ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ

Классификация транспортных средств. для твердых материалов

По способу передачи усилия транспортируемому материалу транс­портные средства делятся:

• на машины, которые перемещают материал под действием меха­нической силы, передаваемой от привода;

• гравитационные устройства, в которых груз перемещается под действием силы тяжести;

• пневматические и гидравлические установки, в которых матери­ал перемещается с помощью потока воздуха или жидкости.

По направлению перемещения транспортируемого материала раз­личают:

• машины, способные перемещать материал по прямому горизон­тальному или слегка наклонному (до 30°) участку (ленточные, пластинча­тые, скребковые транспортеры);

• машины, перемещающие грузы по криволинейному или наклон­ному участку (скребковые, винтовые контейнеры и др.);

• машины, транспортирующие материал прямолинейно под боль­шим углом к горизонту или вертикально (элеваторы, винтовые конвейеры специального исполнения);

• устройства, способные перемещать грузы только по наклонному участку с отрицательным углом наклона к горизонту (гравитационные ус­тановки, пневматические желоба, транспортные трубы);

• установки, способные транспортировать материал в любом на­правлении, под любым углом (пневмотранспорт, гидротранспорт). Для транспортировки зерновых, пылевидных, кусковых материалов и штуч­ных грузов широкое распространение получили ленточные транспорте­ры. Ленточные конвейеры - это машины непрерывного транспорта, пе­ремещающие груз на непрерывной ленте, которая является тяговым ра­бочим органом.

Основными достоинствами ленточных транспортеров являются:

• простота конструкции и высокая надежность;

• широкий диапазон производительностей (от 2,5 до 560 кг/с);

• значительная длина транспортеров (до 3,5 км).

Однако эти транспортные устройства непригодны для перемеще­ния сильнопылящих, налипающих и горячих (>90 °С) материалов. Транспортировка материалов возможна лишь по прямолинейному уча­стку и с незначительным углом наклона (не более 18°).

Для транспортировки сыпучих, зернистых и мелкокусковых мате­риалов (колчедан, аммофос, суперфосфат, известь и др.) на сравнитель­но небольшие расстояния (не более 100 м) под большим (до 90°) углом наклона участка используются скребковые транспортеры. Скребковые транспортеры - это машины для непрерывного транспорта сыпучих ма­териалов с помощью скребков, укрепленных на одной или двух тяговых цепях, движущихся по желобу или по трубе.

К достоинствам данной конструкции транспортеров можно отне­сти следующее:

• простота конструкции и возможность загрузки и выгрузки мате­риала в любой точке по длине желоба;

• возможность совмещения транспортировки материала с другими технологическими операциями (охлаждение, промывка, нагревание);

• герметичность;

• значительный угол наклона (до 90°).

Однако повышенный расход энергии и износ скребков и желоба, а также малая длина перемещения и возможность измельчения хрупкого груза ограничивают применение скребковых транспортеров.

Для транспортировки зерновых, а также пастообразных материа­лов используют винтовые конвейеры (шнеки), в которых перемещение и перемешивание материалов происходит при помощи винта. В зависимо­сти от свойств материала и назначения шнека используют винты разной конструкции. Например, для транспортировки порошкообразных и мел­кокусковых материалов применяют сплошные винты, а для налипающих материалов - ленточные и лопастные.

К основным достоинствам винтовых конвейеров относятся:

• простота конструкции, надежность работы;

• герметичность;

• возможность проведения операции сушки, растворения и кри­сталлизации;

• большой (до 90°) угол наклона.

К недостаткам винтовых конвейеров следует отнести: повышен­ный расход энергии, износ винта, небольшая (до 40 м) длина участка пе­ремещения, истирание и дробление материала, а также чувствительность к перегрузкам.

Для перемещения сыпучих материалов и штучных грузов в верти­кальном направлении или под большим (более 60°) углом используют ковшовые и полочные элеваторы.

Достоинство ковшовых элеваторов в следующем:

• малые габаритные размеры;

• широкий диапазон производительности (от 5 до 600 м /ч);

• возможность совмещения технологических операций (обезвожи­вание, сушка, охлаждение);

• высота подъема до 60 м.

Выбор типа элеватора зависит от его назначения и свойств транс­портируемого материала.

Широкое распространение на химических предприятиях для транс­портировки сыпучих материалов получили установки пневмотранспорта, в которых материал перемещается по трубам струей воздуха.

К основным достоинствам этих установок следует отнести сле­дующие:

• полная герметичность и надежность;

• высокая скорость транспортировки;

• возможность перемещения пылевидных, гигроскопических и пожароопасных материалов;

• незначительные потери материала.

Однако надо отметить, что установки пневмотранспорта не при­годны для перемещения влажных и абразивных материалов.

Пневматические установки делят на всасывающие, нагнетатель­ные и смешанные.

Всасывающие - это установки, в которых материал перемещается по трубам при давлении воздуха ниже атмосферного (до 0,01 МПа). Ма­териал через сопло вместе с воздухом засасывается в трубопровод. Ос­новное количество материала отделяется в разделителе, затем в циклоне и фильтре. В установках этого типа наблюдается большой расход энергии при всасывании, главным образом, из-за малой концентрации твердой фа­зы в воздухе (10 кг/кг) и высокой скорости воздуха (20...30 м/с).

Нагнетательные - это установки, в которых материал перемещает­ся по трубам сжатым до 0,8 МПа воздухом. Установки нагнетательного ти­па более экономичны, концентрация твердой фазы допускается до 100 кг/кг, возможно перемещение материала на большие расстояния (до 2000 м).

Установки смешанного типа - это установки, в которых часть тру­бопровода работает под разрежением, а другая часть - под давлением.

Любая установка пневмотранспорта состоит из загрузочного и разгрузочного устройства, трубопровода, аппаратов ддя очистки воздуха (циклоны, фильтры) и воздуходувной машины (вакуумный насос, возду­ходувка или компрессор).

Основными исходными данными для выбора и расчета транспорт­ных устройств являются:

• физико-химические характеристики насыпных грузов (дисперс­ность, размер кусков (зерен), удельный и насыпной вес, влажность, угол естественного откоса, абразивность);

• токсичность, пожароопасность и взрывоопасность материала;

• температура материала;

• возможность совмещения водных технологических операций (охлаждение, сушка, доизмельчение и др.);

• траектория перемещения материала;

• производительность;

• режим работы.