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斗式提升机的设计与应用

点击数:17时间:2015-10-22 11:02:36 来源:百盛机械

摘要:斗式提升机的优点是:横截面上的外形尺寸较小,输送系统布置紧凑,提升高度大,密封性良好等,一般情况下采用直立式提升。

斗式提升机(以下简称斗提机)用于垂直或倾斜输送粉状、颗粒及小块物料,主要应用于化工、矿山、蓄电池等行业。斗提机的优点是:横截面上的外形尺寸较小,输送系统布置紧凑,提升高度大,密封性良好等,一般情况下采用直立式提升。

1 斗提机的分类和设计原理

1.1 斗提机的分类

斗式提升机一般按以下分类:

(1)按安装方式分为垂直式、倾斜式;

(2)按卸载特性分为离心式、离心—重力式、重力式;

(3)按装载特性分为掏取式、流入式;

(4)按料斗形式分为深斗式、浅斗式等。

1.2 装载和卸载方法

斗式提升机的装载和卸载方法,在其设计中尤为重要,其选型直接影响提升机的使用性能和可靠性。

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1.2.1 装载型式

(1)掏取式———由料斗在物料中掏取装载(图1)。"掏取式"主要用于运输粉末、粒状、小块状的无磨琢性或半磨琢性的散状物料。当掏取这些物料时,不会产生很大的阻力,在掏取物料时,料斗可以有较高的运动速度,约0.8~2m/s。

(2)流入式———物料直接流入料斗内(图2)。它用于运输大块和磨琢性大的物料,"流入式"其料斗是密接布置,以防止物料在料斗之间撒落,料斗运动速度不得超过1m/s。

1.2.2 卸载型式

(1)离心式(图3);

(2)离心—重力式(图4);

(3)重力式(图5)。

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1.3 斗提机的受力分析

当料斗由直线提升运动变为圆周运动———料斗刚上驱动卷筒后,料斗内物料的任一质点同时受到重力G和离心力F的作用。

G=mg;

F=mω2r=mν2/r。

式中,

m———物料的质量(kg);

g———重力加速度(m/s2);

ω、ν———料斗内物料重心的运动速度(rad/s,m/s);

这两个力的合力,其大小和方向都随着料斗的回转进程而改变。但是,如果将合力的向量延伸,与卷筒中心线相交———则不管料斗在任何一个位置上,合力的向量与垂直线交于同一点P,这个点就是通常说的极点,极点到回转轴心的距离h为极距。因为h/r=G/F=mg/(mν2/r)

ν=πrn/30,

故h=gr23022r2n2=895/n2(m)

可见,卷筒转速一定时,极距h也就确定。随着转速n增大时,h即减小,此时离心力增大;反之,当n减小时,h值增大,而离心力减小。根据不同的h值,将得到不同的卸载方法。

设卷筒外圆周半径r2,斗外缘半径为r1

当h<r2时,即极点位于卷筒圆周时,离心力的值要远远大于重力值,而料斗内的物料均将沿着斗的外壁运动,因此物料作离心式卸料(图3)。此方式用于卸载易流动的粉末状、粒状、小块状物料,料斗运动速度较高,通常取1~2m/s,要保持顺利的卸载,必须正确选择滚筒(或链轮)的转速和直径,以及卸料口的位置。

当r2<h>r1时,料斗作离心重力式卸载(图4),此时部分物料将沿料斗的外壁运动,另外一部分物料将沿料斗的内壁运动,此方式用于卸载流动性不良的粉状物料及含水物料,料斗运动速度在0.6~0.8m/s范围内,常用链条作牵引构件。在顶部卸料处,下降分支须向内偏斜,以免自由落下的物料打在前一斗的底部,从而不能正确卸载。

当h>r1时,即极点处于料斗外缘的圆周外时,重力将比离心力大,而料斗作重力式卸载(图5),物料将沿斗的内壁运动,此方式用于卸载块状、半磨琢性或大磨琢性的物料,料斗速度在0.4~0.8m/s范围内,料斗的设计必须带有挡边(导向槽)料斗。

2 斗式提升机在蓄电池行业中的应用

斗提机在蓄电池行业,应用于铅粉和铅粒的垂直输送。铅粉为细小粉沫状,流动性差,有时稍带水分,所以铅粉提升机采用"掏取式"(图1)进料装载。基于物料的特性,其卸载方式为离心—重力式(图4),提升机料斗采用浅斗式间隔布置,料斗运行速度理论值在0.7~1m/s范围内,这样有助于物料的卸载。

由于物料大小及含水量等因素影响,提升机的合适转速,需要在实际使用中不断的摸索和改变,最终得到一个适合此物料的速度,使提升机能长时间的不间断工作,不漏料、不堵料。铅粒为固定大小的光滑圆柱体,所以铅粒提升机采用"流入式"进料装载(图2),料斗采用深斗带斜导料板型,密接布置,料斗侧边与槽壁距离小于物料最小尺寸,防止物料漏下撒落,物料作重力式卸料(图5),运行速度在0.7~0.8m/s范围内使用。依照此种设计,斗式提升机在以上物料特性下的实际使用中取得了很好的效果。

3 结束语

综上所述,非标提升机的设计,以上述理论为基础,结合实际物料特性和使用工况要求,才能设计出合理的可靠性高的提升机。

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