝置構件的內壁上,從而導致供料不均勻、能量消耗增加、輸送能力降低,甚至引起整個系統的堵塞。所以,對各種物料,必須確定其輸送不受破壞的極限濕度。

  (4)物料的磨磋性。所謂磨磋性是指運動物料對其他物體的磨損性。磨磋性的大小取決於物體顆粒的硬度、錶面特性和形狀尺寸,它影響著氣力輸送機的動力消耗和使用壽命。

  (5)物料的溫度。被輸送物料的可燃粉塵在一定的濃度和溫度下,會產生粉塵爆炸,造成嚴重事故。因此,在氣力輸送時,物料的溫度不得超過其發火點(一般都低於400℃,否則就應改用惰性氣體輸送。

  目前,港口廣泛採用的是利用管內氣流速度為10—30m/s左右的高速氣流,使物料在懸浮狀態下輸送的氣力輸送機。但其能量消耗大,工作構件磨損較快。因此,增大物料在空氣中的混合比、降低輸送氣流速度是剋服上述缺點的有效途徑。現正在發展一些新型的氣力輸送機,它們是在高混合比、低氣流速度(通常僅為4—6m/s)條件下,利用氣體的壓力輸送高濃度物料的氣力輸送機。

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參考文獻

  1. 蔣祖星,孟初陽.物流設施與設備 (第二版).機械工業出版社,2004年07月第2版
  2. 薑大立,張劍芳,王豐,楊西龍.現代物流裝備.首都經濟貿易大學出版社,2004年01月第1版
  3. 朱新民.物流設施與設備.清華大學出版社,2007.11
  4. 孫紅.物流設備與技術.東南大學出版社,2006年9月
  5. 伍玉坤,廖建國.現代物流設備與設施.機械工業出版社,2006.8
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