第四章-气力输送机

第四章气力输送机第一节气力输送机概述功用：运用风机在封闭的管路内形成气流来输送散料物料。工作原理：将物料处于具有一定速度的空气中，通过管道输送到卸料点，然后将物料分离出来，从而达到输送物料的目的。一、气力输送机的分类1、吸送式气力输送机工作原理：

吸送气力输送一般用罗茨真空泵作动力源，将管路及罐式仓抽成一定的真空状态，促成进风口在大气压的作用下形成物料粉粒料与气体的两相流，经输送管道输入旋风分离器。两相流在旋风分离器内由于离心力及重力作用下，使大部分物料与气体分离。少量的物料与气体进入除尘器，通过滤袋作用使粉料与气体分离。气体排入大气。吸送式气力输送机特点：1、环保、可靠性最好，管路内的粉尘不会泄漏于环境；2、设备的制造、维护要求低，工人的可操作性强；3、使用的压力(真空度)小，安全性高；4、气体(一般为气体)取自大气，气体的温度即为当时当地的气温，对热敏性物料尤为适宜；5、输送为连续式、亦可间断，管道内无积存；6、易实现多点进料，多点卸料的输送工程目标；

7、气体动力源一般为离心风机、罗茨风机(泵)，使用寿命长；

8、适宜短距离输送，一般不超过100m；9、对管道的密封要求高，不得漏气；

10、对输送物料的应性强，粉料、颗粒料均可顺利输送。2、压送式气力输送机工作原理：由于高压气体的作用，物料从发送罐进入输送管，压缩气体经电磁阀的开闭形成脉冲气流（气刀），当气刀压力大于发送罐压力时，气流将物料切割成料，依靠料栓前后的静压差作推动力，将物料推向前进，到达分离装置实施料气离后，物料落入料仓，气体排入大气，实现输送。

压送式气力输送机特点：1、输送速度较小，对管路的磨损少；2、控制必须是自动化，对各种电气元件的要求高；3、输送路程长，可以达1000m以上；4、可以在输送管内外设补气管，并用多种方式补气、排堵，但电控复杂；

5、发送罐(也称仓泵)是压力容器，为强制性签定设备；

6、维护要求很高，对维护技术人员的素质要求亦很高。3、混合式气力输送机工作原理：在吸送部分，通过吸嘴将物料与空气的混合物吸入输料管，然后经分离器使物料与气流分离。物料再经分离器下部的卸料器（兼作压送部分的供料器）卸出，并送入压送部分的输料管。而从除尘器出来的空气，经风机压入压送部分的输料管，再与物料混合，以压送的方式输送物料。混合式气力输送机的特点1、吸料方便，输送距离长；2、可几处吸料，并压送至若干卸料点；3、结构复杂；4、带尘的空气要经过风机，故风机的工作条件较差。二、气力输送机的特点及其应用1、气力输送机的特点优点：1）改善劳动条件，提高生产率，有利于实现自动化；2）可减少货损。提高货运质量；3）实现散货的自动化运输，节约包装，降低成本；4）生产率高，可实现多机同时操作；5）结构简单，无牵引构件，无返程空载分支；6）部件加工方便，投资少，重量轻，维修方便。1、气力输送机的特点缺点：1）气力功率消耗较大；

2）风机噪声大；

3）运送受物料块度、粘度和湿度的限制，易碎的物料也不宜气力输送；

4）输送磨磋性大的物料时，弯管部件易磨损。2、气力输送机的应用范围1）物料粒度对气力输送的影响：粒度过大会导致装置的卡堵，从而破坏物料自动进入输料管，故粒度不大于50mm,或物料的最大粒度不超过输料管直径的0.3~0.4倍。2）物料堆积密度对气力输送的影响：物料堆积密度的大小影响气力输送机的结构尺寸和能量消耗的大小。3）物料湿度对气力输送的影响：物料湿度与气力输送机工作的可靠性有关。4）物料磨磋性对气力输送机的影响：它影响气力输送机的动力消耗和使用寿命。5）物料的温度对气力输送的影响：气力输送时，管道内的温度不得超过物料的发火点，否则会产生粉尘爆炸。第二节气力输送机的主要部件气力输送机的主要部件有：风机、输送管道及管件、供料装置、分离器、除尘器、卸料装置等。一、风机功用：在管路内形成一定速度和压力的气流，推动物料在管道里运行。风机性能参数：风量和风压。压力差﹤10kpa称为风机；压力差﹥200kpa称为空气压缩机。对风机的基本要求：1）效率高；2）能产生满足物料输送所需的风量和风压；3）在输送中当压力变化时，风量的变化尽可能小；4）在有少量灰尘的环境能可靠的工作；5）经久耐用，管理维修方便；6）结构紧凑，尺寸小、重量轻、噪声小。气力输送机常用的风机有：离心式鼓风机、罗茨鼓风机、往复式空气压缩机。1、离心式鼓风机结构：由叶轮、机壳和机座三个部分组成。工作原理：当电机转动带动叶轮旋转时，叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转，并在离心力的作用下甩出这些气体，气体流速增大，使气体在流动中把动能转换为静压能，然后随着流体的增压，使静压能又转换为速度能，通过排气口排出气体，而在叶轮中间形成了一定的负压，由于入口呈负压，使外界气体在大气压的作用下立即补入，在叶轮连续旋转作用下不断排出和补入气体，从而达到连续鼓风的目的。

类型：单级和多级两种。单级：只有一组叶轮，通常称为通风机。多级：有若干组叶轮组成，通常称为透平鼓风机。特点：结构简单、制作容易、重量轻，可在有的环境工作。但当输送压力发生变化时，鼓风机风量变化大，工作不稳定。多用于低压、大风量的小型气力输送机上。2、罗茨鼓风机结构：主要由机壳和转子组成。工作原理：由于转子的不断旋转，进气时，转子与机壳间容积由小变大，形成负压，将空气吸入。排气时，转子与机壳间容积由大变小，给空气加压后经排气口输出。特点：结构紧凑，风压大，效率高，工作时风量稳定，但噪声大，需对空气进行除尘处理，否则会导致转子磨损过在而使配合间隙过大。3、往复式空气压缩机：工作原理：靠活塞在气缸中作往复运动，改变气缸的工作容积，而使空气被压缩加压而排出。特点：可在较低的转速下获得高压气体，压力变化时风量变化小，对空气的清洁度要求较高，同时由于输风不连续，故需要设置贮气罐，安装面积大。所以常用在高压压送式气力输送机上。二、输送管及管件功用：用以连接其他构件，组成输送空气及空气与物料的混合物的系统构件。组成：直管、弯管、软管、伸缩管、分叉头、铰接弯管和切换阀等。布置要求：尽可能减少弯头数目（物料容易堵塞），采用直线配管，避免过长的水平管（容易产生物料停滞）。1、直管材料：多采用直径为50~400mm的无缝钢管或用薄钢板卷焊制成。管径的选择：与空气的流量和空气的流速有关。管壁厚度的选择：根据被运送物料的物理性质决定。物料磨磋性越大，管壁越厚。输送管长度的选择：对直线段较长的输送管应分节，需经常拆卸的取1.5~2.5m，不常拆的取4~10m。段与段之间应用法兰盘连接，两个法兰盘间应垫有3~5mm的橡胶垫，以保证密封。

若管伸出过长，为保证其强度，可沿管子轴线方向焊接加强角钢。2、弯管功用：用来改变输送物料的方向。截面形状多为圆形、方形和矩形等。其中方形和矩形易于制造和便于更换磨损的外壁，故多选用。弯管外壁结构：因弯管外壁最易磨损，故多做成可拆换式结构或采用加厚、加耐磨衬垫（陶瓷、橡胶皮、耐磨钢板等）等措施。弯管曲率半径的选择：曲率半径过小，可增加气体压力损失，加剧弯管磨损，同时造成物料在输送过程中易发生堵塞现象。一般弯管的曲率半径应取为：输送粉状物料时：取R=6D；输送粒状物料时：取R≥6D；输送小块状物料时：取R≥10D。在实际的应用中，为减小输送管的磨损，防止物料在输送过程中的破碎，弯管数应尽量减少。3、软管功用：安装在吸嘴与垂直管的连接处和垂直上端与弯管连接处，以保证输料管与吸嘴有一定的灵活性。类型：套筒式软管、金属软管和橡胶软管。套筒式软管：由若干段圆锥形套筒组成，相邻套筒间用螺栓连接，每对螺栓交替安装在相互垂直的两个平面上，为保证其灵活性套筒间有间隙。套筒外面套有帆布层以保证其密封性，上下法兰间装有保险链条。特点：结构简单，易于制造，但较笨重，内表面粗糙，压力损失大，套筒间隙间易被物料堵塞失去灵活性。金属软管：它由内外镀锌钢带绕制而成。内外钢带间装有填料。特点：重量轻，安装方便，但抗拉强度较差，不能承受较大的载荷。耐磨橡胶软管：在橡胶管的中间嵌有钢线网和夹布层，其强度较好，但比较笨重。4、伸缩管功用：改变吸嘴的工作幅度和伸入船舱的深度，适应卸料的需要。要求：应有良好的气密性，伸缩灵活平稳，结构简单，维护方便。安装位置：多安装在垂直输料管和水平输料管上。5、铰接弯管功用：保证输料管能在垂直平面内俯仰变幅和水平面内左右旋转，以满足卸船作业的要求。类型：皮碗式、球铰式和柱铰式。安装位置：输料管与分离器械连接处。皮碗式：其上下俯仰由输料管与铰接弯管壳体间的销轴和橡皮碗来实现；其左右转动由蜗轮蜗杆机构构成的旋转装置实现。特点：结构简单，但皮碗易老化，且俯仰摆角不大。球铰弯管：它由内球形管和外球形管（薄铁皮在铁模中热敲）构成。内、外球形管之间有衬胶和润滑油，可密封又可润滑。特点：制造容易，转动灵活，但易被磨损，多用于小型吸粮机中。柱铰弯管：结构：在壳体内装有一个圆柱形的转动体，转动体的蹭开有一个与输料管直径相同的圆孔，圆孔一端与输料管相通，另一端与弯管壳体内腔相通。特点：可获得较大的俯仰摆角，使用寿命长，但加工精度要求高，以保证气密性。6、转换阀功用：安装在输料管的分叉处，用以改变物料的输送路线。要求：阀门的阻力小，物料颗粒不得卡入或堆积于内；物料不易破碎，磨损小；空气泄漏少，维护方便。三、供料装置功用：将物料供入气力输送机的输料管中，并形成合适的物料与空气的混合比。1、吸送式供料器多采用吸嘴作为供料器。对吸嘴的要求：1）轻便，牢固，便于操作和在料堆上吸料；2）生产率高，压力损失小；3）能吸尽询问和舱角的物料；4）具有补充风量调节装置，以获得最佳混合比。（a）直口吸嘴（b）喇叭口吸嘴（c）斜口吸嘴（d）扁口吸嘴角吸嘴：也是单筒吸嘴的一种，下端做成弯角形，便于从船舱、车厢和仓库风一般直吸嘴难以达到的地方吸取余下的物料。底部为矩形，并焊有圆钢条用以防止大块物料吸入，并使吸嘴与舱底有适当的间隙，有利于吸料。转动吸嘴功用：用以吸送流动性差、粒度不均匀、湿度较高并有结块的物料。工作原理：吸嘴在电机的驱动下在转台中转动，从而带动松料刀为断耙松物料，与空气充分混合，并将其吸入输料管中。同时补充气管调节气量，保证吸嘴连续充分的吸料。2、压送式供料器要求：保证将物料装入输料管的同时要防止管路中的高压气体泄漏。类型：旋转式、喷射式、螺旋式和容积式。1）旋转式供料器旋转加料器具有一定的气密性，适用于输送流动性好，磨磋性小的粉状、小块状的干燥物料。它主要由圆柱形的壳体及壳体内的叶轮组成。叶轮由六至八片叶片组成，由电动机带动旋转。在低转速时，转速与排料量成正比，当达到最大排料量后，如继续提高转速，排料量反而降低。这是因为转速太快时，物料不能充分落入格腔里，已落入的又可能被甩出来。圆周速度0.3－0.6m/s。叶轮与外壳之间的间隙约为0.2~0.5mm，间隙愈小，气密性愈好，但相应的加工精度也就愈高，从而增加制造费用。2）喷射式供料器工作原理：在混合室内装一喷嘴或调节板，减小横断面积，增加空气的流速，使其压力降低至等于或略低于大气压，从而使物料顺利进入混合室。在混合室后有一段渐扩管，在渐扩管中，气流速度逐渐减小，压力重新升高，实现物料沿管道正常输送。特点：结构简单，尺寸小，不需要任何传动机构，成本低。但所达到的混合比较小，压缩空气的消耗量大，效率低，故适用于低压、短距离输送。3）螺旋式供料器工作原理：电机带螺旋装置转动，物料从料斗和闸门进入螺旋滚道中而被压入混合室内。混合室内设有高压气体喷嘴，喷出的高压气体将物料吹散并使物料加速，从而在输料管中进行输送。异物室对重块特点：高度尺寸小，能连续的供料，但动力消耗大，工作部件磨损快，适用于气压在2.5-3大气压,粉状物料的压送式输送.4）容积式供料器工作原理:物料经料钟进入储料室达到其容积的90%后,关闭料钟.然后经三路向储料室充入压缩空气,在压缩空气的作用下呈流态化的物料被压入输料管进行输送.输送结束后放出残余压缩空气后，再装入物料，进行下一个输送循环。特点：密封性好，动力消耗小，可在较大的压力下工作，适用于长距离、大容量输送。但高度尺寸大，呈周期性工作。四、物料分离器功用：将物料从双相流中分离出来。1、容积式分离器工作原理：空气与物料的混合物由输料管进入容积突然扩大的容器中，使空气流的速度降低到远小于悬浮速度，物料颗粒失去气流的承载，在自重作用下沉降到容器下部的卸料器卸出。特点：结构简单，制造方便，工作可靠，但结构尺寸较大。2、离心式分离器工作原理：混合物进入分离器中沿内壁作旋转下降运动到达圆锥体部后，由于旋转半径逐渐减小而旋转速度逐渐加大，致使气流中物料颗粒受到更大的离心力，被抛到分离器壁面并沿壁下落而被分离。特点：离心力越大，分离效果越好。故可提高物料的旋转速度和缩小分离容器的半径来提高分离效果。此种分离器尺寸小，制造方便，分离效果好，压力损失小，故广泛使用。五、除尘器功用：过滤掉经分离器出来的空气中的粉尘，以回收有经济价值的粉尘，同时延长见机的使用寿命，保护环境。除尘器的类型湿式除尘器干式除尘器离心式除尘器袋式除尘器手工振打除尘机械振打除尘气流反向吹洗1、离心式除尘器1）旁路式离心除尘器工作原理：结构上与离心式分离器相同，但离心筒直径更小，同时设有旁路灰尘分离室。进气口低于筒体顶端，排气管插入筒体深度较浅，使其上部的灰尘能通过旁路灰尘分离室直接进入下涡旋而得到清除。2）扩散式离心除尘器结构：在圆锥筒的下面内部固定安装一个表面光滑的圆锥形反射屏，圆锥形反射屏与筒体间形成环状间隙，中间有透气孔。工作原理：当含尘气体高速进入圆锥筒时，产生旋转气流，灰尘在离心力的作用下抛到筒壁，经环状间隙落入受料斗中。大部分气体经反射屏旋转而上，少部分随粉尘进入受料斗。在受料斗内流速降低，粉尘碰撞斗壁后沉积下来，空气则经中间透气孔逸出。2、袋式除尘器又称为袋式过滤器，它是利用滤布缝制成细长的筒状或扁平状滤袋来过滤含尘气流的装置。袋式除尘器必须及时清除积灰，否则会导致除尘器阻力增加，除尘效果变差，常用的清除积灰的方法有：手工振打、机械振打和气流反向吹洗。1）手工振打即利用人工抖动滤袋的方式来清除积尘。此种清灰装置结构简单，工作可靠，但允许通过的过滤风速低，需要较多的滤布，占地面积大。2）机械振打含尘空气进入滤袋后由于气流方向的改变，颗粒圈套的灰尘被沉降分离出来，细小的灰尘则粘附在滤袋上，在振动装置的振动下，细小的灰尘被振落，空气由滤袋逸出。此种除尘装置除尘效果好，但滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量大，常用于小型气力输送机上。3）气流反向吹洗工作原理：过滤时（a图）含尘气体进入箱体，灰尘被箱体的若干滤带阻留，干净空气经排气口排出。清灰（b图）时，排气口关闭，清灰气体经脉冲阀依次反向进入滤带，将粘附在滤袋上的灰尘吹落。特点：这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小。滤袋种类

按滤袋材质分天然纤维棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体无机纤维主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆合成纤维性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域滤袋种类

按滤袋结构分滤布（编织物）毛毡－工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰对滤袋的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低。使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度。表面光滑的滤袋容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。表面起毛（绒）的滤袋容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。六、卸料（灰）器功用：将物料从分离器中卸出，并阻止空气进入分离器中而造成生产率降低。类型：旋转（叶轮）式和阀门式。1、旋转（叶轮）式结构旋转式供料器完全相同，所不同的是其上部不是与加料斗相连，而是与分离器相通，其下部不是连着输料管，而是和外界相通；其均压管不再是把格室的高压气体引出，而是使叶轮格室在转到接近分离器卸料口时借助均压管达到叶轮格室内的压力与分离器中的压力相等，因而使分离器中的物料便于进入卸料器的叶轮格室中。2、阀门式工作原理：它由上下两道阀门构成。工作时，上阀门常开，下阀门关闭，使物料（或灰尘）落入卸料器中。卸料时，上阀门关闭，下阀门打开，即可在气力