小型稻谷干燥機——風運動提升部分的設(shè)計

1、目錄第一章 緒論 .11.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 .11.2 風運提升機的特點分析 .21.3 本課題研究的目的與意義 .2第二章 提升部分的設(shè)計方案論證 .42.1 提升機的分析.42.2 不同方案的制定 .4 2.2.1 方案一.42.2.2 方案二.52.3 上述方案分析和比較.62.4 方案確定.62.5 本章小結(jié).6第三章 提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算 .73.1 提升機主要性能指標 .73.2 提升機動力系統(tǒng)的相關(guān)計算.73.2.1 輸送量 G 的選取.73.2.2 輸送風速的選取.73.2.3 濃度比的選取.8 3.2.4 風網(wǎng)阻的計算.83.2.5 風機的選擇.93.2.6 輸送管道的相關(guān)計

2、算.9 3.2.7 輸送壓力.10 3.2.8 儲料桶的相關(guān)計算.103.3 本章小結(jié).11第四章氣力提升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .124.1 氣力提升機的整體結(jié)構(gòu).124.2 儲料桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計.124.3 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計.134.4 防漏擋板的機構(gòu)設(shè)計.144.5 出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計.154.6 本章小結(jié).15第五章氣體提升機存在的問題及解決辦法 .165.1 動力消耗問題.165.2 管道堵塞問題.165.3 解決方法.17第六章結(jié)論 .18致謝 .19參考文獻 .21科技論文及翻譯 .22小型稻谷干燥機小型稻谷干燥機風運動提升部分的設(shè)計風運動提升部分的設(shè)計摘要：摘要：稻谷干燥機的運送部分的作用十分重

3、要，而通常稻谷干燥機所采用的是斗式輸送，這種方式雖然穩(wěn)定、經(jīng)濟，但效率太低而且所需空間較大，不利于家庭使用。針對這種情況，風運輸送的優(yōu)點就完美的體現(xiàn)出來。本設(shè)計在深入了解風運提升機的研究現(xiàn)狀后，根據(jù)負壓輸送原理，計算得出風運提升機的主要的設(shè)計參數(shù)。在此基礎(chǔ)上對風運提升機進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并介紹了常見問題及其防治方法。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：氣力提升、負壓輸送、提升機、風運。Small Rice Dryer -The Design Of Enhancing ByAirAbstract: The rough rice dryer ships the part the function to be very i

4、mportant, what but the usual rough rice dryer uses is the basket transportation, although this way is stable, is economical, but the efficiency is too low moreover needs the space to be big, does not favor the family use. In view of this kind of situation, the wind transports transportations merit o

5、n perfectly to manifest.After In-depth understanding of the design wind transported research hoist, transportation in accordance with the principle of negative pressure, wind transported calculated hoist the main design parameters. On the basis of delivery of the wind to hoist the structural design,

6、 and introduced the common problems and their prevention and control methods.Keywords : Enhance energy, Vacuum conveyor, Hoist, Wind transported.第一章第一章 緒論緒論1.11.1 國內(nèi)外研究概況國內(nèi)外研究概況 19 世紀初，氣力輸送技術(shù)已被應用于工業(yè)領(lǐng)域，當時主要用于港口碼頭和工廠內(nèi)的谷物輸送。當時的氣體壓縮技術(shù)和輸送系統(tǒng)控制水平等客觀因素，限制了氣力輸送技術(shù)的發(fā)展與應用。在 20 世紀 30 年代初期，氣力輸送技術(shù)已在燃煤發(fā)電廠應用于輸送鍋爐排放的

7、干灰和鍋爐爐底渣，但當時發(fā)電機組容量較小，輸送系統(tǒng)的輸送能力低、輸送距離短、設(shè)備磨損嚴重、輸送系統(tǒng)運行可靠性差，而且當時環(huán)境保護意識落后，因此粉煤灰沒有作為一種資源加以開發(fā)利用。燃煤發(fā)電廠均采用以水力除灰系統(tǒng)為主的除灰方式，限制了氣力輸送技術(shù)的推廣和應用。隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，燃煤發(fā)電廠發(fā)電機組的單機容量不斷增大，國家對環(huán)境保護的要求越來越高，發(fā)電廠粉煤灰已作為一種資源被開發(fā)利用。20 世紀 70 年代中期，在粉煤灰有了市場需求的條件下，國內(nèi)有關(guān)科研機構(gòu)和一些設(shè)備制造廠開始研究開發(fā)氣力輸送技術(shù)及其設(shè)備，并在燃煤發(fā)電廠中以水力除灰為主，氣力除灰系統(tǒng)為輔的條件下，氣力除灰、氣力除渣系統(tǒng)才被逐步應用

8、。從 20 世紀 80 年代開始，隨著我國改革開放的不斷深入，國內(nèi)電力行業(yè)在引進整套發(fā)電機組中，大多數(shù)電廠均采用氣力除灰系統(tǒng)，雖然氣力除灰系統(tǒng)樣式眾多，但通過運行實踐考核，所有配套引進的氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備運行均安全可靠。因此，國內(nèi)科研機構(gòu)和設(shè)備制造廠在吸收消化引進系統(tǒng)及其設(shè)備的基礎(chǔ)上，對氣力除灰系統(tǒng)逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。另一方面，通過與外資合作，利用國外技術(shù)合資生產(chǎn)氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備。由于發(fā)電機組的單機容量不斷增大，燃煤發(fā)電廠的粉煤灰綜合利用需求量不斷擴大，在對氣力輸送系統(tǒng)運行安全可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)境保護要求嚴格的情況下，合資國產(chǎn)化氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備已基本能達到上述要求，并已占有國內(nèi)燃煤發(fā)電廠

9、氣力輸送系統(tǒng)的主要市場，因此在燃煤發(fā)電廠中，氣力輸送系統(tǒng)已作為主要除灰系統(tǒng)，并逐步取消備用的水力除灰系統(tǒng)或其他備用除灰系統(tǒng)。近二十多年來，濃相氣力輸送技術(shù)發(fā)展很快，已在燃煤發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)中得到廣泛應用。由于燃煤電廠粉煤灰的物理特性，采用濃相氣力輸送系統(tǒng)具有能降低輸送速度、減少磨損、提高輸送能力、提高輸送灰氣比和降低輸送單位能耗等優(yōu)點，因此濃相氣力除灰系統(tǒng)應用最為普遍。由于濃相氣力輸送系統(tǒng)一般在靜電除塵器每個灰斗下安裝一套發(fā)送設(shè)備，因此它是靜電除塵器灰斗內(nèi)干灰集中與輸送為一體的輸送系統(tǒng)；由于在一套輸送系統(tǒng)中可以由多個輸送單元組成，因此可以適應不同發(fā)電機組容量輸送干灰的需要。1.21.2 風運

10、提升機的特點分析風運提升機的特點分析(1)負壓氣力輸送系統(tǒng)是利用抽真空設(shè)備使輸送管道內(nèi)產(chǎn)生負壓進行輸送，因此輸送系統(tǒng)最大可以利用的壓力不大于 01MPa。其輸送管道真空度在出口處最低，隨著在輸送過程中產(chǎn)生的阻力不斷升高，人口處真空度最高。由此可見，一條輸送管道真空度由低到高是系統(tǒng)的基本特點。(2)由于負壓氣力輸送系統(tǒng)是依靠抽吸作用輸送稻谷的，為防止雜質(zhì)被抽吸到系統(tǒng)內(nèi)而影響系統(tǒng)正常運行，因此靜電除塵器灰斗一般采用定期出灰方式，同時必須保留一定數(shù)量的密封料層。(3)由于系統(tǒng)及其設(shè)備、管道均處于低于大氣壓力下運行，因此系統(tǒng)在運行時不會向外泄漏，工作環(huán)境好。(4)負壓氣力輸送系統(tǒng)一條輸送管道可以串聯(lián)多

11、個受體，是連續(xù)輸送的輸送系統(tǒng)，因此系統(tǒng)簡單，設(shè)備環(huán)節(jié)少，運行安全可靠。(5)由于裝置平面尺寸和空間尺寸均很小，所以便于布置，節(jié)省工程投資。(6)負壓氣力輸送系統(tǒng)在輸送過程中，稻谷在輸送管道內(nèi)處于懸浮狀態(tài)下被輸送，因此輸送管道起始流速必須大于稻谷的懸浮速度。1.31.3 本課題研究的目的與意義本課題研究的目的與意義我國南方地區(qū)稻谷收獲季節(jié)短,收獲稻谷的原始水分高,需要及時進行干燥處理的特點, 基于南方高溫、高濕氣候條件下,高水分含量稻谷需要前期快速處理，既要求稻谷干燥機要具有快速高效的特點。所以稻谷干燥機的運送部分的作用十分重要，而通常稻谷干燥機所采用的是斗式輸送，這種方式雖然穩(wěn)定、經(jīng)濟，但效率

12、太低而且所需空間較大，不利于家庭使用。針對這種情況，風運輸送的優(yōu)點就完美的體現(xiàn)出來。風運輸送又稱氣壓輸送，是指運用風機（或其他動力設(shè)備）使管道內(nèi)形成一定速度的氣流，從而管路內(nèi)的顆粒上作用力有：顆粒重力、浮力、以及空氣阻力。顆粒在重力作用下，降落速度越來越快，同時，導致顆粒受到的空氣阻力，也越來越大。最后，當顆粒的重力、浮力和空氣阻力三力平衡是，顆粒在空氣中以不變的速度做勻速降落，稱為顆粒的自由沉降。這時顆粒具有的運動速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對運動的原理，當空氣以顆粒的沉降速度自下而上流過顆粒時，顆粒將自由懸浮在氣流中，這就是顆粒在垂直管中的懸浮機理。這時的氣流速度稱為顆粒的懸浮速度，在數(shù)

13、值上等于顆粒的沉降速度。如果氣流速度進一步提高，大于顆粒的懸浮速度，則在氣流中懸浮的顆粒，必將為氣流帶走，而發(fā)生了氣流輸送。這時的氣流速度稱氣流的輸送速度。所以，在垂直管中，氣流速度大于顆粒的懸浮速度。這時散粒物料將沿一定的管路從一處輸送到另一處。而氣壓輸送中應用最廣泛的是負壓輸送。應用負壓氣力輸送系統(tǒng)技術(shù)歷史很久，技術(shù)成熟可靠。系統(tǒng)輸送能力從每小時輸送兒口公斤發(fā)展到幾十噸，濃度比由每公斤空氣輸送幾公斤發(fā)展到輸送幾十公斤，因此對系統(tǒng)及其設(shè)備的要求也在不斷提高，這是負壓氣力輸送系統(tǒng)不斷發(fā)展的根本原因。在 20 世紀 70 年代前，國內(nèi)采用立式受器，蒸汽抽氣器等設(shè)備組成的負壓氣力輸送系統(tǒng)較為普遍采

14、用，并獲得了運行實踐經(jīng)驗。但由于該系統(tǒng)存在蒸汽消耗量大，輸送能力小，輸送濃度低及設(shè)備管道磨損嚴重，系統(tǒng)可靠性差，運行維護成本高等缺點，因此難以適應電力系統(tǒng)迅速發(fā)展和對安全可靠生產(chǎn)的嚴格要求。在 20 世紀 70 年代，由原冶金工業(yè)部為上海寶鋼自備電廠引進 2x 350MW 機組時，配套提供了負壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，通過運行實踐考核，效果良好；在時隔 5 年后由電力部引進 2x 300MW 機組時，也配套提供負壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，與此同時，我國華能國際電力開發(fā)公司首批引進裝機容量均為 250MW 機組的四個發(fā)電廠，其中有三個發(fā)電廠均采用負壓氣力除灰系統(tǒng)。隨后很多新建、改建發(fā)電廠都設(shè)計安裝了

15、負壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，使負壓氣力除灰系統(tǒng)很快得到發(fā)展。由于吸收消化國外技術(shù)和設(shè)備制造能力跟不上形勢發(fā)展的需要，系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備制造均存在一些問題，導致負壓氣力除灰系統(tǒng)投入運行后，出現(xiàn)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，系統(tǒng)出力達不到設(shè)計要求，設(shè)備磨損嚴重等問題，給發(fā)電廠安全生產(chǎn)帶來很大困難，因此負壓氣力除從系統(tǒng)又在電力系統(tǒng)使用受到了限制。從國外引進到國產(chǎn)化負壓氣力除灰系統(tǒng)，已經(jīng)過 20 多年的運行實踐，在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備制造和系統(tǒng)運行均積累了不少經(jīng)驗，因此只要系統(tǒng)設(shè)計合理，設(shè)備制造質(zhì)量過關(guān)，加強運行維修管理，即使在沒有水力除灰系統(tǒng)備用的條件下，負壓氣力也完全能滿足系統(tǒng)安全可靠生產(chǎn)的要求。本設(shè)計主要對小型稻谷干燥機

16、-風運動提升裝置進行機械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計與計算機的繪制。所設(shè)計的試驗機要滿足每小時 0.5 噸的稻谷處理量。本設(shè)計要求設(shè)計出實現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進行相關(guān)計算。最后對整個試驗機進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，用繪圖軟件繪制整個裝置的總裝配圖、部件裝配圖及零件圖。第二章第二章 小型稻谷干燥機小型稻谷干燥機-風運提升裝置的設(shè)計方案論證風運提升裝置的設(shè)計方案論證2.12.1 提升機的整體分析提升機的整體分析 提升機主要組成部分為：進料口、輸送管道、儲料桶、蓋板、風機、可視窗和擋板等組成。對上述各個部分不同的方案進行組合，就可以得到不同的整體設(shè)計方案方案。2.22.2 不同設(shè)計方案的制定不同設(shè)計方案的制定

17、通過比較，初步定下下面二種方案2.2.12.2.1 設(shè)計方案一設(shè)計方案一 圖 2.1 是方案一的結(jié)構(gòu)簡圖 圖 2.1 方案一 設(shè)計方案一各部分的結(jié)構(gòu)組成及原理分析：（1）組成部分：該方案的機構(gòu)主要由離心風機、儲料桶、機輸送管道組成。（2）設(shè)計原理：風機（或其他動力設(shè)備）使管道內(nèi)形成一定速度的氣流，從而管路內(nèi)的顆粒上作用力有：顆粒重力、浮力、以及空氣阻力。顆粒在重力作用下，降落速度越來越快，同時，導致顆粒受到的空氣阻力，也越來越大。最后，當顆粒的重力、浮力和空氣阻力三力平衡是，顆粒在空氣中以不變的速度做勻速降落，稱為顆粒的自由沉降。這時顆粒具有的運動速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對運動的原理，當

18、空氣以顆粒的沉降速度自下而上流過顆粒時，顆粒將自由懸浮在氣流中，這就是顆粒在垂直管中的懸浮機理。這時的氣流速度稱為顆粒的懸浮速度，在數(shù)值上等于顆粒的沉降速度。如果氣流速度進一步提高，大于顆粒的懸浮速度，則在氣流中懸浮的顆粒，必將為氣流帶走，而發(fā)生了氣流輸送。這時的氣流速度稱氣流的輸送速度。所以，在垂直管中，氣流速度大于顆粒的懸浮速度。這時散粒物料將沿一定的管路從一處輸送到另一處。 圖 2.2 顆粒的三力平衡 在實際裝置中，由于顆粒之間以及顆粒與管路之間的摩擦和碰撞，管壁附近存在的邊界層、彎管、換向器等處因局部阻力而造成的氣流不均勻以及重力的影像等因素使得實際所需氣流要比理論值大。 2.2.22

19、.2.2 設(shè)計方案二設(shè)計方案二 圖 2.3 是方案的機構(gòu)簡圖圖 2.3 方案二設(shè)計方案二的機構(gòu)組成及原理分析：（1）組成部分：方案二的主要構(gòu)件由儲料桶體、稻谷出料口、稻谷進料口、輸送彎管、輸送直管和離心風機等組成。（2）設(shè)計原理：方案二的設(shè)計原理主要是氣壓輸送中的正壓輸送。經(jīng)過干燥后的稻谷經(jīng)進料口進入輸送管道中，這時由離心風機產(chǎn)生的的風力將會使輸送管道中的稻谷達到懸浮速度，從而發(fā)生定向運動，則在宏觀上就達到了輸送稻谷的作用。 2.32.3 上述方案的分析和比較上述方案的分析和比較 由上述分析可以得出方案一采用的是氣力輸送中的負壓輸送，而方案二中采用的是氣力輸送進的正壓輸送。這兩種輸送方式的特點

20、如下所述：（1）在環(huán)境保護方面負壓輸送的污染要比正壓輸送的污染少，即使管道漏氣也不會導致灰塵飛揚，但在漏填管道上逢下雨天可能會吸入雨水，并降低效率，而正壓輸送則不會有此情況。（2）負壓輸送的輸送量較小，距離較短而正壓輸送則輸送量大小均可，并且使用于長距離輸送，最長可達 100m 以上。（3）在操作方面負壓輸送進料比較方便，地位高低可以不受限制，可以連續(xù)吸料；而采用正壓輸送時加料要有一定的高度，進料器結(jié)構(gòu)也比較復雜。（4）負壓輸送的供氣裝置在最后，因此風機有漏油現(xiàn)象時不會沾污被送物料，而正壓輸送有可能沾污物料。（5） 卸料部分負壓輸送的結(jié)構(gòu)設(shè)計要有氣密裝置和氣體凈化裝置，而正壓輸送的機構(gòu)則比較簡

21、單。（6）在投資方面負壓輸送的設(shè)備投資比正壓輸送的投資大。（7）正壓輸送適用于物料從一處分散到幾處的情況，而負壓輸送則使用從幾處輸送到一處的情況。2.42.4 設(shè)計方案的確定設(shè)計方案的確定 由于這次設(shè)計的稻谷干燥機主要是供家庭使用，輸送的水平距離和垂直距離都比較短，再加上操作方便、維修簡單等方面的綜合考慮，可以看出方案一是比較合適的，故采用方案一。2.52.5 本章小結(jié)本章小結(jié)（1）通過幾個主要結(jié)構(gòu)部分的不同的方案組合，給出兩種不同的提升機總體設(shè)計方案；（2）綜合分析比較兩種方案各自的優(yōu)缺點；（3）經(jīng)過比較得到兩種方案中較好的一個方案。第三章第三章 提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算

22、3.13.1 提升機主要性能指標的確定提升機主要性能指標的確定 參考第一章中提升機的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計要求，確定改提升機的主要性能指標如下： （1）稻谷的處理量為 0.5 噸/小時； （2）提升機進料口壓強應不大于 0.1MPa； （3）輸送的垂直距離為 0.6 米； ( 4 )輸送的水平距離為 0.634 米。3.23.2 提升機動力系統(tǒng)的相關(guān)計算提升機動力系統(tǒng)的相關(guān)計算氣力輸送主要參數(shù)選擇。氣力輸送主要參數(shù)包括輸送量、輸送風速和濃度比。氣力輸送主要參數(shù)選擇是否合理，直接影響著氣力輸送的穩(wěn)定性、電耗大小等。因此，選擇經(jīng)濟合理氣力輸送主要參數(shù)，是稀相氣力輸送裝置設(shè)計計算的關(guān)鍵。3.2.13.2.1

23、 輸送量輸送量 G G 的選取的選取料管中輸送量一般是由工藝過程決定的，但在生產(chǎn)過程中還應考慮工藝上的原因，如原料品質(zhì)變化，水分含量的高低，操作指標的改變等可能引起流量變化。為了輸送安全，作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一句的輸送量應當是在生產(chǎn)中可以遇到的最大，即考慮了一定的儲備系數(shù)的輸送量：GaG算式中 理論輸送量，t/h算G a儲備系數(shù)實際輸送量，t/hG對于其中儲備系數(shù) a 值的大小，不僅與物料性質(zhì)有關(guān)，且與輸送量大小有關(guān)。輸送量大的 a 應取小值，反之取大值。因為，輸送量大的，雖然 a 值不大，但增加的保險輸送量（a-1）G 卻較大，輸送安全?？紤]到所設(shè)計的稻谷干燥機主要應用于家庭故輸送量取 G=0.5

24、噸/小時，G 算=0.5 噸/小時。3.2.23.2.2 輸送風速的選取輸送風速的選取料管中風速大小，與物料的懸浮速度大小有關(guān)，而懸浮速度大小與物料的比重、粒度大小和輸送濃度有關(guān)。物料的比重大、粒度大的懸浮速度打，反之懸浮速度小。濃度比大的，則物料顆粒間摩擦、碰撞機會就多，自由沉降速度減小，懸浮速度也減??；即懸浮速度與濃度比成反比。因此，在選取料管風速時既要考慮物料性質(zhì)，又要考慮輸送濃度。查閱相關(guān)資料得到稻谷的懸浮速度是 v=9.811m/s。而由于風速應為稻谷懸浮速度的二倍。所以，取風速V=2*v=19.6-22m/s 式中 v稻谷的懸浮速度，m/s V風速，m/s 考慮到要是稻谷干燥機整體功率消耗盡可能地低，所以取計算所得速度的下限，既