?氣力輸送系統(tǒng)分類

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2019-10-14

氣力輸送系統(tǒng)分類

傳統(tǒng)的分類方法，是根據(jù)氣源設(shè)備的位置與壓力，大致分為吸送式和壓送式兩種。吸送式系統(tǒng)的特征是，氣源裝置（真空風(fēng)機(jī)等）位于輸送管道的末端，物料被從管道入口吸入的空氣帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸送。此種情況，輸送管道內(nèi)壓力低于大氣壓，因此也被稱作負(fù)壓式或真空式。壓送系統(tǒng)中，氣源裝置（風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等）位于輸送管道的前端，物料隨著從風(fēng)機(jī)噴出的氣體實(shí)現(xiàn)輸送。此種情況，輸送管道內(nèi)壓力大于大氣壓，因此也被稱為正壓式輸送。

同時(shí)，根據(jù)輸送壓力的大小及使物料進(jìn)入輸送管道的供料設(shè)備種類進(jìn)行細(xì)分也是慣用的方法，如：高壓輸送系統(tǒng)、低壓輸送系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)閥輸送系統(tǒng)、發(fā)送罐輸送系統(tǒng)、噴射泵系統(tǒng)等。

但傳統(tǒng)的分類方法過于拘泥于機(jī)械的特征，忽視了直接影響輸送品質(zhì)（物料破碎與磨損以及輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性等）在輸送管道內(nèi)粉粒料的流動(dòng)狀態(tài)。因此，在實(shí)際裝置中就出現(xiàn)了物料流動(dòng)狀態(tài)完全偏離設(shè)計(jì)預(yù)想的問題。

本公司為了解決此種問題，一直致力于系統(tǒng)分類方法的改進(jìn)。其成果是，形成基于重視管道內(nèi)粉粒料流動(dòng)狀態(tài)（=流動(dòng)樣式）的特征而非機(jī)械式特征的理念，進(jìn)行系統(tǒng)分類。

在設(shè)計(jì)方面，也形成與分類方式相同的理念，開始重視物料的流動(dòng)特性。首先將由基礎(chǔ)研究得出的流動(dòng)狀態(tài)的界限條件融入設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)中，對(duì)設(shè)計(jì)手段進(jìn)行改進(jìn)，其次為了保持流動(dòng)狀態(tài)，也可采用風(fēng)量控制裝置等對(duì)系統(tǒng)加以優(yōu)化。

通過這些努力，本公司能夠?qū)崿F(xiàn)更佳的氣力輸送系統(tǒng)的分類，設(shè)計(jì)上能夠?qū)崿F(xiàn)保持更佳的流動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算，從而為用戶提供更經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。

2 氣力輸送系統(tǒng)的分類

氣力輸送系統(tǒng)是利用空氣等媒介氣體的流動(dòng)，通過管道（輸送管道）進(jìn)行物料輸送的系統(tǒng)。根據(jù)粉粒料的流動(dòng)狀態(tài)可大致分為：栓流、沙丘流、懸浮流等三種。

流動(dòng)方式不同，其系統(tǒng)構(gòu)成及裝置中的機(jī)器設(shè)備規(guī)格也不同。因此氣力輸送的設(shè)計(jì)是從確定流動(dòng)方式開始的。

2.1栓流（Plug Flow）

栓流就是物料呈非飛翔式的，而是集團(tuán)成栓的流動(dòng)方式，是高濃度輸送形態(tài)的一種。采用這種形態(tài)的輸送系統(tǒng)，其氣體消耗量小，輸送效率高，并且不易產(chǎn)生破碎和管道磨損的情況。而且，輸送樹脂粒料時(shí)，幾乎不會(huì)產(chǎn)生拉絲的情況。

栓流輸送是通過采用超低風(fēng)速來實(shí)現(xiàn)的。成栓風(fēng)速是根據(jù)輸送管道口徑、粒子徑、粒子密度、氣體密度（壓力）等不同而發(fā)生變化的。輸送物料為通用樹脂（例如PP）粒料時(shí)，以小于10m/s為大致標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算時(shí)以2～10m/s的風(fēng)速范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。輸送粉料時(shí)，其所需風(fēng)速為粒料的40%～50%左右。

注：栓流氣力輸送系統(tǒng)輸送壓力高，多用于氣源采用壓縮機(jī)的長(zhǎng)距離輸送，因此也被稱為高壓輸送系統(tǒng)。但輸送壓力是取決于輸送距離的，距離越短壓力越低。因此短距離輸送中，氣源采用羅茨風(fēng)機(jī)也可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸送。同時(shí)供料設(shè)備采用非高壓規(guī)格的低壓規(guī)格常用型（低壓型）旋轉(zhuǎn)閥（或低壓發(fā)送罐）即可。

2.2沙丘流（Dune Flow）

沙丘流是粉粒料在管底像沙丘似的成集團(tuán)滑動(dòng)的流動(dòng)方式，屬于高濃度輸送形態(tài)的一種。輸送粗粉時(shí)，其形成原理與栓流幾乎相同。與栓流相比，其特點(diǎn)是像栓流那樣粒子集團(tuán)堵塞整個(gè)管道斷面的現(xiàn)象幾乎沒有，或者很少。輸送微粉時(shí)，利用流態(tài)化原理，最適于輸送易含空氣的微粉。在實(shí)際的輸送系統(tǒng)中，粗粉與微粉不加以區(qū)分，按相同的風(fēng)速區(qū)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于兩種基于不同原理的兩種輸送方式不做區(qū)分，統(tǒng)稱為集團(tuán)沙丘流。這種方式與栓流一樣具有相當(dāng)好的輸送效果。物料的破損及管道摩損情況明顯好于懸浮流。

此種流動(dòng)方式的所需風(fēng)速也屬于超低風(fēng)速范圍，其大小受到輸送管徑、粒子徑、氣體密度（壓力）等因素的影響，大約區(qū)間為4～16m/s。

2.3懸浮流（Floating Flow : Dilute Phase）

懸浮管底流(Layer Flow)：低速輸送

懸浮分散流(Suspension Flow)

懸浮流是輸送管內(nèi)風(fēng)速高，物料呈飛翔狀態(tài)移動(dòng)的流動(dòng)方式，屬于低濃度輸送形態(tài)。懸浮流分為兩種，其中一為風(fēng)速較低，接近于懸浮極限風(fēng)速。物料集中在管底部位的懸浮管底流（或稱低速懸浮流）；其二為風(fēng)速高，物料呈分散狀態(tài)流動(dòng)的懸浮分散流。應(yīng)用此形態(tài)進(jìn)行輸送的系統(tǒng)限制要求少，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，一直以來被廣泛應(yīng)用。

保持懸浮流的所需最低風(fēng)速因輸送管管徑、粒徑、粒子密度、氣體密度（壓力）等不同而變化的。例如輸送通用樹脂粒料時(shí)，采用DN100管道，以接近大氣壓的低壓進(jìn)行輸送時(shí)，所需風(fēng)速為16～17m/s。在高壓狀態(tài)下，例如0.2～0.3Mpa進(jìn)行輸送時(shí)，所需風(fēng)速為8～10m/s。

管底流（低速懸浮流）與懸浮分散流相比較，①固氣比高，輸送效率高②物料破損?、酃鼙谀p小等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是風(fēng)速接近于懸浮流臨界風(fēng)速，因此輸送量負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，容易產(chǎn)生線路堵塞。另外，其管道內(nèi)的風(fēng)速根據(jù)輸送負(fù)荷（輸送量×距離）發(fā)生變化，對(duì)于風(fēng)速變動(dòng)大的輸送管道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)管底流和分散流并存的情況。同時(shí)，輸送粉料時(shí)，很多情況下形成管底流與沙丘流并存的狀態(tài)。

本公司的管底流系統(tǒng)旨在同時(shí)解決①末端風(fēng)速過大造成輸送物料品質(zhì)低下、管道磨損、拉絲的情況。②風(fēng)速不足引起進(jìn)料部附近粉體滯留及堵塞、輸送壓力不穩(wěn)的現(xiàn)象。不僅降低了設(shè)備及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，系統(tǒng)也得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

注：采用懸浮流方式輸送的高壓輸送系統(tǒng)的固氣比要高于低壓系統(tǒng)。但固氣比再高，始終是懸浮流，其粉粒料高速移動(dòng)，管道內(nèi)物料少，濃度相較于栓流是非常低的。因此高壓=高濃度，這一傳統(tǒng)理念是不合理的。

2.4 附加描述

在實(shí)際裝置中，為了表現(xiàn)裝置特征及輸送品質(zhì)，經(jīng)常按需要在裝置名稱前附加各種額外描述。

例如，為表現(xiàn)輸送壓力范圍或氣源壓力多采用高壓、中壓、低壓、負(fù)壓（吸送）這樣的描述。

同時(shí)，為表示直接與輸送品質(zhì)（破碎、磨損等）相關(guān)的風(fēng)速，多采用高速、低速、超低速等附加表示方式。

而且，為了表現(xiàn)供料器的特征，也多采用旋轉(zhuǎn)閥式及發(fā)送罐式的描述。采用單筒型發(fā)送罐時(shí)，多采用間歇式運(yùn)轉(zhuǎn)，因此常被稱為間歇式。

3 其他相關(guān)分類

4.1 表示所需氣源裝置的特征

輸送壓力的區(qū)間是輸送負(fù)荷（輸送距離及輸送量）的結(jié)果，與系統(tǒng)的本質(zhì)（流動(dòng)樣式）無(wú)關(guān)。關(guān)于高壓、低壓這一說法，沒有嚴(yán)密的界限，按照通用氣源裝置的常用壓力范圍加以表示是慣例。本公司采取以下表示方法。

輸送壓力區(qū)間常用氣源裝置

高壓（注1） 0.1Mpa～壓縮機(jī)

低壓 0～0.1Mpa 單級(jí)式羅茨風(fēng)機(jī)

吸送 0～（-）50kpa 單級(jí)式羅茨風(fēng)機(jī)

注1：凡是超過單級(jí)式風(fēng)機(jī)的壓力區(qū)間（-0.1Mpa）時(shí)，習(xí)慣性稱之為高壓系統(tǒng)。但輸送壓力接近0.1Mpa，例如0.1-0.15Mpa區(qū)間時(shí)，為了強(qiáng)調(diào)輸送壓力區(qū)間及氣源裝置的特征，采用中壓的表示方式。此時(shí)，為了降低成本，不采用壓縮機(jī)，而推薦雙級(jí)式羅茨風(fēng)機(jī)。