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走進微觀世界11 | 氣力輸送系統的分類
2021年12月17日 發布 分類:粉體入門 點擊量:707
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氣力輸送系統有多種不同的分類方法,可按氣力輸送的輸送裝置來分類,也可按物料流動狀態來分類。對于不同類型的氣力輸送系統,其流動差異很大,相互間的流動規律也不能通用。

按輸送裝置分類

一、負壓(吸送)式氣力輸送系統

在系統末端安裝風機或者真空泵,通過風機抽吸使系統內的空氣在系統內形成負壓環境,物料與空氣同時從吸嘴或誘導式接料器進入系統,物料在負壓作用下沿管道運行。當物料被吸送到輸送終點后,管道末端的分離器使氣體與物料相分離,氣體經過除塵器等設備處理后,可直接排入大氣。負壓吸送〉式氣力輸送系統示意如圖所示。

負壓(吸送)式氣力輸送系統

負壓(吸)式氣力輸送裝置有如下特點。

(1)在應用負壓輸送時,通過安裝換向閥等裝置,可以實現從多處取料點取料,實現物料的集中運輸,便于在實際工況中的應用;另外,取料位置也可以根據工況來設定。對于取料位置較低且需要從低處吸取的物料,負壓輸送具有較大的優點。從多處取料時,分支運輸管數目可以是一個或者幾個,并且可以按照事先安排進行有順序地輸送。

(2)在負壓輸送設備密封良好的情況下,管道內的物料是與風機等處的不純凈空氣隔絕的,這就使管道內的物料能夠保持衛生、清潔,對于一些食品加工廠(如面粉廠等食品級別)的粉體輸送,是衛生安全的保證。而且由于整不管道和設備都處在低于外界大氣壓的狀態,因此在輸送過程中管道中的粉體不會泄漏到外界,這就使得某些有毒物料的輸送有了安全保障。

(3)雖然負壓輸送設備具有泉著優點,但是由于其系統設備的條件限制,負壓輸送壓差有一定的限制,一般輸送的上限真空度在一45kPa 左右,且多用于距離較短的稀相輸送。

二、正壓(壓送)式氣力輸送系統

正壓輸送在實際工況中應用得最為廣泛,是一種最基本的輸送方式。壓縮設備將壓縮空氣通人輸送系統中,同時粉體物料定量進入高速運行的氣流中,壓縮空氣與粉體物料混合,在氣流的帶動下在管道內運動,通過分離、除塵等工序,最終將粉體輸送到收料罐內,其中空氣排入大氣,而一些惰性氣體能夠通過裝置循環利用。正壓(壓送)式氣力輸送系統如圖6-2 所示。

正壓(壓送)式氣力輸送系統

正壓(壓送)式氣力輸送裝置有如下特點。

(1)輸送壓強大于一個大氣壓,為正壓環境。根據壓力的大小,又可以分為低壓和高壓兩種。其中低壓輸送壓強為 0~0.1MPa,常選用空氣斜槽作為供料設備;高壓輸送壓強般小于 0.7MPa,常選取螺旋泵作為供料設備。

(2)正壓輸送具有比較高的容量,并且適用于較遠距離的輸送。在實際應用中,當需要由同一物料庫向多處使用的輸送物料時,正壓輸送具有明顯優勢,通過安裝換向閥,實現了一點對多點的物料輸送。

(3)由于正壓輸送的末端可以直接與料倉相連接,相比負壓輸送來,其分離裝置的結構較為簡單,節約了制造成本。同時,由于空氣壓縮機的位置在輸送起點,物料到達目標位置后不會再進入風機而損壞風機,保證了系統的穩定性,延長了設備的使用壽命。

三、混合式氣力輸送系統

混合式氣力輸送系統內結合了正壓(壓送)和負壓(吸送)兩種輸送方式,兩種輸送方式同時存在于一個輸送系統內。混合式氣力輸送方式不僅具有正壓輸送方式的優點,而且結合了負壓輸送方式的優點,在工業生產中有著突出的優勢。但由于造價相對高、適用范圍小、混合式氣力輸送僅在一些復雜特殊環境下使用。混合式輸送設備的一部分是利用負壓輸送系統把物料從原始位置吸送到各個料倉,進入料倉后,再利用正壓(壓送)式輸送系統進行高效率的輸送。混合式輸送系統采用雙級混合式輸送方式,雙級混合式輸送利用中間料倉,使負壓和正壓兩個輸送系統分開,并且兩個輸送系統分別安裝有獨立的風機作為空氣動力源。方面可以利用負壓吸送方式的優點,從多點進行物料的吸送,同時輸送過程中不會發生物料的泄漏;另一方面當物料到達中間料倉后,利用正壓壓送的方式進行長距離、多點的輸送。在實際的應用過程中,可根據具體的生產情況,設置相應的輸送設備來高效地完成生產。

混合式氣力輸送系統

按物料流動狀態分類

在氣力輸送系統中,稀相流動與密相流動的劃分界限尚未形成統一的看法。比較典型的說法有以下幾種:一是按照顆粒的體積分數來劃分,當物料的體積分數大于 40%或 50%時,對氣相流場會有較顯著的影響,就可以認為是密相流動。二是按照料氣比來劃分,當料氣比大于 10、15或25時,可以認為是密相流動。三是按照輸送狀態來劃分,對于水平輸送,氣量不足以使所有物料處于懸浮狀態;對于垂直輸送,有顆粒回落現象,即可認為是密相流動。所以根據物料在管道內的流動狀態,可將氣力輸送系統分為以下四類。

一、稀相氣力輸送

稀相氣力輸送狀態是在氣力輸送技術發展最初期應用比較廣泛的一種形式。稀相輸送的物料的濃度較小,物料在管道內均勻分散懸浮,系統內空隙大,流速快,高速的氣流 (氣體速度較大,通常為 20~35m/s,最大可達 40m/s)帶動物料快速地進入收料倉內。因此采用稀相氣力輸送的方法時,需要的氣量較大,且由于管道內物料的狀態較為分散,其輸送能力較低,料氣比通常不超過 10。稀相氣力輸送可以對大多數物料進行輸送,其適用范用較廣。在輸送過程中,由于管內氣速較高,所以整個輸送過程的壓力損失相比其他輸送方式是較低的,設備的密封性要求也相比其他輸送方式低,這就有效地降低了生產成本。但由于稀相氣力輸送的氣速高,增加了物料在管道內的摩擦和碰撞,對于破碎率要求較高的物料不能采用稀相氣力輸送形式;另外稀相氣力輸送的氣速較高,同時管道末端的分離和除塵設備需要進行特殊的設計來滿足大氣量的處理,增加了能耗。

二、密相氣力輸送

密相氣力輸送是一種較為先進且應用前景很好的輸送方式,是隨著氣力輸送技術不斷發展而出現的一項新技術。物料在管道的狀態是聚集存在的,作為一個整體在管道內移動,而物料顆粒之間的相對運動幾乎沒有。因此,密相氣力輸送的輸送速度較低,通常在 3~12m/s。由于輸送時物料幾乎充滿整個管道,料氣比很高,通常在15以上,最高時速可以達到 100左右。采用密相氣力輸送時,管道內的運動狀態是由氣源動能所決定的。在日前所應用的密相氣力輸送中,較多的情況是以紊流形式存在的,在輸送前會使物料在壓送罐內實現充分的流態化,后使用壓縮空氣將壓送罐內的物料進行輸送,這樣的輸送形式可以使物料的輸送相對穩定,避免在管道發生堵塞的情況。密相氣力輸送形式并不能應用于所有物料,需要對物料進行物性分析和研究后才能決定,以免發生管道堵塞等事故。密相氣力輸送相比稀相氣力輸送,其輸送的速度較低,因此物料的破碎率和磨損較小,所需要的風量也較小,避免了管道末端需要安裝大型除塵器的弊端,能耗大大降低。但密相氣力輸送的管道壓力損失較大,要求管道的密封性較好,在管道 連接處等位置需要增加成本來保證密封性。在密相氣力輸送的過程中,由于管道內的壓力較大,會使管道發生振動,在管道與固定設備的連接處需要改裝軟連接來消除振動。同時,密相氣力輸送會有一定的不穩定性,在輸送過程中會出現管道堵塞,若不增加旁通管來對管道進行側吹,可能無法使管道恢復暢通,這就增加了整套設備的成本

三、栓流氣力輸送

栓流氣力輸送是一種在理論上最為高效、最佳的輸送方式,這種輸送方式主要應用于中等距離的物料輸送。栓流狀態的物料輸送形式并不是自然形成的形態,而是人為通過安裝氣力裝置,使管道內的物料被切割成一段一段形式的栓狀結構,不同物料段之間存在一定空氣而形成一個空氣栓,這也是推動料拴在管道內運動的動力源,這種輸送形式的輸送效率很高,管道內的料氣比可以達到200以上。相比起其他形式的輸送來講,栓流氣力輸送是效率最高的,但輸送的速度較低,通常為4~5m/s,輸送長度也由于物料狀態的原因,無法進行長距離輸送。在工況中應用時,需要對所輸送的物料進行實驗研究,找出該物料在管道輸送最佳的料栓長度,從而安裝相應的氣力裝置,以實現最佳的輸送效果。但因栓流氣力輸送的技術要求較高,同時對于物料物性的限制等條件,在實際工況并沒用大范圍的應用,還需要對其進行深入的研究。

四、集裝容器式氣力輸送

根據不同類型的裝料容器,該類型的輸送裝置主要包括帶輪集裝容器車和無輪的傳輸筒兩種形式。其原理與栓流氣力輸送相仿,通過運用氣壓來實現集裝容器車或者傳輸筒在氣力輸送管道中比較快速地向前輸送。


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