книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие

Опытом установлено, что при уборке фрезерного торфа интер­ валы между соплами составляют 40—50 мм. Однако в некоторых случаях, особенно при уборке гранулированного торфа, требуется усилить всасывающий факел на стыке сопл. Для этого их уста­ навливают ближе друг к другу, по с таким расчетом, чтобы ихвзаимное перемещение не было стеснено.

Угол наклона сопла к залежи следует принимать не более угла трения транспортируемого материала. Это облегчает подъем ча­ стиц по наклонной плоскости сопла. Однако наклон не следует де­ лать слишком маленьким, так как угол поворота закругления а получится большой, что, естественно, связано с дополнительными потерями давления.

Соединения сопл с трубопроводами осуществляются с помощью прорезиненной ткани или брезента. Это обеспечивает гибкость со­ единения, которая необходима при эксплуатации машины.

Скорость воздушного потока во входном сечении сопл пневмо­ уборочных машин принимается в пределах 2 6 —45 м/с. Причем меньшие значения даются для уборки более сухого торфа, частицы которого имеют меньшую скорость витания и при меньших скоро­ стях движения машины.

Для дальнейшего транспортирования в пневмоснстеме частиц торфа, получивших начальную скорость движения во входном се­ чении, не требуются такие высокие скорости, поэтому на выходе из сопла скорость воздушного потока должна быть принята такой же, как и при транспортировании в вертикальных трубах, т. е. по­ рядка ( 1 ,2 ч - 1,5) vsкр, где ѵй — скорость витания наиболее круп­

ных частиц.

Работа сопла торфяной пневмоуборочной машины

Эксплуатационные качества пневмоуборочных машин в значи­ тельной степени определяются работой пневмосистемы и зависят от работы питающего устройства, подающего торф в систему, и от воздуходувной машины, способной создать давление, необходимое для преодоления сопротивлений всей системы при соответствующей подаче воздуха и торфа.

Если скорость поступательного движения машины будет ѵп, ши­ рина захвата сопла (ширина входного отверстия сопла) ô, а сборы торфа с 1 м2 поверхности залежи составят q кг, то количество торфа, поступающего к соплу пневмоуборочной машины в единицу времени, составит:

С другой стороны, количество торфа, подаваемого соплом в пневмосистему, будет определяться концентрацией аэросмеси и количеством воздуха, проходящего через сопло:

где (Li — весовая концентрация аэросмеси;

а — высота входного отверстия сопла, м; ѵс— скорость воздушного потока во входном сечении соп­

ла, м/с; Уп — объемный вес воздуха, кг/м3.

При соответствии количества торфа, поступающего к соплу и

скоростью воздушного потока во входном сечении сопла и посту­ пательной скоростью машины.

Было бы неправильно полагать, что характеристика частиц со­ бираемого торфа и подстилающей поверхности залежи не влияют

зерного торфа независимо от характеристики торфа.

Данные опытов показывают, что при движении машины (сопла) с постоянной скоростью и увеличении скорости воздушного потока происходит возрастание подачи материала в пневмосистему, при­ чем подача материала возрастает не пропорционально скорости, так как происходит увеличение концентрации аэросмеси.

Увеличение скорости воздуха в системе сопровождается повы­ шением давления, развиваемого вентилятором, которое идет на преодоление сопротивления системы, возросшего с увеличением скорости и концентрации.

Рассматривая работу всасывающего факела сопла вне зависи­ мости от давления, развиваемого вентилятором, т. е. рассматривая только процесс подачи материала в пневмосистему, можно видеть, что подача торфа из слоя к соплу будет определяться активной зоной всасывающего факела сопла.

На рис. 138, а приведены схемы всасывающего факела с изотахамп, позволяющие представить механизм работы сопла при пере­ менных значениях скорости воздуха во входном отверстии сопла и постоянной скорости поступательного движения машины.

Опыты показывают, что изменение поступательной скорости ма­ шины в определенном диапазоне практически не влияют на весо­ вую концентрацию аэросмеси, транспортируемой в данной пневмо­ системе. Это объясняется тем, что концентрация аэросмеси не может быть больше той, которая определяется сопротивлением

системы, соответствующим максимальному давлению, развиваемо­ му вентилятором при данном режиме его работы; в то же время, при достаточном количестве торфа в слое, концентрация не может быть ниже топ, которая обеспечивается всасывающим факелом сопла при данном режиме работы вентилятора.

На рис. 138, б приведена схема подбора торфа при различных значениях поступательной скорости движения сопла и постоянной

скорости воздуха. Так как расход воздуха и концентрация прак­ тически будут постоянными, то во всех случаях количество торфа, поступающего в сопло, будет одинаковым, т. е. GM= const; высота убираемого слоя фрезерной крошки будет изменяться в зависимо­ сти от поступательной скорости машины, следовательно, будут меняться и сборы торфа.

Увеличение давления, развиваемого вентилятором, позволяет повысить концентрацию аэросмеси (при vv = const и ѵп= const), если в зоне действия всасывающего факела имеются условия для необходимой подъемной силы и силы лобового давления, способ­ ной преодолеть инерцию и сцепления частиц в слое.

Следовательно, повышение эффективности работы машины мо­ жет быть достигнуто благодаря увеличению концентрации аэро­ смеси. Это увеличение концентрации может иметь место при со­ ответствующей подаче торфа, которая обеспечивается: а) увеличе­ нием скорости воздуха на входе в сопло; б) активизацией слоя фрезерной крошки.

от слоя и подъема их, по они могут быть вполне достаточными для. транспортирования частиц материала во взвешенном состоянии и подачи их в систему. Как показывают исследования, для разру­ шения слоя торфа и отделения частиц необходимо определенное время воздействия воздушного потока на слой. Однако слишком большие поступательные скорости машины сокращают это время, что приводит к снижению сборов торфа.

Чтобы обеспечить захват торфа всасывающим факелом сопла при небольшой скорости входа воздушного потока и при значи­ тельной поступательной скорости машины (сопла), необходимо активизировать слой фрезерной крошки.

Рис. 139. Схема активного сопла с рециркуляцией воздуха

Активизация слоя фрезерной крошки, лежащей перед соплом, заключается в разрушении монолитности слоя фрезерной крошки и поднятии отдельных его частиц во взвешенное состояние путем

из пассивной зоны всасывающего факела в активную, что создает лучшие условия транспортирования частиц воздушным потоком.

Активизация слоя фрезерной крошки имеет смысл в пределах пассивной зоны всасывающего факела сопла, так как частицы, поднятые за пределами пассивной зоны, не будут транспортиро­ ваться воздушным потоком в сопло (пневмосистему).

Активизация может быть осуществлена различными способами: механическим воздействием на слой фрезерной крошки, воздейст­ вием воздушной струи от постороннего источника или при рецир­ куляции воздуха в пневмосистеме (рис. 139).

Впервые активные сопла были применены в 1932—1933 гг. при испытаниях пневматического комбайна. Первоначально активиза­ ция производилась шнековой щеткой, от которой пришлось отка­ заться вследствие подфрезеровываиия сырой залежи. С. Г. Солопо­ вым была создана другая конструкция активного сопла — всасы- вающе-нагнетательного типа, в которой для активизации слоя фрезерной крошки использовался воздушный поток, направленный

от воздуходувки к поверхности залежи перед всасывающим соплом.

В последнее время активизация слоя фрезерной крошкибыла предусмотрена в конструкциях пневмовалкователей ПВП-7, ПВП-8, созданных Калининским филиалом ВНИИТП, и ПВП-10, создан­ ного КПИ. В этих машинах воздух, выбрасываемый вентилятором

ватмосферу через диффузор специальной конструкции, нагнетается

кповерхности залежи в зону действия всасывающих сопл.

Активизация слоя фрезерной крошки при рециркуляции воз­ духа в пневмосистеме осуществлена также в конструкции пневмо­ комбайна КПФ-6,4, созданного ВНИИТП. Принцип рециркуляции воздуха в системе для активизации слоя фрезерной крошки, пред­ ложенный в Советском Союзе более 30 лет назад, был также при­ менен в конструкции пневмоуборочной машины, созданной в Фин­ ляндии. Опыт применения активных сопл показал, что осущест­ вление активизации позволяет увеличить подачу фрезерной крошки в пневмосистему и тем самым повысить сборы торфа. Од­ нако эффект увеличения сборов, получаемый при применении активных сопл, будет значительно снижен, если давление, разви­ ваемое вентилятором при соответствующем расходе воздуха, ока­ жется недостаточным для преодоления возросшего сопротивления системы, вызванного увеличением концентрации аэросмеси.

Для более эффективного использования активных сопл необ­ ходимо в пневмосистемах пневмоуборочных машин устанавливать воздуходувки, способные развивать давление, соответствующее со­ противлению системы при транспортировании аэросмеси с более высокой концентрацией, без увеличения расхода воздуха.

Активизацию слоя фрезерной крошки, как было установлено выше, следует производить в пассивной зоне всасывающего факе­ ла, т. е. в зоне, где скорость воздушного потока не ниже 6 и не более 15 м/с. Эту зону легко установить, воспользовавшись урав­ нением (XI.33). Однако, если активизация слоя фрезерной крошки производится воздушной струей, нагнетаемой в зону всасываю­ щего факела, то скорость нагнетаемой струи у поверхности слоя должна быть не ниже 15 м/с, т. е. больше, чем скорость воздуш­ ного потока во всасывающем факеле.

Применение активных сопл позволяет не только увеличить сбо­ ры фрезерного торфа, но и поступательную скорость машины и тем самым получить большую производительность. С другой сто­ роны, применив активные сопла, можно снизить скорость воздуха на входе в сопло, не уменьшая сборов. Снижение скорости на вхо­ де во всасывающее сопло позволит уменьшить сопротивление пнев­

пневмосистемы) можно уменьшить размеры оборудования (трубо­ провода, циклона, вентилятора), что приведет к снижению веса и габаритов машины.

При уборке торфа из слоя, лежащего па поверхности залежи, пассивными соплами пт,= 0,

Меньшие значения ß принимаются для более короткого трубо­

Сопла для подачи торфа из штабеля

Сопла, применяемые для засасывания торфа из штабеля пли какого-либо навала, имеют различную конструкцию и работают при погружении входной кромки в слой материала. Входное отвер­ стие таких сопл обычно изготавливается круглой, реже квадратной пли прямоугольной формы.

Простейшее сопло представляет собой небольшой отрезок тру­ бы, который одним концом погружается в материал, а другим при­ соединяется к пневмотранспортной системе. Воздух, просасывае­

через материал, оказывается недостаточным для транспортирова­ ния материала. Поэтому в конструкции сопл предусматриваются каналы, через которые наружный воздух поступает в зону всасы­ вания. Сопло для подачи торфа из штабелей, состоящее из двух концентрических труб, показано на рис. 141. Здесь дополнительный воздух проникает в зону всасывания по кольцевому каналу между внутренней (транспортирующей) и наружной трубами. Количество поступающего воздуха регулируется специальным устройством, ус­ тановленным на входе в кольцевое пространство между трубами.

процесса пневматического транспортирования. Процесс сепарации можно подразделить на две операции: отделение транспортируе­ мого торфа от воздушного потока и очистка воздуха, выпускаемого в атмосферу, от пылевидных мелких остатков торфа.

Отделение торфа от транспортируемого воздушного потока про­ изводится в специальных устройствах, в которых благодаря зна­ чительному уменьшению скорости, изменению направления воздуш­

чительные эксплуатационные рас­ ходы позволяют применять их до­ вольно широко-.

При большой пропускной способности циклоны имеют сравни­ тельно небольшое сопротивление, которое при неизменном режиме работы не зависит от времени эксплуатации.

Конструктивно циклон представляет собой резервуар (рис. 142), состоящий из двух частей: верхней — цилиндрической и нижней — конической. Внутри резервуара концентрично ему расположена выхлопная труба, которая через верхнюю крышку циклона прохо­ дит наружу. Вход в циклон расположен тангенциально.

В некоторых конструкциях циклонов цилиндрическая или кони­ ческая часть отсутствует. Так, циклон СИОТ не имеет цилиндри­ ческой части, а в циклонах, установленных на пневмоуборочных машинах, отсутствует коническая часть. Верхняя крышка циклона изготавливается в виде витка, направляющего винтовое движение потока аэросмеси.

Действие циклона заключается в следующем. Благодаря тан­ генциальному входу потоку аэросмеси придается винтовое движе­ ние, при котором частицы материала под действием центробежной