47.4. Транспортировка сыпучих материалов

В химических производствах необходимо перемещать твердые сыпучие материалы, которые являются исходным сырьем, полупродуктами или готовой продукцией. Для их перемещения предназначен внутрицеховой или внутризаводской транспорт, который включает в себя различные подъемно-транспортные устройства, подразделяющиеся на устройства непрерывного и периодического транспорта, горизонтального, вертикального или пространственного перемещения.

В данном разделе рассматриваются основные устройства только непрерывного транспорта для перемещения твердых сыпучих материалов.

47.4.1. Устройства для горизонтального перемещения материалов

Для горизонтального или слабонаклонного перемещения сыпучих материалов или кусков материала больших размеров наибольшее распространение получили ленточные, пластинчатые, винтовые, скребковые и вибрационные транспортеры.

Ленточные транспортеры

Ленточный транспортер (рис. 47.9) состоит из рамы 1, на которой установлены ведущий 2 и ведомый 3 барабаны, опорные ролики 4, 5 и устройство для натяжения ленты 6.

На барабаны натянута бесконечная лента 7, которая приводится в движение за счет силы ее трения о поверхности барабанов.

Рисунок 47.9 – Схема устройства ленточного транспортера:

1 – рама; 2 – ведущий барабан; 3 – ведомый барабан; 4, 5 – опорные ролики; 6 – устройство натяжения ленты; 7 – лента

При вращении ведущий барабан 2 тянет верхнюю (нагруженную) часть ленты 7. Материал загружают на верхнюю ветвь ленты, и при движении ленты он перемещается к месту разгрузки. Опорные ролики 4, 5 предотвращают провисание ленты под грузом материала или под действием собственного веса ленты. Для увеличения производительности транспортера рабочей ветви ленты придают форму желоба с помощью роликов 4, устанавливая их в соответствии с рис. 47.9.

Обычно для ленточных транспортеров применяют резино-тканевые транспортерные ленты, которые состоят из нескольких слоев резины и ткани. При транспортировании материалов с высокой температурой применяют ленту из тонкой стали.

Ленточные транспортеры применяют для перемещения сыпучих грузов на расстояние до 200 м, при скорости движения ленты 0,5 – 2,0 м/с.

Скребковые транспортеры

Скребковый транспортер (рис. 47.10) состоит из неподвижного желоба 1, в котором движется бесконечная цепь 2 с прикрепленными к ней скребками 3. На шарнирах цепи укреплены ролики 4, которые катятся по направляющим 6. Цепь приводится в движение при помощи приводной звездочки 5; звездочка 7 является натяжной.

Рисунок 47.10 – Схема устройства скребкового транспортера: 1 – желоб; 2 – цепь; 3 – скребки; 4 – ролики; 5 – ведущая звездочка; 6 – направляющая; 7 – натяжная звездочка; 8 – загрузочный лоток; 9 – разгрузочное отверстие

При движении цепи скребки захватывают и перемещают материал, который разгружается либо на другом конце желоба, либо через разгрузочное отверстие 9.

Скребковые транспортеры применяют для перемещения мелкозернистых материалов на расстояние до 60 м при скорости движения скребков 0,25 – 0,75 м/с.

К преимуществам скребковых транспортеров следует отнести простоту устройства, удобство загрузки и выгрузки материала в любой точке, большой угол наклона к горизонтали, низкую стоимость; к недостаткам – повышенный расход энергии, измельчение при транспортировке хрупких материалов, значительный механический износ в узлах трения.

Винтовые транспортеры

Винтовой или шнековый транспортер (рис. 47.11) представляет собой закрытый желоб 1, в котором вращается винтообразный вал 2 или вал с косо расположенными лопастями. Материал поступает в желоб через загрузочное отверстие 3 и перемещается вращающимся валом вдоль желоба к разгрузочному отверстию 4.

Рисунок 47.11 – Винтовой транспортер 1 – желоб; 2 – вал; 3, 4 – отверстия для загрузки и разгрузки

Достоинства винтовых транспортеров: простота конструкции, компактность, невысокая стоимость, герметичность; недостатки – высокий расход энергии, значительный износ шнека и стенок желоба, дополнительное измельчение транспортируемого материала. Винтовые транспортеры применяют для равномерной подачи мелкозернистых или порошкообразных материалов, которые допускают дополнительное измельчение, на расстояние до 60 м при наклоне к горизонтали до 20.

Производительность (м³/с) винтового транспортера можно определить по формуле

, (47.18)

где  – диаметр винта, м;  – шаг винта, м, ;  – частота вращения винта, 1/с;  – коэффициент заполнения сечения трубы, .

Число оборотов винта определяют по формуле

, (47.19)

где (меньшие значения берут для тяжелых истирающих материалов, большие – для мелких).

Скорость движения материала (м/с) в винтовом транспортере

. (47.20)

Мощность (кВт) потребляемая транспортером, расходуется на перемещение и подъем материала, преодоление сопротивления трению материала о винт и трубу, а также на преодоление сил трения в подшипниках и передаче. Для приближенных расчетов ее можно определить по формуле

, (47.21)

где  – производительность, т/ч;  – высота подъема материала, м;  – длина подачи материала в горизонтальном направлении, м;  – коэффициент, учитывающий потери на трение в шнеке, .

Вибрационные транспортеры

Вибрационный транспортер представляет собой трубу или желоб, которым сообщается возвратно-поступательное движение небольшой амплитуды, но значительной частоты (вибрации). Для создания вибраций применяют в основном механический (кривошипный или эксцентриковый) и электромагнитный приводы. На рис. 47.12 представлена схема двухтрубного уравновешенного вибрационного транспортера, который состоит из труб 1 и 2, расположенных одна над другой, соединенных рычагами-качалками 3 плоскими пружинами 4. Качалки шарнирно крепятся к трубам и неподвижным стойкам 5. Привод транспортера состоит из эксцентрика 6 и шатуна 7.

Рисунок 47.12 – Схема вибрационного транспортера: 1, 2 – транспортирующие трубы; 3 – рычаги-качалки; 4  – пружины;

5 – стойки; 6 – эксцентрик; 7 – шатун

Движение труб происходит попеременно: когда одна труба движется вперед, другая отклоняется назад. При движении трубы вперед материал перемещается вместе с нею в том же направлении; при движении трубы в обратном направлении (назад) материал остается неподвижным, а труба как бы уходит из под него. В результате попеременных движений труб происходит перемещение материала относительно трубы в направлении, показанном стрелками.

Достоинством вибрационных транспортеров является герметичность, простота конструкции и надежность в эксплуатации. К недостаткам следует отнести значительный расход энергии и повышенный износ труб при транспортировке абразивных материалов. В целом, вибрационные транспортеры предпочтительнее пластинчатых, скребковых и винтовых для перемещения на расстояние до 100 м пылящих и токсичных материалов, особенно, при их высокой температуре. Непригодны вибрационные транспортеры для перемещения липких или пастообразных материалов.