Глава 32. Пневматический транспорт
§ 133. Схемы и оборудование пневматических транспортных установок
Принцип действия пневмотранспортных устройств основан на передаче энергии воздуха, газа или пара твердым частицам и перемещении их по транспортным коммуникациям. Этот вид транспорта применяют для перемещения различных сыпучих материалов, если они не спекаются, не прилипают к стенкам трубопроводов и не собираются во флокулы.
На обогатительных фабриках пневматический транспорт нашел широкое применение для перемещения концентратов руд различных металлов в виде аэросмесей, а также для погрузки и разгрузки сыпучих и пылевидных материалов и удаления пыли.
Практика показала, что пневматический транспорт находит широкое применение в тех производствах, и в частности на обогатительных фабриках, в которых реализуются главные достоинства трубопроводного транспорта – непрерывность, поточность и возможность совмещения транспортирования с другими технологическими процессами. Так, трубы-сушилки можно рассматривать как пневмотранспорт угля горячими газами, в процессе которого происходит его интенсивная сушка.
Пневматические транспортные установки по способу создания давления или разрежения делятся на следующие:
всасывающие, работающие со специальными устройствами для засасывания и последующего транспортирования материала в виде аэросмеси с использованием разрежения, создаваемого вакуум-насосом или вентилятором;
нагнетательные, работающие с загрузочными устройствами (питателями) и использующие давление, создаваемое компрессором или воздуходувкой;
комбинированные, или всасывающе-нагнетательные.
В зависимости от протяженности пневмопровода для работы установок всасывающего типа необходимо разрежение до 0,05 МПа, а для работы установок нагнетательного типа – избыточное давление 0,05-0,7 МПа. На обогатительных фабриках применяют нагнетательные транспортные установки низкого (до 0,05 МПа) и среднего (до 0,3 МПа) давления.
Всасывающая установка (рис. 90) работает следующим образом. Под действием разрежения, создаваемого вакуум-насосом (вентилятором, воздуходувкой) 7, атмосферный воздух засасывается через всасывающее сопло 1, увлекая за собой транспортируемый материал. По гибкому 2 и жесткому 3 трубопроводам аэросмесь поступает в отделитель 4, в котором вследствие потери скорости транспортируемый материал осаждается. Материал выпускается через разгрузочное устройство 5. Воздух из осадительной системы поступает в фильтр 6, в котором очищается, и, пройдя вакуум-насос, выбрасывается в атмосферу.
Рис. 90. Схема пневматической транспортной установки всасывающего действия
Основными элементами всасывающей установки являются: сопло, отделитель, фильтр и пневмопровод с арматурой.
Нагнетательная установка работает следующим образом (рис. 91). Материал через загрузочное устройство 1 и воздух от компрессора, смешиваясь в специальной камере, образуют аэросмесь, которая по пневмопроводу 2 с переключателями 3 транспортируемся в приемный бункер 4. Вследствие потери скорости материал осаждается на дно бункера, а запыленный воздух поступает в осадительную систему для очистки.
Рис. 91. Схема пневматической транспортной установки нагнетательного действия
Основные элементы нагнетательной установки: загрузочное устройство (питатель), пневмопровод с арматурой, отделитель, пылеуловитель.
На обогатительных и агломерационных фабриках для перемещения пылевидных материалов с высоких отметок на низкие применяют пневматические желоба, отличающиеся простотой конструкции, малыми габаритами, незначительными затратами энергии.
В комбинированных установках материал загружается в конце пневмопровода всасывающей части, затем подается через загрузочное устройство в пневмопровод нагнетательной части, по которому и перемещается к месту разгрузки.
Для пневмопроводов применяют цельнотянутые толстостенные трубы из стали обычных марок, а также трубы, армированные каменным литьем и закаленные токами высокой частоты. Начинают находить применение трубы из пластмасс, обладающие меньшим аэродинамическим сопротивлением.
Для борьбы с закупорками пневмопроводов, которые обычно происходят при изменении условий транспортирования или попадании негабаритных кусков, применяют регуляторы давления и управляемые вентили, автоматически регулирующие расход при отклонении режима транспортирования от заданного. Технологические параметры пневматического транспорта зависят от крупности транспортируемого материала. При транспортировании мелкозернистого материала (мелкие классы угля, концентраты и др.) максимально возможное содержание его по условиям надежности работы составляет 40 кг на 1 кг воздуха. Определяющее значение для надежной работы транспортной установки при этом имеют влажность и температура материала, способствующие слипанию частиц. Предельная влажность углей и пылевидных материалов не должна превышать 6%, а гранулированных – 15%.
Преимущества пневматического транспорта: требует в 4-5 раз меньше производственной площади по сравнению с механическими видами транспорта; простота сборки и разборки; высокая степень автоматизации; безопасность и гигиеничность. Так, запыленность воздуха при механическом транспорте (конвейеры, шнеки, элеваторы) – 1,5 г/м3 воздуха, а при пневматическом – 15 мг/м3.
Основные недостатки пневматического транспорта: повышенная энергоемкость процесса, значительный износ трубопроводов и оборудования.