Гидро и пневмотранспорт

 

Кукморский аграрный колледж

 

 

Реферат

Гидро и пневмотранспорт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:Закиров Т.М

 
Установка пневматического транспорта применяется для перемещения  пылевидных, мелкокусковых грузов по трубам в смеси с воздухом. 
Пневмотранспортные установки имеют ряд преимуществ: возможность полной механизации, а в ряде случаев и автоматизации перегрузочного процесса. 
Недостатками пневмотранспортных установок являются: высокий расход энергии по сравнению с другими видами транспортных установок. 
 
Устройство и принцип действия 
 
В зависимости от способа воздействия воздушного потока на транспортируемый материал пневмоустановки делятся на 3 вида: 
1. всасывающие; 
2. нагнетательные; 
3. комбинированные. 
В установках всасывающего типа (а) разряжение в системе создаётся вакуумным насосом 7. 
В установках нагнетательного типа (б) компрессор 8 устанавливается в начале трассы и обеспечивает нагнетание воздуха в систему. 
 
 
 
 
Рисунок 26 - Установки пневматического транспорта 
а) всасывающая; б) нагнетательная; 
1 – сопло; 2 – всасывающий трубопровод; 3 – разгрузочное устройство; 4 – циклон; 5 – фильтр; 6 – шлюзовой затвор; 7 – вакуумный насос; 8 – компрессор; 9 – ресивер; 10 –отделитель влаги и масла; 11 – питатель; 12 – нагнетательный трубопровод. 
 
Комбинированные пневмотранспортные установки обычно состоят из участков всасывающего и нагнетательного принципа действия. 
 
Разновидностью пневматического транспорта является аэрационные желоба. Принцип работы аэрационного желоба заключается в том, что воздух, подаваемый в нижнюю часть желоба, проходит через пористую перегородку и насыщается в груз, который начинает «течь», как жидкость.

Установки гидравлического  транспорта  служат для перемещения  насыпного груза по трубам и желобам  в струе жидкости (воды). Смесь  груза с водой называется гидросмесь или пульпа. Принцип действия гидравлических транспортных установок заключается в передаче энергии движущейся воды частицам насыпного груза и перемещении их с большой скоростью.

Гидротранспортные установки  разделяют на напорные и безнапорные. По желобам (каналам) пульпа перемещается самотеком в сторону движения. По трубопроводам пульпа перемещается самотеком или под напором с помощью насоса: в горизонтальном направлении, вниз или вверх.

Гидротранспорт  применяется в котельных ТЭС (для  уборки золы, шлака); на металлургических заводах (для уборки шлаков); в горной промышленности (подъем на поверхность угля, руды и подача в шахты закладочного материала); на обогатительных фабриках; в химической промышленности; в строительстве (перемещение размытого струей воды грунта).

Преимуществами  гидротранспортных установок являются: компактность трубопроводов; герметичность; высокая производительность; большая длина транспортирования по сложной трассе; простота технического обслуживания; возможность создавать любую по очертаниям трассу; автоматизация процесса транспортирования; обеспечение загрузки и разгрузки в любой точке трассы.

Рис. 1. Схемы гидротранспортных  установок:

а – с пульпонасосом; б – с водяным насосом и питателем; в – самотечная;

1 – водопровод; 2 – пульпонасос; 3 – пульпопровод; 4 – насос для чистой воды;

5 – водоотделительный грохот; 6 – резервуар для пульпы; 7 – водяной насос;

8 – бункер с питателем; 9 – резервуар для воды; 10 –  резервуар для пульпы;

11 – бункер для породы; 12 – смесительная воронка 

 

К недостаткам относятся: ограничение ассортимента транспортируемых грузов (по гранулометрическому составу); повышенный износ трубопровода; увеличенный  расход энергии; потребность в больших  количествах воды и опасность  ее замерзания в зимних условиях; повышенная влажность в закрытых помещениях.

2. Механическое  оборудование установок гидравлического  транспорта

Загрузочные устройства (питатели) служат для подачи насыпного груза в трубопровод, который находится под высоким давлением. Загрузочные устройства не должны при работе пропускать воду из трубопровода, по принципу действия выполняются камерными (наибольшее применение) и бескамерными.

Камерные питатели обеспечивают цикличную подачу груза, бескамерные  – непрерывную. Цикл работы камерных питателей состоит из времени наполнения камеры, ее освобождения и маневрирования поочередно закрывающимися и открывающимися затворами. Управление затворами двух рядом стоящих секций камерных питателей выполняется таким образом, что в период, когда выпускная камера одной секции заполняется грузом, вторая разгружается в трубопровод.

Пульпонасосы используются центробежные и поршневые (при перемещении неабразивных грузов). Преимуществом поршневых насосов является создание высоких давлений; недостатками – быстрый износ, большие габаритные размеры, пульсирующее действие, способствующее выпадению частиц твердых фракций в трубопровод. По конструкции и принципу действия центробежные насосы почти не отличаются от насосов для воды.

Используются одноступенчатые (основной тип), двух- и многоступенчатые насосы (достаточно редкое применение).

Основные требования, предъявляемые  к пульпонасосам: транспортирование крупных (до 100 мм) кусков груза; высокая износостойкость; удобство обслуживания и ремонта. Для увеличения срока службы быстроизнашивающихся элементовпульпонасосов применяют специальные стали и материалы, армирование навулканизированной резиной.

3. Назначение  и общее устройство установок  пневматического транспорта

Установки пневматического  транспорта служат для перемещения  насыпных и штучных грузов по трубам или желобам в струе сжатого  или разреженного воздуха. Установки  для насыпных грузов перемещают пылевидные, порошкообразные, зернистые и кусковые материалы, а установки для штучных  грузов предназначены для транспортирования  по трубам отправлений (пневмопочта), производственной документации и мелких грузов, уложенных в патроны. Движение воздуха в трубопроводе создается нагнетательными или вакуумными насосами.

Установки, транспортирующие насыпной груз во взвешенном состоянии  в потоке воздуха, разделяют на всасывающие (вакуумные), нагнетательные (напорные) и комбинированные.

Всасывающие установки используются там, где требуется забирать насыпной груз из нескольких пунктов и передавать его в один приемный пункт, например, при выгрузке зерна из барж в приемный склад (несколько сопл засасывают зерно сразу из многих отсеков трюма). Во всасывающих установках грузы перемещаются под действием разреженного воздуха, груз поступает в трубопровод через всасывающее сопло, а в конечном пункте шлюзуется из камеры с разреженным воздухом во внешнее пространство. Машинная часть всасывающих установок (воздушный насос и отделительное устройство) расположена с той стороны трубопровода, в которую происходит транспортирование груза.

Нагнетательные установки  удобны в тех случаях, когда груз, получаемый из одного пункта, необходимо распределить по нескольким приемным точкам. В нагнетательных установках груз перемещается в струе сжатого  воздуха. Груз поступает в трубопровод  с помощью питателей в находящийся  под давлением трубопровод, при  этом «переносная» способность струи  выше, чем во всасывающих установках из-за перепада давления и большей  скорости струи. Нагнетательные установки  применяются для трудно перемещаемых грузов, при транспортировании на большие расстояния или на подъем. Машинная часть расположена с  той стороны трубопровода, от которой  происходит транспортирование груза.

Рис. 2. Схемы пневмотранспортных установок:

а – всасывающей; б и в – нагнетательных высокого давления;

г – всасывающе-нагнетательной; 1, 15 – сопло; 2, 8, 13, 16, 19 – трубопровод;

3 – приемный резервуар-отделитель; 4 – пылеуловительный циклон;

5, 18 – шлюзовые затворы; 6, 20 – воздуходувная машина; 7 –  камерный питатель;

9 – переключатель; 10 –  фильтр; 11 – бункер; 12 – питатель; 14, 17 – отделитель

Пневмоустановка комбинированного типа забирает груз из нескольких загрузочных мест и подает одновременно в несколько приемных пунктов. Грузы перемещаются под действием разреженного воздуха и в струе сжатого воздуха. Машинная часть расположена в промежуточной точке трубопровода. Пневмоустановки комбинированного типа наиболее удобны для разветвления трубопроводов с обеих сторон.

Движущаяся по трубопроводу с большой скоростью струя  воздуха образует с мелкофракционным грузом достаточно однородную аэросмесь, заполняющую сечение трубопровода. Частицы груза перемещаются скачкообразно во взвешенном состоянии и скольжением по нижней стенке трубы.

Пневмотранспортные установки  для насыпных грузов по принципу действия разделяют на транспортирующие груз в потоке воздуха во взвешенном состоянии  и транспортирующие груз методом  аэрации, т. е. насыщения воздухом сыпучего тела, приобретающего при этом свойства жидкости и текущего по наклонному желобу под действием силы тяжести.

В качестве воздуходувного оборудования в нагнетательных системах используют компрессоры, воздуходувки и вентиляторы, в вакуумных (всасывающих) – вакуум-насосы и вентиляторы.

Пневмотранспорт широко используется в строительстве, сельском хозяйстве, различных отраслях промышленности, при проведении перегрузочных операций на железнодорожном транспорте, в  морских и речных портах, на транспортных перегрузочных узлах комплексах.

Установки пневматического  транспорта предназначены для перемещения  цемента, мелко- и среднекускового  угля, измельченной породы, зерна, соли и других сухих порошкообразных  и мелкокусковых грузов.

Основными параметрами пневмотранспортных установок являются: производительность – до 100 т/ч и длина транспортирования  от 100 м до нескольких километров.

К преимуществам относятся  компактность и герметичность системы; отсутствие потерь груза; сложная конфигурация трассы; высокая надежность; удобство и простота технического обслуживания из-за сосредоточения основного оборудования в одном месте; обеспечение разветвленных грузопотоков; возможность сопряжения с технологическим процессом. Недостатками являются высокая энергоемкость; интенсивное изнашивание трубопроводов (особенно на участках поворотов); ограничение ассортимента транспортируемых грузов.

4. Механическое  оборудование установок пневматического  транспорта

Загрузочные устройства (питатели) служат для подачи насыпных грузов в нагнетательный трубопровод. Используются камерные и бескамерные питатели. Камерные питатели выполняются одно- и двухкамерными. У однокамерного питателя, работающего с подачей воздуха вверх, транспортный трубопровод вертикально по оси камеры. В нижней конической части камеры расположены пористые плитки, через которые проходит сжатый воздух, аэрируя нижние слои лежащего в камере груза. Аэрированный материал под давлением воздуха поступает в трубопровод и движется по нему вверх. Камерные питатели не имеют вращающихся в сыпучей среде деталей и поэтому могут применяться при транспортировании абразивных материалов.

Отделители служат для  отделения насыпного груза от аэросмеси и располагаются в конечном пункте, а в комбинированных системах и в промежуточных пунктах установки.

Отделители представляют собой резервуар, в котором скорость струи воздуха резко уменьшается, груз выпадает из струи, собирается на дне резервуара и выпускается  через затвор. Для более эффективного отделения частиц груза внутри резервуара устанавливают направляющие поверхности из листовой стали, ударяясь о которые, струя аэросмеси изменяет свое направление. Способствуя выпадению из нее частиц груза.

Воздуходувные машины выполняют центробежными или поршневыми в зависимости от давления и условий работы.

Центробежные машины разделяют  на вентиляторы и турбомашины; поршневые  машины представляют собой с вращательным движением рабочего органа (ротационные) и с возвратно-поступательным движением  поршня. Действие центробежных машин  основано на центробежном принципе, при  котором кинетическая энергия струи  воздуха превращается в потенциальную  энергию давления.

5. Расчет гидро- и пневмотранспортных установок

Исходными данными для  расчета являются:

- объемная или массовая  производительность;

- характеристика груза;

- длина и конфигурация  трубопровода.

По заданным исходным данным определяют основные параметры, обеспечивающие устойчивый режим транспортирования  груза: скорость движения несущей среды (воды, воздуха); необходимое количество воды или воздуха; диаметр трубопровода; сопротивления движению смеси на различных участках трубопровода и  напор или давление для их преодоления; мощность двигателя насосного или  воздуходувного агрегата.

При определении скорости, напора или давления несущей среды  основными параметрами являются крупность частиц и плотность  груза. Группы крупности насыпных грузов:

- кусковые (а > 40 мм);

- крупнозернистые (а = 6–40 мм);

- мелкозернистые (а = 2–6 мм);

- грубодисперсные (а = 0,15–2 мм);

- тонкодисперсные (а < 0,15 мм).

Расчет для тонкодисперсных, грубодисперсных и кусковых грузов имеет существенные отличия.

5.3. Расчет  установок пневмотранспорта

Исходные данные:

- производительность Q (т/ч) или V (м³/ч);

- длина и конфигурация  трубопровода;

- физико-механические свойства  транспортируемого груза.

В системах пневмотранспорта массовая концентрация аэросмеси в зависимости от характеристики транспортируемого груза и конфигурации трассы трубопровода достигает  = 8–25, при транспортировании аэрированными потоками   = 60–150.

Для предупреждения завалов  должна учитываться крупность частиц груза и выполняться условие