粉體材料工程

粉體材料工程第1頁/共106頁第6章粉體的儲存與轉運6.1粉體的儲存6.2粉體的輸送6.3粉體的喂料第2頁/共106頁6.1粉體的儲存6.1.1粉料儲存的作用與分類1、儲存的必要性：（1）外界條件的限制由于受礦山開采、運輸以及氣候季節(jié)性的影響，原料進廠總是間歇性的，因此，廠內(nèi)必須儲存一定量的原料，以備不時只需。（2）設備檢修和停車為了保證連續(xù)生產(chǎn)，各主機設備在檢修與停車時，均應考慮有滿足下一工序的足夠儲存量。第3頁/共106頁（3）質(zhì)量均化進廠的原料或半成品往往不能保證水分、組成或化學成分的十分均勻，須在一定范圍內(nèi)有計劃有控制地儲存，使之進一步均勻化。（4）設備能力的平衡各主機設備的加工能力、生產(chǎn)班制和設備利用運轉率是不一致的，為保證上下工序間的匹配和平衡，必須增設各種儲料設備來解決。第4頁/共106頁2、儲存的分類：（1）按被儲存粉料的粒度分第一類：用于存放粒狀、塊狀料的堆場、堆棚（庫）和吊車庫。第二類：用于儲存粉粒狀料的儲料容器。（2）按儲料器種類相對廠房零點標高的位置地上和地下。（3）按建筑材質(zhì)不同磚砌的、金屬的、鋼筋混凝土的、磚石混凝土復合的。（4）按用途性質(zhì)和容量大小料庫、糧倉和料斗。第5頁/共106頁粉體料倉的種類（1）筒倉——時間長、量大。（2）料斗——時間短、兼作漏斗。（3）漏斗——不儲存、調(diào)節(jié)料流方向與速度。第6頁/共106頁6.1.2料倉內(nèi)粉體的流動（1）粉體的流動：指粉體層沿剪切面的滑動和位移。（2）流動性：在既定條件下，決定粉體流動能力的特性。（3）流動的分類：重力流動、振動流動、機械強制流動、流體介質(zhì)中的流動。（4）重力流動性：指粉體由于自身重力克服粉體層內(nèi)力所具有的流動性質(zhì)，物料從料倉中卸出就是靠這種流動性。第7頁/共106頁流動狀態(tài)Brown對平底容器中心部的圓孔或條形排料口的排料情況進行了研究，用砂子等自由流動的粉體進行排料觀察。情況如圖所示。第8頁/共106頁料斗的流動形式（1）料斗錐頂角θ小的流型；（2）錐頂角大的料斗流動形式；（3）筒倉垂直部分高而料斗錐角大的場合。第9頁/共106頁料倉內(nèi)粉體卸出的流動形式（1）漏斗流：當料倉內(nèi)粉料在卸出時，只有儲料倉中央部分形成料流，而其他區(qū)域的粉料流不穩(wěn)定或停滯不動，其流動區(qū)域呈漏斗狀，這種流動形式稱為漏斗流。（2）整體流：倉內(nèi)整個粉體層，希望能夠像液體一樣地均勻地全部向下流動，這種流動形式稱為整體流。第10頁/共106頁整體流于漏斗流料倉相比優(yōu)點：（1）避免了粉料的不穩(wěn)定流動、溝流和溢流；（2）消除了筒倉內(nèi)的不流動區(qū)，形成先進先出，物料批次間和不同高度上的料層間基本無交叉，最大限度避免了儲存期間的結塊問題、變質(zhì)問題或偏析問題；（3）顆粒料的密度在卸料時是常數(shù)。第11頁/共106頁6.1.3料倉內(nèi)粉體的結拱及防范措施1、料倉內(nèi)粉體拱的類型第12頁/共106頁2、防止結拱的措施（1）改善料倉的幾何形狀及尺寸；（2）降低料倉內(nèi)粉體的壓力；（3）減小料倉壁摩擦阻力。第13頁/共106頁6.1.4粉體的偏析及防范方法（1）偏析現(xiàn)象：粉體流動時，由于顆粒物性的差異和振動、下落軌跡、顆粒沖撞、安息角等的差異，粉體層的組成呈現(xiàn)不均質(zhì)的現(xiàn)象。1）滲流偏析：粒度滲流偏析和密度滲流偏析。滲流現(xiàn)象：粉體堆積時，動態(tài)粉體層內(nèi)的顆粒因或密度不同而穿插運動的現(xiàn)象。第14頁/共106頁2）振動偏析：振動槽內(nèi)的顆粒在振動力的作用下，大顆粒會向粉體層的表面上升，小顆粒會向大顆粒的下面運動。3）顆粒的下落軌跡對偏析的影響有控制的改變下落軌跡，可以改變偏析狀況。4）料堆上的顆粒沖撞對偏析的影響顆粒拋落距離越大，沖撞的影響越大。5）安息角的影響粒度相同，密度相同，安息角不同的粉體組成混合物料傾倒在料堆上時，安息角大、流動性差的顆粒往往集中在料堆中心附近，安息角小、流動性好的顆粒流向料堆的外圍。第15頁/共106頁2、防止偏析的方法（1）減小粉體的流動長度；（2）改變投料方法。第16頁/共106頁6.1.5粉體倉容量的設計第17頁/共106頁第18頁/共106頁6.1.6料倉容積的設計料倉各部位尺寸料倉容積第19頁/共106頁6.2

粉體的輸送設備

粉體輸送設備很多，大致可分為機械輸送設備、氣力輸送設備和交輸送設備（汽車、輪船等），本章主要介紹機械輸送設備。第20頁/共106頁

聚合后的聚氯乙烯烘干工段第21頁/共106頁聚氯乙烯包裝工段第22頁/共106頁聚氯乙烯包裝機第23頁/共106頁導輥輸送機第24頁/共106頁碼裝，包裝輸送機第25頁/共106頁第26頁/共106頁12.1膠帶輸送機

膠帶輸送機是工業(yè)工程中應用最為普遍的一種連續(xù)輸送機械，可用于在水平方向和坡度不大的傾斜方向?qū)Ψ垠w和成件物料進行輸送。膠帶輸送機可分為：固定式、可搬式等。書里還有一些設計，選型方面的內(nèi)容，這里就比一一介紹了，只介紹一些基本知識，有需要時，可以查閱相關資料。第27頁/共106頁第28頁/共106頁第29頁/共106頁12.1.膠帶輸送機的結構

它由一條無端的膠帶、改向滾筒、傳動滾筒、固定在機架上的上托輥、下托輥以及拉緊裝置等所組成。第30頁/共106頁6.2.1輸送帶

輸送帶起牽引和承載作用。有織物芯膠帶和鋼繩芯膠帶兩大類。

橡膠帶多是由若干層帆布組成，帆布層之間用硫化方法澆上一層薄橡膠，帶的上面及左右兩側都覆以橡膠保護層如下圖所示。第31頁/共106頁帆布層的作用是承受拉力。顯然，膠帶越寬，帆布層亦越寬，能承受的拉力亦越大；帆布的層數(shù)越多，能承受的拉力亦越大。但膠帶的橫向柔韌性越小，如果膠帶不能與支承它的托輥平服地接觸，這樣就有使膠帶走偏，就有把物料傾斜倒出機外的可能。表1橡膠帶的寬度與帆布層數(shù)的關系

橡膠帶的寬度500cm650cm800cm1000cm帆布層數(shù)3—44—54—65—8第32頁/共106頁

由于膠帶接頭處的強度較弱，因此，橡膠帶連接是影響膠帶使用壽命的關鍵問題之一。橡膠帶的連接方法可分為兩類，即硫化膠結和機械連接。硫化膠結法是將膠帶的接頭部位用帆布和膠層，按一定的形式和角度割切成對稱差極，涂以膠漿使其黏著，然后在一定的壓力，溫度條件下加熱一定時間，經(jīng)過硫化反應，使生橡膠變成硫化橡膠，以使接頭部位獲得較高的粘著強度。由于塑料輸送帶的耐腐蝕性作用強，因此塑料輸送帶也是發(fā)展方向之一，其制備方法與橡膠帶相似。

隨著環(huán)境保護的要求越來越高，開放式的膠帶傳輸因為輸送過程暴露在空氣中，就會有粉塵在四周彌漫，為此，最新的膠帶輸送機是在上邊加裝密封蓋，或改成管道式輸送。第33頁/共106頁6.2.2

托輥托輥用于支承運輸帶和帶上物料的質(zhì)量，減少輸送帶的下垂度，以保證穩(wěn)定運行。

(1)平形托輥第34頁/共106頁（2）槽形托輥

一般適用于輸送散狀物料。平輥和斜輥間形成的夾角多采用35o、45o，國外已有采用60o。第35頁/共106頁（3）調(diào)心托輥

由于運輸帶的不均質(zhì)性，致使帶的延伸率不同，以及托輥安裝不準確和載荷在帶的寬度上分布不均等原因，都會使運動著的輸送帶產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象。為了避免這種趨向，承載段需每隔10組托輥設置一組槽形調(diào)心托輥或平形調(diào)心托輥；無載段每隔6-10組，需設置一組平形調(diào)心托輥,以避免運輸帶跑偏。

第36頁/共106頁槽形調(diào)心托輥

第37頁/共106頁（4）緩沖托輥

在物料進入膠帶的起點處，為了減少物料對輸送帶的沖擊，可以設置緩沖托輥，它的滾柱是采用特制橡膠制成的。第38頁/共106頁（5）回程托輥

用于下部回程輸送帶的支承，有平形、V形、反V形幾種形式，V形和反V形能降低輸送帶跑偏的可能性。當V形和反V形兩種形式配套使用時，形成菱形斷面，能更有效地防止輸送帶跑偏。（6）過度托輥安裝在滾筒與第一組托輥之間，可使輸送逐步形成槽形，以降低輸送帶邊緣因形成槽延伸而產(chǎn)生的附加應力。第39頁/共106頁托輥結構托輥是由滾柱和支架兩部分組成。第40頁/共106頁6.2.3

驅(qū)動裝置

驅(qū)動裝置的作用是通過傳動滾筒和輸送帶的摩擦傳動，將牽引力傳給輸送帶，以牽引輸送帶運動。第41頁/共106頁

傳動滾筒由電動機經(jīng)減速裝置而驅(qū)動。對于傾斜布置的膠帶輸送機，驅(qū)動裝置中還設有制動裝置，以防止突然停電時，由于物料的作用而產(chǎn)生膠帶的下滑。最常用的減速器是圓柱齒輪減速器和圓錐齒輪減速器。另外，還有采用圓柱-圓錐齒輪減速器和蝸輪減速器。傳動滾筒的結構是由鑄鐵制成或鋼板焊接而成。滾筒為中部稍帶突起的圓柱形，即呈鼓形，其目的是膠帶運動時有自動定心的作用。滾筒的寬度應比帶寬大100-200mm。滾筒的直徑由膠帶內(nèi)帆布層數(shù)所決定。普通膠帶傳動滾筒直徑與帆布層數(shù)之比，硫化接頭帶

；機械接頭帶。第42頁/共106頁第43頁/共106頁

傳動滾筒可分為光面和膠面兩種。光面滾筒的摩擦系數(shù)一般為0.2—0.25

，使用于功率較小，環(huán)境濕度小的場合。對于使用功率大的場合，一般要使用膠面滾筒，以增大摩擦系數(shù)?，F(xiàn)在也有部分輸送機采用電動與滾筒直接相連進行直接傳動。這樣的傳動方式優(yōu)點是：結構緊湊，操作安全，占有空間位置小，質(zhì)量輕（與同規(guī)格的外部驅(qū)動輸送機比），能節(jié)約材料，但環(huán)境溫度一般不高于40℃。第44頁/共106頁第45頁/共106頁

在膠帶輸送機驅(qū)動裝置中的另一個重要問題，是輸送帶繞過滾筒的方式。

裝置的另外一個功能是起到部分是拉緊傳輸膠帶作用，或者說是起增加膠帶與滾筒摩擦力的作用，減少打滑。第46頁/共106頁改向裝置

輸送機的改向滾筒是指在輸送機尾端使輸送膠帶發(fā)生回轉的滾筒（見上圖，1800改向），可在垂直平面內(nèi)上使膠帶改向，改向滾筒的結構與傳動滾筒的結構基本相同，只是直徑略小。垂直拉緊用的滾筒，也可看作是改向滾筒。

第47頁/共106頁拉緊裝置

拉緊裝置的作用是拉緊膠帶輸送機的膠帶，限制膠帶在各支撐托輥間的垂直度，并保證膠帶有必要的張力，使膠帶與傳動滾筒之間產(chǎn)生足夠的摩擦力，保證工作正常進行。大致可分為三類：第48頁/共106頁第49頁/共106頁裝料及卸料裝置

裝料裝置的形式取決于被運物料的特性，成件物品通常用傾斜槽、滑板來裝載，或直接裝到輸送機上；粒狀物料則用裝料斗來裝載。

裝料裝置要能保證均勻地向輸送帶裝載物料，還要保證這些物料在輸送帶上分布均勻，以減少裝載物料時的沖擊。

卸料裝置的形式?jīng)Q定于卸料的位置，如需要從輸送機上任意一處卸料，就需要犁式卸料器和電動車配合。

第50頁/共106頁第51頁/共106頁清理裝置清掃器的作用是清掃輸送帶上粘附的物料，以保證有效地輸送物料，同時也是保護輸送帶。第52頁/共106頁制動裝置

傾斜布置的膠帶輸送機在運行過程中如遇到突然停電或其他事故而引起突然停機，會因輸送帶上物料的自重作用而引起輸送機的反向運轉。這在膠帶輸送機的運行中是不允許的。因此要設置制動。

第53頁/共106頁第54頁/共106頁6.2.4管形膠帶輸送機

管形膠帶輸送機是在槽形膠帶輸送機的基礎上發(fā)展起來的。它即保留了帶式輸送機的優(yōu)點，例如：結構簡單，使用方便等，又改進了其中的不足，例如：密閉輸送減少污染等。

12.1.4.2管形膠帶輸送機的形式（1）吊掛拖輥式管形膠帶輸送機

第55頁/共106頁工作原理：第56頁/共106頁工作原理：第57頁/共106頁工作原理：第58頁/共106頁工作原理：第59頁/共106頁第60頁/共106頁工作原理：第61頁/共106頁工作原理：第62頁/共106頁工作原理：第63頁/共106頁工作原理：第64頁/共106頁12.2螺旋輸送機

螺旋輸送機是一種最常用的粉體連續(xù)輸送設備。其優(yōu)點是結構簡單，占地面積小，易密封，操作簡單。

該機的缺點是運行阻力大，輸送距離不能太長，機件磨損大。

第65頁/共106頁第66頁/共106頁6.2.5螺旋輸送機結構

它主要由螺旋軸、料槽和驅(qū)動裝置所組成。當螺旋軸轉動時，物料由于其質(zhì)量及它與槽壁之間的摩擦力的作用，隨螺旋軸一起轉動，即由螺旋軸旋轉而產(chǎn)生推動力使物料沿軸向移動。進料口一般是向上的。第67頁/共106頁第68頁/共106頁螺旋螺旋由轉軸和裝在上邊的螺旋葉片組成。轉軸有實心的，也有空心的。螺旋葉片有左旋的、也有右旋的。第69頁/共106頁第70頁/共106頁料槽料槽由頭節(jié)、中間節(jié)和尾節(jié)組成。各節(jié)之間可用螺栓連接。每節(jié)料槽的長度為1—3米。中間節(jié)的多少可根據(jù)輸送長度來確定。

軸承第71頁/共106頁斗式提升機

該提升機是一種應用廣泛的粉體垂直輸送設備。其結構簡單，橫截面的外形尺寸小，系統(tǒng)緊湊，具有良好的密封性及提升高度大等優(yōu)點。斗式提升機的構造

斗式提升機是由機殼、傳動裝置（電機、減速機、三角皮帶傳動）、鏈輪、喂料斗、料斗、出料裝置等所組成。第72頁/共106頁第73頁/共106頁牽引構件

帶式提升機是利用膠帶進行牽引，但考慮到膠帶上要加裝料斗，因此安全系數(shù)要大一些。鏈式提升機是利用鏈條和鏈板進行牽引。

第74頁/共106頁第75頁/共106頁料斗及裝料、卸料裝置

第76頁/共106頁裝載方式第77頁/共106頁卸料方式

第78頁/共106頁鏈板輸送機

第79頁/共106頁第80頁/共106頁第81頁/共106頁刮板輸送機第82頁/共106頁第83頁/共106頁第84頁/共106頁埋刮板輸送機

第85頁/共106頁第86頁/共106頁6.3粉體喂料

有撓性牽引構件的喂料設備

帶式喂料機

喂料能力可達300m3/h或更大，喂料距離為0.9-5m,主要用于粉體或粒狀物料。第87頁/共106頁板式喂料機

適合于塊狀物料或溫度超過70℃時，需用板式喂料機，它的承載板是用5—15mm的鋼板制成，有平行的，也有波浪形的。

鏈板的運行速度在0.2-0.4m/s,生產(chǎn)能力在1000m3/h。第88頁/共106頁轉動式喂料機螺旋喂料機

優(yōu)點是具有密封性，適合于不怕碎，磨蝕性小，易流動的粉狀物料。

一般長度為1-2米,水平或小于300傾斜安裝,生產(chǎn)能力為2.5-3m3/h.第89頁/共106頁滾筒喂料機

滾筒喂料機具有投料連續(xù)均勻的優(yōu)點，適合于玻璃窯池上的投料。

滾筒圓周線速度0.025-1m/s,生產(chǎn)能力可達150m3/h。生產(chǎn)能力可通過改變轉速或調(diào)節(jié)檔板開口的大小來實現(xiàn)．第90頁/共106頁葉輪喂料機

葉輪喂料機結構簡單，造價便宜，容易維修，封閉性好，適合于水泥廠使用。

可通過轉速調(diào)節(jié)給料量．其喂入量在4-100m3/h范圍調(diào)節(jié).第91頁/共106頁圓盤喂料機

圓盤喂料機也是一種容積式計量裝置．它可以通過４調(diào)節(jié)料倉與圓盤間的高度，控制料錐高度，并調(diào)節(jié)產(chǎn)量，圓盤轉動時，刮板5定量刮出料粉。計量誤差5%左右。圓盤轉速在1.25-10r/min。生產(chǎn)能力在0.2-130m3/h。第92頁/共106頁振動式喂料機

慣性式振動喂料機

驅(qū)動裝置將交變的往復運動產(chǎn)生的振動傳給料槽，靠料槽與物料間的摩擦力帶動物流前進。生產(chǎn)能力可達200m3/h．喂料量大小可通過調(diào)節(jié)檔板開口，或偏心距離來實現(xiàn)．第93頁/共106頁扇形擺動式喂料機擺動式喂料機的優(yōu)點是結構簡單，成本低。適用于中，小玻璃廠窯池的加料。

適用于小批