Пневмотранспорт для транспортування сипучих матеріалів
Пневмотранспортні установки являють собою комплекс пристроїв, що забезпечують переміщення сипучих матеріалів (пилоподібних, порошкоподібних, зернистих, подрібнених і т.д.) або спеціальних транспортних засобів (капсул, контейнерів з сировиною, готовою продукцією і т.д.) за допомогою стиснутого повітря або розрядженого газу.
Пневмотранспорт є одним із прогресивних способів механізації і автоматизації переміщення насипних вантажів. Цей вид транспорту знайшов застосування практично у всіх галузях народного господарства. Пневмотранспорт широко використовують для переміщення сипучих матеріалів у зв'язку з їх значною продуктивністю і великим радіусом дії в самих обмежених виробничих умовах, т. Е. Використанням площ, непридатних для інших способів транспортування, економією виробничої площі, повною відсутністю залишків і втрат переміщуваного продукту в лініях, високими санітарно-гігієнічними умовами його транспортування; винятком порушень технологічних і гігієнічних режимів повітряного середовища у виробничих приміщеннях у зв'язку з відсутністю цвітіння; легкістю монтажу, скороченням робочого персоналу та спрощенням обслуговування; гнучкістю в експлуатації і можливістю повної автоматизації управління.
При величині гранул переміщуваного матеріалу до 10 мм пневмотранспорт в порівнянні з іншими транспортними системами майже в усіх випадках краще.
До недоліків, які має пневмотранспорт, відносять порівняно висока питома витрата електроенергії на одиницю маси продукту, що транспортується, складність виготовлення і експлуатації обладнання для очищення транспортує і відпрацьованого повітря, значний знос матеріалопроводів і подрібнення продукту, що транспортується. Однак правильний вибір способу і обладнання для пневмотранспортуванні даного продукту дозволяє частково або повністю їх усунути.
Основними параметрами, що характеризують пневмотранспортную систему, є продуктивність по твердій фазі, довжина траси і висота підйому, концентрація що транспортується, масовий коефіцієнт суспензії, величина надлишкового тиску на початку траси (для установок нагнітає дії) і залишкового тиску (розрідження) в кінці траси (для установок всмоктувального дії)
За способом створення повітряного потоку і умов руху його в трубопроводі разом з матеріалом пневмотранспортні установки підрозділяються на всмоктувальні, нагнітають і комбіновані (всмоктувально-нагнітають).
Усмоктувальна пневмотранспортного установка
Нагнітальна пневмотранспортного установка
Комбінована пневмотранспортного установка
Залежно від розрядження в кінці транспортної системи усмоктувальні установки підрозділяють на установки з низьким залишковим тиском (до 0,01 МПа), середнім (до 0,03 МПа) і високим (до 0,09 МПа). Однак практично усмоктувальні установки працюють при залишковому тиску не перевищує 0,05 МПа. Підвищення залишкового тиску зменшує щільність повітряного потоку, знижує його несучу здатність і збільшує витрату повітря. Щодо великих значень масового коефіцієнта суспензії m у всмоктуючих установках можна досягти тільки при дуже малій протяжності транспортування, тому для переміщення матеріалу потоком середньої і високої концентрації на значні відстані необхідно застосовувати тільки нагнітають установки
Нагнітають установки розрізняють за величиною тиску на початку транспортної мережі: установки низького тиску (до 0,11 МПа), установки середнього (до 0,2 МПа) і високого (до 0,9 МПа) тиску.
Необхідну початковий тиск в нагнітають установках або розрядження в установках всмоктуючого типу залежать від розрахункового значення втрат тиску в пневмотранспортной установці, які в свою чергу визначаються концентрацією твердої фази в аеросуміші, дальністю транспортування, продуктивністю установки і принципом роботи пневмосистеми (аерогравітаціонний спосіб транспортування або спосіб переміщення окремих частинок в потоці повітря).
Нагнітальні установки зручні тоді, коли матеріал з одного пункту переміщається в кілька приймальних пунктів.
Усмоктувальні установки зручні тим, що вони працюють без пиловиділення і здатні забирати сипучий матеріал з декількох пунктів і передавати його в єдиний збірник-накопичувач. У них використовується вакуум (40-90 кПа). Всмоктувально-нагнітальні установки поєднують основні переваги нагнітальних і всмоктуючих установок. У них використовуються парканні пристрої усмоктувального типу, що працюють без пиловиділення, а в найбільш протяжному трубопроводі матеріал переноситься під тиском при досить високих концентраціях. У невеликих установках обидві гілки (усмоктувальна і нагнітає) можуть працювати від однієї повітродувної машини.
Кожна пневмотранспортного установка включає в себе наступні основні вузли: живильник - пристрій для введення матеріалу або аеросуміші в трубопроводи, системи повітропроводів і матеріалопроводів, разгрузітель з фільтром для повітря, повітродувної машину і приймач матеріалу. Живильники. Конструкції живильників нагнітають і всмоктуючих пневматичних установок різні, так само як різні способи і принципи створення повітряного потоку в таких установках. Живильник всмоктуючої установки виконує функцію завантажувального пристрою для подачі матеріалу в рухому струмінь повітря, а живильник нагнітаючої установки призначений для створення аеросуміші належної концентрації.
Завантажувальні пристрої для всмоктуючих установок діляться на дві групи: усмоктувальні сопла і живильники трійники.
Живильники нагнітають пневмотранспортних установок мають більш різноманітні конструкції. Ежекторні, рукавні живильники, шлюзові і шахтні затвори застосовують в установках низького тиску; шлюзові живильники - в установках середнього тиску, камерні Пневмонасоси і гвинтові (шнекові) живильники - в установках високого тиску. Гвинтові живильники використовуються так само в установках середнього тиску.
Ці пристрої призначені для виділення матеріалу і пилу з пневмопотоці і напрямки його для подальшого транспортування або переробки. У зв'язку з тим, що у всмоктуючих установках розвантажувальний пристрій знаходиться під розрядження, затвори і клапани до нього повинні бути герметичними. У нагнітають установках особливої герметизації розвантажувальних пристроїв не потрібно, в системах високонапірного транспортування матеріалів, особливо при транспортуванні суцільним потоком, де витрата повітря дуже незначний при подачі матеріалу в бункери (силоси) великої місткості разгрузітель можуть бути відсутніми: видалення повітря проводиться через фільтрувальні вікна.
Надійність і ефективність роботи пневмотранспортной установки в значній мірі залежить від правильного вибору матеріалопроводів. Першорядну роль грає матеріал, з якого вони виготовлені, їх діаметр, якість виконання з'єднання між окремими ділянками трубопроводів і т.д.
Матеріалопроводи повинні бути герметичні, зносостійкі, мати по можливості максимально гладку внутрішню поверхню для забезпечення мінімального опору руху аеросуміші. Як показала експлуатація пневмосистем, порушення нормального режиму, виникнення вихорів і утворення завалів в трубах сприяють дефекти в місцях з'єднання матеріалопроводів - зміщення кромок труб в місцях стику, нещільності або напливи на внутрішній стороні.
У пневмотранспортних установках низького тиску матеріалопроводи, як і повітроводи систем аспірації, виготовляють з тонколистової чорної, оцинкованої і нержавіючої сталі і дюралю або з тонкостінних труб; в установках середнього і високого тиску використовують в основному інші безшовні труби. Можливе застосування матеріалопроводів з вініпласту та поліетилену, органічного та неорганічного скла, але треба мати на увазі, що використання неметалічних матеріалів тягне за собою конструктивне ускладнення системи в цілому: при переміщенні по ним аеросуміші виникають значні за величиною електричні заряди, і тому потрібна спеціальна складна система заземлення.
Системи подачі повітря. У пневмотранспортних установках застосовують різноманітні повітродувні машини - від відцентрових вентиляторів до двоступеневих поршневих компресорів. Вибір того чи іншого типу повітродувної машини залежить від кількості транспортує і необхідного по гідравлічному розрахунку тиску:
- для всмоктуючих установок з низьким вакуумом доцільно застосовувати відцентрові вентилятори, із середнім вакуумом - повітродувки, з високим - водокільцеві вакуум-насоси;
- для нагнітають установок низького тиску слід встановлювати відцентрові вентилятори або повітродувки, для установок середнього тиску повітродувки або вакуум-насоси, для установок високого тиску - компресори.
Остаточно тип і серію повітродувної машини вибирають, зіставляючи робочі характеристики цих машин з характеристиками мережі при оптимальних для цієї транспортної системи параметрах роботи машини. Робочі характеристики повітродувних машин наводяться в спеціальних каталогах серійно випускається повітродувного обладнання.
Загальні завдання проектування і розрахунку систем пневматичного транспорту
Вихідними даними для проектування і розрахунку є:
- хіміко-механічна і аеродинамічна характеристики транспортується матеріалу;
- технологічні вимоги до продукту на кінцевій ділянці транспорту, товарний вигляд, що допускається ступінь подрібнення і т.д .;
- технологічні вимоги до режиму транспортування: безперервність або періодичність подання матеріалу;
- умови завантаження матеріалу в живильник установки з стаціонарного (силос) або пересувної (вагон, судно, резервуар на автопричепі) ємності або через спеціальний дозатор з контролем обсягу або маси матеріалу;
- необхідна продуктивність установки і місце завантаження і видачі матеріалу.
Ежектор призначений для перекачування сипучих матеріалів в системах пневмотранспорту, за допомогою стиснутого повітря або іншого інертного газу.