учебник по ОПОВ

Основное отличие рассматриваемых конвейеров от скребковых других типов — это размеры и форма скребка. Она может быть прямоугольной , трапецеидальной и полукруглой. Тяговым элементом обычно служат пластинчатые катковые цепи Желоб сварной или штампованный, из листовой стали толщиной 4...5 мм. В поперечном сечении он повторяет форму скребка, причем зазоры между скребками и желобом не превышают 3...5 мм. Для натяжения тягового элемента используют винтовые или пружинно-винтовые устройства. Скребковые конвейеры по сравнению с пластинчатыми имеют меньшую массу, могут загружаться и разгружаться в любой точке по всей длине желоба.

Конвейер со сплошными низкими скребками

Основное отличие от конвейера со сплошными высокими скребками заключается в форме скребков 1, а также в форме поперечного сечения желоба 2, который обычно полностью закрывает и нижнюю (рабочую), и верхнюю (холостую) ветви тягового элемента. Нижняя рабочая ветвь, скользя по дну желоба, увлекает за собой весь слой груза.

Рис. 2.4.18. Конвейер со сплошными низкими скребками

Применение скребковых конвейеров ограничено из-за измельчения грузов и быстрого износа желоба, особенно при перемещении абразивных материалов. Кроме того, для скребковых конвейеров характерен большой расход энергии, затрачиваемой на преодоление вредных сопротивлений. Разновидности скребковых конвейеров - трубчатые и с погруженными скребками.

Винтовые конвейеры

Винтовые конвейеры служат для перемещения пылевидных и мелкокусковых грузов в горизонтальной или наклонной (до 20°) плоскостях, реже в вертикальной плоскости (конвейеры с быстро вращающимися винтами). Конвейер имеет металлический закрытый желоб, внутри которого вращается вал с лопастями, расположенными по винтовой линии.

130

Лопасти могут быть сплошными (для легкосыпучих грузов), ленточными (для влажных и кусковых грузов) и в виде отдельно укрепленных на валу лопаток (для липких и слеживающихся грузов). При вращении винта лопасти проталкивают груз вдоль желоба

Рис. 2.4.19. Схема винтового конвейера 1-корпус , 2-винт, 3-подшипниковые опоры , 4- загрузочное и разгрузочное отверстие ,

5 - присоединительные фланцы , 6- редуктор, 7- приводной электродвигатель.

Рис. 2.4.20. Типы винтовых конвейеров

В зависимости от требований установки винтового конвейера (шнека) в составе технологических линий привод подающего винта может быть выполнен как по толкающей, так и по тянущей схеме.

Винтовые конвейеры просты по конструкции, удобны в эксплуатации, особенно при транспортировке пылящих грузов. Однако лопасти и желоб сравнительно быстро изнашиваются, груз измельчается и истирается, кроме того, требуется повышенный расход энергии.

Рис. 2.4.21. Конструктивное исполнение винта:

а – сплошной полностенный; б – ленточный; в – лопастный; г – фасонный

Винтовые транспортеры изготовляются с диаметром винта 100, 120, 150, 200, 250, 300, 400, 500 и 600 мм. Шаг винта s принимается в пределах 0,5— 1,0 диаметра

131

винта D, причем меньшие значения берутся для тяжелых, крупных и истирающих материалов, а большие - для сыпучих и легкоподвижных.

Недостатками винтовых транспортеров являются: высокий расход энергии, значительный износ стенок желоба и поверхности винта, истирание перемещаемого материала.

К достоинствам винтовых транспортеров относятся: компактность, простота и дешевизна устройства и обслуживания, герметичность. Последнее особенно важно при перемещении токсичных и пылящих материалов.

Рис. 2.4.22. Вертикальные винтовые

Рис. 2.4.23. Элеваторы: 1 - цепь, 2 - ковш, 3 -

конвейеры

лента

Элеваторы

Элеваторы - это конвейеры для транспортирования грузов в ковшах, жестко прикрепленных к тяговому элементу, в вертикальном или крутонаклонном направлении. Элеваторы состоят из вертикального короба, внутри которого перемещается бесконечная цепь или лента с равномерно закрепленными на ней грузовыми ковшами или грузоприемнымй площадками. Элеваторы способны поднимать грузы на высоту до 50 м при производительности до 400 м3/ч. Преимуществами ковшовых элеваторов являются: малые габаритные размеры в плане; большая высота подачи груза (60–75 м); большой диапазон производительности (5–500 м3/час); широкий ассортимент транспортируемых грузов. К недостаткам ковшовых элеваторов относятся: возможность отрыва ковшей при перегрузках; необходимость равномерной подачи груза.

132

Пылевидные грузы транспортируют в трубах прямоугольного сечеиия, зернистые и кусковые — в желобах (ширина 125 ... 1600 мм, высота 80 ... 400 мм) и трубах.

Пневматический транспорт

Пневматический транспорт (aнгл. Pneumatic transport) - вид транспорта,

предназначенный для перемещения различных сыпучих материалов и штучных грузов по транспортным коммуникациям (трубопроводы, пневматические желоба и лотки) за счёт использования энергии газообразной несущей среды (воздух, пар, различные газы). Пневмотранспорт является одним из прогрессивных способов механизации и автоматизации перемещения насыпных грузов. Этот вид транспорта нашел применение практически во всех отраслях промышленности, например, в угольной и горнорудной - для транспортирования в шахты крупнокусковых материалов, а также для доставки полезных ископаемых из карьеров на обогатительных фабрики.

Работа установок пневматического транспорта слагается из трех основных последовательно протекающих процессов:

повысить производительность труда, ликвидировать запыление и загрязнение материалов в пути, полностью механизировать процесс загрузки и выгрузки, создать условия для автоматизации транспортных процессов.

Установки пневматического транспортирования выгодно отличаются:

отсутствием движущихся частей, возможностью применения труб небольшого диаметра, прокладываемых по любой пространственной трассе на значительные расстояния при высокой производительности;

низкой металлоемкостью и простотой в эксплуатации;

высоким уровенем автоматизации процесса транспортировки; созданием комфортных условий в помещениях из-за герметичности и бесшумности системы.

Недостатками пневматического транспорта являются большой удельный расход воздуха и высокая энергоемкость процесса (1...5 кВт-ч/т), а также повышенный

134

износ элементов оборудования при транспортировании абразивных материалов. Однако повышенная энергоемкость пневмотранснортных установок в значительной степени компенсируется перечисленными преимуществами. По принципу действия пневмотранспортные установки для сыпучих продуктов делятся на:

транспортирующие груз в потоке воздуха по трубам во взвешенном состоянии;

транспортирующие груз методом аэрации, то есть насыщения воздухом сыпучего продукта, приобретающего при этом свойства жидкости (псевдоожижение) и текущего по наклонному желобу под действием гравитационных сил (аэрожелоб);

транспортирующие груз по методу флюидизации, когда насыщенный воздухом сыпучий материал приобретает высокую подвижность, обеспечивающую возможность перемещения продукта по трубам под действием давления сжатого воздуха (пневматический подъемник — аэролифт).

Рис. 2.4.26. Всасывающая пневмотранспортная установка

Рис. 2.4.27 Нагнетательная пневмотранспортная установка

135

Рис. 2.4.28. Комбинированная пневмотранспортная установка

В зависимости от разряжения в конце транспортной системы всасывающие установки подразделяют на установки с низким остаточным давлением (до 0,01 МПа), средним (до 0,03 МПа) и высоким (до 0,09 МПа).

Нагнетающие установки различают по величине давления в начале транспортной сети: установки низкого давления (до 0,11 МПа), установки среднего (до 0,2 МПа) и высокого (до 0,9 МПа) давления.Нагнетательные установки удобны тогда, когда материал из одного пункта перемещается в несколько приемных пунктов.

Всасывающие установки удобны тем, что они работают без пылевыделения и способны забирать сыпучий материал из нескольких пунктов и передавать его в единый сборник-накопитель. В них используется вакуум (40-90 кПа). Всасывающенагнетательные установки сочетают основные преимущества нагнетательных и всасывающих установок.

Каждая пневмотранспортная установка включает в себя следующие основные узлы: питатель - устройство для ввода материала или аэросмеси в трубопроводы, системы воздухопроводов и материалопроводов, разгрузители с

фильтром для воздуха, воздуходувную машину и приемник материала.

Конструкции питателей нагнетающих и всасывающих пневматических установок различны. Питатель всасывающей установки выполняет функцию загрузочного устройства для подачи материала в движущуюся струю воздуха, а питатель нагнетающей установки предназначен для создания аэросмеси надлежащей концентрации.

Загрузочные устройства для всасывающих установок делятся на две группы: всасывающие сопла и питатели тройники.

Питатели нагнетающих пневмотранспортных установок имеют более разнообразные конструкции. Шлюзовые и шахтные затворы применяют в установках низкого давления; шлюзовые питатели - в установках среднего давления, камерные пневмонасосы и винтовые (шнековые) питатели - в

136

установках высокого давления. Винтовые питатели используются так же в установках среднего давления.

Разгрузочные устройства предназначены для выделения материала и пыли из пневмопотока и направления его для дальнейшего транспортирования или переработки.

Надежность и эффективность работы пневмотранспортной установки в значительной мере зависит от правильного выбора материалопроводов. Материалопроводы должны быть герметичны, износоустойчивы, иметь по возможности максимально гладкую внутреннюю поверхность для обеспечения минимального сопротивления движению аэросмеси.

В пневмотранспортных установках низкого давления материалопроводы, как и воздуховоды систем аспирации, изготавливают из тонколистовой черной, оцинкованной и нержавеющей стали и дюраля или из тонкостенных труб; в установках среднего и высокого давления используют в основном остальные бесшовные трубы.

Возможно применение материалопроводов из винипласта и полиэтилена, органического и неорганического стекла ограничена, поскольку использование неметаллических материалов влечет за собой конструктивное усложнение системы в целом: при перемещении по ним аэросмеси возникают значительные по величине электрические заряды, и поэтому требуется специальная сложная система заземления.

В пневмотранспортных установках применяют разнообразные воздуходувные машины - от центробежных вентиляторов до двухступенчатых поршневых компрессоров.

Выбор того или иного типа воздуходувной машины зависит от количества транспортирующего и требуемого по гидравлическому расчету давления:

для всасывающих установок с низким вакуумом целесообразно применять центробежные вентиляторы, со средним вакуумом - воздуходувки, с высоким - водокольцевые вакуум-насосы;

для нагнетающих установок низкого давления следует устанавливать центробежные вентиляторы или воздуходувки, для установок среднего давления воздуходувки или вакуум-насосы, для установок высокого давления - компрессоры.

Окончательно тип и серию воздуходувной машины выбирают, сопоставляя рабочие характеристики этих машин с характеристиками сети при оптимальных для этой транспортной системы параметрах работы машины.

137

2.4.12Контрольные вопросы по теме «Оборудование для транспортировки твердых материалов»

Перечислить основные классификационные признаки транспортных машин.

Назвать основные способы перемещения грузов на транспортных машинах.

Перечислить и дать определение основным свойствам сыпучих и штучных грузов.

На какие группы классифицируется насыпной груз?

Назначение ленточных конвейеров, области их применения, устройство и принцип действия.

Общее устройство и области применения пластинчатых конвейеров, их достоинства и недостатки

Устройство, особенности конструкции и области применения специальных пластинчатых конвейеров.

Основные типы роликовых конвейеров, способы перемещения грузов на неприводных и приводных роликовых конвейерах.

Устройство, назначение и основные параметры скребковых конвейеров.

Основные типы и области применения винтовых конвейеров, их преимущества и недостатки.

Общее устройство, классификация, назначение и области применения элеваторов.

138

2.5 Мешалки

Процесс перемешивания широко применяется в химическое технологии для получения суспензий, эмульсий и смесей твердых компонентов, а также для интенсификации тепло- и массообмена в различных технологических процессах. Перемешивание используется также в реакторах для проведения химических реакций в гомогенных и в гетерогенных средах. К последним можно отнести огромное многообразие процессов — газо-жидкостные и химические реакции на твердых катализаторах, в экстракторах, абсорберах, кристаллизаторах.

При изучении темы следует обратить внимание на конструкции мешалок используемых в химической технологии, определение мощности на перемешивание и оптимального числа оборотов мешалки, соответствующего эффективному перемешиванию.

Перемешивание - процесс придания однородности путём смещения слоев относительно друг другу перемешиваемых компонентов. Перемешивание - гидромеханический процесс перемещения частиц в жидкой среде с целью их равномерного распределения во всем объеме под действием импульса, передаваемого среде механическим устройством, струей жидкости или газа. Движущая сила процесса обусловлена разностью плотностей компонентов. Для перемешивания применяются механический, пневматический и гидравлический способы. Наибольшее распространение получил способ перемешивания с применением механических мешалок.

Механическое перемешивание производится в аппаратах, носящих общее название аппаратов с мешалками.

Перемешивание способствует:

увеличению скоростей в пристенных слоях жидкости, и, следовательно, интенсификации теплообмена, взвешиванию частиц твердой фазы с днища аппарата и устранению различных отложений на его стенках;

росту скоростей сдвига в жидкости и, следовательно, улучшению условий диспергирования газа или несмешивающейся со сплошной фазой жидкости;

увеличению межфазной площади поверхности и интенсивности массообмена между сплошной и дисперсной фазами;

росту циркуляционных потоков и, как следствие, выравниванию концентраций растворенного вещества или дисперсной фазы во всем объеме аппарата.

Наибольшее распространение химической промышленности получило перемешивание с введением в перемешивающую среду механической энергии из внешнего источника.

139