Основы проектирования химических производств

Классификация транспортных средств для твердых материалов

По способу передачи усилия транспортируемому материалу транс­портные средства делятся на:

— машины, которые перемешают материал под действием механи­ческой силы, передаваемой от привода;

— гравитационные устройства, в которых груз перемешается 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 перемешать материал по прямому горизон­тальному или слегка наклонному (до 30°) участку (ленточные, пластин­чатые, скребковые транспортеры);

— машины, перемещающие грузы по криволинейному или на­клонному участку (скребковые, винтовые конвейеры 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 60°) углом наклона участка используются скребковые транспортеры.

Скребковые транспортеры — это машины для непрерывного транс­порта сыпучих материалов с помощью скребков, укрепленных на одной или двух тяговых пенях, движущихся по желобу или но трубе.

К достоинствам данной конструкции транспортеров можно отнес­ти следующее:

— простота конструкции и возможность загрузки и выгрузки ма­териала в любой точке подлине желоба;

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

— герметичность;

— значительный угол наклона (до 60°).

Однако повышенный расход энергии и и зное 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 90е) 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 переметается по трубам сгрусй 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 дли 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 в 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 для 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 разных технологических операций (охлаждение, сушка, доизмельчение и др.);

— траектория перемещения материала;

— производительность;

— режим работы.