螺旋輸送機在聚合物分散裝置中的應(yīng)用

楊太國

（黑龍江省安達市人才中心代理，黑龍江 安達 151400）

螺旋輸送機在聚合物分散裝置中的應(yīng)用

楊太國

（黑龍江省安達市人才中心代理，黑龍江 安達 151400）

以聚合物分散裝置中的螺旋輸送機設(shè)計為例，簡要介紹了螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計方法以及在聚合物分散裝置中的實際應(yīng)用。闡明了聚合物干粉輸送用螺旋輸送機設(shè)計原則的選擇。

螺旋輸送機；聚合物；設(shè)計

1 概述

螺旋輸送機俗稱螺旋絞龍，是在冶金、煤礦、化工等行業(yè)中廣泛應(yīng)用的輸送設(shè)備，主要結(jié)構(gòu)為鋼材制作，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，特別是溫度較高或適于密封輸送的粉末或固體顆粒。

聚合物分散溶解裝置主要用于油田三次采油的聚合物驅(qū)工程的母液配制。主要功能是完成聚合物干粉上料、存儲、計量下料等過程。其中，聚合物干粉上料、存儲過程中，操作人員在加料平臺上通過站內(nèi)天吊把一噸的聚合物干粉袋吊到存儲罐上，這個過程中存在危險性。為解決以上問題，特設(shè)計一種自動上料的螺旋輸送器，以實現(xiàn)自動加料功能。

圖1

2 螺旋輸送機的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)（見上圖）主要有1、減速電機、2支撐架、3振動器、4料倉、5防塵蓋、6輸送機殼、7螺旋葉片、8輸送軸、9端軸承等。

一般輸送器螺旋葉片根據(jù)面型的不同有實體面型、帶式面型等型式。根據(jù)旋轉(zhuǎn)反向和頭數(shù)有左旋、右旋、單頭等形式。本次設(shè)計中，采用單頭、左旋、面型螺旋葉片設(shè)計。

螺旋輸送機工作中，料倉內(nèi)聚合物干粉進入到輸送機殼內(nèi)，干粉自重及對機殼內(nèi)表面摩擦力作用而不隨螺旋體一起旋轉(zhuǎn)，干粉在螺旋葉片的作用下向上、向前運動，直至從出料口落下，從而實現(xiàn)對干粉輸送目的。

3 主要參數(shù)設(shè)計簡述

3.1 輸送量

輸送量決定螺旋輸送機輸送能力的重要指標(biāo)，現(xiàn)輸送物料為聚合物干粉，假設(shè)平均輸送量為Q，傾斜輸送，輸送水平距離為L米，垂直距離為H米，傾斜螺旋輸送一般輸送軸傾斜角不大于45°。工作過程中，輸送軸徑所占據(jù)的截面會對輸送能力有一定影響，對整機而言所占比例不大，因此螺旋輸送機的物料輸送量可粗略按下式計算： ；式中：Q=螺旋輸送機輸送量（t/h）。f為輸送機殼橫截面積，f=φD2π/4，其中φ為填充系數(shù)，D為螺旋葉片外徑；λ為物料的堆積密度（t/m3），它同原料的種類、濕度、切料的長度以及凈化方式、效果等多種因素有關(guān)，聚合物干粉堆積密度一般為750kg/m3；ε為傾斜輸送系數(shù)，ε、φ值按下表選??；ν1為輸送軸轉(zhuǎn)速。通常不考慮物料軸向阻滯的影響，因此物料在料槽內(nèi)的軸向移動速度n1?sn/60；所以輸送量，由以上可以看出，螺旋輸送機的物料輸送量與D、S、n、λ、f、λ有關(guān)，當(dāng)干粉輸送量Q確定后，通過改變螺旋外徑D、螺距S、葉片轉(zhuǎn)速n和填充系數(shù)f等四個參數(shù)來滿足Q的要求。

表1

3.2 螺旋輸送機轉(zhuǎn)速的確定

一般來說，螺旋軸轉(zhuǎn)速越高，輸送量越大，轉(zhuǎn)速越小，輸送量越小，但轉(zhuǎn)速也不宜過高，以免干粉受到大的切向力而被拋起，影響干粉輸送效率，輸送軸的極限轉(zhuǎn)速可按經(jīng)驗公式確定。式中A為物料綜合特性系數(shù)，查表可得。因此，輸送機的轉(zhuǎn)速在滿足輸送量的基礎(chǔ)上不宜過高，其轉(zhuǎn)速n≦nmax

3.3 螺旋直徑的確定

螺旋葉片直徑是螺旋輸送機的重要參數(shù)，直接關(guān)系到輸送機的輸送量和外形尺寸。根據(jù)《非標(biāo)準機械設(shè)備設(shè)計手冊》，計算輸送機螺旋直徑公式確定，K為物料綜合特性系數(shù)，K

1為螺距與直徑的比例系數(shù)，一般取0.8；

3.4 電機功率的計算

螺旋輸送機的功率，用以克服以下阻力。（1）使被運物料提升高度H所需能量（2）被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦引起的能量消耗（3）物料內(nèi)部顆粒間相互摩擦引起的能量消耗；（4）物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗；（5）中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。

根據(jù)以上公式計算出的功率值選用Y型三相異步電機，螺旋輸送機的動力系統(tǒng)由電機、減速器及聯(lián)軸器組成，減速器型號可根據(jù)選定的電動機功率及螺旋輸送機與電動機轉(zhuǎn)速比確定。當(dāng)螺旋輸送機輸送物料量比較穩(wěn)定時，可選用齒輪減速電機與螺旋輸送機通過聯(lián)軸器直接傳動，從而使結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少，運行可靠。

4 此種形式螺旋輸送機優(yōu)點

此種螺旋輸送機利用質(zhì)優(yōu)穩(wěn)定的振動電機產(chǎn)生料箱振動，避免流動性不好物料的架橋，振幅可調(diào)，激振效率高；螺旋料管與振動粉斗分體式模塊化設(shè)計，使機器運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)、拆裝更方便；采用卡箍固定螺桿端座，方便拆卸時螺旋整條取出，方便清洗及維修；端蓋獨有的防塵設(shè)計，軸承不受粉塵污染；無死角，便于清理殘料。螺旋可以反轉(zhuǎn)排料，料管下端有閘門放料，整條螺旋可以方便取出；密封采用盤根填充密封，無污染，自潤滑可靠性高。

結(jié)語

由于聚合物干粉物料特殊的物理性質(zhì)，如在雨季空氣潮濕時，干粉表面易潮解，干粉堆積密度、流動性均有改變。另外干粉堆積密度、填充系數(shù)大小與料倉里剩余干粉的數(shù)量有關(guān)。因此螺旋輸送機的工況復(fù)雜多變，參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計時，盡量根據(jù)不同工況，多做試驗，理論聯(lián)系實際，才能設(shè)計出性能優(yōu)良、性價比高的螺旋輸送機。

[1]胡宗斌，等．非標(biāo)準機械設(shè)備設(shè)計手冊[Z]．北京：機械工業(yè)出版社，2002.

作者身份證號：232302198012015913

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.097