ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ НА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ УСТАНОВОК

Основными частями пневматических транспортирующих уста­новок являются; 1) нагнетательная или всасывающая воздушная машина; 2) воздухосборник; 3) масло и водоотделитель; 4) тру­бопроводы; 5) загрузочные устройства (питатель); 6) отделители; 7) фильтры; 8) аппаратура для дистанционного управления. 236

В нагнетательных пневматич'еских установках сжатый воздух подается поршневым компрессором. Так как необходимое давле­ние компрессора составляет 30—50 н! смг (3—5 кгс! см2), то ком­прессоры обычно устанавливают одноступенчатые. Ввиду того что окружающий воздух запылен, на всасывающем трубопроводе компрессора обязательно устанавливают фильтр для очистки воздуха от пыли, а перед питателем устанавливают водо - и маслоотделитель. При выборе схемы трубопровода следует избегать излишних колен, тройников и других так называемых местных сопротивлений, увеличивающих расход энергии. Кроме того следует иметь в виду, что эти детали быстрее всего изнаши­ваются. Вертикальные участки следует располагать ближе к пи­тателю.

Трубопровод, по которому воздух от компрессора подводится к загрузочному устройству, называют воздухопроводом, где пере­мещается материал, — рабочим, а служащий для отвода воздуха в атмосферу — выхлопным. Трубопровод желательно изображать пространственной схемой с указанием длин отдельных участков и так называемых местных сопротивлений (колена, двухходовые затворы и др,).

Воздухопроводы делают из тонкостенных стальных труб с флан­цами. Для уменьшения потери давления диаметр воздухопровода выбирают равным или большим диаметра рабочего трубопровода. В качестве прокладок между фланцами служат резина, картон, клингер нт.

Рабочие трубопроводы выполняют из стальных цельнотяну­тых труб с фланцами (ГОСТ 8732—58). При установке их необхо­димо соблюдать следующие требования:

1) у рабочего трубопровода должно быть как можно меньше перегибов (колен); углы перегиба не должны превышать 90°; ..закругления должны быть плавными с радиусом, превышающим. диаметр трубы не менее чем в 5 раз; внутреннюю поверхность Колен желательно футеровать фарфором;

2) трубопровод должен быть проложен в закрытом помещении ][Цли надежно теплоизолирован, чтобы в нем не происходила кон­денсация влаги; через каждые 20—30 м должны быть предусмо­трены патрубки для возможности продува в случае закупорки;

3) должен быть обеспечен легкий доступ к трубопроводу для !ремонта.

Разгрузочные патрубки у силосов делают из чугунного литья, Причем стенка патрубка, о которую ударяется струя на повороте, ^Должна быть утолщенной.

Для увеличения срока службы труб их через 1 —1,5 года по­ворачивают вокруг своей оси на 180°.

Загрузочные устройства (питатели) для подачи материала в тру - .Оопровод сжатого воздуха являются важнейшей частью транспор­тирующей пневматической установки. Все они работают по шлюзовому принципу, т. е. пропускают материал в трубопровод сжатого воздуха и препятствуют утечке воздуха из него через питатель.

На заводах строительных материалов применяют два вида пи­тателей — винтовые и камерные. Наибольшее применение полу­чили винтовые питатели.

Рабочим органом винтового питателя (рис. 138) являются ко­роткий консольный винт 1, установленный в цилиндрическом кор­пусе 2, имеющем сменную рубашку 3. Шаг винта уменьшается по. направлению к выходу материала из корпуса и составляет в за­борной части 5 = 0,8D, а последнего напорного витка S (0,55-ь ч-0,6)£). Винт вращается от фланцевого электродвигателя со скоростью около 1000 об/мин. Материал поступает из бункера в загрузочное отверстие, захватывается винтом и подается в сме­сительную камеру 4.

В нижней части смесительной камеры находятся два ряда от­верстий-форсунок 6 (11—'13 шт.), через которые вводится сжатый воздух. Форсунки установлены так, что все три потока воздуха пересекаются в смесительной камере в одной точке (в фокусе). Воздух, выходящий из форсунок с большой скоростью, разрых­ляет подаваемый винтом материал, смешивается с ним и образует легкоподвижную аэросмесь (смесь воздуха и материала), которая и перемещается по трубопроводу к месту выгрузки.

Так как шаг винта у загрузочного отверстия больше, чем у выхода в смесительную камеру, то у выходного отверстия мате­риал уплотняется и препятствует прорыву сжатого воздуха из смесительной камеры через корпус в загрузочный бункер.

Выходное отверстие корпуса снабжено клапаном 5, связанным рычагами с противовесом. При неравномерной загрузке питателя клапан регулирует поступление материала в смесительную ка­меру, в случае прекращения подачи материала он закрывается и препятствует проходу сжатого воздуха в бункер. Одновременно трубопровод продувается сжатым воздухом до тех пор, пока не будет закрыт главный воздушный вентиль.

Конец винта не подходит вплотную к клапану. Между ними образуется промежуток, заполненный уплотненным материалом — «пылевая пробка». При этом, чем больше ее длина, тем лучше гер­метизация, Однако с увеличением длины пробки возрастает мощ­ность, потребляемая винтовым питателем, и сильнее изнаши­ваются его детали. Длину пробки можно регулировать выдвиже­нием цилиндрической части корпуса питателя при помощи бол­тов. Предел регулирования пылевой пробки указан в таблице. Для увеличения срока службы лопастей винт наплавляют твер­дым сплавом электродами Т-590 или Т-660. Зазор между винтом и броней цилиндра должен быть не более 3 мм (обычно 1—2 мм). Для конечной лопасти максимальное уменьшение номинального диаметра при износе не должно превышать 10—12 мм. 238

Если износ достигнет указанных пределов, детали необходимо ремонтировать, так как питатель начинает работать с пониженной производительностью и возможен прорыв воздуха из смесительной камеры в приемную воронку.

При подаче материала к винтовому питателю необходимо сле­дить, чтобы в него не попадал неразмолотый клинкер и случайные металлические предметы, которые могут вызвать поломку и ава­рию питателя. Поэтому перед пи­тающим бункером обязательно долж1 но быть установлено просеивающее устройство, а иногда и дополнитель­ный магнитный сепаратор (напри­мер, в производстве шлакопортланд - цемента).

В 1966 г. на винтовые пневматиче­ские насосы (питатели) утвержден ГОСТ 12018—66.

Следует отметить, что основные параметры винтовых питателей, ука­зываемые в технических характери­стиках (табл. 42), относятся к опре­деленным условиям эксплуатации (расстояние транспортирования, дав­ления в смесительной камере). По­этому для конкретных типов пита­телей экспериментально устанавли­вают зависимость производитель­ности и потребляемой мощности от давления в смесительной камере. Такие графики для питателя с винтом диаметром 200 мм, составленные ВНИИПТМАШем, при транспорти­ровании цемента по трубопроводу диаметром 175 мм приведены на рис. 139. Зная один из параметров питателя, например длину транспортирования, можно найти все остальные параметры.

Пример. Определить по характеристике (рис. 139) основные параметры вин­тового питателя диаметром 200 мм при транспортировании цемента на расстоя­ние Lnp = 350 м.

С правой стороны графика на оси ординат находим точку А, соответству­ющую Lnp= 350 м, двигаясь от которой до кривых L — F {рк) Q — F (р*), ji = F и осед координат, находим точки Б, В, Г, Д, Е, С и устанавливаем, что при Lnp = 350 м давление в смесительной камере рк --= 3,3 кгс/см2, мощность, потребляемая двигателем питателя, N — 72 ks/п; производительность насоса Q — -^=45 т/ц.

Наряду с винтовыми питателями для введения цемента в транс­портирующий трубопровод применяют камерные питатели (ка­мерные насосы). 240

Камерный пневматический насос представляет собой цилиндри­ческий сосуд (камеру) с верхним сферическим и нижним кониче­Ским днищами. По числу камер насосы делятся на однокамерные >:й двухкамерные, по типу выдачи материала в трубопровод— на ■&асосы с верхней и нижней выдачей.

Этн насосы являются агрегатами цикличного действия с по­очередным питанием и разгрузкой камер. Принцип их работы Заключается в вытеснении аэрированного цемента из камеры сжа - воздухом.

Насос Павшинского завода «Цеммаш» (рис. 140) состоит из |Ёвух камер. Камеры загружаются через конические клапаны пуска, установленные в верхней их части.

Во время загрузки одной камеры происходит опорожнение второй камеры под действием сжатого воздуха, подаваемого сверху снизу. После опорожнения второй камеры автоматически ире - |£ращается подача сжатого воздуха, открывается конический ^Клапан и камера загружается цементом. В это время первая ка­мера разгружается. Время загрузки всегда меньше времени вы­Грузки.

1

TOC o "1-3" h z

В

Камеры управляются автоматически с помощью гидравличе­ских датчиков. Для этого камеры установлены на опорные дом­краты гидросистемы.

Загрузка прекращается, когда загружаемая камера достигает определенного веса. Камера нажимает на опорные домкраты гид­росистемы, а золотник включает силовые цилиндры конического клапана, выпускного клапана и впуска рабочего воздуха. Ко­нический клапан закрывается и подается сжатый воздух для аэри­рования цемента и создания давления в камере. Аэрированный цемент вытесняется в трубопровод и транспортируется к месту выдачи.

Окончание транспортирования цемента определяется по па­дению давления в камере Падение давления в камере восприни­мается специальным пневматическим устройством, воздействую­щим на золотник цилиндра управления, который подает сжатый воздух на открывание конического клапана, закрывание клапана впуска воздуха и открывание клапана выпуска воздуха. Камеры сварной конструкции из листовой стали толщиной 10 мм рас­считаны на внутреннее давление 60 н! смг (6 кгс! см2).

Павшинский завод выпускает два типоразмера камерных на­сосов, техническая характеристика которых приведена ниже.

Техническая характеристика двухкамерных пневматических насосов

Наружный диаметр камеры в мм................................................................ 1420 1620

Производительность (по цементу) в т/ч 40 80—100

Наибольшая дальность подачи материала в м 200.................................. 200 » высота подачи материала в м 35 35 Внутренний диаметр транспортного трубопро­вода в мм............................................................................................................................. 150 180

TOC o "1-3" h z Рабочее давление сжатого воздуха в кес/см? 4—б 4—6

Расход воздуха в м3/т............................................................................. 22—25 22—25

Система управления........................................................................................ Автоматическая

Габаритные размеры в мм:

Длина...................................................................................................... 4480 4885

Ширина..................................................................................................... 2320 2560

Высота........................................................................................................... 3370 3670

Вес в кг.......................................................................................................... 4507 5076

По сравнению с винтовыми камерные питатели имеют следу­Ющие преимущества: отсутствие быстродвижущихся и быстроиз­нашивающихся частей, возможность транспортирования на боль­Шие расстояния (до 2 км).

К недостаткам камерных питателей относятся большие габа - 'риты и больший расход энергии на ввод материала в трубо­Провод.

Отдел ители представляют собой стальные резервуары значительных размеров, оборудованные для выпуска материала 'Шлюзовыми затворами. • 16* 243

Шлюзовые затворы, как и питатели, передают материал из пространства с более высоким давлением в пространство с более низким давлением, и наоборот.

На рис. 141 показана схема барабанного шлюзового затвора. Барабан с ячейками вращается в корпусе. Материал из бункера заполняет ячейки барабана и при повороте его высы­пается в трубопровод или в отводной лоток. Лопасти барабана плотно прижаты, к корпусу и препятствуют выходу воздуха. Барабан вращается от электропривода с числом оборотов 20—60 в минуту.

Фильтры. На цементных заводах получили распростра­нение сухие рукавные (мешочные) фильтры. Воздух, вдуваемый в сплосы для пневматического транспортирования или для раз­рыхления, необходимо удалять обеспыленным. Для этого на крышку каждого силоса устанавливают по одному напорному фильтру. Такой фильтр изображен на рис. 142. Круглые матерча­тые фильтровальные рукава присоединены к патрубкам, через которые поступает воздух. Диаметр рукава около 200 мм, длина около 2 м. В верхней части рукава закрыты деревянными проб­ками с крючками для подвешивания к металлической раме. Воз­дух, поступающий из силоса под давлением выше атмосферного, проникает через пористый материал фильтра, а пылинки задер­живаются шероховатой внутренней поверхностью рукава. Воз­никающие при пневматическом транспортировании неизбежные колебания давления вызывают дрожание фильтровальных рука­вов, благодаря чему пыль падает вниз и таким образом рукава очищаются.

Размеры фильтрующей поверхности принимают в зависимости от количества воздуха, подлежащего очистке. В среднем можно принимать 1 м2 фильтрующей поверхности на 1,0 мъ! мин очи­щаемого воздуха. 244

Кроме напорных, применяют всасывающие рукавные фильтры. Металлическая камера всасывающего фильтра (рис. 143) разде­лена перегородками на секции, соединенные с трубопроводом. Внутри секций подвешивают рукава из хлопчатобумажной ткани. Внизу рукава неподвижно прикреплены к решетке с отверстиями, вверху они надеты на диски, подвешенные к раме. Таким образом вверху рукава закрыты, а внизу — открыты.

Воздух, подлежащий очистке, вентилятором по трубопроводу,

Пыли. Из бункера загрязненный воздух поступает в матерчатые рукава. Пыль задерживается на внутренней поверхности рука - :вов, а очищенный воздух, пройдя через ткань, поступает в верх­нюю коробку и но трубопроводу выбрасывается вентилятором ■ В атмосферу.

В течение 5—10 мин работы фильтра рукава покрываются из­нутри слоем пыли, делающим их почти непроницаемыми для воз­духа. Поэтому в процессе работы необходимо периодически очи­щать рукава сильным встряхиванием, одновременно пропуская воздух в обратном направлении. В описываемом фильтре такая Фчистка производится автоматически.

Пылезадерживающая способность тканей зависит от рода ®ыли, степени запыленности воздуха и типа ткани. Из хлопчато - Умажных тканей рекомендуют красный вельветон, пестротканую 1анель и бумажную замшу. Степень очистки воздуха от пыли таких фильтрах достигает 97—99%. 1 Расчет фильтра заключается в определении величины филь­трующей поверхности.

Фильтрующую поверхность определяют по формуле

S = м~, (251)

Где Q — объем фильтруемого воздуха в мл! ч

Q — удельная нагрузка в мл! н на 1 х2 фильтрующей поверх­ности.

Нормальная удельная нагрузка на фильтрующую поверхность Q — 180-^220 м3,'ч. на 1 м2; скорость фильтрации V^, 0,03 ч-0,08 м! сек.

Сопротивление фильтра при расчетах можно принимать 30— 50 мм вод. ст. при нагрузке 190 м'л! ч на 1 м2 фильтрующей по­верхности.

При использовании аппаратов для обеспыливания воздуха, содержащего угольную или другую органическую пыль, необхо­димо иметь в виду, что она взрывоопасна. Поэтому в помещениях требуется соблюдать все правила, установленные для взрыво­опасной среды (взрывобезопасная электроаппаратура, преду­преждение искрообразования и пр.).

Вследствие трения частиц пыли элементы фильтра в процессе работы приобретают заряды статического электричества, что может сопровождаться сильным искрообразованием. Поэтому для отвода зарядов статического электричества ткань рукавов и металлические части кожухов необходимо заземлять при помощи проволочек, прошитых через всю ткань фильтра. /

Во многих действующих и во всех запроектированных заводах предусматривается централизованное управление пневматиче­скими транспортными установками от распределительного и сиг­нального щита.

Эти щиты имеют сигнализирующие устройства для извещения о заполнении силосов. На щите устанавливают также пульт уп­равления двухходовыми переключателями трубопровода и све­товой указатель пути транспортирования. Проходимые пути на щите подразделяют на отдельные просвечивающие полоски; сзади каждой полоски установлены сигнальные лампочки, электрически связанные с ртутными выключателями, расположенными в двух­ходовых затворах. В зависимости от положения затвора вклю­чается и зажигается та или иная лампочка. В световой переме­щающейся дорожке на щите схематически представлены двух­ходовые затворы. Силосы на доске обозначены кругами; в сере­дине каждого из них имеется небольшое круглое красное стекло. Лампочка, установленная сзади стекла, сигнализирует о запол­нении силоса; одновременно подается звуковой сигнал. Сигналь­ная лампочка горит все время, пока силос остается заполненным. Для выключения звукового сигнала имеется кнопка.

Двухходовой переключатель трубопровода (рис. 144) пред­назначен для изменения направления потока. Внутри чугунного

Корпуса / находится дисковый клапан 2, переставляемый рыча­гом 3, выведенным наружу через сальниковое уплотнение. По­ворачивая рычаг, перекрывают дисковым клапаном одно или дру­гое отверстие и направляют поток или в ответвление, или в глав­ный трубопровод.

Для дистанционного управления рычаг 3 соединяют с поршнем распределительного цилиндра. Для сигнализации о заполнении емкости служат различные азатели уровня, на рис. 145 приведены некоторые из них.[7]Казатель уровня УКВ состоит из корпуса с установленным в нем "ектродвигателем, трубы и вала с крыльчаткой (рис. 145, а), ягектродвигатель посредством зубчатой и червячной передачи. ращает крыльчатку. Когда уровень цемента поднимается до "ыльчатки, последняя застопоривается. При остановке крыль - Йтки, а вместе с ней червячного колеса червяк смещается в осе - ~м направлении, поворачивает рычаг и переключает ртутные - Онтакты.

Сигнал. При опорожнении силоса указатель занимает вертикальное положение и при этом через ртутный контакт также дается сигнал.

Указатель уровня С-607 (рис. 145, в) состоит из гнезда и дат­чика с гибким проволочным щупом. Датчик крепится винтом к гнезду. Вход гибкого щупа в оправку защищен резиновым кол­паком.

Датчик состоит из корпуса и оправки, зажимающих вставную Втулку с контактной трубкой. Контакты, расположенные в дат­Чике, при изгибе щупа замыкаются.

При работе на цементе или песке на конец гибкого щупа на­девается самоустанавливающаяся пластина. 248