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螺旋输送机在聚合物分散装置中的应用

点击数:20时间:2015-10-21 09:28:59 来源:百盛机械

摘要:一般输送器螺旋叶片根据面型的不同有实体面型、带式面型等型式。根据旋转反向和头数有左旋、右旋、单头等形式。本次设计中,采用单头、左旋、面型螺旋叶片设计。

1 概述

螺旋输送机俗称螺旋绞龙,是在冶金、煤矿、化工等行业中广泛应用的输送设备,主要结构为钢材制作,适用于水平或倾斜输送粉状、粒状和小块状物料,特别是温度较高或适于密封输送的粉末或固体颗粒。

聚合物分散溶解装置主要用于油田三次采油的聚合物驱工程的母液配制。主要功能是完成聚合物干粉上料、存储、计量下料等过程。其中,聚合物干粉上料、存储过程 中,操作人员在加料平台上通过站内天吊把一吨的聚合物干粉袋吊到存储罐上,这个过程中存在危险性。为解决以上问题,特设计一种自动上料的螺旋输送器,以实 现自动加料功能。

螺旋输送机的主要结构和工作原理

2 螺旋输送机的主要结构和工作原理

螺旋输送机的结构(见上图)主要有1、减速电机、2支撑架、3振动器、4料仓、5防尘盖、6输送机壳、7螺旋叶片、8输送轴、9端轴承等。

一般输送器螺旋叶片根据面型的不同有实体面型、带式面型等型式。根据旋转反向和头数有左旋、右旋、单头等形式。本次设计中,采用单头、左旋、面型螺旋叶片设计。

螺旋输送机工作中,料仓内聚合物干粉进入到输送机壳内,干粉自重及对机壳内表面摩擦力作用而不随螺旋体一起旋转,干粉在螺旋叶片的作用下向上、向前运动,直至从出料口落下,从而实现对干粉输送目的。

3 主要参数设计简述

3.1 输送量

输 送量决定螺旋输送机输送能力的重要指标,现输送物料为聚合物干粉,假设平均输送量为Q,倾斜输送,输送水平距离为L米,垂直距离为H米,倾斜螺旋输送一般 输送轴倾斜角不大于45°。工作过程中,输送轴径所占据的截面会对输送能力有一定影响,对整机而言所占比例不大,因此螺旋输送机的物料输送量可粗略按下式 计算:Q=3600f·λ·ν1·ε;式中:Q=螺旋输送机输送量(t/h)。f为输送机壳横截面积,f=φD2π/4, 其中φ为填充系数,D为螺旋叶片外径;λ为物料的堆积密度(t/m3),它同原料的种类、湿度、切料的长度以及净化方式、效果等多种因素有关,聚合物干粉 堆积密度一般为750kg/m3;ε为倾斜输送系数,ε、φ值按下表选取;ν1为输送轴转速。通常不考虑物料轴向阻滞的影响,因此物料在料槽内的轴向移动 速度v1≈sn/60;所以输送量Q=47D2s·n·λ·φ·ε,由以上可以看出,螺旋输送机的物料输送量与D、S、n、λ、Φ、λ有关,当干粉输送量Q确定后,通过改变螺旋外径D、螺距S、叶片转速n和填充系数Φ等四个参数来满足Q的要求。

表1
角度
10
20
30
40
50
ε0.94
0.88
0.82
0.76
0.70
Φ0.46
0.4
0.38
0.36
0.35

3.2 螺旋输送机转速的确定

一般来说,螺旋轴转速越高,输送量越大,转速越小,输送量越小,但转速也不宜过高,以免干粉受到大的切向力而被抛起,影响干粉输送效率,输送轴的极限转速可按经验公式nmax=A/√D确定。式中A为物料综合特性系数,查表可得。因此,输送机的转速在满足输送量的基础上不宜过高,其转速n≦nmax

3.3 螺旋直径的确定

螺旋叶片直径是螺旋输送机的重要参数,直接关系到输送机的输送量和外形尺寸。根据《非标准机械设备设计手册》,计算输送机螺旋直径公式D=K2.5√Q/Φγε确定,K为物料综合特性系数,0.4√1/47K1A,K1为螺距与直径的比例系数,一般取0.8;

3.4 电机功率的计算

螺 旋输送机的功率,用以克服以下阻力。(1)使被运物料提升高度H所需能量(2)被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦引起的能量消耗(3)物料内部颗粒间相互摩 擦引起的能量消耗;(4)物料沿料槽运动造成在止推轴承处的摩擦引起的能量消耗;(5)中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。

克服以上阻力所需轴功率N0=kG(ζL±H)/367,所需电动机功率。N1=kG(ζL±H)/367η其中ζ为物料阻力系数。L为输送机水平投影长度,H为垂直投影高度,η为总传送效率,一般η=0.94,κ为功率备用系数,一般取κ=1.2~1.4,N0为轴功率,N电为电机功率。

根 据以上公式计算出的功率值选用Y型三相异步电机,螺旋输送机的动力系统由电机、减速器及联轴器组成,减速器型号可根据选定的电动机功率及螺旋输送机与电动 机转速比确定。当螺旋输送机输送物料量比较稳定时,可选用齿轮减速电机与螺旋输送机通过联轴器直接传动,从而使结构紧凑、占地面积少,运行可靠。

4 此种形式螺旋输送机优点

此 种螺旋输送机利用质优稳定的振动电机产生料箱振动,避免流动性不好物料的架桥,振幅可调,激振效率高;螺旋料管与振动粉斗分体式模块化设计,使机器运转更 平稳、拆装更方便;采用卡箍固定螺杆端座,方便拆卸时螺旋整条取出,方便清洗及维修;端盖独有的防尘设计,轴承不受粉尘污染;无死角,便于清理残料。螺旋 可以反转排料,料管下端有闸门放料,整条螺旋可以方便取出;密封采用盘根填充密封,无污染,自润滑可靠性高。

结语

由于聚 合物干粉物料特殊的物理性质,如在雨季空气潮湿时,干粉表面易潮解,干粉堆积密度、流动性均有改变。另外干粉堆积密度、填充系数大小与料仓里剩余干粉的数 量有关。因此螺旋输送机的工况复杂多变,参数及结构设计时,尽量根据不同工况,多做试验,理论联系实际,才能设计出性能优良、性价比高的螺旋输送机。

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