小型稻谷干燥機(jī)——風(fēng)運(yùn)動(dòng)提升部分的設(shè)計(jì)

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In view of this kind of situation, the wind transports transportations merit on 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, and introduced the common problems and their prevention and control methods. Keywords : Enhance energy, Vacuum conveyor, Hoist, Wind transported. 0 第一章 緒論 1.1 國(guó)內(nèi)外研究概況 19 世紀(jì)初，氣力輸送技術(shù)已被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)主要用于港口碼頭和工廠內(nèi) 的谷物輸送。當(dāng)時(shí)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(yīng)用。 在 20 世紀(jì) 30 年代初期，氣力輸送技術(shù)已在燃煤發(fā)電廠應(yīng)用于輸送鍋爐排放的干 灰和鍋爐爐底渣，但當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)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(yán)重、輸送系統(tǒng)運(yùn)行可靠性差，而且當(dāng)時(shí)環(huán)境保護(hù)意識(shí)落后，因此粉煤灰沒(méi) 有作為一種資源加以開(kāi)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(yīng)用。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，燃煤發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，國(guó)家對(duì)環(huán)境 保護(hù)的要求越來(lái)越高，發(fā)電廠粉煤灰已作為一種資源被開(kāi)發(fā)利用。20 世紀(jì) 70 年代中 期，在粉煤灰有了市場(chǎng)需求的條件下，國(guó)內(nèi)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和一些設(shè)備制造廠開(kāi)始研究 開(kāi)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(yīng)用。 從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，國(guó)內(nèi)電力行業(yè)在引進(jìn)整 套發(fā)電機(jī)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(guò)運(yùn)行實(shí)踐考核，所有配套引進(jìn)的氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備運(yùn)行均安全可靠。因此，國(guó) 內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和設(shè)備制造廠在吸收消化引進(jìn)系統(tǒng)及其設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)氣力除灰系統(tǒng)逐 步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。另一方面，通過(guò)與外資合作，利用國(guó)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(jī)組的單機(jī)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(kuò) 大，在對(duì)氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的情況下，合資 國(guó)產(chǎn)化氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備已基本能達(dá)到上述要求，并已占有國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電廠氣力 輸送系統(tǒng)的主要市場(chǎng)，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(lái)，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(yīng)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(diǎn)，因 此濃相氣力除灰系統(tǒng)應(yīng)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(gè)灰斗下安裝一套發(fā)送設(shè)備，因此它 1 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(gè)輸送單元組成，因此可以適應(yīng)不同發(fā)電機(jī)組容量輸送干灰的需要。 1.2 風(fēng)運(yùn)提升機(jī)的特點(diǎn)分析 (1)負(fù)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(fù)壓進(jìn)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(guò)程中產(chǎn)生的阻力不斷升高，人口處真空度最高。由此可見(jiàn)，一條輸送管道真空 度由低到高是系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。 (2)由于負(fù)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(yùn)行，因此靜電除塵器灰斗一般采用定期出灰方式，同時(shí)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(yùn)行，因此系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不會(huì) 向外泄漏，工作環(huán)境好。 (4)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)一條輸送管道可以串聯(lián)多個(gè)受體，是連續(xù)輸送的輸送系統(tǒng)， 因此系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備環(huán)節(jié)少，運(yùn)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(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)在輸送過(guò)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。 1.3 本課題研究的目的與意義 我國(guó)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(shí)進(jìn)行干燥處理的 特點(diǎn), 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(jī)要具有快速高效的特點(diǎn)。所以稻谷干燥機(jī)的運(yùn)送部分的作用十分重要，而通 常稻谷干燥機(jī)所采用的是斗式輸送，這種方式雖然穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)，但效率太低而且所需 空間較大，不利于家庭使用。針對(duì)這種情況，風(fēng)運(yùn)輸送的優(yōu)點(diǎn)就完美的體現(xiàn)出來(lái)。風(fēng) 運(yùn)輸送又稱氣壓輸送，是指運(yùn)用風(fēng)機(jī)（或其他動(dòng)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(lái)越快，同時(shí)，導(dǎo)致顆粒受到的空氣阻力，也越來(lái)越大。最后，當(dāng) 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(shí)顆粒具有的運(yùn)動(dòng)速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的原理，當(dāng)空氣以顆粒的沉降速度自下而上流過(guò)顆粒時(shí)，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(jī)理。這時(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)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(yīng)用最廣泛的是負(fù)壓輸送。應(yīng)用負(fù)壓氣力輸送 2 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(shí)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(duì)系統(tǒng)及其設(shè)備的要 求也在不斷提高，這是負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)不斷發(fā)展的根本原因。 在 20 世紀(jì) 70 年代前，國(guó)內(nèi)采用立式受器，蒸汽抽氣器等設(shè)備組成的負(fù)壓氣力輸 送系統(tǒng)較為普遍采用，并獲得了運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。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(yán)重，系統(tǒng)可靠性差，運(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn)， 因此難以適應(yīng)電力系統(tǒng)迅速發(fā)展和對(duì)安全可靠生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。 在 20 世紀(jì) 70 年代，由原冶金工業(yè)部為上海寶鋼自備電廠引進(jìn) 2x 350MW 機(jī)組時(shí)， 配套提供了負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，通過(guò)運(yùn)行實(shí)踐考核，效果良好；在時(shí)隔 5 年 后由電力部引進(jìn) 2x 300MW 機(jī)組時(shí)，也配套提供負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，與此同時(shí)， 我國(guó)華能國(guó)際電力開(kāi)發(fā)公司首批引進(jìn)裝機(jī)容量均為 250MW 機(jī)組的四個(gè)發(fā)電廠，其中 有三個(gè)發(fā)電廠均采用負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)。隨后很多新建、改建發(fā)電廠都設(shè)計(jì)安裝了負(fù) 壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，使負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)很快得到發(fā)展。 由于吸收消化國(guó)外技術(shù)和設(shè)備制造能力跟不上形勢(shì)發(fā)展的需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備 制造均存在一些問(wèn)題，導(dǎo)致負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)投入運(yùn)行后，出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，系 統(tǒng)出力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，設(shè)備磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，給發(fā)電廠安全生產(chǎn)帶來(lái)很大困難，因 此負(fù)壓氣力除從系統(tǒng)又在電力系統(tǒng)使用受到了限制。 從國(guó)外引進(jìn)到國(guó)產(chǎn)化負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)，已經(jīng)過(guò) 20 多年的運(yùn)行實(shí)踐，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 設(shè)備制造和系統(tǒng)運(yùn)行均積累了不少經(jīng)驗(yàn)，因此只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，設(shè)備制造質(zhì)量過(guò)關(guān)， 加強(qiáng)運(yùn)行維修管理，即使在沒(méi)有水力除灰系統(tǒng)備用的條件下，負(fù)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(jì)主要對(duì)小型稻谷干燥機(jī)-風(fēng)運(yùn)動(dòng)提升裝置進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 機(jī)的繪制。所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)機(jī)要滿足每小時(shí) 0.5 噸的稻谷處理量。 本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。最后對(duì)整 個(gè)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用繪圖軟件繪制整個(gè)裝置的總裝配圖、部件裝配圖及零 件圖。 3 第二章 小型稻谷干燥機(jī)-風(fēng)運(yùn)提升裝置的設(shè)計(jì)方案論證 2.1 提升機(jī)的整體分析 提升機(jī)主要組成部分為：進(jìn)料口、輸送管道、儲(chǔ)料桶、蓋板、風(fēng)機(jī)、可視窗和擋 板等組成。對(duì)上述各個(gè)部分不同的方案進(jìn)行組合，就可以得到不同的整體設(shè)計(jì)方案方 案。 2.2 不同設(shè)計(jì)方案的制定 通過(guò)比較，初步定下下面二種方案 2.2.1 設(shè)計(jì)方案一 圖 2.1 是方案一的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 2.1 方案一 設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)主要由離心風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)料桶、機(jī)輸送管道組成。 （2）設(shè)計(jì)原理：風(fēng)機(jī)（或其他動(dòng)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(lái)越快，同時(shí)，導(dǎo)致顆粒受到的空氣阻力，也越來(lái)越大。最后，當(dāng)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(shí)顆粒具有的運(yùn)動(dòng)速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，當(dāng)空 氣以顆粒的沉降速度自下而上流過(guò)顆粒時(shí)，顆粒將自由懸浮在氣流中，這就是顆粒在 4 垂直管中的懸浮機(jī)理。這時(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)際所需氣流要比理論值大。 2.2.2 設(shè)計(jì)方案二 圖 2.3 是方案的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 2.3 方案二 設(shè)計(jì)方案二的機(jī)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(chǔ)料桶體、稻谷出料口、稻谷進(jìn)料口、輸送 彎管、輸送直管和離心風(fēng)機(jī)等組成。 5 （2）設(shè)計(jì)原理：方案二的設(shè)計(jì)原理主要是氣壓輸送中的正壓輸送。經(jīng)過(guò)干燥后的 稻谷經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入輸送管道中，這時(shí)由離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的的風(fēng)力將會(huì)使輸送管道中的稻 谷達(dá)到懸浮速度，從而發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，則在宏觀上就達(dá)到了輸送稻谷的作用。 2.3 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(fù)壓輸送，而方案二中采用的 是氣力輸送進(jìn)的正壓輸送。這兩種輸送方式的特點(diǎn)如下所述： （1）在環(huán)境保護(hù)方面負(fù)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(huì)導(dǎo)致灰塵飛揚(yáng)，但在漏填管道上逢下雨天可能會(huì)吸入雨水，并降低效率，而正壓輸 送則不會(huì)有此情況。 （2）負(fù)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(zhǎng)距離輸送，最長(zhǎng)可達(dá) 100m 以上。 （3）在操作方面負(fù)壓輸送進(jìn)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(shí)加料要有一定的高度，進(jìn)料器結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。 （4）負(fù)壓輸送的供氣裝置在最后，因此風(fēng)機(jī)有漏油現(xiàn)象時(shí)不會(huì)沾污被送物料，而 正壓輸送有可能沾污物料。 （5） 卸料部分負(fù)壓輸送的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有氣密裝置和氣體凈化裝置，而正壓輸送的 機(jī)構(gòu)則比較簡(jiǎn)單。 （6）在投資方面負(fù)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(fù)壓輸送則使用從幾處輸 送到一處的情況。 2.4 設(shè)計(jì)方案的確定 由于這次設(shè)計(jì)的稻谷干燥機(jī)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(jiǎn)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。 2.5 本章小結(jié) （1）通過(guò)幾個(gè)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(jī)總體設(shè)計(jì) 方案； （2）綜合分析比較兩種方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)； （3）經(jīng)過(guò)比較得到兩種方案中較好的一個(gè)方案。 6 第三章 提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算 3.1 提升機(jī)主要性能指標(biāo)的確定 參考第一章中提升機(jī)的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，確定改提升機(jī)的主要性能指標(biāo)如下： （1）稻谷的處理量為 0.5 噸/小時(shí)； （2）提升機(jī)進(jìn)料口壓強(qiáng)應(yīng)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。 3.2 提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)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(fēng)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(jì)合理氣力輸送主要參數(shù)，是稀相氣力輸送裝置設(shè)計(jì)計(jì)算的關(guān)鍵。 3.2.1 輸送量 G 的選取 料管中輸送量一般是由工藝過(guò)程決定的，但在生產(chǎn)過(guò)程中還應(yīng)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(biāo)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(jì)一句的輸送量應(yīng)當(dāng)是在生產(chǎn)中可以遇到的最大，即考慮了一定的 儲(chǔ)備系數(shù)的輸送量： Ga算 式中 理論輸送量，t/h算 a儲(chǔ)備系數(shù) 實(shí)際輸送量，t/h 對(duì)于其中儲(chǔ)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(yīng)取小值，反之取大值。因?yàn)?，輸送量大的，雖然 a 值不大，但增加的保險(xiǎn)輸 送量（a-1）G 卻較大，輸送安全?？紤]到所設(shè)計(jì)的稻谷干燥機(jī)主要應(yīng)用于家庭故輸送 量取 G=0.5 噸/小時(shí)，G 算=0.5 噸/小時(shí)。 3.2.2 輸送風(fēng)速的選取 料管中風(fēng)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(jī)會(huì)就多，自由沉降速度減小，懸浮速度也減 7 ??；即懸浮速度與濃度比成反比。因此，在選取料管風(fēng)速時(shí)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(fēng)速應(yīng)為 稻谷懸浮速度的二倍。所以，取風(fēng)速 V=2*v=19.6-22m/s 式中 v稻谷的懸浮速度，m/s V風(fēng)速，m/s 考慮到要是稻谷干燥機(jī)整體功率消耗盡可能地低，所以取計(jì)算所得速度的下限， 既 V=19.6m/s 3.2.3 濃度比 的選取 查閱相關(guān)資料可知，輸送濃度的關(guān)系式為： =G/G 氣=G 料/rq 式中 濃度比 G 氣風(fēng)量 所以， 越大，所需風(fēng)量就越小。又由式： Q 風(fēng)機(jī)=HQ/1000*3600* 式中 Q 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量 H阻力損失 可知，濃度增大，雖然阻力損失 H 增大，但風(fēng)量減少很多，動(dòng)力消耗仍會(huì)有所降 低。因此，濃度比大小選擇是否適當(dāng)，直接影響了輸送網(wǎng)路的穩(wěn)定性及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 另外，為了保證風(fēng)機(jī)能在較高效率點(diǎn)工作，選用的濃度比要使網(wǎng)路的風(fēng)量與阻力和風(fēng) 機(jī)的風(fēng)量及阻力相適應(yīng)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)目前米廠輸送稻谷是濃度比 一般取 2.55.所以最后校核后的濃度比應(yīng)該在這個(gè)范圍內(nèi)。 3.2.4 風(fēng)網(wǎng)阻力計(jì)算 氣力輸送網(wǎng)路阻力損失包括 H 物和 H 管兩部分，其中直接用于護(hù)送物料的阻力損 失為： H 物=H 機(jī)+H 彎+H 摩+H 變+H 升+H 卸 在該計(jì)算公式中，相當(dāng)一部分是采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)和近似公式計(jì)算的結(jié)果。例如： H 彎=RL（1+K ） 式中的 K 是由近似公式計(jì)算得來(lái)的，且 K 粗與 K 加并沒(méi)有統(tǒng)一的劃分界限。物料 性質(zhì)選擇不同，得出的 K 值就不同，最后計(jì)算的 H 摩就不同。再如： H 變= )1(2彎grv 8 式中的 K 彎與物料的性質(zhì)、彎頭的參數(shù)及彎頭在空間中布置形式有關(guān)，是一個(gè)估 計(jì)值。 從以上例子可以看出，各項(xiàng)阻力計(jì)算都包含有認(rèn)為選擇誤差在內(nèi)。因此，整個(gè)網(wǎng) 路阻力損失計(jì)算的結(jié)果只能是近似的，只要在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)在增加 10%的壓損儲(chǔ)備就可以 了。 3.2.5 風(fēng)機(jī)的選擇 離心通風(fēng)機(jī)，是整個(gè)氣力輸送系統(tǒng)工作的心臟，必須進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算、實(shí)測(cè)和選擇。 用于氣力輸送的風(fēng)機(jī)主要有 6-30，6-23，9-19 和 9-26 等類型。其中最常用的是 6-23 型風(fēng)機(jī)。查閱相關(guān)資料得到其特性曲線如下圖所示： 圖 3.1 風(fēng)機(jī)的型號(hào) 可以知道：該風(fēng)機(jī)風(fēng)量為 P=1500 立方米/時(shí) 風(fēng)容量為 1.2； 所以此時(shí) ，在 2.55 的范圍內(nèi)，故在濃度比方面是符合要求的。78.2150 3.2.6 輸送管道相關(guān)參數(shù)計(jì)算 （1）直管內(nèi)徑和外徑的計(jì)算 和tAPVd4 2 9 式中 A輸送管道的橫截面積， m2 t=1h=3600s d輸送管道的內(nèi)徑 可以得出 mtVP071.4.3605194 即管徑為 71mm。 由于輸送管道 mm 的黑鐵皮卷制而成，故其外徑為 mdD75412 （2）彎管內(nèi)徑、外徑和彎管處半徑的計(jì)算 由于在實(shí)際使用中彎管是與直管相配合的，此外對(duì)彎管內(nèi)徑和外徑?jīng)]有特殊要求， 所以取彎管的內(nèi)徑和外徑與直管相同。即彎管的內(nèi)徑取 71mm 同樣彎管的外徑取 75mm。 通過(guò)查閱相關(guān)資料得到，彎管處半徑 R 應(yīng)滿足 R mD5.973.1. 為了加工方便取彎管處半徑 R 為計(jì)算結(jié)果的近似值 R=100mm。 3.2.7 輸送壓力 由于風(fēng)機(jī)是已定的，所以輸送壓力也已決定，至于管道摩擦阻力，進(jìn)料器、分離 器、物料提升壓降的總阻力，都是通過(guò)實(shí)際使用決定的。世界使用中如果壓力不夠可 以通過(guò)縮短管道長(zhǎng)度或者增加整壓器加以補(bǔ)償。 3.2.8 儲(chǔ)料桶的相關(guān)計(jì)算 由于從進(jìn)料口進(jìn)入的稻谷是剛經(jīng)過(guò)加熱干燥的稻谷，所以在入倉(cāng)前需要使其溫度 降低，從而確保稻谷在倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)藏的安全性。于是稻谷需要在儲(chǔ)料桶中停留一段時(shí)間才 能進(jìn)倉(cāng)。 10 所以只有當(dāng)儲(chǔ)料桶的稻谷量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)才能把出料口處的插板打開(kāi)將儲(chǔ)料桶 中的稻谷放出，然后入倉(cāng)。那么對(duì)儲(chǔ)料桶的尺寸就會(huì)有所要求。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資 料和基本計(jì)算得到以下結(jié)果： 桶體部分總高為 H=1250mm 、桶體部分內(nèi)徑為 d=500mm、桶體進(jìn)料管內(nèi)徑為 71mm、 桶體進(jìn)料管外徑為 75mm、可視窗尺寸為是窗口 120 、出料口高為 100mm、出料口120 直徑為 120mm。 3.2 本章小結(jié) （1）根據(jù)相關(guān)資料，確定提升機(jī)的主要性能指標(biāo)。 （2）分別對(duì)風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)料桶、輸送管道等構(gòu)件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相應(yīng) 的強(qiáng)度校核。 11 第四章 氣力提升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 氣力提升機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 氣力提升機(jī)機(jī)用 ProE 做出的三維裝配圖的整體外觀效果如圖 4.1 所示。 圖 4.1 風(fēng)云動(dòng)提升機(jī) 4.2 儲(chǔ)料桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 儲(chǔ)料桶的主要作用是使經(jīng)過(guò)干燥后的稻谷在入倉(cāng)后經(jīng)過(guò)冷卻，使得其溫度達(dá)到倉(cāng) 儲(chǔ)條件，確保稻谷的儲(chǔ)存安全。儲(chǔ)料桶的設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖 4.2 12 圖 4.2 儲(chǔ)料桶 圖 4.3 可視窗 為了能實(shí)時(shí)觀察到儲(chǔ)料桶內(nèi)的稻谷量，必須設(shè)計(jì)一視窗口。視窗口的設(shè)計(jì)如圖 4.3 所示 4.3 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 蓋板的主要作用有兩個(gè)一是對(duì)密封桶體，二是連接離心風(fēng)機(jī)。圖 4.4 是蓋板的機(jī) 構(gòu)。 圖 4.4 蓋板 4.4 防漏擋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于氣力提升機(jī)主要是采用管道內(nèi)不同點(diǎn)的壓強(qiáng)差，是稻谷受力達(dá)到懸浮速度， 進(jìn)行定向云頓的機(jī)構(gòu)。所以容易將提升到儲(chǔ)料桶進(jìn)口處的稻谷吸入到離心風(fēng)機(jī)中損傷 離心風(fēng)機(jī)。如果在儲(chǔ)料桶內(nèi)設(shè)置一擋板就可以有效的解決這一問(wèn)題。防漏擋板的結(jié)構(gòu) 如圖 4.5 所示。 14 圖 4.5 防漏板 防漏擋板兩邊的孔是用來(lái)將其固定在儲(chǔ)料桶的桶體中，而防漏擋板之所以做成之 字形是由于桶體中的氣流流動(dòng)情況是十分復(fù)雜的，做成之字形可以有效的降低稻谷撞 在擋板上對(duì)稻谷所造成的傷害。圖 4.6 防漏擋板與桶體的裝配關(guān)系。 4.5 出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 出料口的主要作用是將經(jīng)過(guò)冷卻的的稻谷裝袋或者進(jìn)倉(cāng)。由于要能控制出料口的 開(kāi)和關(guān)，所以在出料口設(shè)置一個(gè)插板，檔需要裝袋時(shí)將插板拔出。而當(dāng)需要關(guān)閉時(shí)只 要將插板合上就可以了。 圖 4.7 是出料口插板的結(jié)構(gòu) 圖 4.7 防漏板 4.6 本章小結(jié) （1）分別對(duì)儲(chǔ)料桶、蓋板、擋板、可視窗等零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （2）對(duì)提升機(jī)的部分零件和結(jié)構(gòu)給出三維圖形。 （3）將總體裝配圖用三維圖形表示。 15 第五章 氣力提升機(jī)存在的問(wèn)題及解決方法 氣力輸送除了有第一章中提到的優(yōu)點(diǎn)外，還存在一些缺點(diǎn)，所以必須找出這些缺 點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案。 5.1 動(dòng)力消耗問(wèn)題 動(dòng)力消耗的主要指標(biāo)是一動(dòng)力指數(shù)來(lái)衡量的。 動(dòng)力指數(shù) （ 米 ）（ 時(shí) ）噸 （ 瓦 ）1)(tGNK 其中 而 P（風(fēng)機(jī)的壓力 公斤/平方米）一定要大于各部分壓降)(36012瓦Q 之和，而各部分壓降都與風(fēng)俗 V 的平方成正比，所以 與 N 成正比。3 另外 ）（ trGM/3 其中 r=風(fēng)的容量、G=物料重量、 =濃度比。 將 帶入 K 得)(36012瓦QPNGQP36012 再將 帶入 得 可以看出 。即rG0r3612rK1K K 與濃度比 成反比。所以如何提高濃度比和降低風(fēng)俗到最低底線是減少動(dòng)力消耗的主 要課題。另外，K 與 P 成正比即要盡可能地減少各部件阻力，以減少壓力損失。 但由于物料水分有多少，聊性黏度變化，所以 K 還不是最穩(wěn)定，加上管道損漏，G 有所下降，所以經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料和結(jié)合實(shí)際情況取 K 。065. 5.2 管道堵塞問(wèn)題 在氣力輸送中，管道堵塞是最常見(jiàn)而又不易解決的問(wèn)題。許多單位就是由于堵塞 問(wèn)題而放棄氣力輸送。造成管道堵塞的原因有下列兩種： 16 （1）管道粘料：產(chǎn)生的原因很多，由于在彎管的地方由于稻谷在壁上撞擊造成粘 附，隨著試件增加，管道直徑變小而堵塞；也有因管道在室外露天輸送，稻谷是熱的， 管內(nèi)產(chǎn)生冷凝水使稻谷的粘附能力增強(qiáng)而堵塞。再者就是制造精度低，彎管處焊粉粗 糙造成堵塞，這種管徑縮小現(xiàn)象，如不及時(shí)處理，試件一久稻谷在壁內(nèi)形成一層層堅(jiān) 硬的硬殼，非把管道拆下拆除才可。 （2）物料與空氣混合狀態(tài)不良：這種情況造成的原因有設(shè)計(jì)上的，也有操作上的。 由于設(shè)計(jì)不周，管道過(guò)長(zhǎng)。摩擦阻力大，或進(jìn)料太多，即濃度比過(guò)高，都會(huì)造成堵塞。 設(shè)備使用年久，管道岔道；卸料器漏氣；物料中有大塊雜質(zhì)也是堵塞的原因。 5.3 解決方法 （1）在降低動(dòng)力消耗方面，采用較低的風(fēng)速（用改變風(fēng)管直徑進(jìn)行調(diào)速）。但遇 到稻谷淑芬升高時(shí)就會(huì)降低生產(chǎn)效率甚至造成堵塞，所以必須嚴(yán)格控制稻谷水分。 （2）經(jīng)常檢查管道、卸料器、進(jìn)料口有無(wú)漏氣。如果發(fā)現(xiàn)要及時(shí)修理。 （3）操作人員必須遵守操作制度，加料量不得任意增加。 （4）萬(wàn)一有大塊雜質(zhì)或異物進(jìn)入管道形成堵塞，必須停止加料。繼續(xù)鼓風(fēng)使稻谷 逐漸少量前進(jìn)，直至?xí)惩ê罄^續(xù)進(jìn)料。 （5）每班工作完畢后，在進(jìn)料口防水，并鼓風(fēng)使水在管道內(nèi)前進(jìn)，清洗直至出 水清為止，但這種方法必須待管道干后再可進(jìn)料。 （6）通洗管道還可以采用鋼絲球清洗，先將繩吹出管道，然后一邊進(jìn)風(fēng)，一邊 拉動(dòng)鋼絲球來(lái)回清洗。 （7）如果有空壓機(jī)可以在容易堵塞的地方裝設(shè)增壓器，解決堵塞問(wèn)題。 17 第六章 結(jié)論 小型稻谷干燥機(jī)風(fēng)運(yùn)提升機(jī)是進(jìn)行稻谷提升的有效設(shè)備，廣泛運(yùn)用于糧食生 產(chǎn)和加工中，是當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工的的必備設(shè)備。因此本文對(duì)小型稻谷干燥機(jī)風(fēng) 運(yùn)提升機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，給出了提升機(jī)的基本參數(shù)，并對(duì)提升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 部分進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)、計(jì)算和計(jì)算機(jī)三維仿真，為提升機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)際制作提供了一 定的依據(jù)和參考。 該設(shè)計(jì)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉，沒(méi)有一味地追 求高精度，適合進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)。設(shè)計(jì)中采用了較為簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)了相同的功能， 例如在提升機(jī)理的選擇上沒(méi)有選擇用離心風(fēng)機(jī)吹送的方法，而是應(yīng)用了離心風(fēng)機(jī)抽送 的方法。這是由于離心機(jī)抽送采用的是負(fù)壓輸送，在短距輸送中比正壓輸送高效可行， 并且可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，制造、安裝、維修都大為簡(jiǎn)化。 該設(shè)計(jì)只是針對(duì)提升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算和仿真，而電氣控 制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的補(bǔ)充。 18 參考文獻(xiàn) 1韋公遠(yuǎn)， 糧食加工長(zhǎng)氣力輸送有關(guān)問(wèn)題探討。遼寧省遼中縣糧食儲(chǔ)備庫(kù)，遼中 110200 2毛海敏，呂國(guó)軍。輸送易碎糧食專用提升機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心，北京 100037； 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