Мусияченко Е.В. Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

3. Бункеры, бункерные затворы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

191

Таблица 7.1

Классификация бункеров

Бункеры Геометрическая форма

Тип Группа корпуса днища

Схема

Пирамидальные,

обелисковые

Пирамида, обелиск

Прямоугольные

Комбинированные

призмопирамидаль-

ные, призмообели-

сковые

Призма

Пирамида,

обелиск

Конические Конус

Круглые

Цилиндрокониче-

ские

Цилиндр Конус

Односкатные

треугольные

Треугольная призма

Односкатные

трапецеидальные

Четырех-

угольная

призма

Трехугольная

призма

Двускатные

Четырех-

угольная

призма

Две

трехугольные

призмы

Трапецеидальные Трапецеидальное корыто

Параболические Параболическое корыто

Комбинированные

Трапецеидальные

Призма

Трапецеида-

льное корыто

Корытообразные

У-образные

Трапецеидальное корыто

с плоским дном и боковой

щелью

Форма бункера должна обеспечивать максимальное заполнение и пол-

ную разгрузку без образования «мертвых» зон, где происходит задержка гру-

за, и предотвращать возможность сводообразования (зависания) груза над

разгрузочными отверстиями, нарушающего режим свободного истечения

груза. Угол наклона стенок бункера должен быть на 10–15º больше угла есте-

ственного откоса груза для того, чтобы у стенок воронки не образ

овывалась

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

3. Бункеры, бункерные затворы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

192

пассивная зона, в пределах которой груз в начале разгрузки остается непод-

вижным, затем располагается по углу естественного откоса, а затем скользит

вдоль стенок бункера.

Бункеры изготавливают деревянными, металлическими, бетонными,

железобетонными. Наибольшее распространение имеют бункеры со стенка-

ми из листовой стали и каркасом из профильной стали. Для облегчения дви-

жения грузов стенки бункеров внутри выполняют гладкими; при перемеще-

нии абразивных грузов стенки бунк

еров армируют съемными стальными

плитами.

Разгрузочные отверстия бункера располагают по центру днища или

сбоку с одной или обеих сторон. Корпус бункера закрепляют сверху за края

несущей конструкции.

Процессы истечения и сводообразования в бункерах. При истечении

насыпного груза из бункера через разгрузочное отверстие образуется свод из

подвижных частиц, воспринимающий давления вышележащих слоев. В пер-

вой зоне, лежащей над сводом, частицы движутся в замкнутом слое и сопри-

касаются друг с другом. Из этого слоя частицы непрерывно переходят в об-

ласть самого свода. Под поверхностью свода начинается зона свободного па-

дения ча

стиц под действием собственной силы тяжести. В этой второй зоне

уже нет связанных друг с другом слоев частиц, они не соприкасаются, при

падении расстояния между ними увеличиваются [6

, 7, 11, 12].

При экспериментальном сравнении бункеров с круглыми, квадратными

и прямоугольными разгрузочными отверстиями, имеющими одну и ту же

площадь сечения, установлено, что большее количество груза в единицу

времени разгружается из бункера с разгрузочным отверстием наибольшего

гидравлического радиуса, т. е. из бункера с круглым отверстием. Затем сле-

дуют бункеры с квадратными и прямоугольными отверстиями. Щелевые

и эллиптические разгрузочн

ые отверстия примерно равноценны по количест-

ву разгружаемого материала, по скорости потока они значительно уступают

отверстию с круглым сечением.

В несимметричных бункерах сопротивление истечению в 2–3 раза

больше, чем в симметричных.

Расчет пропускной способности бункеров. Пропускная способность

, т/ч, бункера зависит от скорости истечения сыпучих материалов [6, 7, 11,

]. Для бункеров непрерывного действия

3600 ρωQv





, (7.1)

где v – скорость истечения насыпного груза из отверстия бункера, м/с; ρ –

насыпная плотность груза, т/м

; ' – площадь отверстия истечения с учетом

кусковатости груза, м

; для круглого отверстия ' = π (D – a')

4 (D –

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

3. Бункеры, бункерные затворы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

193

диаметр отверстия, м); для прямоугольного отверстия ' = (А

– а')(B

– а')

(А

и B

– размеры сторон отверстия, м).

Гидравлический радиус





 , (7.2)

где D – диаметр выпускного отверстия бункера, мм; а' – размеры максималь-

ных кусков, мм.

Критический радиус

кр





. (7.3)

Скорость истечения v груза из бункера:

при R

> R

кр

иг

λ 3, 2vgR

;

при R

< R

кр

иг

λ 4,2vgR

где λ

– коэффициент истечения, λ

= 0,2–0,65.

Площадь отверстия истечения

π()









. (7.4)

Бункерные затворы. Бункерные затворы служат для закрывания и от-

крывания выпускных отверстий бункеров и регулирования выходящего по-

тока насыпного груза.

Точность регулирования потока открыванием выпускного отверстия

возможна только при хорошо сыпучих материалах [6

Бункерные затворы должны иметь простую и прочную конструкцию,

малые габариты, обеспечивать удобство маневрирования и быстроту дейст-

вия, плотность закрывания и возможность регулирования потока груза.

По типу привода затворы бывают ручные и механические (электриче-

ские, пневматические и гидравлические) с дистанционным управлением. По

способу действия затворы разделяют на: отсекающие поток груза (затворы

в виде плоской задвижки и секторные) и создаю

щие подпор (лотковые) [6,

]. Конструктивные исполнения затворов представлены на рис. 7.4.

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

3. Бункеры, бункерные затворы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

194

Рис. 7.3. Конструктивные схемы затворов: а, б – задвижки; в – ленточный

гусеничный затвор; г – лотковый затвор; д – односекторный затвор; е – двухсекторный

(челюстной); ж, з – наклонный секторный; и – сдвоенный секторный; к – пальцевый

Классификация затворов:

в виде плоской задвижки (рис. 7.3 а, б

) – устанавливаются в днище или

боковой стенке бункера;

ленточные гусеничные (рис. 7.3, в

) – открывают или закрывают отвер-

стие передвижением рамы с закрепленной на ней подвижной конвейерной

лентой;

секторные (рис. 7.3, д–и

) – имеют цилиндрическую поверхность и при

закрывании или открывании поворачиваются вокруг горизонтальной оси;

челюстные (рис. 7.3

, ж, з) – с движением сектора вверх или вниз;

пальцевые (рис. 7.3, к

) – состоят из поднимающихся и опускающихся

рычагов (пальцев), подвешенных на цепях;

лотковые (рис. 7.3, г

) – регулируют поток груза изменением угла на-

клона лотка.

Питатели представляют собой механические устройства для обеспече-

ния стабильного регулируемого грузопотока из бункера или воронки на кон-

вейеры и средства периодического транспорта [6

, 7, 11, 12].

В настоящее время широко используется большое разнообразие конст-

руктивных исполнений питателей, каждый из которых имеет преимущества

при определенных условиях эксплуатации и организации загрузки, однако

универсального функционального решения не существует. Тип питателя

выбирают в каждом отдельном случае в зависимости от характеристики

транспортируемого груза, производительности и производственных условий

(табл. 7.2

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

4. Питатели и дозаторы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

195

Таблица 7.2

Типы и разновидности питателей

Тип питателя Назначение

Ленточный

Для равномерной подачи насыпных материалов

на технологические машины и транспортирующие

устройства. Обеспечивает регулируемую произво-

дительность изменением высоты слоя груза на

ленте с помощью шиберных устройств загрузоч-

ных бункеров

Пластинчатый

Для равномерной подачи тяжелых, крупно-

кусковых, абразивных грузов

Качающийся

Для непрерывной подачи из бункеров кусковых

и сыпучих материалов с насыпной плотностью до

2,6 т/м

. Имеет простую конструкцию, высокую

надежность и производительность, регулируется

за счет хода лотка

Вибрационный

Для дозированной подачи кусковых и зернис-

тых сыпучих материалов из бункеров, воронок

и других загрузочных устройств.

Питатели вибрационные с активатором предназ-

начены для выгрузки из бункеров сыпучих мате-

риалов, склонных к сводообразованию и зависанию

Дисковый Для равномерной выдачи из бункеров кусковых,

сыпучих и плохосыпучих материалов с насыпной

плотностью до 2,5 т/м

, работает под давлением

материала из бункера, производительность

регулируется за счет изменения положения

съемного ножа и числа оборотов двигателя

Винтовой

Для равномерной подачи пылевидных, зернис-

тых, мелкокусковых насыпных грузов

Барабанный

Для равномерной подачи хорошо сыпучих зер-

нистых и мелкокусковых грузов и с ребристой

поверхностью барабана для крупнокусковых

грузов

Цепной

Для равномерной подачи крупнокусковых одно-

родных грузов

Лопастный

Для равномерной подачи мелкофракционного

материала из бункера с высокой точностью подачи

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

4. Питатели и дозаторы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

196

Рис. 7.4. Схема дозатора с дозированием по объему

Питатели предназначены для непрерывной равномерной подачи сухих

материалов с заданными (или регулируемыми) характеристиками потока

в технологические машины и транспортирующие устройства. Работают как

самостоятельное оборудование для наполнения тары сыпучими продуктами.

Питатели применяют на предприятиях горной, металлургической про-

мышленности; на линиях по выпуску сухих строительных смесей; для подачи

сыпучих материалов в различных технологических про

цессах измельчения,

смешивания, транспортирования, обжига, фасовки.

Дозаторы – механические устройства цикличного действия, произво-

дящие при каждом цикле выдачу из бункера определенной порции (дозы)

насыпного груза. Дозирование может производиться по объему или по массе.

Дозирование по объему осуществляется с помощью мерного сосуда

(рис. 7.4

), плунжера или ячеечного барабана. Поворот мерного сосуда обес-

печивается пневмоцилиндром.

Некоторые типы дозаторов используют не только как самостоятельные

агрегаты, но и в комплексе с другими дозирующими устройствами, обеспе-

чивающими сложное многокомпонентное дозирование. Они имеют широкие

возможности по встраиванию в технологические линии.

Метательные машины представляют собой устройства, с помощью ко-

торых насыпному грузу сообщается кинетическая энергия, необходимая для

направленного полета на некоторое заданное расстояние (20–30 м). Исполь-

зование метательных машин особенно эффективно при подаче груза в труд-

нодоступные места [6

Метательные машины применяют в шахтах для закладки породой вы-

работанных пространств (закладочные машины) и на открытых работах для

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

5. Метательные машины



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

197

отсыпки отвалов, в металлургии – для загрузки шихты в печи, на дорожно-

строительных и земляных работах – при сооружении земляного полотна

дороги, насыпке дамб и пр. (грунтометатели), на железнодорожном и водном

транспорте – для заполнения трюмов судов (штивующие машины) и т. д.

По принципу действия различают метательные машины, сообщающие

струе груза скорость вылета трением о рабочий орган, захватом-толканием

и двумя этим

и способами одновременно.

Классификация метательных машин (рис. 7.5

) по типу рабочего

элемента:

ленточные – с прямой лентой (наклонный конвейер с лентой, движу-

щейся с высокой скоростью); с изогнутой лентой (ленточно-барабанные),

в которых груз засыпается между барабаном и лентой; в зависимости от мес-

та вылета груза подразделяются на машины с нижним и верхним вылетом;

лопастные – с расположением лопастного барабана на горизонтальном

валу (стр

уя груза подводится по периферии барабана и имеет высокую ско-

рость), изменение направления струи обеспечивается выдвижением щитка;

с расположением лопастного барабана на горизонтальной или вертикальной

оси (груз подводится через центральное отверстие в кожухе с небольшой

скоростью), изменение направления струи обеспечивается поворотом корпу-

са кожуха;

дисковые – вместо неподвижного круглого днища имеют плоский или

конусный вращаю

щийся диск с гладкой поверхностью или с радиальными

лопастями, захватывающими и выбрасывающими груз радиально во все

стороны.

Общим недостатком метательных машин является быстрое изнашива-

ние соприкасающихся с грузом частей (особенно с кусковым и абразивным).

Для увеличения срока службы лент число прокладок должно быть не более

2–3.

Рис. 7.5. Схемы метательных машин:

а – ленточная с прямой лентой; б, в – ленточно-барабанные;

г, д – лопастные (роторные); е – дисковая

Для облицовки лопастей и кожухов используют износостойкие мате-

риалы. Ленточные метательные машины обеспечивают меньшее разрушение

груза и являются более предпочтительными, чем лопастные.

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

198

Конвейерные весы предназначены для непрерывного взвешивания сы-

пучих материалов, транспортируемых горизонтальными и наклонными кон-

вейерами, с целью технологического контроля, нормирования и учета массы,

а также для коммерческих расчетов [6

, 11, 12].

Весы должны быть устойчивыми (возвращаться в первоначальное

положение после малого числа колебаний), надежными в работе при боль-

ших скоростях движения конвейерной ленты и неравномерной загрузке

и иметь возможно малую погрешность (не более 1 %), взрывобезопасное

и защищенное от влаги и пыли исполнение, малые габариты, возможность

установки на передвигающихся конвейерах и др.

Конвейерные весы по принципу действия разделяют на в

есы периоди-

ческого взвешивания (суммирующие) и весы непрерывного взвешивания

(интегрирующие). Конвейерные весы (весовой конвейер) первой группы

взвешивают отрезок конвейерной ленты с материалом, который в данный

момент времени находится на специальной взвешивающей платформе, вмон-

тированной в конвейерную раму.

Через промежуток времени, равный времени прохождения конвейер-

ной ленты на длину взвеш

ивающей платформы, производится новое взве-

шивание, и его результаты специальными счетчиками суммируются с пре-

дыдущими. Весовая платформа конвейерных весов устанавливается на

электрических датчиках веса, которые преобразуют вес груза, находящегося

на весовом участке в электрический сигнал, который передается на счетное

устройство, суммирующее показания через определенные интервалы

времени в зависимости от скорости движе

ния конвейерной ленты на кон-

вейерных весах.

Принцип действия интегрирующих конвейерных весов (непрерывного

действия) основан на непрерывном взвешивании массы груза в зависимости

от скорости движения конвейерной ленты, перемножении показателей и ин-

тегрировании по времени. Весы имеют датчики веса и скорости. Известно

много конструкций суммирующих и интегрирующих конвейерных весов

с мех

аническими рычажными устройствами и механическими сумматорами и

интеграторами, однако такие конвейерные весы уходят в историю. Все они

характеризуются большой длиной взвешивающей платформы, зависящей от

скорости конвейерной ленты, большими погрешностями взвешивания при

переменных нагрузках, сравнительно большой металлоемкостью и громозд-

костью конструкции, сложностью и большой стоимостью монтажа.

1. Принцип транспортирования груза на гравитационном устройстве.

Материалы, используемые для увеличения срока службы желобов

и труб.

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Контрольные вопросы



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

199

3. Общее устройство и назначение ступенчатых и спиральных спусков.

Устройство, назначение и классификация бункеров.

Как происходят процессы истечения и сводообразования в бункерах?

Устройство и классификация бункерных затворов.

Назначение, классификация и конструктивные типы питателей.

Для каких видов грузов предназначены питатели (ленточный, пла-

стинчатый, скребковый, винтовой)?

Устройство и принцип действия дозаторов.

10.

Общее устройство и назначение метательных машин.

11.

Назначение и принцип действия автоматических конвейерных весов.



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

200

План лекции

1. Назначение и общее устройство установок гидравлического транс-

порта.

2. Механическое оборудование установок гидравлического транспорта.

3. Назначение и общее устройство установок пневматического транс-

порта.

4. Механическое оборудование установок пневматического транспорта.

5. Расчет гидро- и пневмотранспортных установок.

Контрольные вопросы.

Установки гидравлического транспорта (рис. 8.1

) служат для переме-

щения насыпного груза по трубам и желобам в струе жидкости (воды) [6,

11].

Смесь груза с водой называется гидросмесью или пульпой. Принцип дейст-

вия гидравлических транспортных установок заключается в передаче энергии

движущейся воды частицам насыпного груза и перемещении их с большой

скоростью.

Гидротранспортные установки разделяют на напорные и безнапорные.

По желобам (каналам) пульпа перемещается самотеком в сторону движения.

По трубопроводам пульпа перемещается самотеком или под напором с по-

мощь

ю насоса: в горизонтальном направлении, вниз или вверх.

Гидротранспорт применяют в котельных ТЭС (для уборки золы, шла-

ка); на металлургических заводах (для уборки шлаков); в горной промыш-

ленности (подъем на поверхность угля, руды и подача в шахты закладочного

материала); на обогатительных фабриках; в химической промышленности;

в строительст

ве (перемещение размытого струей воды грунта).

Преимуществами гидротранспортных установок являются: компакт-

ность трубопроводов; герметичность; высокая производительность; большая

длина транспортирования по сложной трассе; простота технического обслу-

живания; возможность создавать любую по очертаниям трассу; автоматиза-

ция процесса транспортирования; обеспечение загрузки и разгрузки в любой

точке трассы.