21.Пневмотранспортная установка

Пневмотранспортные установки обеспечивают возможность перемещения сыпучих материалов по сложной траектории; забор материала из различных средств доставки и труднодоступных мест; выдачу его в различных точках, надежную защиту от атмосферных воздействий и необходимые санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала. Обеспечивается защита окружающей среды от распыления транспортируемого материала. [1]

Пневмотранспортные установки требуют относительно малых площадей для оборудования и трубопроводов, которые могут быть проложены с учетом любых местных условий производства, в том числе и в труднодоступных местах. [2]

Пневмотранспортные установки для насыпных грузов по принципу действия разделяют на транспортирующие груз в потоке воздуха во взвешенному. Последний вид пневматического перемещения груза называется также транспортированием аэрированными потоками в плотной фазе. [3]

Пневмотранспортные установки в зависимости от вида классифицируются на три группы: устройства для перемещения насыпных грузов в потоке воздуха или насыщением воздуха и для перемещения штучных грузов. [5]

Пневмотранспортные установки снабжают обычно средствами световой и звуковой сигнализации прохождения и прибытия контейнеров, дистанционного и автоматического включения и выключения воздуходувных машин, контроля давления в пневмосети и напряжения в схемах электрического управления. Крышки приемно-отправительных станций имеют электрическую блокировку, препятствующую включению пневмосистемы при открытом их положении, что устраняет возможность травматизма обслуживающего персонала. [11]

Пневмотранспортными установками перемещают сыпучие материалы по трубам с помощью сжатого или разреженного воздуха. Применение пневмотранспортных установок для погрузки, разгрузки и перемещения таких строительных материалов, как цемент, песок, известь, опилки и др., позволяет значительно повысить производительность труда, ликвидировать гтыление и загрязнение материалов в пути, полностью механизировать процесс загрузки и выгрузки, создать условия для автоматизации транспортных процессов. Установки пневматического транспортирования выгодно отличаются отсутствием движущихся частей, возможностью применения труб небольшого диаметра, прокладываемых по любой пространственной трассе на значительные расстояния при высокой производительности.

Недостатками пневматического транспорта являются большой удельный расход воздуха и высокая энергоемкость процесса (1...5 кВт-ч/т), а также повышенный износ элементов оборудования при транспортировании абразивных материалов. Однако повышенная энергоемкость пневмотранснортных установок в значительной степени компенсируется перечисленными преимуществами.

По принципу работы пневмотранспорт-ные установки делятся на установки всасывающего и нагнетательного действия ( 2.25).

Установки всасывающего действия ( 2.25, о). В таких установках загрузка и транспортирование материала производятся в результате разрежения воздуха в транспортном трубопроводе 2, создаваемого вакуум-насосом 8. Материал в транспортный трубопровод поступает через сопла /. При этом возможны загрузка материала из нескольких мест и транспортировка его в одно место. Из транспортного трубопровода материал поступает в осадительную камеру 3, где частицы материала выпадают из потока воздуха в результате резкого снижения скорости воздуха при расширении выходного учения и через шлюзовой зотвор 4 высыпаются в бункер 5. Воздух проходит дальнейшую очистку в фильтрах в и в очищенном от материала виде поступает в вакуум-насос 8 и далее в атмосферу через трубу 7. Разряжение воздуха в трубопроводе уменьшается по направлению движения материала. Соответственно изменяется и скорость воздуха. В установках всасывающего типа она минимальна у сопла и максимальна у вакуум-насоса. Перепад давлении во всасывающих установках составляет 0,03...0,04 МПа, в результате чего транспортирование возможно на небольшие расстояния.

Установки нагнетательного действия ( 2.25,6). В таких установках перемещение материала происходит под действием избыточного давления, создаваемого компрессором 10. Материал из бункера подается в загружатель 13, откуда он через затвор 12 под давлением сжатого воздуха по транспортному трубопроводу 14 поступает в осадительную камеру 15 и через шлюзовой затвор 16 в бункер 17. Воздух, пройдя фильтры 18, выбрасывается в атмосферу. Для сжатия и нагнетания воздуха применяются компрессоры с давлением до 0,8 МПа и производительностью воздуха до 100 м'Умин. Засасываемый компрессором из атмосферы воздух через воздухоприемник 9 очищается от пыли и далее поступает в воздухосборник //, который предназначен для определенного запаса сжатого воздуха и равномерного перемещения материала по трубам.

В установках нагнетательного действия наибольшее применение получили загру-жатели, выполненные в виде пневмовинто-вого насоса ( 2.26). Он состоит из цилиндрического корпуса 5, винта 3 с переменным шагом, вращаемого двигателем /, и смесительной камеры 7. Вследствие уменьшения шага винта материал по мере его прохождения к смесительной камере постепенно уплотняется, препятствуя просачиванию сжатого воздуха в загрузочную воронку 2. Степень уплотнения материала регулируется клапаном в. В смесительную камеру по трубопроводу поступает сжатый воздух от компрессора. Материал, попадая в струю сжатого воздуха, смешивается с ним и далее поступает в транспортный трубопровод 8 (см. на 2.25, б поз. 14). Недостатком пневмовинтовыч насосов является быстрый износ винта и корпуса насоса. Для повышения надежности корпус насоса футеруют сменными гильзами 4.

Скорость воздуха, поступающего в загружатель, должна быть достаточной для поддержания частиц материала во взвешенном состоянии. Она должна по своей величине превышать скорость витания. Скоростью витания называют такую скорость вертикального воздушного потока, при которой сила тяжести перемещаемой частицы уравновешивается скоростным напором потока. Скорость витания зависит от формы, размеров и массы транспортируемого материала. В установках нагнетательного типа скорость воздуха на выходе из трубопровода превышает начальную скорость вследствие падения давления в системе до атмосферного. Перепад давлений в высоконапорных установках составляет 0,4...0,6 МПа, что создает возможность транспортирования на значительные (до 2 км) расстояния при производительности установок до 200...300 Мг/ч.

Пневматические разгрузчики. Пневмо-разгрузчики предназначены для разгрузки из вагонов и транспортирования в емкости порошкообразных материалов. Их выпускают всасывающего и всасывающе-нагнетательного действия. Принцип действия этих разгрузчиков одинаков и основан на заборе и транспортировании материала под действием вакуума, создаваемого и поддерживаемого в системе вакуум-насосом. Принципиальное различие между ними заключается в способах транспортирования материала от смесительной камеры в силосы: в разгрузчиках всасывающего типа используются механические насосы; в разгрузчиках всасывающе-нагнетательного действия применено пневматическое транспортирование.

Разгрузчик всасывающего действия (рнс. 2.27) состоит из заборного устройства /, гибкого транспортного цементовала 2, осадительной камеры 5, вакуум-насоса 6. Заборное устройство 1 устанавливается в разгружаемый вагон. Оно смонтировано на самоходной двухколесной тележке с индивидуальным приводом каждого колеса. На тележке установлены вращающиеся диски для рыхления цемента и всасывающие сопла. По цементоводу 2 цемент поступает в осади-тельную камеру 3, где отделяется от воздуха. Камера выполняется в виде закрытой емкости цилиндрическо-конической формы. Транспортный трубопровод вводится в емкость по касательной, в результате чего частицы цемента прижимаются к стенкам емкости, теряют скорость и опускаются в нижнюю ее часть, где расположен затвор для выпуска материала. Дальнейшее перемещение цемента в силосы осуществляется

механическими (шнековыми) насосами. Дальность подачи не превышает 12 м.

После освобождения от цемента воздух проходит дополнительную очистку в фильтрах, расположенных в верхней части осадительной камеры, после чего он поступает в вакуум-насос и далее выбрасывается в атмосферу. Очистка фильтров от цементной пыли производится обратным потоком атмосферного воздуха или с помощью встряхивающего механизма.

Разгрузчики всасывающе-нагнетательного действия комплектуются пневмовинтовым насосом 4 со смесительной камерой 5 (см. 2.27). Сжатый воздух, поступающий в смесительную камеру от отдельного компрессора, перемещает цемент по трубопроводу в сн-лосы. Производительность разгрузчиков 20...50 Мг/ч при дальности транспортирования материала до 50 м.

Автоцементовозы. Их применяют для доставки цемента с цементных заводив и элеваторов на стройки и предприятия строительной индустрии. Автоцементовоз ( 2.28, а) представляет собой цистерну-полуприцеп 2 к автомобильному седельному тягачу, установленную под углом В...8° в сторону разгрузки и оснащенную системой загрузки и выгрузки цемента. Во время стоянки без тягача цистерна-полуприцеп опирается на выдвижные опоры 3. Внутри цистерна оборудована аэролотком 15, представляющим собой жедобы, на которые натянута пористая ткань.

Загрузка осуществляется через люк / и самостоятельно. Принцип самозагрузки основан на действии установки всасывающего типа ( 2.28, б). Оборудование

дли загрузки состоит из заборного сопла в с гибким шлангом 7, распределительной трубы У, вакуум-насоса 4 и фильтров 5. Вакуум-насос приводится в действие ог двигателя автомобиля и может работать в режиме насоса при загрузке и в режиме компрессора при разгрузке. Воздух очищается от цемента в фильтрах //и 5. В цистерне установлены сигнализатор уровня цемент;) 10 и манометр 12. Воздушная система снабжена обратными 13 и 14 и предохранительным 16 клапанами. При разгрузке через аэролоток в цистерну от насоса-компрессора подается сжатый воздух. При достижении рабочего давления О,15...0,20 МП а открывается разгрузочный кран 8, к шаровой головке которого присоединяется шланг. Насыщенный воздухом цемент приобретает подвижность и подается в склады хранения на высоту до 25 м. Производительность выпускаемых автоцементовозов 3. 5, Ь, 13 и 22 т.

Контейнерный трубопроводный транспорт ( 2.29). Труба диаметром 0,8... 1,6 м и длиной до нескольких километров выкладывается на местности. В трубе с небольшим зазором размещаются вагонетки-контейнеры, опирающиеся через ролики на внутреннюю поверхность трубы. Для уплотнения зазора между трубой и вагонеткой последняя снабжена уплотнителями-манжетами. Под действием воздуха на торцовую поверхность вагонеток движение их может осуществляться со скоростью до 30 км/ч при грузоподъемности каждой до 2...3 т.

При расчете пневмотранспортных установок необходимыми данными являются: вид перемещаемого груза; требуемая производительность Q (т/ч); плотность частиц груза p (кг/м3); конфигурация и размеры трассы (длина, высота подъема груза, наличие поворотов и т.п.); тип пневмотранспортной установки.При расчете определяют расход воздуха G(в), внутренний диаметр трубопровода D, перепад давлений на концах трассы, мощность двигателя воздуходувной машины.

В вентиляционных системах отношение расхода груза к расходу воздуха определяют менее 1.

Расходная концентрация смеси выбирается ориентировочно по данным для грузов с аналогичными свойствами.

Расходная концентрация смеси уменьшается с увеличением крупности частиц груза, их плотности и дальности транспортирования.

Нагнетательная установка газового сепаратора имеет компрессор, подающий сжатый воздух через воздухосборник и влагоотделитель в транспортный трубопровод, который принимает насыпной груз из питателя. Далее груз увлекается потоком сжатого воздуха по транспортному трубопроводу, который может иметь, разветвления для одновременной подачи воздуха в различные приемные пункты, В конце каждого ответвления находится разгрузочный комплекс, состоящий из отделителя, фильтра и шлюзового затвора. Нагнетательные установки удобны тогда, когда груз, получаемый из одного пункта, нужно распределять по нескольким приемным точкам.

Нагнетательные установки бывают:

- высокого давления (0,3 ... 0,4 МПа и редко до 0,6 МПа),

- среднего (0,2 ... 0,3 МПа)

- низкого (0,15 ... 0,2 МПа).

Описанная выше схема откосится к установкам среднего давления. В них допустимо применение барабанных питателей (с ротационным затвором).

Пневмотранспортную установку, перемещающую насыпной груз с высокой концентрацией смеси (в плотной фазе), используют в цементовозе. В нижней части цистерны 20 установлены пористые перегородки 25, на которых лежит перевозимый цемент. Воздуходувка 19 подает в цистерну сжатый воздух, который, проходя через пористые перегородки, аэрирует цемент и приводит его в состояние флюидизации (псевдоожижения), в результате чего цемент пол давлением расположенного, над ним воздуха начинает вытекать из разгрузочного патрубка 21 и no трубопроводу 23 выгружается в приемный бункер 22. Воздух освободившийся от цемента, выходит из бункера 22 через фильтр 24.

УСТАНОВКА СМЕШАННОГО ТИПА

Установка смешанного типа включает всасывающий 12 и нагнетательный 16 трубопроводы. Насыпной груз, засасываемый соплом 11, поступает по трубопроводу 12 и отделитель 13, который одновременно служит питателем для нагнетательного трубопровода 16. Воздух из отделителя 13, прошедший через фильтр 14, полается компрессором 15 в нагнетательный; трубопровод 16.

Насыпной груз выпадает из воздуха в отделителе 17 и подается в пункт приемки через шлюзовой затвор 18. Установки смешанного типа забирают груз из нескольких разгрузочных мест и подают одновременно в несколько пунктов.