粉體供料中穩(wěn)流和鎖風(fēng)設(shè)備的研究與開發(fā)

從70年代起建材行業(yè)針對(duì)水泥廠磨機(jī)定量給料和配料開發(fā)了HDG系列恒速定量給料秤和TDG調(diào)速定量給料秤，到80年代相繼引進(jìn)日本玖保田株式會(huì)社、大和制衡株式會(huì)社、德國申克公司、丹麥?zhǔn)访芩构镜亩拷o料設(shè)備和技術(shù)，大大地促進(jìn)了國內(nèi)工業(yè)計(jì)量秤的發(fā)展，隨著計(jì)量設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，影響粉體計(jì)量精度的原因已不再集中在計(jì)量設(shè)備本身。而粉體供料的穩(wěn)定性、均勻性和氣力輸送時(shí)反風(fēng)兩大問題已成為對(duì)計(jì)量精度的影響的主要問題。因此，研究開發(fā)解決粉體供料中穩(wěn)流和鎖風(fēng)問題的技術(shù)及設(shè)備顯得較為迫切，且有廣泛市場(chǎng)。

一、影響粉體計(jì)量原因的分析：

1．粉體物料的卸料特性及對(duì)計(jì)量的影響：

在生產(chǎn)中，粉體物料常是貯存在料倉或料庫中，粉體物料在料倉中的貯存和卸出，都會(huì)導(dǎo)致粒子與粒子之間、粒子與倉壁材料之間的摩擦行為，從而構(gòu)成力學(xué)現(xiàn)象。對(duì)于倉內(nèi)整個(gè)粉體層而言，我們希望在卸出時(shí)能夠象水一樣地均勻地全部向下流動(dòng)。這種流動(dòng)形式稱為整體流（群流），其特點(diǎn)是符合一般物料“先進(jìn)先出”的原則。而實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，倉內(nèi)粉體層的流動(dòng)區(qū)域常常呈現(xiàn)漏斗狀，即只有料倉中央部分形成料流，而其他區(qū)域的粉體或料流順序紊亂或停滯不動(dòng)，產(chǎn)生先加入的物料后流出的“先進(jìn)后出”的現(xiàn)象，這種流動(dòng)形式稱做漏斗流（部分流）。漏斗流會(huì)引起偏析、沖料、結(jié)塊、下料容重變化等不良現(xiàn)象，這些現(xiàn)象均會(huì)造成計(jì)量精度的極大誤差。

2．氣力輸送粉狀物料對(duì)計(jì)量的影響：

氣力輸送具有靈活布置、便于自動(dòng)化控制、維修量小等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中正得到日益廣泛的應(yīng)用，如果鎖風(fēng)解決不好，輕則會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵造成的計(jì)量誤差，重則使粉狀物料流態(tài)化從而致使計(jì)量設(shè)備無法工作。

在我們常見的鎖風(fēng)設(shè)備中有葉輪給料機(jī)、螺旋泵、溢流螺旋輸送機(jī)、噴射泵等。通過實(shí)踐表明：（1）葉輪給料機(jī)作為鎖風(fēng)送料設(shè)備時(shí)，軸承的游隙，殼體與葉片之間的間隙，往往造成大量的空氣泄漏導(dǎo)致計(jì)量系統(tǒng)正常狀態(tài)的破壞。如果不能采用特殊的密封材料或特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使葉片與殼體間的磨損得到補(bǔ)償，則在實(shí)際使用中又會(huì)受到很大限制。（2）螺旋泵是以料封的方式，實(shí)現(xiàn)螺旋泵進(jìn)出料口的完全隔離達(dá)到鎖風(fēng)的目的。但常常存在以下問題：a、螺旋泵出口閥板的密封狀況不理想，隨著閥板和閥板的磨損，密封狀況進(jìn)一步惡化，對(duì)于流動(dòng)性好的物料，在料封沒有形成之前，已經(jīng)形成氣流的“短路”，而“短路”一旦形成，料封就很難再形成了。b、螺旋泵的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)量系統(tǒng)的流量，在出料口處風(fēng)壓過大的條件下，螺旋泵內(nèi)很難形成有效的料封，使鎖風(fēng)失敗。（3）、溢流螺旋輸送機(jī)也是以料封方式鎖風(fēng)。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，較螺旋泵而言，料封較為可靠，但不能適應(yīng)高壓長距離輸送。（4）、噴射泵利用文丘管原理研制而成，鎖風(fēng)效果較好，能適應(yīng)較長距離輸送，但是風(fēng)能轉(zhuǎn)換率較低，功率消耗大。

二、穩(wěn)流供料機(jī)和氣送物料鎖風(fēng)機(jī)的研究與開發(fā)：

基于以上分析，鹽城市朗坤環(huán)保裝備有限公司聯(lián)合南京航空航天大學(xué)、江南大學(xué)、鹽城工學(xué)院的研究人員，采用葉輪給料機(jī)和文丘管的原理相結(jié)合的辦法，選擇彈性鎖風(fēng)的思路，成功開發(fā)了粉體穩(wěn)流供料機(jī)和氣送物料鎖風(fēng)機(jī)。

1．粉體穩(wěn)流供料機(jī)結(jié)構(gòu)原理：

基于粉體的力學(xué)現(xiàn)象及從料倉中卸出的形式的分析，專門設(shè)計(jì)的料倉形成了相對(duì)穩(wěn)定自成一體的料源，從而不受大料庫的物料架橋結(jié)拱等的影響。攪拌葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得粉體層能夠整體分割，達(dá)到整體流的效果。攪拌葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)將粉體物料填入緩壓倉中，緩壓倉中的葉輪改變了物料進(jìn)入均壓倉的位置，避免了料倉的壓力對(duì)均壓倉的直接影響，為物料均質(zhì)創(chuàng)造了條件。均壓倉中的葉片設(shè)計(jì)成螺旋狀，使得物料在此倉中得到充分疏松，近似自然狀態(tài)，從而抵消容重變化給計(jì)量帶來的影響，計(jì)量倉為一容積式計(jì)量倉，變頻可調(diào)，隨時(shí)保證按工藝需求，提供穩(wěn)流均質(zhì)的粉體物料給計(jì)量設(shè)備。

2.氣送物料鎖風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

該設(shè)備采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，葉輪設(shè)計(jì)成異形的兩端面密閉的形狀，葉輪與殼體間增設(shè)一與葉輪形狀相對(duì)應(yīng)的密封套，葉輪兩端面與殼體兩端蓋間設(shè)有兩個(gè)氣室，氣室內(nèi)的氣壓大小可通過安裝在殼體端面上的壓力表讀出而判斷空氣泄漏量的大小，根據(jù)泄漏量的大小，隨時(shí)調(diào)節(jié)密封套與葉輪的間隙，以達(dá)到適時(shí)補(bǔ)償葉輪葉片的磨損變量，確保葉輪與密封套間的間隙保持在密封要求的范圍內(nèi)。葉片的密封毛氈采用特殊材料制成且耐磨、耐溫，密封套根據(jù)是否接觸粉體物料的不同進(jìn)行了變徑處理，彌補(bǔ)了無物料時(shí)密閉不夠嚴(yán)密的缺陷。該設(shè)備在卸料口處根據(jù)文丘管的原理，配有相應(yīng)的輔助輸送管道，以減少卸料口的壓力，從而達(dá)到改善密封的效果。

四、工業(yè)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)：

自穩(wěn)流供料機(jī)和氣送物料鎖風(fēng)機(jī)開發(fā)以來，先后在福建政和、甘肅永登、重慶云陽、吉林九臺(tái)、鹽城電廠等水泥廠和電廠得到了成功應(yīng)用。通過生產(chǎn)實(shí)踐表明：

1．穩(wěn)流供料機(jī)既可以作為精確計(jì)量設(shè)備的輔助供料設(shè)備，又可以獨(dú)立地作為在計(jì)量精度要求不高時(shí)的粉體計(jì)量設(shè)備。

2．氣送物料鎖風(fēng)機(jī)是目前既有鎖風(fēng)設(shè)備中較為先進(jìn)的鎖風(fēng)送料的設(shè)備，該設(shè)備的成功開發(fā)使得鎖風(fēng)狀況變得可調(diào)可控。且隨時(shí)能夠得到準(zhǔn)確判斷，從而使生產(chǎn)實(shí)踐中的非正?，F(xiàn)象得以超前控制和避免。

3．這兩套設(shè)備與計(jì)量設(shè)備一起構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，可通過完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，作為煤粉、粉煤灰、生料粉、水泥等粉體物料的穩(wěn)定供料，精確計(jì)量、高效輸送的進(jìn)口替代產(chǎn)品，大大地降低了投資成本，具有廣闊的市場(chǎng)前景。