
白酒廠原輔材料的出入倉(cāng)及粉碎、供料過(guò)程,均需進(jìn)行物料輸送,通常采用機(jī)械輸送或氣流輸送。
(一)氣流輸送
1.氣流輸送原理和方式
氣流輸送簡(jiǎn)稱風(fēng)送,其輸送的原理是采用氣體流動(dòng)的動(dòng)能來(lái)輸送物料,物料在密閉的管道中呈懸浮狀態(tài),可進(jìn)行水平或垂直方向的物料輸送。氣流輸送早在19世紀(jì)初就已應(yīng)用于工業(yè)上,只是由于當(dāng)時(shí)相應(yīng)的控制設(shè)備和風(fēng)機(jī)尚未發(fā)展,因而限制了它的規(guī)模和應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,氣流輸送在輕工、化工等行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在白酒生產(chǎn)中,薯干與玉米粉碎的氣流輸送(也稱風(fēng)選風(fēng)送)取得了很好的效果。實(shí)踐證明它既能代替結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械提升和輸送,又能有效地將混在原料中的鐵、石分離出來(lái),而且還特別適合于白酒生產(chǎn)中散粒狀或塊狀物的輸送。最重要的是能對(duì)原料進(jìn)行風(fēng)選,除去雜物,同時(shí)在整個(gè)原料輸送過(guò)程中處于負(fù)壓狀態(tài),有利于實(shí)現(xiàn)粉碎工序的無(wú)塵操作。
氣流輸送其占地面積小,輸送能力高,投資費(fèi)用少,使用時(shí)比較靈活,便于實(shí)施連續(xù)化、自動(dòng)化操作。對(duì)輸送量大且間歇運(yùn)行的作業(yè),則不宜使用。為使物料在風(fēng)管中靠高速氣流面懸浮,在輸送系統(tǒng)中應(yīng)避免使用90°或稍小于90°的角彎頭。
氣流輸送可分為真空(負(fù)壓)輸送、壓力輸送及壓力輸送與真空輸送相結(jié)合的壓力真空輸送3種形式。
通常,真空輸送適用于由若干加料點(diǎn)向同一點(diǎn)輸送物料,吸料位置可靈變,無(wú)需嚴(yán)密的吸料裝置。但排料口要求封閉嚴(yán)密,以防物料反吹,一般多采用斗輪關(guān)閉器等封閉良好的排料器。
壓力輸送適用于由1個(gè)加料點(diǎn)向不同地點(diǎn)輸送物料。為使加料口保持封閉以免物料反吹,須用封閉性能良好的加料器,通常也采用斗輪關(guān)閉器,但排料口則無(wú)須排料器。 將真空輸送和壓力輸送結(jié)合起來(lái),就組成壓力真空系統(tǒng),它集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)。 氣流輸送方式的確定,應(yīng)結(jié)合具體條件,將計(jì)算和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái),進(jìn)行綜合考慮。例如對(duì)距離較長(zhǎng)的輸送,可采用壓力輸送,并避免使用彎管。
2.氣流輸送裝置
氣流輸送的組成主要有以下幾個(gè)部分。
(1)進(jìn)料裝置
①吸嘴:有單管開吸嘴、帶二次空氣進(jìn)的吸嘴、喇叭形雙筒吸嘴及固定式吸嘴等。
②旋轉(zhuǎn)加料器:在壓力輸送系統(tǒng)中為加料器,而在真空輸送系統(tǒng)中則用作卸料器。在機(jī)殼內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的、上有6~8片葉片的轉(zhuǎn)子,當(dāng)旋轉(zhuǎn)加料器上部料斗中的物料落人轉(zhuǎn)子葉片間的格子中,隨同轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至下部時(shí),則可落人輸料管或料箱中。它是一種容積加料器,其加料量與葉片轉(zhuǎn)速有關(guān)。
(1)卸料裝置
①離心式卸料器:實(shí)際為旋風(fēng)分離器。它可利用氣流使物料做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力,將氣流中呈懸浮狀態(tài)的顆粒分離出。對(duì)于小麥及大麥等顆粒物料,其分離效率為100%。對(duì)于粒度小于5μm的粉末狀物料,則分離效果很差;對(duì)于潮濕黏結(jié)的物料,也不適用。
②沉降式卸料器:實(shí)際為重力式分離器。它適用干粒狀及粉狀物料輸送系統(tǒng)的卸料。進(jìn)入1個(gè)較大的圓筒形空間,由于氣流速度驟然大降,故物料借自身重力沉降,而氣體則從上部排出。為提高物料沉降效率,應(yīng)控制進(jìn)口的氣流速度,并從切線方向進(jìn)料。對(duì)于物料直徑大于3mm的顆粒,圓筒高度可取為1.0~1.5d;中等顆粒時(shí),圓筒高度為1.3~1.8d;粉末物料時(shí),圓筒高度取1.5~2.0d。圓錐部分的外錐角應(yīng)大于物料的摩擦角。
③離心卸料器和旋轉(zhuǎn)加料器配合使用:即于離心器底部或風(fēng)管上接旋轉(zhuǎn)加料器,起閉風(fēng)作用。
(3)除塵裝置自卸料器排出的空氣中,含有大量灰塵,可經(jīng)除塵裝置除去,以免污染環(huán)境。除塵裝置還可用于原糧清雜時(shí)的除塵及物料粉碎時(shí)粉塵回收。除塵器有多種,常用的為袋濾器及濕式過(guò)濾器。
①離心式除塵器:其構(gòu)造和原理同離心式卸料器。
②濕式過(guò)濾器:含粉塵的空氣經(jīng)濾水板洗滌鼓泡后排出。
③振搖式袋濾器:通常在回收粉塵時(shí),空氣先經(jīng)離心除塵器除塵,再通過(guò)振搖式袋濾器除塵。該袋濾器在外殼內(nèi)裝有多條直徑為lOOmm或300mm的筒狀滌綸濾袋,袋內(nèi)被截住的粉塵靠振動(dòng)器的間歇式振動(dòng)而落入灰口。通常配用空氣壓縮機(jī)及電磁氣動(dòng)薄膜閥,隔一定時(shí)間就自動(dòng)振搖出灰。
我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的振搖式袋濾器有LD8型、LD14型及LD18型等多種型號(hào)。可處理的空氣含塵量為200mg/m3以上,若初始含塵量為5000~1000mg/m3,則應(yīng)先經(jīng)離心除塵器除塵,最終除塵率可達(dá)98%以上。使用J(QD)和DMC2-1型等袋濾器,除塵率可達(dá)99%以上。例如J (QD)型控制脈沖袋式除塵器,其袋數(shù)為24條,過(guò)濾面積為19.9m2,噴吹壓力為500~700kPa,脈沖周期為60s,處理風(fēng)量為2358m3/h,允許吸入空氣的含塵量為1.5g/m3。
(4)真空泵使用往復(fù)式真空泵:可造成氣流負(fù)壓真空輸送系統(tǒng)的真空度。例W3、W4、W5型真空泵的抽氣速率為200~700m3/h,極限真空度為1.333kPa,所用的電動(dòng)機(jī)功率為5.5~22kW。
(5)風(fēng)機(jī):氣流輸送分低真空和高真空輸送、低壓及高壓輸送。一般低真空輸送的負(fù)壓為50kPa以上,高真空輸送的負(fù)壓為30~50kPa;低壓輸送壓力為50~60kPa,高壓輸送壓力為100~600kPa。可根據(jù)不同輸送方式選用相應(yīng)的風(fēng)機(jī)。離心式鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量大,但風(fēng)壓低,一般用于原糧及其粉碎作業(yè)的真空輸送;羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高、風(fēng)量穩(wěn)定,可用于真空輸送或壓力輸送;若需要高風(fēng)壓。則可采用往復(fù)式壓縮機(jī)。
①離心式鼓風(fēng)機(jī):可由葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓,將空氣吸人,空氣從葉輪外殼排出時(shí),部分動(dòng)壓變?yōu)殪o壓,具有一定的動(dòng)壓頭和靜壓頭。國(guó)產(chǎn)離心式鼓風(fēng)機(jī)的特征參數(shù)有轉(zhuǎn)速(r/min)、流量(m3/h)、全風(fēng)壓(Pa)、軸功率(kW)、全壓效率(%)等,可按離心式鼓風(fēng)機(jī)的特性分辨其種類。例如以安裝位置和接電線的情況,可分為右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)兩種形式,從電動(dòng)機(jī)一端正視,若葉輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為右轉(zhuǎn),逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為左轉(zhuǎn);按空氣的出口位置又可分為可調(diào)和不可調(diào)兩種,可調(diào)范圍為0~2250,其間隔為45 0;按風(fēng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)方分為A、C、D3種,A為與電動(dòng)機(jī)直接連接轉(zhuǎn)動(dòng),C為皮帶轉(zhuǎn)動(dòng),D為由懸臂支承、聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)。此外,“B”表示防爆風(fēng)機(jī);風(fēng)機(jī)的每個(gè)型號(hào)又有多個(gè)機(jī)號(hào),可查有關(guān)的產(chǎn)品目錄得知各個(gè)機(jī)號(hào)的風(fēng)壓和風(fēng)量。
②羅茨鼓風(fēng)機(jī):其風(fēng)壓為19.6~49kPa,風(fēng)量為0.25~630m3/min,它兼具往復(fù)式空氣壓縮機(jī)和離心式風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)壓變化時(shí),能保持風(fēng)量不變,但若裝配不精確,則容易磨損。若排出空氣受阻,則風(fēng)壓增高,易有損于風(fēng)機(jī)及風(fēng)管,或使電機(jī)超載而受損,故應(yīng)在風(fēng)管中安裝安全閥。
(6)氣流輸送系統(tǒng)的主要計(jì)算
①氣流速度:通常由實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。若物料不超過(guò)0.88kg/m3和顆粒不大于2cm,則氣流速度通常取25m/s。但因氣流速度還與輸送距離有關(guān),例如輸送距離在60m之內(nèi),則氣流速度可取20m/s;若輸送距離為150m和360m時(shí),則氣流速度可分別取為25m/s和30m/s。
②混合比μ:即單位時(shí)間輸送的物料量ωs( kg/h)與所需空氣量ωs(kg/h)的比值。
風(fēng)松散的顆粒物料,可選用較大的混合比;潮濕易結(jié)塊或呈粉狀的物料,可選用較小的混合比,以免管路堵塞。采用真空氣流輸送時(shí),混合比可選小些;而用壓力氣流輸送時(shí),混合比可選大些。原料輸送的混合比通常為7—14。
③空氣輸送量:設(shè)所需空氣量為ωs( kg/h),空氣密度為γ(kg/m3),則所需空氣的體積Va可用下式計(jì)算。
④輸送管路計(jì)算:設(shè)氣流速度為ua(m/s),輸送管內(nèi)徑為d(m)。則d可用下式計(jì)算。
按上式計(jì)算的管徑,再根據(jù)國(guó)家管材規(guī)格選擇標(biāo)準(zhǔn)的管徑,但要為空氣留有10%~20%的余量。
⑤壓力損失計(jì)算:氣流輸送系統(tǒng)的壓力總損失△p總,在理論上等于風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓,但在實(shí)際選定風(fēng)機(jī)時(shí),一般均留有10%~20%的裕量。
△P總=△P1+△P2+△P3+△P4+△P5
式中 △p1——加速段的壓力損失,Pa
△P2——水平料管中壓力損失,Pa
△P3——垂直料管中的壓力損失,Pa
△P4——各種設(shè)備中的壓力損失,Pa
△P5——空氣管的壓力損失,Pa
各管路中壓力損失的具體計(jì)算方法,可參閱有關(guān)氣流輸送的專著;各種設(shè)備壓力的計(jì)算方法,在設(shè)備產(chǎn)品樣本中有標(biāo)注。
(二)機(jī)械輸送
機(jī)械輸送有平運(yùn)、斜運(yùn)及升運(yùn)3種形式,可按實(shí)際需要選用相應(yīng)的輸送機(jī)械。例如平運(yùn)可采用平運(yùn)皮帶輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī);斜運(yùn)可采用斜運(yùn)帶式輸送機(jī)、傾斜式斗式提升機(jī)及螺旋輸送機(jī);升運(yùn)采用斗式提升機(jī)。
1.帶式輸送機(jī)
(1)平運(yùn)皮帶輸送機(jī) 主要用于普通倉(cāng)房及筒倉(cāng)原糧的出倉(cāng)。通用型皮帶輸送機(jī)分頭、中、尾三段,由改向滾筒、傳動(dòng)滾筒、彈簧清掃器、頭架及頭罩等組成;中段由清掃器、下托輥、上托輥、中間架等組成;尾段有改向滾筒、螺旋拉緊裝置、進(jìn)料斗、緩沖托輥等組成。全機(jī)由各段機(jī)架、托輥及皮帶相連。托輥起支撐皮帶和物料的作用,上托輥為運(yùn)載托輥,下托輥為空載托輥。因皮帶有一定的延伸率,故應(yīng)設(shè)拉緊裝置,以免皮帶打滑。輸送帶的驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)滾筒組成。
該類輸送機(jī)的皮帶寬度為300、400、500、650、800、1000、1200、1600mm,輸送帶的線速度一般為0.7m/s,總長(zhǎng)度可在300m之內(nèi),可按實(shí)際需要選用。常用的型號(hào)有2P60型、TD75型等。其生產(chǎn)能力Q(t/h)可用下式計(jì)算。
Q=3600×L×ρ×0.75×H×u
式中 L——帶寬,m
ρ-物料密度,t/m3
0.75-為一般取用的填充系數(shù)
H-一物料堆放于帶上的平均高度,m
u——皮帶運(yùn)行速度,m/s
若皮帶呈0~22°微傾斜角度,則將上述計(jì)算得的生產(chǎn)能力除以1.00~1.15即可。
(2)斜運(yùn)帶式輸送機(jī)在位差不大時(shí),與風(fēng)機(jī)風(fēng)車聯(lián)用,可去除原糧中較輕的雜物,將原糧初步清選并入平房倉(cāng)庫(kù),堆至一定高度。
TD45型斜運(yùn)帶式輸送機(jī)如圖3-10所示。其膠帶寬度為500mm,運(yùn)行速度為1.6m/s,輸送長(zhǎng)度為lOm或15m,輸送高度為3.52m或5.38m,運(yùn)輸能力為107. 5m3/h。
嘈之間的空隙為5~15mm,若間隙過(guò)大會(huì)影響輸送效率。機(jī)槽由數(shù)節(jié)連接,每節(jié)長(zhǎng)約4.8m,兩節(jié)連接處用角鋼邊加固,機(jī)槽兩端的槽端板用鑄鐵制成,作用軸承支座。機(jī)長(zhǎng)每隔3m以上補(bǔ)裝一個(gè)吊裝軸承,又名吊架。
GX型螺旋輸送機(jī)為定型產(chǎn)品。其螺旋直徑為150~160mm,有7種規(guī)格,輸送長(zhǎng)度為3~70m,輸送能力為Q(t/h),可由下式計(jì)算。
式中:d為螺旋直徑(m);螺距通常為(0.5~1.0) xd;填充系數(shù)通常為0.125~0.400:傾斜系數(shù)在水平時(shí)為1.0,5°時(shí)取0.9,10°時(shí)取0.8,15°時(shí)取0.77,20°時(shí)取0.650。
3.埋刮板輸送機(jī)
主要用于筒倉(cāng)物料的入庫(kù),由一處進(jìn)料,將物料輸送至各個(gè)筒倉(cāng),故有一定的運(yùn)輸長(zhǎng)度。例如MS型刮板輸送機(jī),如圖3-11所示。它主要由驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置架、柱銷聯(lián)軸器、聯(lián)軸器護(hù)罩、大鏈輪、小鏈輪、刮板鏈條、進(jìn)料及出料裝置所組成,驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器與聯(lián)軸器相連。
4.斗式提升機(jī)
斗式提升機(jī)又稱皮帶斗式升運(yùn)機(jī),用于原料及粉碎物料的垂直向上升運(yùn)。 (1)構(gòu)造斗式提升機(jī)由料斗.料斗帶、轉(zhuǎn)鼓及機(jī)殼等部件構(gòu)成。料斗分淺斗和深斗兩種。料斗帶一般為膠帶,其寬度比料斗寬度大10~20mm,料斗用螺釘固定于膠帶上,料斗的間距為料斗高度的1倍以上。螺釘必須埋在膠帶內(nèi)部,以免運(yùn)轉(zhuǎn)中與轉(zhuǎn)鼓碰擊。提升機(jī)頂部的轉(zhuǎn)鼓為主動(dòng)輪,與減速器及電機(jī)相連,下部轉(zhuǎn)鼓為從動(dòng)輪,其軸承可移動(dòng),裝有螺旋或重錘張緊裝置。上下轉(zhuǎn)鼓的直徑相同,通常為300~500mm,其寬度比料斗大25mm左右。除電機(jī)及減速器等以外,其余部件均裝在木制或鐵制的機(jī)殼內(nèi)。
(2)工作原理:物料從提升機(jī)下部加入斗內(nèi),升運(yùn)到機(jī)頂部時(shí),由于斗的運(yùn)行方向改變,物料從斗中甩出,稱為離心卸料法。承接物料的槽應(yīng)設(shè)于距轉(zhuǎn)鼓稍遠(yuǎn)的位置,以免阻礙鼓運(yùn)轉(zhuǎn)。若輸送密度較大或黏性的物料,則可在轉(zhuǎn)鼓下裝2個(gè)導(dǎo)向輪,使膠帶彎曲,料斗運(yùn)行至此時(shí)能完全翻轉(zhuǎn),物料借自重從斗中甩出,稱為重力卸料法。料斗的運(yùn)行速度與輸送量及物料有關(guān),低速為0.5~0.8m/s,高速可達(dá)1.6m/s,輕粉狀物料取1.25 m/s,各種原糧取1.5~2.5m/s。