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新鄉市百盛機械有限公司

大傾角螺旋輸送機在精制鹽工程中的應用

點擊數:4057時間:2015-10-14 09:03:47 來源:百盛機械

摘要:在制鹽和鹽化工業生產中,螺旋輸送機被廣泛應用于微粒物料的輸送。但在一般情況下,螺旋輸送機只適宜水平及微傾斜(一般不大于20°)方向輸送物料,在大傾角及垂直情況下,輸送設備只能選用刮板輸送機或斗式提升機。

大傾角螺旋輸送機在精制鹽工程中的應用

在連續運輸機械中,螺旋輸送機因其不具有撓性牽引構件而具有很多優點,首先其設計結構比較簡單,因料槽剛度大可使得設備布置簡捷、緊湊,使用也比較安全可靠,又因可設計成本全封閉結構,無粉塵污染,而且設備的投資及維修費用低,因此在制鹽和鹽化工業生產中,螺旋輸送機被廣泛應用于微粒物料的輸送。但在一般情況下,螺旋輸送機只適宜水平及微傾斜(一般不大于20°)方向輸送物料,在大傾角及垂直情況下,輸送設備只能選用刮板輸送機或斗式提升機。螺旋輸送機在大傾角及垂直情況下的應用,國內制鹽行業尚無報道實例。我場在苦鹵綜合利用項目中,吸取國外制鹽行業的先進經驗,在一化和三化精制鹽工程及二化加碘鹽配套工程中,筆者分別設計了三臺大傾角螺旋輸送機,其中一化精制鹽工程和二化加碘鹽配套工程設備安裝傾角達70°,三化精制鹽工程采用垂直螺旋輸送機。經生產試運行,設備運轉良好,性能優良,完全能代替斗式提升機完成干鹽的提升運輸任務,并可同時完成攪拌混合作用。在此,筆者根據自己的設計實踐,把精制鹽工程中采用大傾角螺旋輸送機方面的經驗與體會作一總結。

1 大傾角螺旋輸送機的工作原理

在水平及微傾斜方向輸送物料時,螺旋輸送機的作用原理是由帶有螺旋葉片的轉動軸在一固定的圓形或半圓形封閉料槽內旋轉,使裝入料槽的物料由于本身自重及其與料槽的摩擦力的作用而不和螺旋一起旋轉,而只沿料槽向前運移,就象螺桿傳動中不能旋轉的螺母沿著旋轉的螺桿作直線移動一樣。而在大傾角螺旋輸送機中,由于微粒物料在料槽內會因自重而產生的下滑分力大于其與料槽的摩擦力而下滑,故其工作原理與水平或微傾斜式螺旋輸送機有著本質的區別。在大傾角螺旋輸送機中,物料的輸送過程是靠物料從高速螺旋軸中獲得的離心力和因此對槽壁所產生的摩擦力而向上運移的。

在大傾角螺旋輸送機中,當螺旋高速旋轉時,螺旋面上的物料依靠本身的慣性,而沿螺旋面開始滑移,并且逐漸加速,如果能夠克服對螺旋面的摩擦,則物料顆粒將在離心力作用下向槽壁移動,從而使作用于槽壁的壓力增加,進而對槽壁產生較大的摩擦力,由于該摩擦力作用的結果,使靠近槽壁處的物料顆粒減速,并與螺旋間產生相對運動,使這部分物料不隨螺旋轉動而沿槽壁向上運移。在離心力的作用下,物料顆粒均被拋向輸送管壁,形成一密集層,并攪動著向前移動。所以,大傾角螺旋輸送機屬于高速螺旋輸送機。物料開始出現垂直向上運移,但尚未出現相對速度的螺旋最低轉數,即為臨界轉數,要想完成物料的大傾角輸送,螺旋的轉數必須要超過臨界轉數。

2 大傾角螺旋輸送機的結構特點

大傾角螺旋輸送機和水平螺旋輸送機一樣,結構比較簡單。其基本構件包括有封閉料槽和在其內安裝的、支承在軸承上的帶有螺旋葉片的轉動軸,螺旋軸借助于驅動裝置而轉動,物料通過裝載料斗從下部裝入料槽內,而在上部卸料口進行卸料。由于其特殊的工作原理,在結構上也有其自己的特點。

(1)驅動裝置和支承軸承

大傾角螺旋輸送機的卸料端設在上部,為了保證工作中螺旋軸始終處于拉伸狀態,而使軸保持直線以減少軸的撓曲度,螺旋輸送機的驅動裝置宜設在裝有軸向止推軸承的上部卸料端。為了盡量減小設備高度尺寸,也為了方便維護和安裝調整,動力可適當選用多極電機,采用皮帶減速裝置。動力可根據具體情況固定在料槽的側面或騎跨在料槽上。

為了避免物料堵塞,大傾角螺旋輸送機不允許安裝中間軸承,故其只有兩端軸承支承。由于螺旋軸高速旋轉,支承軸承應選用滾動軸承。其兩端軸承均應裝在料槽的兩端,由端蓋支承并封閉,同時承受軸向力。這樣既便于安裝維修,也防止了物料對其腐蝕,有利于滾動軸承的防塵密封,其下端軸承宜選用雙列自動調心軸承,以適應螺旋在安裝和運轉過程中的撓曲變性,也可以選用普通軸承加萬向聯軸節結構。

(2)槽體和螺旋

大傾角螺旋輸送機的料槽應采用圓管式構造形式,一般可采用無縫鋼管制作,由于一般單位沒有能力對從市場上購買的長度較大的無縫鋼管進行加工,所以,外購的鋼管要保證平直。輸送料管最好采用整體式的,不用接頭,當長度較長時,料管可用幾段裝配而成,段與段間用連接盤聯接,連接盤可用角鋼或鋼板制成,焊在料管上。由于停車時,積于管壁的物料要回流,故在料槽的底部應開有活動門,以便于清理。

由于螺旋高速旋轉,在喂料口,物料顆粒產生垂直于輸送方向沿徑向方向的拋擲和跳躍運動,從而影響正常的輸送喂料,所以,高速螺旋輸送機之喂料應保證一定的喂料壓力,通常是利用由同一動力驅動的、短的水平螺旋輸送機來進行的,但根據筆者的經驗,對于如干燥精制鹽這樣一些顆粒較小,且具有很好的松散流動性的物料來說,可以不用喂料螺旋機,而采取增加喂料料斗高度的方法,用物料靜壓以保證必要的喂料壓力,同樣可以很好的完成喂料任務。

料槽卸料口的位置,可按物料沿出口壁面能下滑的條件來設計,但應保證物料不反流,一般出料口位置的水平傾角為45°~60°,加大傾斜角度可以保證卸料干凈。

大傾角螺旋輸送機的螺旋葉片應采用實體螺旋,螺旋軸應作成整體式,當螺旋長度太大必須分段時,應采用圓錐連接,并加緊固件固定住,各段螺旋葉片應首尾相連,連接處應銜接準確,不應有縫隙和偏移,螺旋的卸料端應設置端頭圓盤或1節~2節反向螺旋片,也可在端頭圓盤和螺旋片間焊一徑向葉片代替反向螺旋片,這樣可以避免卸料不順暢的現象。

另外,為了提高螺旋機的輸送效率,螺旋與料槽之間的間隙應根據物料粒徑盡量縮小。用戶可根據機加工設備的加工能力對干燥精制鹽用螺旋輸送機選用間隙5mm~10mm左右。

3 關于大傾角螺旋輸送機的轉速

大傾角螺旋輸送機的轉速是其主要的技術參數,臨界轉速及其工作轉速的計算很復雜,必須對輸送物料的特性充分了解才能進行準確計算,具體計算可參考專業文件。這里想說明的是螺旋的轉數應盡量低,以提高螺旋輸送機的壽命,當螺旋的工作速度超過6m/s時,應進行動平衡試驗。也要注意螺旋轉速應遠離螺旋輸送機的共振區間。

4 應用實例

(1)我場第一化工廠精制鹽車間用一臺螺旋輸送機代替斗式提升機,效果很好,其技術性能如下:

輸送物料:干燥精制鹽

螺旋直徑:150mm

輸送料槽:Φ159×5不銹鋼無縫管

螺旋轉數:250r/min

功  率:2.2kw

生產能力:5t/h

提升高度:6m

安裝傾角:70°

(2)在第一化工廠成功經驗基礎上,第三化工廠精制鹽車間也將原設計中擬采用的斗式提升機改為垂直螺旋輸送機,經試車運行,取得了較好的效果。

其技術性能如下:

輸送物料:干燥精制鹽

螺旋直徑:150mm

輸送料槽:Φ159×5不銹鋼無縫管

螺旋轉數:300r/min

功  率:3kw

生產能力:8t/h

提升高度:7m

安裝傾角:90°

5 結語

(1)用大傾角螺旋輸送機完全能代替斗式提升機來進行精制鹽等物料的輸送,而設備的投資可大大減少,但其只是適用于流動性較好的松散物料,對于不同物料所用的螺旋機的技術參數尚缺少權威性的論述,還需通過試驗進行確定。

(2)這種輸送機的運動阻力要比水平螺旋輸送機大的多,因此其消耗功率可達水平螺旋輸送機的兩倍。

(3)因結構限制無法設置中間軸承,故其只適用于短距離輸送的場合,從我場的使用經驗看,其輸送高度不宜超過10m。

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