小型稻谷干燥机——风运动提升部分的设计

1、目录第一章 绪论 .11.1 国内外现状 .11.2 风运提升机的特点分析 .21.3 本课题研究的目的与意义 .2第二章 提升部分的设计方案论证 .42.1 提升机的分析.42.2 不同方案的制定 .4 2.2.1 方案一.42.2.2 方案二.52.3 上述方案分析和比较.62.4 方案确定.62.5 本章小结.6第三章 提升装置结构设计的计算 .73.1 提升机主要性能指标 .73.2 提升机动力系统的相关计算.73.2.1 输送量 G 的选取.73.2.2 输送风速的选取.73.2.3 浓度比的选取.8 3.2.4 风网阻的计算.83.2.5 风机的选择.93.2.6 输送管道的相关计

2、算.9 3.2.7 输送压力.10 3.2.8 储料桶的相关计算.103.3 本章小结.11第四章气力提升机的结构设计 .124.1 气力提升机的整体结构.124.2 储料桶的结构设计.124.3 盖板的结构设计.134.4 防漏挡板的机构设计.144.5 出料口的结构设计.154.6 本章小结.15第五章气体提升机存在的问题及解决办法 .165.1 动力消耗问题.165.2 管道堵塞问题.165.3 解决方法.17第六章结论 .18致谢 .19参考文献 .21科技论文及翻译 .22小型稻谷干燥机小型稻谷干燥机风运动提升部分的设计风运动提升部分的设计摘要：摘要：稻谷干燥机的运送部分的作用十分重

3、要，而通常稻谷干燥机所采用的是斗式输送，这种方式虽然稳定、经济，但效率太低而且所需空间较大，不利于家庭使用。针对这种情况，风运输送的优点就完美的体现出来。本设计在深入了解风运提升机的研究现状后，根据负压输送原理，计算得出风运提升机的主要的设计参数。在此基础上对风运提升机进行了结构设计，并介绍了常见问题及其防治方法。关键词关键词：气力提升、负压输送、提升机、风运。Small Rice Dryer -The Design Of Enhancing ByAirAbstract: The rough rice dryer ships the part the function to be very i

4、mportant, what but the usual rough rice dryer uses is the basket transportation, although this way is stable, is economical, but the efficiency is too low moreover needs the space to be big, does not favor the family use. In view of this kind of situation, the wind transports transportations merit o

5、n perfectly to manifest.After In-depth understanding of the design wind transported research hoist, transportation in accordance with the principle of negative pressure, wind transported calculated hoist the main design parameters. On the basis of delivery of the wind to hoist the structural design,

6、 and introduced the common problems and their prevention and control methods.Keywords : Enhance energy, Vacuum conveyor, Hoist, Wind transported.第一章第一章 绪论绪论1.11.1 国内外研究概况国内外研究概况 19 世纪初，气力输送技术已被应用于工业领域，当时主要用于港口码头和工厂内的谷物输送。当时的气体压缩技术和输送系统控制水平等客观因素，限制了气力输送技术的发展与应用。在 20 世纪 30 年代初期，气力输送技术已在燃煤发电厂应用于输送锅炉排放的

7、干灰和锅炉炉底渣，但当时发电机组容量较小，输送系统的输送能力低、输送距离短、设备磨损严重、输送系统运行可靠性差，而且当时环境保护意识落后，因此粉煤灰没有作为一种资源加以开发利用。燃煤发电厂均采用以水力除灰系统为主的除灰方式，限制了气力输送技术的推广和应用。随着国民经济快速发展，燃煤发电厂发电机组的单机容量不断增大，国家对环境保护的要求越来越高，发电厂粉煤灰已作为一种资源被开发利用。20 世纪 70 年代中期，在粉煤灰有了市场需求的条件下，国内有关科研机构和一些设备制造厂开始研究开发气力输送技术及其设备，并在燃煤发电厂中以水力除灰为主，气力除灰系统为辅的条件下，气力除灰、气力除渣系统才被逐步应用

8、。从 20 世纪 80 年代开始，随着我国改革开放的不断深入，国内电力行业在引进整套发电机组中，大多数电厂均采用气力除灰系统，虽然气力除灰系统样式众多，但通过运行实践考核，所有配套引进的气力除灰系统及其设备运行均安全可靠。因此，国内科研机构和设备制造厂在吸收消化引进系统及其设备的基础上，对气力除灰系统逐步实现国产化。另一方面，通过与外资合作，利用国外技术合资生产气力输送系统及其设备。由于发电机组的单机容量不断增大，燃煤发电厂的粉煤灰综合利用需求量不断扩大，在对气力输送系统运行安全可靠性、经济性和环境保护要求严格的情况下，合资国产化气力输送系统及其设备已基本能达到上述要求，并已占有国内燃煤发电厂

9、气力输送系统的主要市场，因此在燃煤发电厂中，气力输送系统已作为主要除灰系统，并逐步取消备用的水力除灰系统或其他备用除灰系统。近二十多年来，浓相气力输送技术发展很快，已在燃煤发电厂气力除灰系统中得到广泛应用。由于燃煤电厂粉煤灰的物理特性，采用浓相气力输送系统具有能降低输送速度、减少磨损、提高输送能力、提高输送灰气比和降低输送单位能耗等优点，因此浓相气力除灰系统应用最为普遍。由于浓相气力输送系统一般在静电除尘器每个灰斗下安装一套发送设备，因此它是静电除尘器灰斗内干灰集中与输送为一体的输送系统；由于在一套输送系统中可以由多个输送单元组成，因此可以适应不同发电机组容量输送干灰的需要。1.21.2 风运

10、提升机的特点分析风运提升机的特点分析(1)负压气力输送系统是利用抽真空设备使输送管道内产生负压进行输送，因此输送系统最大可以利用的压力不大于 01MPa。其输送管道真空度在出口处最低，随着在输送过程中产生的阻力不断升高，人口处真空度最高。由此可见，一条输送管道真空度由低到高是系统的基本特点。(2)由于负压气力输送系统是依靠抽吸作用输送稻谷的，为防止杂质被抽吸到系统内而影响系统正常运行，因此静电除尘器灰斗一般采用定期出灰方式，同时必须保留一定数量的密封料层。(3)由于系统及其设备、管道均处于低于大气压力下运行，因此系统在运行时不会向外泄漏，工作环境好。(4)负压气力输送系统一条输送管道可以串联多

11、个受体，是连续输送的输送系统，因此系统简单，设备环节少，运行安全可靠。(5)由于装置平面尺寸和空间尺寸均很小，所以便于布置，节省工程投资。(6)负压气力输送系统在输送过程中，稻谷在输送管道内处于悬浮状态下被输送，因此输送管道起始流速必须大于稻谷的悬浮速度。1.31.3 本课题研究的目的与意义本课题研究的目的与意义我国南方地区稻谷收获季节短,收获稻谷的原始水分高,需要及时进行干燥处理的特点, 基于南方高温、高湿气候条件下,高水分含量稻谷需要前期快速处理，既要求稻谷干燥机要具有快速高效的特点。所以稻谷干燥机的运送部分的作用十分重要，而通常稻谷干燥机所采用的是斗式输送，这种方式虽然稳定、经济，但效率

12、太低而且所需空间较大，不利于家庭使用。针对这种情况，风运输送的优点就完美的体现出来。风运输送又称气压输送，是指运用风机（或其他动力设备）使管道内形成一定速度的气流，从而管路内的颗粒上作用力有：颗粒重力、浮力、以及空气阻力。颗粒在重力作用下，降落速度越来越快，同时，导致颗粒受到的空气阻力，也越来越大。最后，当颗粒的重力、浮力和空气阻力三力平衡是，颗粒在空气中以不变的速度做匀速降落，称为颗粒的自由沉降。这时颗粒具有的运动速度称为苦力的沉降速度。根据相对运动的原理，当空气以颗粒的沉降速度自下而上流过颗粒时，颗粒将自由悬浮在气流中，这就是颗粒在垂直管中的悬浮机理。这时的气流速度称为颗粒的悬浮速度，在数

13、值上等于颗粒的沉降速度。如果气流速度进一步提高，大于颗粒的悬浮速度，则在气流中悬浮的颗粒，必将为气流带走，而发生了气流输送。这时的气流速度称气流的输送速度。所以，在垂直管中，气流速度大于颗粒的悬浮速度。这时散粒物料将沿一定的管路从一处输送到另一处。而气压输送中应用最广泛的是负压输送。应用负压气力输送系统技术历史很久，技术成熟可靠。系统输送能力从每小时输送儿口公斤发展到几十吨，浓度比由每公斤空气输送几公斤发展到输送几十公斤，因此对系统及其设备的要求也在不断提高，这是负压气力输送系统不断发展的根本原因。在 20 世纪 70 年代前，国内采用立式受器，蒸汽抽气器等设备组成的负压气力输送系统较为普遍采

14、用，并获得了运行实践经验。但由于该系统存在蒸汽消耗量大，输送能力小，输送浓度低及设备管道磨损严重，系统可靠性差，运行维护成本高等缺点，因此难以适应电力系统迅速发展和对安全可靠生产的严格要求。在 20 世纪 70 年代，由原冶金工业部为上海宝钢自备电厂引进 2x 350MW 机组时，配套提供了负压气力除灰系统及其设备，通过运行实践考核，效果良好；在时隔 5 年后由电力部引进 2x 300MW 机组时，也配套提供负压气力除灰系统及其设备，与此同时，我国华能国际电力开发公司首批引进装机容量均为 250MW 机组的四个发电厂，其中有三个发电厂均采用负压气力除灰系统。随后很多新建、改建发电厂都设计安装了

15、负压气力除灰系统及其设备，使负压气力除灰系统很快得到发展。由于吸收消化国外技术和设备制造能力跟不上形势发展的需要，系统设计及设备制造均存在一些问题，导致负压气力除灰系统投入运行后，出现系统运行不稳定，系统出力达不到设计要求，设备磨损严重等问题，给发电厂安全生产带来很大困难，因此负压气力除从系统又在电力系统使用受到了限制。从国外引进到国产化负压气力除灰系统，已经过 20 多年的运行实践，在系统设计、设备制造和系统运行均积累了不少经验，因此只要系统设计合理，设备制造质量过关，加强运行维修管理，即使在没有水力除灰系统备用的条件下，负压气力也完全能满足系统安全可靠生产的要求。本设计主要对小型稻谷干燥机

16、-风运动提升装置进行机械结构部分的设计与计算机的绘制。所设计的试验机要满足每小时 0.5 吨的稻谷处理量。本设计要求设计出实现上述要求的较为合理的方案，并进行相关计算。最后对整个试验机进行机械结构设计，用绘图软件绘制整个装置的总装配图、部件装配图及零件图。第二章第二章 小型稻谷干燥机小型稻谷干燥机-风运提升装置的设计方案论证风运提升装置的设计方案论证2.12.1 提升机的整体分析提升机的整体分析 提升机主要组成部分为：进料口、输送管道、储料桶、盖板、风机、可视窗和挡板等组成。对上述各个部分不同的方案进行组合，就可以得到不同的整体设计方案方案。2.22.2 不同设计方案的制定不同设计方案的制定

17、通过比较，初步定下下面二种方案2.2.12.2.1 设计方案一设计方案一 图 2.1 是方案一的结构简图 图 2.1 方案一 设计方案一各部分的结构组成及原理分析：（1）组成部分：该方案的机构主要由离心风机、储料桶、机输送管道组成。（2）设计原理：风机（或其他动力设备）使管道内形成一定速度的气流，从而管路内的颗粒上作用力有：颗粒重力、浮力、以及空气阻力。颗粒在重力作用下，降落速度越来越快，同时，导致颗粒受到的空气阻力，也越来越大。最后，当颗粒的重力、浮力和空气阻力三力平衡是，颗粒在空气中以不变的速度做匀速降落，称为颗粒的自由沉降。这时颗粒具有的运动速度称为苦力的沉降速度。根据相对运动的原理，当

18、空气以颗粒的沉降速度自下而上流过颗粒时，颗粒将自由悬浮在气流中，这就是颗粒在垂直管中的悬浮机理。这时的气流速度称为颗粒的悬浮速度，在数值上等于颗粒的沉降速度。如果气流速度进一步提高，大于颗粒的悬浮速度，则在气流中悬浮的颗粒，必将为气流带走，而发生了气流输送。这时的气流速度称气流的输送速度。所以，在垂直管中，气流速度大于颗粒的悬浮速度。这时散粒物料将沿一定的管路从一处输送到另一处。 图 2.2 颗粒的三力平衡 在实际装置中，由于颗粒之间以及颗粒与管路之间的摩擦和碰撞，管壁附近存在的边界层、弯管、换向器等处因局部阻力而造成的气流不均匀以及重力的影像等因素使得实际所需气流要比理论值大。 2.2.22

19、.2.2 设计方案二设计方案二 图 2.3 是方案的机构简图图 2.3 方案二设计方案二的机构组成及原理分析：（1）组成部分：方案二的主要构件由储料桶体、稻谷出料口、稻谷进料口、输送弯管、输送直管和离心风机等组成。（2）设计原理：方案二的设计原理主要是气压输送中的正压输送。经过干燥后的稻谷经进料口进入输送管道中，这时由离心风机产生的的风力将会使输送管道中的稻谷达到悬浮速度，从而发生定向运动，则在宏观上就达到了输送稻谷的作用。 2.32.3 上述方案的分析和比较上述方案的分析和比较 由上述分析可以得出方案一采用的是气力输送中的负压输送，而方案二中采用的是气力输送进的正压输送。这两种输送方式的特点

20、如下所述：（1）在环境保护方面负压输送的污染要比正压输送的污染少，即使管道漏气也不会导致灰尘飞扬，但在漏填管道上逢下雨天可能会吸入雨水，并降低效率，而正压输送则不会有此情况。（2）负压输送的输送量较小，距离较短而正压输送则输送量大小均可，并且使用于长距离输送，最长可达 100m 以上。（3）在操作方面负压输送进料比较方便，地位高低可以不受限制，可以连续吸料；而采用正压输送时加料要有一定的高度，进料器结构也比较复杂。（4）负压输送的供气装置在最后，因此风机有漏油现象时不会沾污被送物料，而正压输送有可能沾污物料。（5） 卸料部分负压输送的结构设计要有气密装置和气体净化装置，而正压输送的机构则比较简

21、单。（6）在投资方面负压输送的设备投资比正压输送的投资大。（7）正压输送适用于物料从一处分散到几处的情况，而负压输送则使用从几处输送到一处的情况。2.42.4 设计方案的确定设计方案的确定 由于这次设计的稻谷干燥机主要是供家庭使用，输送的水平距离和垂直距离都比较短，再加上操作方便、维修简单等方面的综合考虑，可以看出方案一是比较合适的，故采用方案一。2.52.5 本章小结本章小结（1）通过几个主要结构部分的不同的方案组合，给出两种不同的提升机总体设计方案；（2）综合分析比较两种方案各自的优缺点；（3）经过比较得到两种方案中较好的一个方案。第三章第三章 提升装置结构设计的计算提升装置结构设计的计算

22、3.13.1 提升机主要性能指标的确定提升机主要性能指标的确定 参考第一章中提升机的参数，结合设计要求，确定改提升机的主要性能指标如下： （1）稻谷的处理量为 0.5 吨/小时； （2）提升机进料口压强应不大于 0.1MPa； （3）输送的垂直距离为 0.6 米； ( 4 )输送的水平距离为 0.634 米。3.23.2 提升机动力系统的相关计算提升机动力系统的相关计算气力输送主要参数选择。气力输送主要参数包括输送量、输送风速和浓度比。气力输送主要参数选择是否合理，直接影响着气力输送的稳定性、电耗大小等。因此，选择经济合理气力输送主要参数，是稀相气力输送装置设计计算的关键。3.2.13.2.1

23、 输送量输送量 G G 的选取的选取料管中输送量一般是由工艺过程决定的，但在生产过程中还应考虑工艺上的原因，如原料品质变化，水分含量的高低，操作指标的改变等可能引起流量变化。为了输送安全，作为网络设计一句的输送量应当是在生产中可以遇到的最大，即考虑了一定的储备系数的输送量：GaG算式中 理论输送量，t/h算G a储备系数实际输送量，t/hG对于其中储备系数 a 值的大小，不仅与物料性质有关，且与输送量大小有关。输送量大的 a 应取小值，反之取大值。因为，输送量大的，虽然 a 值不大，但增加的保险输送量（a-1）G 却较大，输送安全。考虑到所设计的稻谷干燥机主要应用于家庭故输送量取 G=0.5

24、吨/小时，G 算=0.5 吨/小时。3.2.23.2.2 输送风速的选取输送风速的选取料管中风速大小，与物料的悬浮速度大小有关，而悬浮速度大小与物料的比重、粒度大小和输送浓度有关。物料的比重大、粒度大的悬浮速度打，反之悬浮速度小。浓度比大的，则物料颗粒间摩擦、碰撞机会就多，自由沉降速度减小，悬浮速度也减小；即悬浮速度与浓度比成反比。因此，在选取料管风速时既要考虑物料性质，又要考虑输送浓度。查阅相关资料得到稻谷的悬浮速度是 v=9.811m/s。而由于风速应为稻谷悬浮速度的二倍。所以，取风速V=2*v=19.6-22m/s 式中 v稻谷的悬浮速度，m/s V风速，m/s 考虑到要是稻谷干燥机整体功率消耗尽可能地低，所以取计算所得速度的下限，既