В.М. Северинюк

Під пневматичним транспортом сипучих вантажів розуміють переміщення по трубопроводу системи повітря (газ) - тверді частинки. Основна його перевага полягає в тому, що він дозволяє повністю забезпечити комплексну механізацію та автоматизацію вантажно- розвантажувальних робіт з сипучими вантажами. Крім того, при пневматичному транспорті виключаються втрати вантажу при транспортуванні, поліпшуються санітарно -гігієнічні умови роботи та умови техніки безпеки, є можливість поєднувати процес транспортування з рядом технологічних операцій (сушіння, охолодження, очищення від домішок і т. п.).

Принцип дії і класифікація установок пневматичного транспорту

Основою роботи будь пневмотранспортної установки є наявність різниці тисків на початку і кінці трубопроводу. Залежно від способу створення перепаду тиску і його величини пневмо- транспортні установки підрозділяють на усмоктувальні, нагнітають і змішані (всмоктувально - нагнітають); на установки низького (до 5·103 Па), середнього (від 5·103 до 5·104 Па) і високого (понад 5·104 Па) тиску. У всмоктуючих установках (рис. 87, а) повітря відсмоктується повітродувної машиною з системи, в якій створюється розрідження. Внаслідок цього повітря з атмосфери спрямовується в завантажувальний пристрій 1 і, проходячи через шар вантажу або зустрічаючи на своєму шляху надходить у трубопровід вантаж, підхоплює його і переміщує по ма- теріалопроводу 2 в відокремлювач 3. З нього вантаж виводиться за допомогою шлюзового затвора, а повітря надходить в повітропровід 4. Пройшовши пиловідокремлювачі 5, повітря викидається повітродувної машиною 6 через глушник 7 в атмосферу.

Перевагами всмоктуючих пневмотранспортних установок є простота конструкції, можливість забору вантажу з декількох точок, забезпечення високих санітарно -гігієнічних умов в робочих приміщеннях. Оскільки в цих установках вся система знаходиться під вакуумом, то завантажувальні пристрої не вимагають герметизації. До недоліків слід віднести неможливість створення високих перепадів тиску (до 0,5·105 Па), наявність спеціальних герметизуючих пристроїв у місцях виведення вантажу з системи.

У нагнітаючих установках (рис. 87, б) повітродувна машина нагнітає повітря в пневмосистему, створюючи тиск повітря в ній більше атмосферного, найбільше - у місці завантаження, найменше - у отделителе. Гідність нагнітаючих пневмоустановок - це можливість створення теоретично необмеженого тиску, що дозволяє використовувати їх при транспортуванні вантажів потоками як низькою, так і високої концентрації. До недоліків нагнітаючих пневмоустановок слід віднести складність конструкції завантажувальних пристроїв і підвищені вимоги до герметичності пневмосистеми.

Залежно від кількості матеріалопроводів пневмоустановки бувають прості - з одним матеріалопроводи (рис. 87) і розгалужені (рис. 88) - з двома і більше матеріалопроводи. У розгалужених Пневмоустановка по матеріалопроводи можна одночасно транспортувати різні вантажі з декількох точок з різною продуктивністю. Недоліком розгалужених пневмо- установок є вплив зміни навантаження в одному з матеріалопроводів на стабільність роботи інших матеріалопроводів.

Пневмотранспортні установки можуть бути із замкнутим і розімкненим циклом повітря. У перших весь або частину повітря повертається після повітродувної машини в завантажувальний пристрій і знову використовується для транспортування, по друге - повітря через повітродувного машину повністю викидається в атмосферу.

Основні елементи пневмотранспортних установок

Будь пневмотранспортного установка має завантажувальні пристрої (приймачі або живильники), матеріалопроводи, отделители вантажу від повітря (разгрузітель), пиловідокремлювачі для очищення повітря від пилу, герметизуючі пристрої, повітродувного машину, елементи управління і автоматизації.

Завантажувальні пристрої (приймачі). Для подачі вантажу в матеріалопроводи застосовують приймачі, які для установок всмоктуючого типу поділяють на вертикальні і горизонтальні. Вертикальні приймачі служать для подачі вантажу у вертикальний матеріалопроводи. Ці приймачі бувають відкритого і закритого типів. У приймачі відкритого типу повітря надходить безпосередньо з навколишнього середовища, в приймачі закритого типу - з обладнання, забезпечуючи тим самим його знепилювання. До приймачів відкритого типу відносять приймачі конструкції ОТІ (рис. 89, а) і ПТМ- 1 (рис. 89, б).

Принцип роботи обох приймачів однаковий. Вантаж з самопливної труби 4 надходить у вертикальний корпус 1 приймача і далі в матеріалопроводи 2. Відрізок труби 5 з оглядовим люком 6 має прямокутний перетин і закінчується закруглением. Це сприяє повороту і більш рівномірному розподілу вантажу по перетину при виході його у вертикальну частину приймача. Наприкінці заокруглення в приймачі конструкції ОТІ встановлена ​​гребінка 8, яка, розбризкуючи струмінь вантажу, запобігає утворенню грудок і тим самим забезпечує захоплення його потоком повітря, що поступає через вхідний колектор 7 приймача.

Для інтенсивного розгону вантажу на початковій ділянці транспортування вертикальний корпус 1 приймача ОТІ виконаний завуженим в порівнянні з матеріалопроводи (звуження ≈ 0,8-0,9 D). Для нормальної роботи приймача необхідно засувку 3 встановити в таке положення, яке буде відповідати мінімальному підсосу повітря з труби 4.

Вертикальні приймачі відкритого типу прості по конструкції, зручні в експлуатації і володіють незначним аеродинамічним опором. Недолік їх - відсутність аспірації приєднаного обладнання і деякий подсор вантажу при роботі.

На малюнку 90 показані приймачі закритого типу. У приймач конструкції ОТІ (рис. 90, а) повітря надходить по аспіраційного воздухопроводу 1 від будь-якої технологічної машини, а в приймач типу «відвід» - по самопливної трубі 1 (рис. 90, б), як і вантаж. Для запобігання завалів приймачі забезпечені спеціальним клапаном 2. При нормальній роботі клапан утримується в закритому положенні силою, зумовленої перепадом тиску зовні і всередині матеріалопроводи. При завалі клапан під дією сили тяжіння вантажу і самого клапана відкривається і вантаж висипається на підлогу.

Ці приймачі також прості за конструкцією, зручні в експлуатації, дозволяють аспирировать приєднане до них технологічне обладнання. Але вони мають кілька підвищений аеродинамічний опір.

Недоліком приймача типу «відвід» є нерівномірний розподіл вантажу по перетину матеріалопроводи, обумовлене наявністю відцентрової сили.

Для забору вантажу з насипу використовують переносні сопла різної форми. Найбільшого поширення набуло кругле пряме сопло, яке приєднують до матеріалопроводи за допомогою гнучкого рукава з швидкороз'ємними фланцями. Для підбору залишків зерна з підлоги з важкодоступних місць застосовують кутові і щілинні сопла.

Для подачі вантажу в горизонтальні матеріалопроводи пневмоустановок всмоктуючого типу застосовують приймачі типу «трійник горизонтальний» (рис. 92). Вантаж надходить через приймальний патрубок, його кількість можна регулювати засувкою. Для запобігання завалів і забезпечення нормальних умов захоплення вантажу в приймачі зроблена горизонтальна перегородка, яка ділить його на дві частини: у верхній рухається вантаж з повітрям, у нижній - тільки повітря. Кут нахилу α завантажувального патрубка приймача повинен бути більше кута природного укосу φ транспортованого вантажу. Зазвичай приймають α = 45 °.

Аналогічної конструкції виготовляють приймачі, вбудовані в вальцеві верстати і бункера.

Шахтні затвори (рис. 93) застосовують для подачі в матеріало -провід вантажу з бункерів. Вони прості по конструкції, не мають приводу. Основний недолік - велика висота h шару вантажу, необхідна для запобігання викиду його внаслідок надлишкового тиску? Р в зоні завантаження.

Шлюзові затвори по конструкції бувають барабанні та клапанні. У шлюзовий затвор барабанного типу (рис. 94) вантаж надходить через приймальню воронку, заповнює кишені обертового ротора і при повороті його на 180 ° висипається з них. Потім через випускний патрубок надходить в матеріалопроводи. Для забезпечення достатньої герметичності зазор між корпусом і лопатками ротора повинен бути не більше 0,05мм. Корпус має патрубок 5 для відводу надлишкового повітря.

Основними недоліками шлюзових затворів барабанного типу є великі витоку повітря, можливі заклинювання ротора і деякий дроблення вантажу. Для запобігання цього іноді лопаті ротора протачивают і забезпечують гумовими або пружними накладками.

Ежектори застосовують у нагнітаючих установках з надлишковим тиском до 5∙103 Па. У ежекторі (рис. 95) положення пластин, а отже, і ступінь звуження можна змінювати, пересуваючи у вертикальних пазах воронки приварені до пластин болти 2.

Принцип дії цього приймача заснований на створенні в зоні подачі вантажу статичного тиску, рівного чи дещо меншого атмосферного. У результаті цього вантаж з бункера може вільно надходити в матеріалопроводи.

Матеріалопроводи. Як правило, їх монтують із сталевих труб з товщиною стінки 1,5 - 4,0мм. Застосування неметалевих труб (пластмасових і скляних) як матеріалопроводів стримується через утворення на їх поверхні зарядів статичної електрики, що негативно з точки зору техніки безпеки.

Матеріалопроводи збирають з окремих ділянок труб і фасонних деталей з використанням фланцевих та манжетних з'єднань на гумових прокладках.

Отделители (разгрузітель). Призначені для відділення транспортованого вантажу від транспортуючого його повітря. За принципом дії отделители підрозділяють на об'ємні, інерційні і відцентрові. У зернопереробної промисловості застосовують об'ємні і відцентрові отделители.

Принцип дії об'ємних отделителей полягає в тому, що при надходженні потоку повітря і вантажу з матеріалопроводи малого перетину в ємність, у багато разів більшого перерізу швидкість повітря падає до величини, значно меншій швидкості витання частинок транспортованого вантажу. Внаслідок цього під дією сили тяжіння відбувається осадження вантажу.

Відомо багато різних конструкцій об'ємних відокремлювачів. Найпростішим з них є осадова камера (рис. 96, а), яка працює таким чином. Потік повітря і вантажу надходить в патрубок 1; великі частки вантажу, рухаючись за інерцією, досягають кри - волінеіной поверхні камери і далі, змінюючи напрямок свого руху, ковзають до випускного патрубку 4. Повітря ж разом з пилом проходить через жалюзі 3, потім через патрубок 2 надходить в пило- відокремлювач.

Зазвичай об'ємні отделители виконують у вигляді циліндра, діаметр якого повинен забезпечувати швидкість повітря по живому перерізу циліндра порядку 0,3-0,8м / с. Для уловлювання дрібного пилу в циліндр вбудовують додаткову осадову камеру у вигляді конуса (рис. 96, б) або циклон (рис. 96, в). У цьому випадку для виведення вантажу застосовують два шлюзових затвора: один для великої фракції, другий для дрібної.

Відомо близько ста типів конструкцій циклонів. Найбільшого поширення в зернопереробної промисловості отримали відцентрові разгрузітель ЦР конструкції ВНДІЗ - НІІОГАЗ, короткі відцентрові разгрузітель ЦРК конструкції ВТІ, відцентрові отделители ОТІ (ОМЕІ) з розвиненою конічної частиною і циклони УЦ -38.

Основним показником технологічної ефективності отделителя є коефіцієнт відділення, рівний відношенню кількості виділеного вантажу до кількості надійшов.

У зерноочисних відділеннях рекомендується застосовувати відцентрові отделители ЦРК, більш ефективно працюючі на крупнозернистих вантажах. На пилоподібних вантажах (борошно, продукти розмелювання) доцільно використовувати отделители ЦР і УЦ -38.

Пиловідокремлювачі. Служать для очищення повітря від містяться в ньому пиловидних частинок перед подачею його в повітродувного машину і викидом в атмосферу або поверненням у виробничі приміщення.

У пневмотранспортних установках зернопереробних підприємств найчастіше застосовують двоступеневу очищення повітря. Для первинної, грубої, очищення повітря використовують відцентрові пиловідокремлювачі, для вторинної, тонкої, можуть бути застосовані як відцентрові пиловідокремлювачі, так і матерчаті фільтри. При рециркуляції повітря в приміщення іноді використовують промивні камери і мокрі фільтри.

Ефективність очищення в відцентрових пиловідокремлювачі зростає зі зменшенням діаметра циклону. А оскільки циклони з невеликими розмірами не мають досить великою пропускною здатністю, то для очищення значної кількості запиленого повітря їх групують для паралельної роботи в батареї. Це дозволяє забезпечити високу ефективність очищення повітря при значній пропускної здатності.

Найбільш широкого поширення набули батарейні циклони 4БЦШ, скомплектовані з чотирьох циклонів ВНДІЗ - НІІОГАЗ на загальному пилесборнике зі шлюзовим затвором (мал. 98, а), а також батарейні циклони УЦ з 2-10 елементів у вигляді однорядних (рис. 98, б) і дворядних (рис. 98, в) батарей, забезпечених пилесборний шнеками і шлюзовими затворами, встановленими під випускними патрубками шнеків.

Батарейні циклони УЦ володіють більшою ефективністю в порівнянні з циклонами 4БЦШ, але мають дещо більший аеродинамічний опір, великі габаритні розміри і високу вартість. У зв'язку з цим їх використовують тільки в розмельних відділеннях борошномельних заводів і технологічних цехах круп'яних і комбікормових заводів. У зерноочисних відділеннях борошномельних і круп'яних заводів застосовують циклони 4БЦШ.

Для очищення повітря від тонкої та легкої пилу в пневмотранспортних установках використовують Високовакуумні фільтри Г4- 2БФМ - 45, Г4- 2БФМ - 60, Г4- 2БФМ - 90 (рис. 99).

Підлягає очищенню повітря з повітропроводу надходить в повітророзподільну коробку, з'єднану з окремими секціями фільтра. Кожна секція складається з 18 рукавів, вертикально підвішених до рухомій рамі і заглушених зверху. Запилений повітря, проходячи через пори тканини,

Для очищення тканини від пилу рукава кожної секції періодично через 3-5 хв струшують. Одночасно з струшуванням фільтрувальна тканина посекційно продувається зворотним потоком повітря. Для цього очищаемая секція автоматично відключається від всмоктуючого воздухопровода і зовнішнє повітря через спеціальний отвір надходить у секцію. Виділена з повітря пил осідає в пило- збірнику, з якого шнеком подається до шлюзового затвору і виводиться з пилозбірника.

Фільтр підбирають за величиною необхідної фільтруючої поверхні, яка визначається як відношення кількості повітря, що підлягає очищенню в одиницю часу, до допустимої питомої навантаженні на тканину.

Повітродувні машини. Для створення в пневмотранспортної системі перепаду тиску, що забезпечує рух в ній повітряного потоку з певними параметрами, застосовують повітродувного машину. Це основний елемент пневмотранспортної системи, робота якої визначає надійність роботи всієї установки.

До повітродувного машинам висувають такі вимоги: висока продуктивність при можливо малій витраті енергії, постійна продуктивність при змінюються режимах мережі, надійність у роботі, компактність, простота обслуговування. У пневмотранспортних установках всмоктуючого типу найбільше застосування отримали вентилятори високого тиску Ц10 - 28 № 2,5; 3,2; 4,0; 5,0 і турбоповітродувки ТВ- 80 - 1, 12; ТВ- 100 - 1, 12; ТВ- 150-1,12; ТВ- 200 - 1, 12; Т- 500 - 1, 08. Всі перераховані машини відносять до типу, відцентрових машин.

У пневмотранспортних установках, які переміщують вантажі потоком високої концентрації (аерозольтранспорта), застосовують поршневі повітродувні машини з обертальним рухом робочого органу - ротаційні повітродувки. До них відносять двороторного нагнітачі ЯАЗ, IА, РГН, РУТ.

Оскільки робота повітродувних машин супроводжується вібрацією, їх можна встановлювати на виброизолирующих опорах без будь-якого фундаменту. Це дозволяє знизити величину коливань опорних будівельних конструкцій.

Для глушіння аеродинамічного шуму в повітропроводах, що примикають до повітродувної машині, необхідно використовувати м'які вставки та спеціальні глушники. Вони являють собою ділянки повітропроводів з подвійними стінками, простір між якими заповнено звукопоглинальним матеріалом. В якості звукопоглинального матеріалу в глушниках застосовують вату, капроновое волокно, повсть та ін.

УСТАНОВКИ аерозольтранспорта

Для установок аерозольтранспорта характерна велика щільність завантаження матеріалопроводи, що дозволяє транспортувати вантажі потоком високої концентрації. Це означає, що в процесі транспортування беруть участь значно менші маси повітря, ніж в установках для переміщення вантажів потоком низької концентрації.

Для цих установок характерно те, що твердий компонент знаходиться в так званому псевдоожиженном стані, яке настає при інтенсивній аерації (флюидизации) сипучого шару. При цьому в результаті аеродинамічного впливу ожіжающего агента і сили тертя між ним і твердими частинками останні отримують початковий імпульс руху і виявляються зваженими в повітряному потоці. Сипучий вантаж розпушується, контакти між частками порушуються, і вони в обсязі розширився шару приходять в хаотичний рух. Такий розширився шар частинок набуває властивість плинності і називається псевдозрідженим, а швидкість ожіжающего агента, при якій настає такий стан, - мінімальною швидкістю псевдоожижения vmin.

Межі існування псевдозрідженого шару визначаються швидкістю ожіжающего агента в межах v_min < v< v_вит. Виникнення псевдоожиженного стану можна спостерігати, продуваючи повітря через шар сипучого вантажу, який лежить на пористої перегородці. Ставлення витрати повітря Qв, поданого під перегородку, до площі цієї перегородки називають середньою швидкістю фільтрації v_ф.

Фактична швидкість повітря в міжзернової просторі значно вище швидкості фільтрації. Це і обумовлює розширення шару при незначних значеннях величини v_ф.

В установках аерозольтранспорта вантаж переміщається в результаті тиску повітря, що рухається з незначною швидкістю. Високий тиск на початку матеріалопроводи у міру просування вантажу падає і в кінці траси стає рівним атмосферному. Тому при розрахунку установок аерозольтранспорта необхідно враховувати зміну щільності повітря уздовж траси матеріалопроводи.

Цей режим транспортування сприятливий як з точки зору зносу матеріалопроводи, так і з точки зору споживання енергії: швидкість несучої середовища при цьому режимі значно нижче, ніж при транспортуванні в розрідженій фазі (5-8 проти 20-23м / с), а концентрація набагато більше.

В якості повітродувних машин в аерозольтранспортних установках застосовують ротаційні повітродувні машини, компресори. У разі застосування поршневих компресорів для усунення пульсації тиску повітря, що надходить в мережу від повітродувної машини, необхідно встановлювати ресивер, що представляє собою ємність, в яку нагнітають стиснене повітря, далі надходить у пневмосистему.

Основними елементами аерозольтранспортних установок (рис. 109) є живильники, матеріалопроводи, отделители, перемикачі, повітродувна машина.

Рис. 109. Схема аерозольтранспортной установки:

1 - повітродувна машина; 2 - ресивер, 3 - масловодоотделітель; 4 - живильник; '

5 - матеріалопроводи; 6 - відокремлювач; 7 - бункер; 8 - перемикач.

література

Зуев Ф.Г., Лотков Н.А., Полухин А.И. Подъемно-транспортные машины зерноперерабатывающих предприятий. – М.: «Колос», 1978. – 264 с.

В.М. Северинюк

Поиск по сайту: