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如何让管式给料机从平底筒仓均匀排放散状固体料?
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世界上大多数工业部门都要进行散状固体料的贮存和装卸。这些作业在整个系统中起着重要的作用,因而它们应该是高效和经济的。粉料和散状固体科在运送过程中,还伴有混合、搅拌、粉碎、流态化等作用。
从贮存结构(料仓)排料时往往出现问题。在料仓出口处粉料会成科拱或搭桥,从而使料流中断。有时,粉料在料仓卸料中央形成沟。这种称之为漏斗流的料仓,其料仓的料流取决于所存物料的压头。如果料仓压头不足,则料流恶化,甚至完全停止,这样,存于料仓物科中的中心沟就变成孔,通常叫鼠孔。料仓产生鼠孔,实际上会使后续作业完全停止,所带来的代价是非常大的。
另一方面,人们可将料仓设计成使粉料可在任何断面上均匀流动。这种流动模式称为群流。决定料流形状一般是漏斗壁的角度。若这个角比临界值要陡,则是群流,否则,就是漏斗流。
群流料仓很少有高的容积效率,而且对遇到的问题也往往罔然无知。所以,工业部门仍希望使用似乎容积效率高的漏斗流料仓。其实,容积效率最高的是平底料仓,但条件是料仓要能完全排空。管式给料机与这种料仓配合使用,就可以收到最好的效果。
一、常见的毛病
大多工艺过程要求性能稳定,所以,设计的系统应能满足上述要求。以粉料和散状固体料离析为例,在加入料仓时,物料会依粒度大小分布。如果采用中心给料装置,堆析时会使大颗粒的滚到料仓边上,小的则集中在中间。如果在这种情况下采用漏斗流料仓,在排料时细的会先出,而大的后出,由于排出的粉料不均匀就会改变最终产品的质量。
另一方面,如果采用群流科仓,则粉料会从料仓整个断面排出,从而使离析了的物料再混合。
对料仓、特别是对群流科仓,设计给料机或排科设备是昂贵的。因为设计的这种给料机应能使整个料仓出口活化以保持均匀的料流,在这种情况下,料仓所存的物料正作用在给料机上。很自然,应设计大的电动机克服这一峰值负荷。峰值负荷是由粉料中的应力分布,称之为活的或峰值应力区所致。有好几种方法可以将这种应力区改变为拱形应力区。确定峰值负荷不是一件容易的事,在大多数情况下是将给料机的电动机设计大些。如果设计的电动机过小,给料机出故障是常见的。
另一方面,料仓中粉料料流形式发生变化也十分常见。虽然料仓可以设计成群流的,但安上给料机后在料仓漏斗部分的料流形式不一定是群流模式。粉料不是先从料仓漏斗部分的前端排出,就是从后端排出,料流再不是群流。这常常导致在仓料中形成鼠孔,料流趋向于漏斗流。为了改变这种情况,就要考虑料仓和给料机的匹配问题,使整个系统以一整体工作。如下所述,管式给料机能以全新的方法解决散状固体料的拖料问题。
二、物料流动时对料仓壁的应力
当料仓首先充满,随后才卸料,则料流应力区建立在筒壁上。这些料流应力区的大小数级取决于物料的流动模式和料仓的纵横比。若料流模式略有收缩,一般会使应力增大。若纵横比>5,则有效过渡段上方的部分可以按照jenike变形能理论或按群流料仓janssen理论进行设计。
三、实验台
试验台是一台装在筒仓内的管式给料机。筒仓直径3.9m,高1m(如果需要可提高至3.5m)。管式给料机位于料仓底部,机长1.95m,直径0.324m。
管子有一系列称之为“活动器”的槽孔,通过槽孔物料流入管内,这些槽孔的长度向料仓周边逐步增加,这是为了粉料能沿料仓整个横断面均匀流动而考虑的。管内有常用螺旋运输机将物料运向料仓中心。位于料仓底部中央有溜槽,将物料导入皮带运输机上。
管子不但绕自己的轴线转动,并同时对料仓进行掠转。管子有两个驱动装置,一个用于绕自己轴线转动,另一个用于横向运动对料仓底部整个断面掠转。另外,螺旋运输机也有自己的驱动装置。驱动用的齿轮装置位于料仓中央,而驱动装置本身则位于给料溜槽的一侧。
四、结论
管式给科机与轴对称料仓配合使用能很好解决许多散状固体料的运送作业问题。管式给料机能用于从料仓或长槽平面流漏斗将散状固体料的排送。
1.均匀拖料
对筒仓的散状固体料能实现均匀拖料。目前,正需要群流料仓均匀拖料,将群流料仓与带式或螺旋给料机等结合,并达到均匀拖料是十分困难的,除非对给料机和料仓出口的结合处进行合适的设计,但这个问题在筒仓和管式给料机配合使用就能很好解决。
2.离析最少
均匀拖料也意味着减少离析问题,即减少粉料按粒度大小分离,避免粗的跑到仓壁,细的集中在给料点。离析在采用中央给料点时是常见的。
3.粉碎少
因为管子光滑,在转动时管子与其周围的固体料的动力摩擦要比螺旋给料机小,所以,粒料运送不剧烈,磨碎少。
4.能效高
运送散状固体料所需能耗比相应的螺旋给料机少得多,节能约70%。
5.排料量均匀
粉料能稳定地从料仓排出,排料量可通过改变管子的旋转速度得到控制。管子的最优掠速大概取陕于槽孔的几何形状;对给定的物料和槽孔形状结合,最优掠速应该是个常数。(图/文www.changrong-jx.com)

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