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发布于2023.06.12 浏览量:614 作者:智子智能
技术研究 | 气力输送系统的方案设计要注意哪些关键点?



气力输送系统作为当下较为安全高效的输送方式之一,因输送量大、密闭性强等特点受到各个行业的青睐。而企业应如何根据自身的实际需求来选择更为经济高效的气力输送系统,则成为一个很关键的问题。

 

一、气力输送系统与机械输送系统的区别

传统的机械输送系统一般为直线运行状态,如遇方向转变,则需要依靠电机和驱动器进行动力辅助,具有一定的局限性。其次,开放式的机械输送系统的体积较大,且有着较多的运动部件,极易积累灰尘,需要人工频繁地对其进行清理维护。

 

1、气力输送系统的优势 

气力输送系统的管道灵活性较强,能够根据厂房空间和设备摆放位置进行弯曲布置,减少占用面积。同时,通过较小直径的管道进行输送,减轻施工材料的重量,简化现场作业内容。这种密闭性管道输送的方式,易损件较少,维护成本低,且避免粉尘飞扬。


2、气力输送系统的劣势

由于气力输送系统是通过改变气压来获取输送动力,因此在能源消耗方面也相对较高。面对同样的输送距离要求,气力输送系统所需要的功率消耗量较高,且在集尘系统的配置上需要满足料气分离的要求。
此外,我们还需要根据物料特性来选择恰当的输送方式,如部分易吸潮结块、粒径大、堆积密度高及粘度高等特性的材料,在管道输送过程中容易造成管道堵塞的情况。

 

二、气力输送系统的种类

气力输送系统按照料、气两相混合物的状态和输送原理进行分类,可分为稀相和密相两种。

 

1、稀相输送

稀相输送系统是在相对较低的压力差下,以较高的气流速度对物料进行输送,使其在管道中呈均匀分布的悬浮状态。由于拾取物料的气流速度是处于整个系统的最低速度,因此系统不仅需要对物料的大小、密度等特性进行实验测试,还需要利用动力空气源来克服料气混合物与管道间的摩擦阻力,确保进料口处的物料能够被立即拾取。


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▲ 资料来源:https://www.powderbulksolids.com/

 

2、密相输送

密相输送系统采用高压气体对物料进行低速输送,根据料气比的不同,在管道内呈固体流态化或团状流的运动状态。密相输送系统采用压力罐输送的方式,将压力罐加压到一定程度,利用进料阀和排气阀对系统进行控制。在设备内通入压缩空气,使物料沿管道输送至卸料点,并排空完毕。

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▲ 资料来源:https://www.powderbulksolids.com/

 


3、空气喷射器 

在实际应用中,密相输送系统可通过配置空气喷射器来清除管道的堵塞物,避免因管道堵塞而造成产线停滞的情况。受输送系统的高速气流影响,部分磨蚀性材料、易碎材料及材料混合物容易在和其他物料的接触中产生磨损,而空气喷射器则是将不同粒径和堆积密度的材料混合物进行分离,避免对材料的质量造成影响。

 

与此同时,为防止物料进入产生压缩空气的区域,还需要在空气喷射器增设故障安全止回阀,当材料块运行接近至管道弯曲处时,需要对气穴中的空气进行加压,并加压至注入线上方,确保密相输送系统的正常运行。

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▲ 系统在不同质量流量下的输送气体压力与流速的关系

资料来源:https://www.burkert.com.cn/cn

 

目前,针对以上这两种输送方式,仍未有标准的行业判断方式。但在实际的使用场景中,我们可通过经验法则判断系统的运行状态,具体从以下几方面入手:

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▲ 稀相输送与密相输送的区别

资料来源:https://www.burkert.com.cn/cn

 

稀相输送中的空气速度和材料速度几乎一样,而密相输送的空气速度比材料的平均输送速度要快一些。但无论是稀相输送还是密相输送,这两者的材料速度都稍低于空气速度。

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▲ 常见物料的输送速度

 


三、如何根据实际应用来选择输送系统?

在定制化设计气力输送系统之前,需要根据实际的应用场景,结合物料特性、输送需求等因素对系统进行针对性地挑选及配置,提升整体效益。以下几处细节需要特别注意:

 

1、设计细节 

(1)物料特性

根据物料的大小形状、松装密度、振实密度、水分含量、磨损性等静特性测试和颗粒系流动性、颗粒和流体两相流动系统特性等动特性测试,对输送系统进行选择。

 

(2)厂房布局

系统需要根据工艺要求和现场环境,综合考虑各个物理限制因素,对可用区域内的管道线路和长度进行合理的布局设计,提升空间利用率。

 

(3)配套设备

在设计前,需要明确客户的应用需求,如输送距离、输送量、输送高度等等。基于此了解,对系统的给料机、风机、过滤器等设备进行合理配置。

 

(4)输送能力

在充分考虑客户的产能需求和工艺流程下,对各设备的生产节拍进行计算,确保输送效率满足应用要求。

 

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▲ 某项目气力输送系统的方案设计图

 

2、选择要素 

(1)投资成本

针对堆积密度小且粘度低的较小粒径物料,可采用结构紧凑的稀相输送系统,没有过多的阀门,维护简单。

 

(2)物料特性

对于有毒有害且易爆炸的物料而言,一旦发生泄漏,则会对周围环境造成极大的影响。而部分紧密堆积、有粘性以及纤维状的材料,在压力系统的推动下极易堆积在管道内壁。因此,采用高密封性的真空输送系统不仅能更为安全高效地输送物料,而且还能将颗粒间的距离拉开,避免造成内壁堆积堵塞的情况。

 

(3)气流速度

在稀相输送的过程中,高速气流极易对大量的颗粒物料造成磨损,并分离出不同粒径和堆积密度的材料混合物,影响产品的质量。而依靠高压差输送的密相输送系统能够较少地对物料形貌造成影响,是一种比较友好的输送方式。

 

(4)输送距离

与稀相输送系统不同,密相输送系统的管线直径相对较小,对风机的风量要求少,并且管线重量较轻,便于系统组件的更换维护,在长距离输送的应用场景上占有一定优势。

 

广东智子作为一家物料处理技术服务公司,基于对材料特性及生产工艺的深入研究,为客户提供专业的EPC智能化、数字化物料处理系统解决方案。

 

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