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本文從主觀設(shè)計和客觀生產(chǎn)因素兩方面全方位分析了卸料口堵塞的原因,  并有針對性的提出了防止料倉卸料口堵塞的方法。

關(guān)鍵詞：粉體料倉，卸料口堵塞，結(jié)拱，料倉雙置式振動疏通排料就機

主觀因素

這主要是設(shè)計者對料倉設(shè)計不夠重視的原因所造成 。由于料倉設(shè)計規(guī)范形成較晚 , 因此有許多設(shè)計者把料倉當(dāng)作一般常壓液體儲罐來設(shè)計 , 從而忽視了料倉設(shè)計的獨特性 。料倉流型的錯誤選擇 , 料斗半頂角的大小 、卸料口尺寸大小不正確計算, 料倉材質(zhì)時應(yīng)按照實際需要來選擇合適的流型 。

1.1 正確選擇料倉流型

料倉的流型基本上有兩種 :整體流型料倉(又稱全流倉)和中心流型料倉 (又稱漏斗型料倉或核流倉)。在整體流料倉中, 卸料時所有物料均向卸料口流動, 不存在流動“死區(qū)” , 料位均勻下降, 卸料流動穩(wěn)定均勻 。而在中心流料倉中 , 卸料時只有中心部位的物料向卸料口流動 , 在該“ 流動區(qū)” 以外的部分為流動“ 死區(qū)” 。由于“ 鼠洞”和粘性拱的形成與崩塌 , 使設(shè)計成整體流, 那么料斗半頂角 θmax

1.2 料斗半頂角的計算

確定一個合適的料斗半頂角 θ 目的是為了實現(xiàn)所選擇的流型 。料倉下料不暢 , 關(guān)鍵是傾斜角小于物料安息角所致 。整體流倉必須保證料倉各個部位的傾斜角大于物料的安息角 。如果要將料倉的不當(dāng)選擇以及忽視某些具體焊接結(jié)構(gòu)的影響是造成料倉不當(dāng)設(shè)計的五個主要因素。卸料流動不穩(wěn)定 , 甚至?xí)�出現(xiàn)噴瀉的情況 。因此整體

θmax=(90°+ -δ-arcsin(sinδ/sin  )/2       

流型料倉是料倉設(shè)計的流型 。但是事實上由于整體流型料倉和中心流型料倉各有利弊 , 所以并非必須選用整體流型料倉 。整體流型料倉和中心流型料倉的優(yōu)缺點見 :式中: 為有效內(nèi)摩擦角, 度 ;δ為物料與倉壁摩擦角 ,(°)。形成整體流的必要條件是料斗半頂角 θ要小于max 。整體流和中心流料倉的基本特性及適用場合

1.3確定卸料口尺寸

卸料速率卸料密度卸料順序料倉造價料倉壽命倉儲時間通用程度整體流穩(wěn)定均勻先進先出較高較短一致較差中心流不穩(wěn)定不均勻先進后出較低較長不一致較好確定合適的卸料口尺寸 , 目的是為了防止因形結(jié)拱(又稱架橋)或管流(又稱鼠洞)等, 造成料倉無法卸料或物料噴瀉等問題 。按照料倉流型的不同有不同的計算方法 。整體流料倉針對整體流料倉設(shè)計計算時 ,  用一定性尺寸 B來描述卸料口的大小 。對于圓形卸料口, B 等于卸料，因此為做到安全 、合理、經(jīng)濟, 在選擇具體流型口直徑;對于方形卸料口, B 為對角線長度;對于縫形卸料口, B 為縫寬(L ≥3B)。對于平均直徑較小的粉體物料 , 不產(chǎn)生粘性拱的小卸料口尺寸由下式確定，物料本身特性也是形成結(jié)拱的原因之一 。由于物料含水 、 吸潮或靜電作用而增強了物料與倉壁的

B >H(θ)· σ1/γ

式中 :B —卸料口尺寸 , m ; γ—為粉體密度, kN/m3 ;

σ1 —粉體物料的臨界開放屈服強度, kPa;

H(θ)=(1+m)+0 .01(0 .5 +m)θ

式中 :θ為錐底半頂角 , (°);

粘附力 , 從而在卸料處導(dǎo)致結(jié)拱, 這種結(jié)拱類型一般稱之為粘結(jié)粘附拱。另外, 由于某些物料呈顆塊狀, 流動中因顆塊相互嚙合達到平衡從而在卸料處導(dǎo)致結(jié)拱, 這種結(jié)拱類型一般稱之為楔型拱。對于粘結(jié)粘附拱, 我們一般采取的措施有 :保持物料干燥;靜電接地以避免操作過程中產(chǎn)生靜電 。對于楔型拱一般

m 為料倉形狀系數(shù) ;對于軸線對稱的圓錐形料倉, m =1;對于平面對稱的楔形料倉 , m =0 。

..中心流料倉

對于平均直徑較小的粉體物料 , 不產(chǎn)生粘性拱的小卸料口尺寸，

由下式確定:B >1 .15 σ/γ  

1.4料倉材質(zhì)的影響

所設(shè)計的料倉是否處于整體流狀態(tài) , 不僅取決于料斗結(jié)構(gòu)(料斗半頂角), 而且與粉體物料(內(nèi)摩擦角)以及料斗材料(壁摩擦角)有關(guān) 。因此, 料斗的選材對于料倉的設(shè)計也是重要的 。經(jīng)試驗證實 , 容易形成整體流的料斗材料為聚四氟乙烯和不銹鋼, 其次為鋁合金, 差為碳鋼。當(dāng)然 , 在具體設(shè)計中, 應(yīng)綜合考慮安全、經(jīng)濟因素來合理選材。

1.5焊接結(jié)構(gòu)的影響

有時卸料口的堵塞僅僅是因為料倉筒體內(nèi)壁和下錐體內(nèi)壁不夠光滑所導(dǎo)致 。為了使料倉筒體內(nèi)壁及下錐體內(nèi)壁足夠光滑 , 使物料盡量以整體流動方

是盡量細化和均化物料以減少結(jié)拱的可能 。

2.2 振動器的影響

瞬時流動函數(shù)高的顆粒 , 在振動時特別容易因為物料的密集而引起流動的中斷 。用振動器加速流動應(yīng)該僅限于物料正在流動的時刻 。當(dāng)料倉出口關(guān)閉或出口喂料機停車時, 應(yīng)當(dāng)立即停止振動。然而, 有些用戶在使用料倉的過程中 , 發(fā)現(xiàn)料倉卸料口有堵塞或下料不暢現(xiàn)象后 , 在沒有正確分析料倉堵塞的真正原因的情況下 , 盲目采用振動器振動, 反而增加了結(jié)拱處的固結(jié)強度, 結(jié)果卻適得其反。嚴格講, 目前用振動來加速流動的做法實際上僅僅依靠經(jīng)驗來確定 。因此應(yīng)正確使用振動器以免起相反作用。

解決方法

如果設(shè)計人員能夠在設(shè)計中遵循正確的方法 , 一般來說就可以預(yù)防結(jié)拱的形成 。對于實際生產(chǎn)中存在的料倉各種類型的結(jié)拱 , 可采取相應(yīng)的有效解決方法 。

3.1結(jié)拱或架橋的類型

為了更好的解決料倉結(jié)拱問題 , 首先, 我們應(yīng)當(dāng)了解料倉結(jié)拱的類型 。粉體料倉結(jié)拱的類型一般有如下四種:

1)壓縮拱 :粉體因受到倉壓力的作用 , 使固結(jié)強度增加而導(dǎo)致起拱;

2)楔形拱:顆粒狀物料因相互嚙合達到力平衡式流動 ,  在進行料倉結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾 狀態(tài)所形成的料拱特點 :

(1)接管、人孔等與料倉筒體焊接后應(yīng)磨平內(nèi)壁 ;

(2)圓錐形料斗與筒體連接處的內(nèi)焊縫應(yīng)圓滑過渡 ;

（3）粘結(jié)粘附拱 :粘結(jié)性強的物料在含水 、吸潮或靜電作用而增強了物料與倉壁的粘附力所形成的料

(4)卸料口處的接管與圓錐 段的內(nèi)焊縫應(yīng) 圓滑過    拱;渡。  

（5）氣壓平衡拱 :料倉回轉(zhuǎn)卸料器因氣密性差 , 導(dǎo)客觀因素

2.1 物性的影響

致空氣泄入料倉 , 當(dāng)上下氣壓達到平衡時所形成的料拱。   

3 .2 對不同的結(jié)拱類型采用不同的解決方法

總的說來, 目前防止結(jié)拱的措施主要有三方面的途徑:

1)改善料倉的幾何形狀及尺寸 ;

2)降低料倉粉體壓力 ;

3)減小料倉壁摩擦阻力 。

下面針對不同的結(jié)拱類型從這三方面提出比較有效的解決辦法。

.. 壓縮拱

1)通過增加卸料口尺寸 , 減小斗頂角來改善料斗幾何形狀。

2)料倉直間隔較多的減少料倉直間隔或者采用改流體來降低粉體壓力。

3)改善倉壁材料以減小倉壁摩擦阻力 。

3 .2 .2 楔形拱

增加卸料口尺寸 , 減小斗頂角或者采用非對稱性料斗(偏心卸料口)來改善料斗幾何形狀 。

3 .2 .3 粘性粘附拱

采取防潮或消除靜電的方法來減小倉壁摩擦阻力。將容易吸水的物料妥善存放防潮 ;在料倉以及防爆和排氣裝置上設(shè)置靜電接地板以消除靜電。

.. 氣壓平衡拱

1)通過采用非對稱性料斗 (偏心卸料口)來改善料斗幾何形狀。

運行三年后, 打開檢查, 不銹鋼板完好, 沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象 ,  但發(fā)現(xiàn)蒸汽腔后端的法蘭蓋和前端的噴嘴部位, 也出現(xiàn)了相同的腐蝕現(xiàn)象, 處理方法是 : 將這兩個部位用不銹鋼焊條進行堆焊 ,  然后加工平整。

在此后的大修檢查中 , 內(nèi)件各部位均沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象, 說明修復(fù)措施是可行的。

2)     通過采取排氣的措施來減小倉壁摩擦阻力 。例如在料倉的頂部加置排氣管等措施 。另外 , 有一點必須說明的是, 振動對任何一種結(jié)拱形式都不是解決方法。

3)  料倉雙置式振動疏通排料機，引進專利喬斯特〔JOST Company〕公司，采用國際先進的亞共振、振動破拱技術(shù)，料倉內(nèi)置振動襯板，徹底清除料倉、溜槽，料流的靜置結(jié)拱、堵塞問題，配合料位射頻自動化監(jiān)測系統(tǒng)，精確控制設(shè)備的有效運行，節(jié)能降耗。適用于各種煤倉，料倉、緩沖倉、閘門溜槽，因物料水分大、黏度高、易結(jié)拱，料流堵塞的關(guān)鍵部位，料流破拱疏通有效率：99.8％。是粉體輸送關(guān)鍵環(huán)節(jié)，破拱清堵、疏通料流的機型。

4)  可廣泛應(yīng)用于礦山、選礦、電力、化工、焦炭、冶金、建材、建筑、糧食、制藥等行業(yè)物料輸送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

結(jié)語

綜上所述, 為了預(yù)防料倉結(jié)拱或架橋的產(chǎn)生, 首先應(yīng)當(dāng)采用正確的料倉設(shè)計方法 , 遵循相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范 。其次 , 應(yīng)當(dāng)全面綜合考慮生產(chǎn)過程中各種因素對料倉結(jié)拱的影響 , 對于不同的結(jié)拱類型應(yīng)當(dāng)采取不同的解決方法 。另外 , 料倉結(jié)拱的形成也決非我們想象的那么簡單, 只有正確的分析料倉結(jié)拱的原因, 采用料倉雙置式振動疏通排料機才能圓滿解決。