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走进微观世界12 | 气力输送系统的组成(上)
2021年12月22日 发布 分类:w88入门 点击量:95
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气力输送装置一般由气源、供料装置、管道和管件、气固分离器、除尘器以及各测试仪器组成。这些部件结构性能的合理选择、配置与正确计算,对气力输送装置运行的经济性和可靠性有很大的影响。

气源

气源是气力输送系统运行的能量来源。它向系统提供一定压力和流量的气体,以克服系统中的各项压力损失。因此,正确地选择气源装置对系统的稳定运行十分重要。选择气力输送系统气源装置的首要条件是当输送管内压力变化较大时气体流量变化较小。考虑到系统的沿程压损及局部压损,气源的工作压力应比系统的最高工作压力高 20%左右;对于系统工作压力要求较低的场合,可以经减压阀减压后再供人系统中。

空气压缩机、鼓风机和离心通风机都是空气处理机械,可分别作为各种气力输送系统的气源,在气力输送工程领域具有广泛的应用。但离心通风机输送气体的压力很小,可将气体看作是不可压缩的;鼓风机与空气压缩机输送气体的压力很大,气体是可压缩的。三者输送的气体压力大致如下:离心通风机的排气压力小于鼓风机的排气压力大于压缩机的排气压力。离心通风机与鼓风机的排出流量大,压力较低,一般适用于短距离的稀相输送和除尘过程;空气压缩机主要为容积式,它包括往复式压缩机和螺杆式压缩机,适合于一般的密相气力输送系统。

1)空气压缩机

空气压缩机种类有很多,常用的有活塞式空气压缩机、螺杆式空气压缩机和离心式空气压缩机。其中螺杆式空气压缩机的结构示意如图所示,空气的压缩主要是依靠机壳内相互平行啮合的阴阳转子的齿槽容积的变化来实现的。转子副在与它精密配合的机壳内转动,使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化,并沿着转子轴线由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。


螺杆式空气压缩机的结构示意

螺杆式空气压缩机广泛用作气力输送系统的气源设备,它具有其他类型空气压缩机无可比拟的优点,具体如下。

①螺杆式空气压缩机的转速较高,而且体积小、质量轻,因而经济性好。

②螺杆式空气压缩机没有往复质量惯性力,动力平衡性能好,故体积可以很小。

③ 螺杆式空气压缩机结构简单紧凑,易损件少,所以运行周期长,使用可靠

④ 螺杆式空气压缩机具有强制输气的特点,即输送量几乎不受压力的影响。在较宽的工作范围内,仍可保持较高的效率。

2)罗茨鼓风机

对于罗茨鼓风机,它主要是依靠两个“8” 字形转子的转动,使进气侧工作室的容积增大形成负压而进行吸气,使出口侧工作室容积减少来压缩气体以及输送气体的,故称之为定容式鼓风机,其结构如图(b)所示。罗茨鼓风机的两个转子之间以及转子与机壳之间均保持一定的间隙,间隙的大小前者一般为 0.4~0.5mm,后者一般为 0.2~0.3mm。一方面可以避免转子与转子之间和转子与机壳之间的摩擦,另一方面可以保证输送风量不致因空隙过大造成泄漏而影响机械效率罗茨鼓风机现已经广泛应用于气力输送系统中,与常规的低压旋转阀组成理想的组合。它的出口与人口的静压差称为风压,单位为 Pa。工作状态时,罗茨鼓风机所产生的压力取决于管道中的阻力。当转速一定时,随着压力的变化,风量的变化值较小,这种工作特性适用于气力输送装置工作时压力损失变化很大而风量变化很少的情况,不会对系统的稳定性造成影响。同时其轴功率随着静压力的增加而增大,应空载启动,逐渐增压,以防事故的发生。

(a)实物               (b)结构

罗茨鼓风机

3)离心式通风机

对于离心式通风机,由于其一级压缩比值较小,为了适应高料气比或长距离的气力输送,必须采用高速或多级压缩的离心式通风机。离心式通风机的风量受风压的影响很大。在气力输送系统中,压力的波动是很正常的,对于离心式通风机,压力的波动会造成风量的变化。当输料管中的阻力明显增大时,通风机排出口的压力会提高以克服输送阻力,这样会使其出口风量相应减小,从而使料气比增大,导致管道堵塞。因此,这类气源机械设备在气力输送系统中的运用不太可靠。

供料装置

供料装置是气力输送系统的主要部件之一,用以将物料连续地供人输送管道中,它的设计是否得当对系统的性能会产生显著的影响。常用的发料器主要有仓式泵、文丘里式供料装置以及旋转叶片供料装置等,这些供料装置在实际中都得到广泛的应用。设计供料装置时需要考虑很多方面的因素,要能够均匀定量的供料、降低装置的漏气率、减少物料的破碎、降低功率消耗、进出料要通畅等。综合考虑这些要求并分析其主次进行设计,同时还应该考虑物料性质随温度、湿度、压力等因素的变化,以及物料的黏附性、磨削性和腐蚀性等。

1)仓式泵

仓式泵是输送系统的重要部件之一,如图所示。它主要应用于正压(压送)式输送中,其操作使用性能与料气比、输送稳定性以及输送能力等密切相关。在实际工况中,仓式泵主要有上引式和下压式两种出料方式,两种不同的仓式泵在结构和出料方式的不同造成了不同的给料特性和流动特性。上引式是物料经下部吸料、流化后,从泵体上部引出;下压式主要是利用物料的重力作用和压力进入输送管道,料气比较大。两种不同的仓式泵都被广泛使用。

仓式泵

2)文丘里供料器

文丘里供料器是最简单的供料设备。文丘里供料器的工作原理主要是利用喷嘴或收缩段喷出的气流在喉部产生负压(低于一个大气压),依靠物料颗粒的重力作用下落和喉部产生的负压环境将物料吸入文丘里供料器中,高速气流在渐扩管内将物料颗粒加速并转化为输送压力,从而对物料进行输送。由于动能转化为输送压力效率较低,因此输送距离和输送量有限。但是文丘里供料器具有设备构造简单紧凑、设备价格便宜、输送稳定性和连续性好、占地面积小等优点,广泛应用到各种工况系统中。


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