Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

4 5 6 7

1 2 3

5

65

5

Рис. 4.21. Схема нагнетательной пневмотранспортной установки для муки:

1 - воздуходувная машина; 2 - бункер с питателем; 3 - материалопровод; 4 - разгрузитель; 5 - воздухопровод; 6 - циклон; 7 - фильтр.

V	20	0,14	3
			м /с,
	3,6 22 1,8

где =22; в =1,8кг/м3 .

2.Скорость движения смеси воздуха с грузом

р 15,75 0,85 вит 15,75 0,85 7,5 22м / с ,

где вит - скорость витания однородного сыпучего груза, м/с, т.е. наименьшая скорость выходящего воздушного потока, в котором частицы груза находятся во взвешенномсостоянии (см.табл.4.6), вит =7,5м.

вит =7,5м/с – скорость витания муки.

3.Внутренний диаметр трубопровода

	4V
dT				4 0,37		0,139м.
				3,14 24,25
	p

Для трубопровода принимаем стальную трубу, внутренний и наружный диаметра которой dT =0,094 м и dH =0,102 (прил. табл.19).

В качестве разгрузочного устройства выбираем центробежный циклон - разгрузитель ЦРК-450 (прил. табл.22), у которого расход воздуха V=0,15 м3/с.

4. Очистку воздуха от остатков груза принимаем двухступенчатую: первая ступень - циклон ЦОЛ-1 (прил. табл.22) с QB = 0,28 м3/с; вторая ступень –матерчатый фильтр.

Площадь фильтра

	F 60V			60 0,28 0,02м2 ,
		ф	WB	12
	м3
где WB =12…45		- нагрузка на фильтрующую ткань (перлон), прил. табл.22.
	м2 мин

Выбираем фильтр СМЦ-166Б (прил. табл.25) с Fв=30м2. 5. Общие потери в зоне загрузки

ро рдин рст 1,25( рВ рм рП рк рр рф ),

где 1,25коэффициент запаса давления для компенсации возможных неучтенных потерь.

Потери давления в сопле или питателе при вводе материала в трубопровод

рB 0,613 2p (10 0,5 ) 0,613 222 (10 0,5 22) 6231Па .

Потери давления на перемещение аэросмеси по материалопроводу на расстояние l и высоту h:

р			0,613			2	l h		(1 K				0,0125	0,0011		0,613 22	2		60 5	(1 0,4 22)
	м					р					a	)
							dT							dT					0,094
		0,0125			0,0011					48660Па,
					0,094

где Ка- коэффициент, зависящий от концентрации аэросмеси, скорости и физикомеханических свойств груза. Его значения 0,46; 0,33; 0,24 при Ка соответственно 15; 20 и 25 м/с.

Потери давления, обусловленные вертикальным подъемом аэросмеси:

рП 12,2h(1 ) 12,5 5(1 22) 1403Па.

Всоответствии со схемой установки принимаем 5 колен с поворотом на

90°, соотношением	R	3и 0,12(см. табл. ).
	dT
Потери давления в коленах трубопровода
		рк	В р2	5 0,12 0,18 222	261Па.
	2			2

Потери давления в разгрузителе ЦР-200 рр =1900 Па в фильтре СМЦ-

166Б (из его технической характеристики) рф= 1100 Па.

Тогда рф = 1,25 (6231 + 48660 +1403 +261 + 1900 +1100) = 74444 Па.

Необходимая мощность привода воздуходувной машины

N	po		74444 0,14	14475Вт 14,5кВт ,
	В.М . пр		0,8 0,9

где В.М . =0,8-КПДвоздуходувноймашины;

пр =0,9 - КПД привода.

Вкачестве воздуходувной машины принимаем воздуходувную водокольцевую машину типа ВВН-12М (прил. табл. 26) с Q=0,2 м3 /с и максимальным давлением нагнетания рном. = 240кПа.

Электродвигатель типа 4AP160S4У3; N=15 кВт; n=1465об/мин.; =

0,88; GD2=0,41 кгм2.

Аэрожелоба предназначены для транспортировки с небольшим укло-

ном сухого сыпучего груза, подаваемого из одного места в другое или из несколь-

ких мест в одно.

Аэрожелоб (рис.4.22) представляет собой трубопровод прямоугольного сечения, составленный из двух коробов, разделенных воздухопроницаемой микропористой перегородкой.

Рис. 4.22 Аэрогравитационный конвейер (аэрожолоб): 1 - вентилятор; 2,4 - верхний и нижний каналы; 3 - пористая перегородка.

В нижний короб подают сжатый воздух, а в верхний через загрузочную воронку - перемещаемый груз. Насыщенный воздухом, проходящим через пористую перегородку, груз приобретает свойство текучести и перемещается с необходимой скоростью.

Уклон аэрожелобов составляет обычно 3... 4° к горизонтали. В отдельных случаях, когда требуется обеспечить повышенную производительность, желоба монтируют с наклоном 5... 8°.

Звенья желоба длиной 2...4 м соединяются с помощью фланцев в общий аэ- ро-желоб необходимой длины. При их длине более 40 м воздух следует подводит) через каждые 30...40 м. В качестве микропористой перегородки используют: для пшеничной муки бельтинговый восьмислойный хлопчатобумажный цельно - тканевый ремень; обойной ржаной муки-бельтинговую четырехслойную хлопчатобумажную ленту; манной крупы и пшеничных отрубей – льняной крашеный брезент.

При транспортировании абразивных грузов в аэрожелубе желательно установить керамические перегородки.

Расход воздуха, необходимый для работы аэрожелоба, зависит от физико - механических свойств перемещаемого груза, высоты слоя и угла наклона желоба.

Для обеспечения наилучшего качества ожижения груза сопротивление перегородки должно быть выше сопротивления транспортируемого груза .

Удельная воздухопроницаемость различных грузов следующая, м3/(м2 мин).

Цемент...........................	3,0		Отруби мелкие...............................	12...	15
Мука пшеничная ..........	2...	3	Отруби крупные............................	15...	18
Крупа манная............	10. ..	13	Зерно (пшеница).............................	75...	80

Преимущества аэрожелобов: отсутствие движущихся частей, шума и вибрации; простота конструкции; высокая производительность; малый удельный расход воздуха; защита груза от атмосферных воздействий; хорошие санитарно - гигиенические условия труда.

Пример 4.16. Рассчитать производительность аэрожелоба и необходимую мощность привода воздуходувной установки для транспортирования пшеничной муки на расстояние L=30M при ширине желоба В=200мм и угле наклона = 4°.

Решение.

l. Площадь поперечного сечения материала в желобе

F = Bh,

где h - высота слоя груза в желобе, зависящая от его ширины, м. При В=125...250мм принимают h=50мм; при В=400...500мм h=80мм. Принимаем для условий задачи h=50мм.

F= 0,2 0,05 = 0,01м2.

2.Скорость движения пшеничной муки

100,2tg4o 1,18 м/с.

3.Производительность аэрожелоба

Q = 3600F = 3600 0,01 1,18 = 42,57 м3/ч.

4.Мощность привода воздуходувной установки, обеспечивающей аэрирование и транспортирование пшеничной муки в желобе

	N	(0,8 0,0011)L		(0,8 0,0011) 30	0,57кВт.
		cosQ		cos4o 42,57

Принимаем электродвигатель типа 4А71В4УЗ с параметрами: N=0,75кВт; n=1390об/мин; = 0,72; GD2 =52 10 4 кг м2 (табл. 15 прилож.).

Гидравлические транспортируюшие устройства. Перемещение сравнительно мелких грузов потоками жидкости по трубам используется для транспортирования грузов в смеси с жидкостью на сравнительно большие расстояния. В напорных гидросистемах гидросмесь (пульпа) перемещается насосами.

По способу ввода груза в трубопровод напорные гидравлические транспортирующие устройства подразделяются на установки с землесосами и с питателями (рис. 4.23).

Гидротранспортные установки с землесосами отличаются простотой конструкции. К недостаткам установок относятся сравнительно невысокий напор, ограничение крупности транспортируемого груза.

Гидротранспортные установки с питателями позволяют транспортировать сравнительно крупные куски: однако сложность и недостаточная надежность для ввода сыпучих грузов в трубопровод, находящийся под давлением ограничивают их применение.

При проектировании гидротранспортных установок необходимо провести расчеты потерь напора в трубопроводах, определение предельных скоростей, выбор оборудования.

Рис. 4.23. Схемы гидротранспортных установок:

а - с землесосом; б - с камерным питателем и центробежным насосом:1 - землесос; 2 - приемное устройство; 3 - пульпопровод; 4 - обезвоживающий аппарат; 5 - бункер; 6 -отстойник;

7 - насос; 8 – трубопровод осветленной воды; 9 – центробежный насос для чистой воды; 10 - питатель для подачи груза в пульпопровод

Исходными данными для расчета являются производительность гидроустановки, дальность перекачки, высота подъема гидросмеси и физико -механические свойства транспортируемого груза (крупность, плотность, пористость и,др.).

Пример. 4.17 Произвести расчет параметров установки гидротранспорта производительностью Q=100 т/ч для погрузки угля объемной массой = 1,5 т/м3 с

максимальным размером куска 70 мм на высоту Н=6м при длине трубопровода L=1500 м.

Решение

1. Производительность установки по гидросмеси:

Qсм	Q		100	267	3
					м /ч,
			1,5 0,25

где - коэффициент, учитывающий объемную концентрацию транспортируемого груза в смеси. Для кусковых грузов =0,2...0,25; для мелкокусковых 0,5, Принима-

ем =0,25.

2. Расход воды:

QВ Qсм Q 267 1001,5 200 м3/ч.

3.Максимально допустимая скорость транспортирования груза

min Ko	f	В	g dтр ,
		В

где К0 =8,5... 9,5 - опытная константа;

f =0,2 - коэффициент трения груза по трубопроводу;В =1,0 т/м3 - объемная масса воды;

d mр- диаметр трубопровода, м;предварительнопринимаемпо условиюdmp 3 max (где

amax

максимальный размер куска груза, м), принимаем dmp=0,2 м.
min 9 0,2		1,5 1,0	9,8 0,25 0,2 2 м/с.
1,0
Значение коэффициента трения материала по трубопроводу
Каменный уголь дробленый..............................................................					0,2...0,3
Антрацит дробленый.........................................................................					0,15...	0,2
Каменный уголь кусковой ........................................................…….0,15...						0,25
Песчаник.............................................................................................					0,5...	0,55
Известняк ...........................................................................................					0,5...	0,55
Сланец.................................................................................................					0,35...	0,4
Руда ....................................................................................................					0,65...	0,75
Обычно принимаемое значение min , м/с, для различных грузов при
dгр =0,2... 0,6м составляет:					2,1	3,2
Песок мелкозернистый .......................................................................
Песок крупнозернистый с гравием до 10%.........................................					2,6...	3,6
То же с включением гравия до 45%.....................................................					2,8...	4,3

	Щебень................................................................................................	3,4...	5,0
	Каменный уголь .................................................................................	1,27...	2,8
	Руда…………………………………………………………….……
0,87...	2,44

4. Фактическое значение скорости транспортирования и его проверка по условию отсутствия завалов

	ф	4Qcм		4 267		2,36	м/с.
		3600 dmp2		3600 3,14	0,22

Поскольку ф min (2,36>2,0), завалов груза не будет.

5. Удельные потери напора Ро при движении чистой воды со скоростью гидросмеси

P		104		ф2		в	,
o			dmp g

где - коэффициент гидравлического сопротивления. Для гладких труб =0,012; при малых диаметрах трубопроводов (до 200мм) и шероховатых поверхностях возможно увели-

чение до 0,018.

P		104		0,012 2,362	1,0 340 Па/м.
o				0,2 9,81

6.Необходимый для транспортирования смеси напор

p 1,15P

1

в

L(1 K

м

) 104 Н

П

,

o

в

где 1,15 - коэффициент, учитывающий степень перемешивания гидросмеси;

Км- коэффициент, учитывающий местные потери, равный 0,05...0,1. Принимаем

Км =0,1;

П - расчетная плотность транспортируемой смеси, m/м3:

П

QB B Qсм

200 1,0 267 0,25 1,5 1,125кг/м3

QB Qсм

200 0,25 267

p 1,15 340 1

1,5 1,0

0,25

1500(1 0,1) 104 6 1,125 7,93 105 П

1,0

а.

7.Мощность привода пульпонасоса

		pQ		П		7,93 105 267 1,125
	N K3	cм			1,2				76	кВт,
		104 367				104	367	0,85

гдеК3 =1,2—коэффициентзапасамощности;= 0,85 - КПД привода

Принимаем электродвигатель типа 4A250S4У3 с параметрами: N=75кBт; n=1480об/мин; =0,93; GD2=4,08 кгм2.

глава 10. Пневматический Транспорт

10.1. УСТРОЙСТВО, ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА

Общие сведения. Пневматические погрузочно-разгрузочные и транспортные установки обеспечивают комплексную механизацию перегрузочных и транспортных операций, герметичность и компактность трассы перемещения груза, хорошие санитарно-гигиенические условия труда, исключают загрязнение окружающей среды и потери груза, повышают безопасность труда, так как на линиях транспортирования отсутствуют движущиеся части.

Следует однако отметить, что для пневмотранспортных установок характерны высокий удельный расход энергии, интенсивное изнашивание трубопроводов, ограничение размеров кусков транспортируемого груза, прилипание влажных грузов к стенкам трубопровода и другим элементам.

Основой работы пневмотранспортной установки является движение воздуха, обусловленное разностью давлений в начале и конце трубопровода. По способу создания в трубопроводе разности давления различают установки всасывающего, нагнетательного и всасывающе-нагнетательного (комбинированного) действия.

Установки всасывающего действия (рис. 10.1) работают при разряжении 10…50 кПа. Их преимущества: возможность забирать груз одновременно из нескольких мест, простая конструкция заборных устройств, герметичность. Недостатки установок всасывающего действия: нахождение разгрузочного устройства и фильтров под разрежением, что требует оснащения их специальными выпускными затворами и увеличивает затраты на оборудование, ограничение протяженности трассы из-за невозможности создать большой перепад давления

между началом продуктопровода и всасывающим патрубком воздуходувной машины.

Рисунок 10.1. Схемы пневматических транспортирующих установок:

а) – всасывающего действия; б) – нагнетательного действия;

в) – всасывающе-нагнетательного действия; 1 – заборное устройство; 2 – материалопровод;

3 – разгрузочное устройство;

4 – затвор;

5 – фильтр;

6 – воздуходувная машина;

7 – заборное устройство;

8 – воздухосборник;

9 – влагоотделитель;

10 – питатель;

11 – всасывающий участок;

12 – нагнетательный участок.

Вустановке нагнетательного действия (рис. 10. б) трубопроводы и аппаратура находятся под избыточным давлением. Преимущество установки – транспортирование груза при высокой концентрации его в воздушном потоке на большие расстояния.

Вустановках комбинированного действия (рис. 10. в) сочетаются основные преимущества всасывающих и нагнетательных установок. Всасывающая и нагнетательная ветви установки работают от одной воздуходувной машины.

Заборные устройства представляют собой отдельное сопло или сопло, установленное на самоходной тележке, с питателями и обрушивателями различных конструкций. Всасывающие сопла должны отвечать следующим требованиям:

– обеспечение необходимой производительности установки при рациональной массовой концентрации;

– гарантированная и равномерная подача воздуха в зону забора груза для получения стабильного процесса транспортирования;

– надежность конструкции, удобство регулирования подачи воздуха в зависимости от разрежения в заборном слое;

– возможность глубинного и поверхностного засыпания груза.

Для забора груза из насыпи используют круглые сопла (рис. 10.2.) с устройствами, позволяющими вводить дополнительное количество транспортирующего воздуха в зону забора груза или непосредственно в транспортный трубопровод, а также регулировать количество подводимого воздуха в зависимости от условий работы и свойств груза.

РИСУНОК 10.2. СХЕМЫ КРУГЛЫХ СОПЕЛ:

А – С ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ СЕТКОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА В ЗОНУ ЗАБОРА ГРУЗА;

Б – С НЕРЕГУЛИРУЕМЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА;

В – С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА;

Г – С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА В ЗОНУ ЗАБОРА ГРУЗА;

1 – ТРУБА ДЛЯ СМЕСИ;

2 – ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ СЕТКА;

3 – ТРУБА ДЛЯ ВОЗДУХА;

4 – КОЛЬЦЕВОЕ ПРОСТРАНСТВО;

5 – ЗАСЛОНКА.

ДЛЯ ПОДБОРА ТОНКОГО СЛОЯ ГРУЗА ПРИМЕНЯЮТ ЩЕЛЕВЫЕ СОПЛА, А ДЛЯ ВЫГРУЗКИ ГРУЗА ИЗ ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТ –

УГЛОВЫЕ И ДРУГИЕ ТИПЫ СОПЕЛ.

Трубопроводы в установках пневмотранспорта подразделяют на воздуховоды и материалопроводы. К последним предъявляют следующие требования: герметичность, минимальное сопротивление движению транспортируемой смеси, высокая надежность и долговечность.

Воздуховоды изготавливают из стальных бесшовных труб (табл. 69 прилож.) с толщиной стенок 4…5 мм, а при транспортировании в них абразивных грузов – с толщиной стенок 8…10 мм.

Передвижные заборные устройства соединяют с материалопроводом гибкими резинотканевыми рукавами с быстроразъемными замками. Сопротивление транспортированию груза у гибких рукавов больше, чем у стального трубопровода.

Для транспортирования некоторых грузов (чай, табак и др.) применяют полиэтиленовые трубы, которые обладают достаточной прочностью, износостойкостью и малыми потерями на трение.

Следует отметить, что этим трубам свойственны малая температурная стойкость (60 С) и электризация при работе.

Трубопроводы соединяют различными способами: сваркой, с помощью глухих муфт или фланцев с прокладкой, быстроразъемными замками.

При соединении трубопроводов сваркой через каждые 10…40 м, а также у каждого колена или переключателя необходимы разъемные фланцы для разборки трубопровода в случае образования в нем пробки.

Наиболее интенсивному абразивному износу подвержены колена материалопроводов вследствие ударов груза о стенки.

Для увеличения срока службы колена изготавливают из материалов, обладающих повышенной стойкостью к истиранию.

В ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВКАХ, ИМЕЮЩИХ НЕСКОЛЬКО МЕСТ РАЗГРУЗКИ ПРИМЕНЯЮТ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОТО-

КА (РИС. 10.3).