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世界上大多數(shù)工業(yè)部門都要進(jìn)行散狀固體料的貯存和裝卸。這些作業(yè)在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要的作用，因而它們應(yīng)該是高效和經(jīng)濟(jì)的。粉料和散狀固體科在運(yùn)送過程中，還伴有混合、攪拌、粉碎、流態(tài)化等作用。
從貯存結(jié)構(gòu)(料倉)排料時(shí)往往出現(xiàn)問題。在料倉出口處粉料會(huì)成科拱或搭橋，從而使料流中斷。有時(shí)，粉料在料倉卸料中央形成溝。這種稱之為漏斗流的料倉，其料倉的料流取決于所存物料的壓頭。如果料倉壓頭不足，則料流惡化，甚至完全停止，這樣，存于料倉物科中的中心溝就變成孔，通常叫鼠孔。料倉產(chǎn)生鼠孔，實(shí)際上會(huì)使后續(xù)作業(yè)完全停止，所帶來的代價(jià)是非常大的。
另一方面，人們可將料倉設(shè)計(jì)成使粉料可在任何斷面上均勻流動(dòng)。這種流動(dòng)模式稱為群流。決定料流形狀一般是漏斗壁的角度。若這個(gè)角比臨界值要陡，則是群流，否則，就是漏斗流。
群流料倉很少有高的容積效率，而且對遇到的問題也往往罔然無知。所以，工業(yè)部門仍希望使用似乎容積效率高的漏斗流料倉。其實(shí)，容積效率最高的是平底料倉，但條件是料倉要能完全排空。管式給料機(jī)與這種料倉配合使用，就可以收到最好的效果。
一、常見的毛病
大多工藝過程要求性能穩(wěn)定，所以，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)能滿足上述要求。以粉料和散狀固體料離析為例，在加入料倉時(shí)，物料會(huì)依粒度大小分布。如果采用中心給料裝置，堆析時(shí)會(huì)使大顆粒的滾到料倉邊上，小的則集中在中間。如果在這種情況下采用漏斗流料倉，在排料時(shí)細(xì)的會(huì)先出，而大的后出，由于排出的粉料不均勻就會(huì)改變最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
另一方面，如果采用群流科倉，則粉料會(huì)從料倉整個(gè)斷面排出，從而使離析了的物料再混合。
對料倉、特別是對群流科倉，設(shè)計(jì)給料機(jī)或排科設(shè)備是昂貴的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的這種給料機(jī)應(yīng)能使整個(gè)料倉出口活化以保持均勻的料流，在這種情況下，料倉所存的物料正作用在給料機(jī)上。很自然，應(yīng)設(shè)計(jì)大的電動(dòng)機(jī)克服這一峰值負(fù)荷。峰值負(fù)荷是由粉料中的應(yīng)力分布，稱之為活的或峰值應(yīng)力區(qū)所致。有好幾種方法可以將這種應(yīng)力區(qū)改變?yōu)楣靶螒?yīng)力區(qū)。確定峰值負(fù)荷不是一件容易的事，在大多數(shù)情況下是將給料機(jī)的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)大些。如果設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)過小，給料機(jī)出故障是常見的。
另一方面，料倉中粉料料流形式發(fā)生變化也十分常見。雖然料倉可以設(shè)計(jì)成群流的，但安上給料機(jī)后在料倉漏斗部分的料流形式不一定是群流模式。粉料不是先從料倉漏斗部分的前端排出，就是從后端排出，料流再不是群流。這常常導(dǎo)致在倉料中形成鼠孔，料流趨向于漏斗流。為了改變這種情況，就要考慮料倉和給料機(jī)的匹配問題，使整個(gè)系統(tǒng)以一整體工作。如下所述，管式給料機(jī)能以全新的方法解決散狀固體料的拖料問題。
二、物料流動(dòng)時(shí)對料倉壁的應(yīng)力
當(dāng)料倉首先充滿，隨后才卸料，則料流應(yīng)力區(qū)建立在筒壁上。這些料流應(yīng)力區(qū)的大小數(shù)級取決于物料的流動(dòng)模式和料倉的縱橫比。若料流模式略有收縮，一般會(huì)使應(yīng)力增大。若縱橫比>5，則有效過渡段上方的部分可以按照J(rèn)enike變形能理論或按群流料倉Janssen理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。
三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)
試驗(yàn)臺(tái)是一臺(tái)裝在筒倉內(nèi)的管式給料機(jī)。筒倉直徑3.9m，高1m(如果需要可提高至3.5m)。管式給料機(jī)位于料倉底部，機(jī)長1.95m，直徑0.324m。
管子有一系列稱之為“活動(dòng)器”的槽孔，通過槽孔物料流入管內(nèi)，這些槽孔的長度向料倉周邊逐步增加，這是為了粉料能沿料倉整個(gè)橫斷面均勻流動(dòng)而考慮的。管內(nèi)有常用螺旋運(yùn)輸機(jī)將物料運(yùn)向料倉中心。位于料倉底部中央有溜槽，將物料導(dǎo)入皮帶運(yùn)輸機(jī)上。
管子不但繞自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)對料倉進(jìn)行掠轉(zhuǎn)。管子有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)用于繞自己軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)用于橫向運(yùn)動(dòng)對料倉底部整個(gè)斷面掠轉(zhuǎn)。另外，螺旋運(yùn)輸機(jī)也有自己的驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)用的齒輪裝置位于料倉中央，而驅(qū)動(dòng)裝置本身則位于給料溜槽的一側(cè)。
四、結(jié)論
管式給科機(jī)與軸對稱料倉配合使用能很好解決許多散狀固體料的運(yùn)送作業(yè)問題。管式給料機(jī)能用于從料倉或長槽平面流漏斗將散狀固體料的排送。
1.均勻拖料
對筒倉的散狀固體料能實(shí)現(xiàn)均勻拖料。目前，正需要群流料倉均勻拖料，將群流料倉與帶式或螺旋給料機(jī)等結(jié)合，并達(dá)到均勻拖料是十分困難的，除非對給料機(jī)和料倉出口的結(jié)合處進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)，但這個(gè)問題在筒倉和管式給料機(jī)配合使用就能很好解決。
2.離析最少
均勻拖料也意味著減少離析問題，即減少粉料按粒度大小分離，避免粗的跑到倉壁，細(xì)的集中在給料點(diǎn)。離析在采用中央給料點(diǎn)時(shí)是常見的。
3.粉碎少
因?yàn)楣茏庸饣?，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)管子與其周圍的固體料的動(dòng)力摩擦要比螺旋給料機(jī)小，所以，粒料運(yùn)送不劇烈，磨碎少。
4.能效高
運(yùn)送散狀固體料所需能耗比相應(yīng)的螺旋給料機(jī)少得多，節(jié)能約70%。
5.排料量均勻
粉料能穩(wěn)定地從料倉排出，排料量可通過改變管子的旋轉(zhuǎn)速度得到控制。管子的最優(yōu)掠速大概取陜于槽孔的幾何形狀；對給定的物料和槽孔形狀結(jié)合，最優(yōu)掠速應(yīng)該是個(gè)常數(shù)。(圖/文teeyang.com)