Питатели пневмотранспорта: шлюзовый роторный питатель М-122, шнековый питатель ПШМ-1

Питатели используются для создания смеси муки и воздуха необходимой концентрации и последующего разгона смеси до скорости транспортирования. Питатели работают при избыточном давлении, поэтому их необходимо хорошо герметизировать. Наиболее широкое распространение получили два типа питателей: шлюзовые (роторные) и винтовые (шнековые).

Шлюзовой питатель (рис. 1.1) имеет две торцевые крышки 3 и лопастный ротор 1, закрепленный на валу 5 и вращающийся в подшипниках 4. Привод питателя осуществляется от электродвигателя через вариатор, червячный редуктор и цепную передачу. Вариатор позволяет плавцо изменять частоту вращения ротора, что необходимо для достаточно точной дозировки муки, подаваемой в материалопровод.

При работе питателя мука через воронку 2 поступает в карманы ротора 1. Ротор, медленно вращаясь, подает муку в нижнюю часть корпуса питателя, ограниченную сверху лопастями ротора, а снизу — стенкой корпуса, образующими камеру, в которую входят патрубки, расположенные на одной оси. Патрубок 7 служит для подвода воздуха, патрубок 6 — для выхода смеси муки с воздухом. Основной недостаток шлюзовых питателей — большая утечка сжатого воздуха через неплотности. Герметичность шлюзовых питателей, зависящая от величины зазоров между корпусом и ротором, а также между ротором и крышками, нарушается вследствие деформации вала. Деформацию вызывает большой перепад давления в зонах загрузки и выгрузки материала, ведущий к повышенному износу лопастей ротора. Для улучшения герметизации увеличивают жесткость конструкции, устанавливают регулируемые бронзовые накладки на лопасти, повышают точность обработки сопрягаемых поверхностей ротора и корпуса.

Шлюзовые питатели сравнительно просты, малогабаритны, имеют небольшую массу. Основное достоинство шлюзовых питателей — малый расход энергии на привод. Шлюзовые питатели рекомендуется применять при избыточном давлении до 0,7Ч10⁵ Па.

Производительность (кг/с) шлюзовых питателей:

(1).

где k — коэффициент заполнения ячеек ротора; для муки k=0,35…0,44;

V — вместимость всех ячеек ротора, м³;

с — плотность муки, кг/м³;

n_р — частота вращения ротора (n_р = 0,5…0,6 с^-1).

Аэродинамическое сопротивление (Па) шлюзового питателя зависит, в основном, от производительности питателя и от диаметра материалопровода.

(2).

где D — диаметр ротора, м;

о — коэффициент сопротивления питателя на чистом воздухе;

Q — количество воздуха, поступающего в питатель, м³/с.

Из-за малой величины произведением оQ² обычно пренебрегают.

Винтовой питатель. Внутри цилиндрического корпуса 3 питателя (рис. 1.2) находится консольный вал 2, который переходит в винте пятью витками переменного шага, уменьшающегося в направлении к аэрокамере 4. Первые два витка, называемые заборными, имеют шаг, равный 0,8D_в) (D_в — диаметр винта); шаг остальных трех витков, называемых напорными, соответственно равен 0,7D_B, 0,6D_в и 0,5D_в. Аэрокамера разделена пористой перегородкой 6, состоящей из 6…8 слоев бельтинга. Внизу аэрокамеры расположен патрубок 7 для подвода сжатого воздуха, а вверху — патрубок 5 для подачи смеси в материалопровод. Мука в питатель поступает через загрузочный патрубок 1 и винтом направляется к аэрокамере, уплотняясь напорными витками; при входе в аэрокамеру мука образует пробку, препятствующую выходу сжатого воздуха из аэрокамеры в загрузочный патрубок.

Сжатый воздух подают в нижнюю часть аэрокамеры под пористую перегородку. Проходя через нее, воздух равномерно распределяется по всему установки и повышает надежность при эксплуатации), а также сравнительно небольшим габаритам и малой массе. В отличие от шлюзовых в винтовых питателях утечка воздуха не превышает 10… 15%, что достигается главным образом в результате образующейся пробки из материала на входе в аэрокамеру.

Однако винтовые питатели не рекомендуется применять при избыточном давлении в аэрокамере выше 1,4Ч10⁵ Па, так как в противном случае герметизирующая пробка из-за высокого противодавления и возникающего вследствие этого значительного скольжения муки по поверхности винта в противоположном направлении не будет выталкиваться шнеком в аэрокамеру. При этом возникает опасность переуплотнения муки и ее самовозгорания.

Основной недостаток винтового питателя — высокий удельный расxoд энергии, затрачиваемой на перемещение и уплотнение муки винтом питателя.

Производительность винтового питателя:

(3).

где D_B — диаметр винта;

d — диаметр вала винта;

с — плотность груза в зоне последнего напорного витка; с' = сК_у (здесь К_у — коэффициент уплотнения, равен отношению шага заборного витка к шагу последнего напорного);

К_ск — коэффициент скольжения, зависящий от величины противодавления в аэрокамере и частоты вращения винта (при противодавлении 0,3•10⁵Па K_cr ~ 1,0; при увеличении противодавления до 1,25Ч10⁵ Па К_к постепенно уменьшается до 0,4…0,5);

S_H — шаг последнего напорного винта;

а_ср — средний угол подъема винтовой линии на поверхности последнего напорного витка;

a_ср = arctg (S_Н/2рR_ср), (4).

где Rср — условный средний радиус;

R_cp = (D_B + d)/4;(5).

ц=arctgf; (6).

где f — коэффициент трения муки о сталь в движении.

Аэродинамическое сопротивление Др (Па) винтового питателя включает сопротивление пористой перегородки Др_п и сопротивление собственно камеры Др_к, т. е. Др = Др_п + Др_к.

Сопротивление пористого днища (Па) прямо пропорционально скорости фильтрации V_ф:

Др_п=k_ПV_ф (7).

где К_п — коэффициент сопротивления пористой перегородки (табл. 3.1), Па• с/м.

*.

Сопротивление собственно камеры питателя Др_к (Па) зависит от количества транспортируемого материала, расхода воздуха и диаметра материалопровода и при перемещении муки выражается эмпирической зависимостью:

(8).

Q — количество воздуха, поступающего в материалопровод, м³/с (Q = Q_п — q, здесь Q_n — количество воздуха, поступающего в питатель, м³/с; q — величина утечки воздуха из питателя).

Описание оборудования и принцип действия.

Применяется для разгрузки силосов и бункеров бестарного хранения муки /2/.

Питатель шлюзовой роторный состоит из питателя и привода, смонтированных на общей станине.

Питатель состоит из корпуса, двух торцевых крышек, лопастного ротора, вращающегося в 2-х радиально-сферических подшипниках и светопрозрачного патрубка. Привод питателя состоит из двигателя, червячного редуктора, двух трехступенчатых шкивов, соединенных клиновым ремнем, цепной передачи, ограждения и плиты, на которой смонтирован привод питателя.

При работе мука из бункера поступает в отсеки вращающегося ротора, который переносит ее в нижнюю часть питателя. Поступающий под давлением через входной патрубок воздух смешивается с мукой и увлекает ее через выходной патрубок в мукопровод. Производительность питателя изменяется при помощи установки сменной звездочки и переброски ремня на соответствующие канавки трехступенчатых шкивов.

Эксплуатационная производительность должна соответствовать данным таблицы.

Рабочее давление выгрузки муки. Па (кг/кв.см.)…2,47Ч10⁵ (2,5).

Потребляемая мощность при 42 об/мин, кВт, не более…1,1.

Габаритные размеры, мм…885Ч630Ч380.

Масса, кг, не более…140.

Шлюзовые (роторные) питатели /3/ применяют при избыточных давлениях в зоне их установки до 0,7Ч10⁵ Па. Этими питателями можно подавать в материалопровод любые неабразивные и нелипкие сыпучие грузы. В зерноперерабатывающей промышленности применяют питатели типа ХПШ, РЗ-БШП (рис. 6.4, 6.5, табл. 6.3, 6.4) и питатели М-122 (табл. 6.3).

Шнековые (винтовые) питатели типа ПШМ используют для подачи нелипких тонкодисперсных и мелкозернистых грузов при избыточном давлении в зоне их установки не выше 1,4Ч10⁵ Па. Питатели типа ПШМ выпускают трех марок: ПШМ-1, ПШМ-2 и ПШМ-3 (рис. 6.6, табл. 6.6). Питатели типа ПШМ обеспечивают непрерывную и равномерную подачу груза, что выгодно сказывается на стабильности работы всей установки. Утечки воздуха по сравнению со шлюзовыми затворами значительно меньше и не превышают 10…15%.

пневмотранспорт шлюзовой шнековый бункер