книги / Проектирование оборудования для производства целлюлозы и древесной массы. Транспортирующие машины

Для нагнетательной пневмотранспортной установки в зависимости от вида питателя и Ьпр= 336 м (по рис. 4.2) принимаем массовую концен­ трацию д = 33.

Расход воздуха

Внутренний диаметр трубопровода

dm >V4V j(n V t ) = ^/4-1,26/(3,14-25) = 0,253 м.

По ГОСТ 3732-70 с учетом абразивности цемента принята труба с толстыми стенками d = 273x10, тогда dm= d - 2 • 10= 253 мм [3].

Давление воздуха в трубопроводе

pH= Q,\^\ + P^LnpV^ldm±Ph =

= 0,1 -Jl +16• 1(Г7 • 33• 3362/ о,253+55• 1,9• 33• 10'5= 0,69 МПа.

Потеря давления на подъем массы столба аэросмеси

Ph = Ph= Ьв 10'5 = 55 • 1,9• 33• 1<Г5 = 0,0345 МПа.

Необходимое абсолютное давление в воздухопроводе у компрессора

рм = а р н+ Арв = 1,15 • 0,69 + 0,03 = 0,82 МПа.

Тип воздуходувной машины выбираем в зависимости от необходи­ мого абсолютного давления рм и необходимой производительности установки Ve H:

V,.H= 0,1 V. = 0,1 • 75,6 = 83,2 м3/мин = 5000 м3/ч.

Изотермический коэффициент

По табл. 4.3 выбираем воздуходувную машину - компрессор порш­ невой оппозитный 4ВМ-10-100/8, у которого Р = 630 кВт, п = 100 м3/мин.

Для обеспечения необходимой производительности g* = 180/ч при­ нимаем двухкамерный питатель ТА-28 [13].

Таблица 4.3 Основные технические характеристики некоторых компрессоров

4.4. РАСЧЕТ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ

УСТАНОВКИ НА ЭВМ

Программа расчета пневмотранспортной установки включена в пакет прикладных программ по расчету механизмов грузоподъемных и транс­ портирующих устройств. Программа работает в диалоговом режиме.

Для расчета необходимо подготовить следующие исходные данные:

-производительность пневмотранспортной установки, т/ч;

-плотность транспортируемого материала, т/м3;

-максимальный размер куска материала, мм;

-общая длина горизонтальных и вертикальных участков трубо­ провода, м;

-радиус закругления колен, м;

-количество колен в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

-количество переключателей.

Первый блок программы - ввод исходных данных. Экран дисплея после ввода данных будет иметь следующий вид.

Второй блок программы - непосредственно расчет пневмотранспортной установки. По рассчитанному ЭВМ отношению ЯД/т = 10 необ­

ходимо выбрать и ввести из предлагаемой таблицы на экране дисплея или табл. 4.1 значения эквивалентных длин трубопровода для горизонтальных

Третий блок программы - вывод результатов расчета на экран дис­ плея или на принтер (для получения распечатки). При предварительном расчете, связанном с перебором большого числа вариантов, рекомендуется выводить результаты расчета на экран. Если результаты расчета не удов­ летворяют техническим требованиям на пневмотранспортную установку, необходимо повторить расчет с измененными исходными данными. Полу­

5. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ТРАНСПОРТИРУЮ Щ ИХ МАШИН

5.1. ГРАВИТАЦИОННЫ Е УСТРОЙСТВА

5.1.1. Желоба и трубы

На гравитационных устройствах [14] насыпные и штучные грузы движутся вниз по наклону или вертикали под действием силы тяжести.

Если груз массой т скользит с коэффициентом трения / по наклон­ ной плоскости длиной / под углом р при разности уровней в начальной и конечной точках h = / sinp и скорости в этих точках VHи VK, то работа си­ лы тяжести груза, затрачиваемая на работу трения и прирашение кинети­ ческой энергии,

Если заданы скорости в начальной VHи конечной VKточках и раз­ ность уровней между ними И, то угол Д под которым должна быть распо­

Р<Ро.

Если груз движется по желобу прямоугольной или скругленной формы, то под коэффициентом трения скольжения понимается приведен­ ный коэффициент, который учитывает сопротивление трению как по дну, так и по боковым стенкам желоба.

Скорость движения насыпного груза по желобу принимают обычно

На конвейерных установках короткие желоба (лотки) служат в каче­ стве вспомогательных устройств для направления груза на погрузочных, разгрузочных и перегрузочных пунктах. Иногда, например при транспор-

В конструкции, приведенной на рис. 5.1,6, труба сделана составной из двух половин, и груз подается по кольцевой площадке с наименьшим и наибольшим радиусами, равными разности и сумме радиусов нижней и верхней трубы, соответственно. При равенстве этих радиусов кольцевая площадка превращается в круг. Иногда поворот трубы осуществляется механизмом с двигателем, управляемым дистанционно.

Если требуется при перегрузках направить поток насыпного груза не по прямой линии, а под углом, то желобу придается изогнутая форма. При этом важно, чтобы форма желоба обеспечивала наименьшее сопротивле­ ние движению груза и чтобы при насыпных грузах поток не терял сплош­ ности.

Иногда требуется два грузопотока соединить в один и направить его в нужную сторону, а иногда, наоборот, один грузопоток разделить на два. Предназначенные для этого желоба собирают из нескольких фасонных частей (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Фасонные желоба для соединения и разделения грузопотока

При транспортировании абразивных грузов для увеличения срока службы желоба и труб их нередко изготовляют или армируют износостой­ кими материалами - плитами из хромоникелевого чугуна, марганцовистой стали, плавленого базальта и др.

5.1.2.Ступенчатые и спиральные спуски

Внекоторых случаях груз перемещается в трубе вертикально вниз под действием силы тяжести свободным падением (например спуск в шах­ ту материалов для закладки выработанного пространства, спуск на не­ большую глубину деревянных стоек и др.). В отдельных случаях одинако­

вые по размерам грузы в твердой таре (ящиках) спускаются по закрытой снизу вертикальной трубе, имеющей в сечении наружное очертание тары. При этом под грузом образуется воздушная подушка, и сжатый воздух, вытесняемый через зазоры, уменьшает скорость его падения.

Чтобы избежать большой скорости падения насыпных грузов, при­ меняют ступенчатые (каскадные) или спиральные спуски. На ступенчатом спуске (рис. 5.3,а) внутри трубы прямоугольного сечения укреплены с обеих сторон в шахматном порядке полки, по которым груз, пересыпаясь, постепенно с полки на полку, падает с замедленной скоростью. Остаю­ щийся на полках небольшой слой груза предохраняет их от быстрого из­ нашивания.

Для насыпных грузов, деградирующих при крошении, а также для штучных грузов в твердой (в ящиках) и мягкой (в мешках) таре применя­ ют спуски со спиральным желобом (рис. 5.3,6), по которому груз скользит. Форма желоба в сечении - прямоугольная, косоугольная или скругленная.

а - ступенчатый; б - спиральный

Винтовая образующая желоба имеет минимальный угол подъема на периферии и максимальный у центра. Этим определяется характерное свойство спирального спуска - саморегулирование в известных пределах скорости спирального спуска - саморегулирование в известных пределах скорости движения груза. Действительно, при возрастании скорости груза

по отношению к некоторому среднему значению (например вследствие уменьшения коэффициента трения) увеличивается действующая на него центробежная сила, груз перемещается ближе к периферии и прижимается к борту желоба. При этом угол наклона винтовой линии, по которой он движется, уменьшается, а сила трения и ее путь возрастают, вследствие чего груз замедляет движение. При уменьшении скорости центробежная сила уменьшается, и груз переходит на винтовую линию меньшего радиу­ са, а следовательно, с большим углом подъема, вследствие чего скорость возрастает. На спусках при установившимся движении скорость колеблет­ ся около среднего значения.

Преимуществами спиральных спусков являются простота конструк­ ции, возможность достижения высокой производительности и отсутствие движущихся частей; к недостаткам относятся истирание груза и желоба и возможность образования заторов при резко изменившихся условиях транспортирования (например при повышении влажности груза). Для лик­ видации заторов по всей длине заключенных в трубу спиральных спусков делают смотровые люки.

При закрытом внизу выпускном отверстии спиральный спуск может служить промежуточным накопителем груза. Скорость движения груза обычно составляет от 2,5 до 3,0 м/с, угол подъема на периферии около 45°. Секции спирали армируют износостойкими материалами.

5.1.3. Расчет винтовой линии спусков

Определим угол подъема и шаг винтовой линии, при которых груз движется по винтовому спуску с заданной скоростью V.

При движении в плоскости винта на частицу груза массой т дейст­ вуют составляющие сил тяжести и трения о дно и внешний борт желоба, к которому груз прижимается под действием центробежной силы:

где а - угол подъема винтовой линии на радиусе R0; / - коэффициент трения груза по желобу;

R0 - радиус винтовой линии, по которой движется частила.

Отсюда, задавшись скоростью V и определив угол подъема винтовой линии а, находим шаг винтовой линии

5 .2 . БУНКЕРА

5.2.1. Общее устройство и типы

Бункера представляют собой промежуточные грузохранилища в ви­ де сосудов большого объема, устанавливаемых в общей цепи транспорт­ ного и технологического оборудования, и предназначаются для временно­ го накапливания в них насыпных грузов и для дальнейшей отгрузки их на транспортное и технологическое оборудование [14]. Бункера загружают через открытый верх или загрузочные отверстия и разгружают, как прави­ ло, через отверстия в днище или внизу боковых стенок. Продвижение гру­ за по бункеру и истечение через отверстия происходят под действием его силы тяжести.

При наличии промежуточных емкостей в виде бункеров в общей це­ пи транспортных и технологических машин последние работают незави­ симо друг от друга, что позволяет устанавливать для них наиболее целе­ сообразные режимы. Если сопряженные транспортные и технологические машины работают в разных режимах по времени (например, одни перио­ дически, а другие непрерывно), то применение бункеров становится необ­ ходимым. Режим времени работы сопряженных машин наряду с их произ­ водительностью определяет потребный объем бункеров. Чем больше не­ совпадение режимов, от которого зависит время накапливания груза, и больше производительность машин, тем больше должны быть объемы промежуточных бункеров. Следует различать геометрический объем бун­ кера V0 и полезный V„, связанные соотношением VnfV0 = ф, где ф - коэф­ фициент заполнения бункера, зависящий от его формы, размера и способа заполнения.

Определять полезный объем бункера наиболее удобно построением графика его загрузки и разгрузки в течение завершенного цикла операций, например в течение смены, суток и пр. Откладывая по оси абсцисс время цикла, а по оси ординат - поступление грузов в бункер и выход из него, получают кривые, по наибольшей ординате между которыми находят наи­ большее объемное количество груза, которое должно скапливаться в бун­ кере, а следовательно, и его полезный объем.

Форма бункера, помимо строительных требований, должна удовле­ творять условиям возможно полного заполнения и полной разгрузки, без образования «мертвых зон», в которых при опорожнении бункера груз за­ держивается и не сходит под действием силы тяжести к разгрузочным от­ верстиям. Последнее имеет место главным образом при недостаточном