П.Т.М. [учебное пособие]

В пневмотранспортных установках, имеющих несколько мест разгрузки, применяют переключатель потока (рис. 3.6).

Разгрузочные устройства, пылеуловители, фильтры устанавливают в конце пневмотрассы. Они предназначены для отделения транспортируемого материала и очистки транспортирующего воздуха.

Основную массу материала и воздуха предварительно разделяют в специальных емкостях — разгрузочных устройствах (рис.3.7), устанавливаемых на крыше бункера или склада.

1 и 9 – выходные патрубки соответственно для воздуха и пыли; 2 – верхний конус; 3 – цилиндр; 4 – кронштейн; 5 – колено; 6 – приемник; 7 – отбойный лист; 8 – нижний конус; 10 – пылеотделитель (циклон)

Рисунок 3.7 – Схема разгрузителя для зерна

В конструкции этих разгрузочных устройств предусмотрены плавный ввод потока транспортируемой смеси в нижнюю часть и выход отработанного запыленного воздуха вверх. С этой целью применяют циклоны-разгрузители типа ЦРК и ЦР (рис.3.8 и табл. А.12 приложения).

81

Для очистки воздуха используют фильтры СМЦ-166Б и СМЦ-101А (рис. 3.9). Во всасывающих пневмотранспортных установках применяют фильтры типа Г4 и РЦИ. Технические характеристики (фильтров приведены в таблицах А.13, А.14 и А.15 приложения).

При многоступенчатой схеме отработанный воздух вначале поступает к циклонам, а затем к фильтрам. Для обеспечения требуемой производительности при эффективном улавливании пыли циклоны соединяют батареями (рис 3.10 и табл. А.16 приложения).

Рисунок 3.10 – Схема батарейного циклона

Воздуходувные машины предназначены для всасывания и нагнетания воздуха, транспортирующего твердые материалы.

По принципу действия воздуходувные машины бывают лопастные, в которых воздух нагнетается при вращении рабочего колеса, и объемные, в которых это происходит при непосредственном вытеснении воздуха рабочим органом.

В пневмотранспортных установках используют радиальные (центробежные) лопастные машины в виде вентиляторов и турбовоздуходувов, а из объемных машин с поступательно движущимся рабочим органом — поршневые, с вращающимся рабочим органом — водокольцевые, пластинчато-роторные и двухроторные.

83

Выбор той или иной машины определяется заданными производительностью и давлением, удобством и экономичностью регулировки, особенностями конструкции и условий эксплуатации.

Радиальные (центробежные) вентиляторы (рис. 3.11 и табл. А.17 приложения) применяют при давлениях не выше 15 кПа. Такой вентилятор представляет собой расположенное в спиральном корпусе 1 лопастное колесо 2, засасывающее воздух в осевом направлении и выпускающее его в радиальном.

1 – корпус; 2 – лопастное колесо Рисунок 3.11 – Схема вентилятора

Турбовоздуходувные машины представляют собой конструктивно приспособленные для создания повышенных давлений или последовательно соединенные радиальные вентиляторы (табл. А.18 приложения). Их используют при большей производительности и меньшем давлении по сравнению с объемными машинами.

Водокольцевые машины предназначены для создания вакуума (вакуумные насосы) и избыточного давления (компрессоры). В качестве рабочей жидкости используют воду, масло или любую другую неагрессивную капельную жидкость.

Водокольцевая машина (рис. 3.12) состоит из цилиндрического корпуса 2, закрытого с торцов крышками. Внутри корпуса эксцентрично располагается с минимальным торцевым зазором лопастное колесо 1, при вращении которого подаваемая в корпус вода под действием возникающей центробежной силы образует кольцо, по толщине обеспечивающее погружение лопастей.

Воздух из всасывающего патрубка 4 переносится к нагнетательному 3 между лопастями колеса. Через нагнетательный патрубок вместе с воздухом во время работы машины из корпуса выбрасывается и жидкость. Для отделения ее от воздуха применяют специальные водосборные бачки, уровень жидкости в которых регулируется переливной трубой или поплавковым регулятором.

84

Пластинчато-роторная машина (рис. 3.13) состоит из корпуса 1, внутри которого эксцентрично установлен с минимальными торцевыми зазорами ротор 2 с пазами, из которых при вращении под действием центробежных сил и пружин выходят пластины 3, скользящие по внутренней поверхности корпуса. При этом за счет эксцентриситета изменяются объем пространства между пластинами и соответственно давление.

Машины имеют высокий КПД, но их необходимо обильно смазывать, а на линии нагнетания устанавливать маслоуловитель. Корпус при вращении пластин нагревается, и его приходится охлаждать водой или обдувать воздухом. Техническая характеристика представлена в таблице А.20 приложения.

Двухроторная машина (рис 3.14) состоит из корпуса 1, в котором расположены два синхронно вращающихся ротора 2, образующих минимальные зазоры между собой и стенками корпуса, что обеспечивает одностороннее перемещение воздуха от всасывающего 3 к нагнетательному 4 патрубку. Преимущество машины — нагнетание воздуха без примесей воды и масла, недостаток — значительный шум при работе. Техническая характеристика представлена в таблице А.21 приложения.

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – всасывающий патрубок; 4 – нагнетательный патрубок

Рисунок 3.14 – Схема двухроторной машины

Поршневые машины по конструкции и принципу работу аналогичны двигателю внутреннего сгорания. При поступательном движении в одну сторону поршня в цилиндрическом корпусе через впускной клапан всасывается воздух, при движении поршня в другую сторону воздух и выталкивается через выпускной клапан.

86

Преимущества поршневых машин – высокий КПД и большой перепад давления, недостатки – большие габаритные размеры, небольшая производительность, необходимость охлаждения корпуса и очистки поступающего воздуха от твердых примесей.

Техническая характеристика представлена в таблице А.22 приложения.

3.2 Примеры расчета пневмотранспортных установок

Для конструирования пневмотранспортной установки заданной производительности необходимо знать коэффициент массовой концентрации

воздуха

где μ – коэффициент массовой концентрации смеси: для цемента и угольной пыли 20…100; зерна 3…25; песка 3…20; сено-соломистых материалов 0,4…0,8; сочных кормов (силос, сенаж) и комбикорма 1,2…1,4;

всасывающих установок 0,8…0,95; для нагнетательных 1,6…2.

При повышении значения μ производительность установки возрастает, но следует учитывать возможность закупоривания материалопровода, которое приведет к нарушению нормальной работы установки.

Скорость движения аэросмеси, м/с, в материалопроводе принимают из соотношения

наименьшая скорость выходящего воздушного потока, в котором частицы груза находятся во взвешенном состоянии (см. табл. А.23 приложения).

Скорость движения аэросмеси определяет экономичность пневмотранспортной установки. Для уменьшения расхода энергии желательно работать на пониженных скоростях, однако низкие скорости вызывают выпадение частиц груза, что приводит к закупорке материалопровода. Наиболее рациональная скорость движения аэросмеси, м/с: с сено-соломистыми материалами 18…25, силосом и комбикормами

87

Диаметры трубопроводов после расчета округляют до ближайшего

необходимое для работы установки, складывается из динамического напора pдин , расходуемого на перемещение аэросмеси по трубопроводу с

определенной скоростью, и статического напора pст , расходуемого на

преодоление местных сопротивлений в магистрали. Общее полное давление

где Σξ – суммарный коэффициент местных сопротивлений всех элементов трубопровода.

Значения коэффициента ξ для круглых отводов в трубопроводах

в пр

где в , пр – КПД соответственно воздуходувной машины и ее привода. 3.2 Примеры расчета пневмотранспортных установок.

88

Таблица 3.1 – Коэффициенты местных сопротивлений отводов

Пример 1. Рассчитать параметры всасывающей пневмотранспортной установки для выгрузки пшеницы производительностью Q = 34 т/ч при дальности подачи 24 м (рис. 3.16). Расчетный расход воздуха (см. формулу

3.1)

приложения).

89

Потери давления на перемещение аэросмеси по материалопроводу (см. формулу 3.6)

В соответствии со схемой установки принимаем 6 колен с поворотом

коленах трубопровода (см. формулу 3.8)

1 – заборное устройство; 2 – материалопровод; 3 – разгрузочное устройство; 4 – воздухопровод; 5 – циклон; 6 – фильтр; 7 – воздуходувная машина Рисунок 3.16 – Схема всасывающей пневмотранспортной установки для выгрузки пшеницы

Необходимая мощность привода воздуходувной машины (см. формулу

3.9) при: в. м. 0,8; пр 0,9

90