Расчет пропускной способности бункеров

 

Пропускная способность (т/ч) бункера зависит от скорости истечения сыпучих материалов [1, 2, 5]. Для бункеров непрерывного действия

 

, (7.1)

 

где v – скорость истечения насыпного груза из отверстия бункера, м/с;

ρ – насыпная плотность груза, т/м³;

w ' – площадь отверстия истечения с учетом кусковатости груза, м²; для круглого отверстия w ' = π(D – a')² / 4 (D – диаметр отверстия, м); для прямоугольного отверстия w ' = (А _и – а')(B _и – а') (А _и и B _и – размеры сторон отверстия, м).

 

Определение гидравлического радиуса

 

, (7.2)

 

где D – диаметр выпускного отверстия бункера, мм;

а' – размеры максимальных кусков, мм.

Определение критического радиуса

 

. (7.3)

 

Скорость истечения v груза из бункера:

при R _г> R _кр, ,

при R _г< R _кр, ,

где λ_и – коэффициент истечения, λ_и = 0,2–0,65.

Площадь отверстия истечения

 

. (7.4)

 

Бункерные затворы

 

Бункерные затворы служат для закрывания и открывания выпускных отверстий бункеров и регулирования выходящего потока насыпного груза.

Точность регулирования потока открыванием выпускного отверстия возможна только при хорошо сыпучих материалах [2].

Бункерные затворы должны иметь простую и прочную конструкцию, малые габариты; обеспечивать удобство маневрирования и быстроту действия, плотность закрывания и возможность регулирования потока груза.

По типу привода затворы бывают ручные и механические (электрические, пневматические и гидравлические) с дистанционным управлением. По способу действия затворы разделяют на: отсекающие поток груза (затворы в виде плоской задвижки и секторные) и создающие подпор (лотковые) [2, 3]. Конструктивные исполнения затворов представлены на рис. 7.4.

 

 

Рис. 7.4. Конструктивные схемы затворов:

а, б – задвижки; в – ленточный гусеничный затвор; г – лотковый затвор;

д – односекторный затвор; е – двухсекторный (челюстной); ж, з – наклонный секторный;

и – сдвоенный секторный; к – пальцевый

 

Классификация затворов:

в виде плоской задвижки (рис. 7.4 а, б) устанавливаются в днище или боковой стенке бункера;

ленточные гусеничные (рис. 7.4, в) открывают или закрывают отверстие передвижением рамы с закрепленной на ней подвижной конвейерной лентой;

секторные (рис. 7.4, д – и) имеют цилиндрическую поверхность и при закрывании или открывании поворачиваются вокруг горизонтальной оси;

челюстные (рис. 7.4, ж, з) с движением сектора вверх или вниз;

пальцевые (рис. 7.4, к), состоящие из поднимающихся и опускающихся рычагов (пальцев), подвешенных на цепях;

лотковые (рис. 7.4, г) регулируют поток груза изменением угла наклона лотка.

 

Питатели и дозаторы

 

Питатели представляют собой механические устройства для обеспечения стабильного регулируемого грузопотока из бункера или воронки на конвейеры и средства периодического транспорта [2, 3, 5, 6].

В настоящее время широко используется большое разнообразие конструктивных исполнений питателей, каждый из которых имеет преимущества при определенных условиях эксплуатации и организации загрузки, однако универсального функционального решения не существует. Тип питателя выбирается в каждом отдельном случае в зависимости от характеристики транспортируемого груза, производительности и производственных условий (табл. 7.2).

 

Таблица 7.2

Типы и разновидности питателей

 

Тип питателя	Назначение
Ленточный	Для равномерной подачи насыпных материалов на технологические машины и транспортирующие устройства. Обеспечивает регулируемую произво-дительность изменением высоты слоя груза на ленте с помощью шиберных устройств загрузочных бункеров
Пластинчатый	Для равномерной подачи тяжелых, крупно-кусковых, абразивных грузов
Качающийся	Для непрерывной подачи из бункеров кусковых и сыпучих материалов с насыпной плотностью до 2,6 т/м^3. Имеет простую конструкцию, высокую надежность, производительность регулируется за счет хода лотка
Вибрационный	Для дозированной подачи кусковых и зернистых сыпучих материалов из бункеров, воронок и других загрузочных устройств. Питатели вибрационные с активатором предназ-начены для выгрузки из бункеров сыпучих мате-риалов, склонных к сводообразованию и зависанию
Дисковый	Для равномерной выдачи из бункеров кусковых, сыпучих и плохосыпучих материалов с насыпной плотностью до 2,5 т/м^3, работает под давлением материала из бункера, производительность регулируется за счет изменения положения съемного ножа и числа оборотов двигателя

 

Окончание табл. 7.2

 

Винтовой	Для равномерной подачи пылевидных, зернистых, мелкокусковых насыпных грузов
Барабанный	Для равномерной подачи хорошо сыпучих зер-нистых и мелкокусковых грузов и с ребристой поверхностью барабана для крупнокусковых грузов
Цепной	Для равномерной подачи крупнокусковых одно-родных грузов
Лопастный	Для равномерной подачи мелкофракционного материала из бункера с высокой точностью подачи

 

Питатели предназначены для непрерывной равномерной подачи сухих материалов с заданными (или регулируемыми) характеристиками потока в технологические машины и транспортирующие устройства, а так же как самостоятельное оборудование для наполнения тары сыпучими продуктами.

Питатели применяются на предприятиях горной, металлургической промышленности; на линиях по выпуску сухих строительных смесей; для подачи сыпучих материалов в различных технологических процессах измельчения, смешивания, транспортирования, обжига, фасовки.

Дозаторы – механические устройства цикличного действия, производящие при каждом цикле выдачу из бункера определённой порции (дозы) насыпного груза. Дозирование может производиться по объему или по массе. Дозирование по объему осуществляется с помощью мерного сосуда (рис. 7.5), плунжера или ячеечного барабана. Поворот мерного сосуда обеспечивается пневмоцилиндром.

 

Рис. 7.5. Схема дозатора с дозированием по объему

Некоторые типы дозаторов используются не только как самостоятельные агрегаты, но и в комплексе с другими дозирующими устройствами, обеспечивающими сложное многокомпонентное дозирование и имеют широкие возможности по встраиванию в технологические линии.

 

Метательные машины

 

Метательные машины представляют собой устройства, с помощью которых насыпному грузу сообщается кинетическая энергия, необходимая для направленного полета на некоторое заданное расстояние (20–30 м). Использование метательных машин особенно эффективно при подаче груза в труднодоступные места [2].

Метательные машины применяют в шахтах для закладки породой выработанных пространств (закладочные машины) и на открытых работах для отсыпки отвалов; в металлургии – для загрузки шихты в печи; на дорожно-строительных и земляных работах – при сооружении земляного полотна дороги, насыпке дамб и пр. (грунтометатели); на железнодорожном и водном транспорте – для заполнения трюмов судов (штивующие машины) и т.д.

По принципу действия различают метательные машины, сообщающие струе груза скорость вылета трением о рабочий орган; захватом-толканием и двумя этими способами одновременно.

Классификация метательных машин (рис. 7.6) по типу рабочего элемента:

ленточные: с прямой лентой (наклонный конвейер с лентой, движущейся с высокой скоростью); с изогнутой лентой (ленточно-барабанные), в которых груз засыпается между барабаном и лентой; в зависимости от места вылета груза подразделяются на машины с нижним и верхним вылетом;

лопастные: с расположением лопастного барабана на горизонтальном валу (струя груза подводится по периферии барабана и имеет высокую скорость), изменение направления струи обеспечивается выдвижением щитка; с расположением лопастного барабана на горизонтальной или вертикальной оси (груз подводится через центральное отверстие в кожухе с небольшой скоростью), изменение направления струи обеспечивается поворотом корпуса кожуха;

дисковые: вместо неподвижного круглого днища имеют плоский или конусный вращающийся диск с гладкой поверхностью или с радиальными лопастями, захватывающими и выбрасывающими груз радиально во все стороны.

Общим недостатком метательных машин является быстрое изнашивание соприкасающихся с грузом частей (особенно с кусковым и абразивным). Для увеличения срока службы лент число прокладок должно быть не более 2–3.

 

 

Рис. 7.6. Схемы метательных машин:

а – ленточная с прямой лентой; б, в – ленточно-барабанные;

г, д – лопастные (роторные); е – дисковая

 

Для облицовки лопастей и кожухов используют износостойкие материалы. Ленточные метательные машины обеспечивают меньшее разрушение груза и являются более предпочтительными, чем лопастные.