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斗式提升机除尘方式及吸风量的确定

点击数:7时间:2015-10-15 09:37:56 来源:百盛机械

摘要:提升机的吸风口,与运动中的物料距离非常近,物料颗粒极易被风吸走。因此吸风口的风速要严格控制,保证吸风口的风速低于物料的悬浮速度。一般谷物的悬浮速度在8~14m/s,如果吸风管中的风速取10~15m/s,则吸风口的面积至少要比风管的截面积大一倍。

1 前言

斗式提升机是垂直提升散料的主要设备之一,其效率高、提升能力大、体积小、结构简单、密封性好、噪音低,在粮食、冶金、化工、煤炭等行业应用十分广泛。但是,斗式提升机的运行及装料和卸料过程极易使提升机机壳内部产生高浓度的粉尘,对车间的安全生产有直接的威胁。因此,斗式提升机的通风除尘一直是设计和操作人员十分重视的问题。

通常,设备的通风除尘有两种类型,一种是强吸风,一种是弱吸风,强吸风的目的是将机内的含尘空气不断地吸走,并通过进风口补入新鲜的空气,使机内的空气含尘浓度降低。弱吸风的目的则是保持机内处于负压状态,不使粉尘外溢。斗式提升机既要求灰尘不外溢,又要尽量降低机内粉尘浓度,又不设专门的补风口,因此斗式提升机的除尘是介于上述两者之间的除尘方式。

本文根据提升机工作特点,分别讨论机座和机头的合理吸风口位置和吸风量。提供合适的吸风除尘方式和参数。

2 机座吸风

2.1 吸风口位置

提升机底座

图1 提升机底座

图1所示是提升机的底座和下部机筒。畚斗和牵引构件从左侧机筒内下行,在绕过底轮的同时挖取物料,之后直线上行将物料提升。

以往的除尘设计,多将吸风口设在底轮的正上方,即两机筒的中间位置,这种方式便于吸风管的安装,对机座的除尘也具有一定的效果,但由于该吸风口被底轮和皮带所包围,进风不畅,因而除尘效果受到了一定的影响。下面通过对提升机的工作情况分析,寻求更为合理的吸风口位置。

如图2所示,畚斗在下行过程中,必然有一定的空气随畚斗向下运动,这部分空气来自机头处及机筒的孔隙处。此时的畚斗就象多个在气缸内运动的活塞一样携带空气下行。空气在机筒内运动时畅通无阻,而当其到达机座时,由于机座底部堆满了物料,阻碍了空气的通过,使得部分空气被阻留在机座左侧,在机座左侧便形成了一个正压区,如果周围的机壳密封不好,含尘空气就会从孔隙中溢出机外。

底座气流分布图

图2 底座气流分布图

当畚斗绕过底轮后,必然要携带一部分空气上行,而从底座左侧被畚斗带过来的以及从底轮与机壳之间缝隙穿过的空气量不足以补充被畚斗携带上行的空气量,因此在机座的右侧便形成了一个负压区,这样,外部空气会从进料管或机壳的孔隙被吸入,而内部含尘空气不会外溢。

根据以上分析,提升机底座的吸风点应设在图2中机座的左侧,即畚斗的下行侧。此处是机筒内含尘空气聚集处,在此吸风可以有效地将含尘空气吸走,同时造成机座另一侧更大的负压,保证灰尘不外溢。

图3所示是机座部分可以选择的两种吸风方式,当提升机不使用顺向进料口时,应优先采用第一种方式,这样吸风口的位置距正压区最近。否则则采用第二种方式。

底座吸风口类型

图3 底座吸风口类型

2.2 吸风量的确定

机座的吸风,应保证基本能够将随畚斗下行的含尘空气全部吸走,尽量减少穿越到机座上行侧的空气量,以利形成该侧的负压。随畚斗下行的空气可以认为其充满整个机筒,其速度等于畚斗的运行速度。因此吸风量的大小应为:

Q=3600A·V

式中:Q吸风量,m3/h;

A机筒截面积,m2;

V畚斗运行速度,m/s。

例如,TDTG48/28型斗式提升机的机筒截面尺寸为245mm×374mm,当畚斗线速度为1.63m/s时,机座的吸风量应为:

Q=3600×0.245×0.374×1.63=538m3/h

3 机头吸风

3.1 吸风口位置

机头气流分布图

图4 机头气流分布图

图4所示,是提升机的机头及与其相连的机筒,畚斗及其牵引构件在机筒中运行并绕过头轮,同时完成卸料过程。如同畚斗下行一样,上行侧的机筒内也必然有一部分空气随畚斗而上,这部分空气来自机座进料管及机座和机筒的孔隙。但机头与机座不同的是,在机头罩壳内空气可以不受任何阻碍地从头轮上方通过。

图5表示了机头的三种吸风方式,三种方式的优缺点如下:

方式1,吸风口设在上行段机筒的末端,含尘空气从吸口处经过,可以顺利地被吸走。但此处吸风却对物料卸料时的灰尘飞扬作用甚微,如果加大吸风量,一则增加了动力消耗,二则形成了空气与飞行的物料逆流,不利于物料向出料口排出。

机头吸风方式

图5 机头吸风方式

方式2,吸风口设在机头的正上方,此位置有时用来作为提升机的泄爆口,如果用作吸风口,此口会影响物料沿机头罩壳向出料口的滑行,同时物料在吸口处容易被吸走。

方式3,吸口设在提升机出料口的接料溜管上方,这种方式不但可以吸去上行机筒来的含尘空气,而且可以造成下行机筒,接料溜管内的负压,避免灰尘的外溢。而且从空气机头上方通过时也带走了卸料扬起的灰尘。综上所述,第三种方式是最为理想的吸风口设置方式。

3.2 吸风量的确定

机头吸风管的吸风量应保证将上行畚斗带来的含尘空气全部吸走,故吸风量亦取:

Q=3600A·V

同时,卸料后的畚斗顺机筒下行时,还要带走一部分空气,这部分空气量大于机头罩壳空隙漏风量,因而可以保证机头部分和接料溜管处于负压状态。

4 吸风口风速的确定

提升机的吸风口,与运动中的物料距离非常近,物料颗粒极易被风吸走。因此吸风口的风速要严格控制,保证吸风口的风速低于物料的悬浮速度。一般谷物的悬浮速度在8~14m/s,如果吸风管中的风速取10~15m/s,则吸风口的面积至少要比风管的截面积大一倍,即圆形吸口的直径应为管径的1.4倍以上,方形吸口的边长应为管径的1.25倍以上。这样便能保证吸风口的风速低于物料的悬浮速度。如果在吸风口之上设置一段截面积与吸口面积相应的竖直风管(如图3),则效果更好。

近两年来,我们在设计粮食加工厂时,对斗式提升机多次采用上述的吸风除尘方式,取得了良好的效果,证明上述结论是正确的。在此提出,以飨读者。

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