斗式提升机(以下简称斗提机)用于垂直或倾斜 输送粉状、颗粒及小块物料,主要应用于化工、矿山、 蓄电池等行业。斗提机的优点是:横截面上的外形尺 寸较小,输送系统布置紧凑,提升高度大,密封性良 好等,一般情况下采用直立式提升。
1 斗提机的分类和设计原理
1.1 斗提机的分类 斗式提升机一般按以下分类: (1)按安装方式分为垂直式、倾斜式; (2)按卸载特性分为离心式、离心—重力式、重 力式; (3)按装载特性分为掏取式、流入式; (4)按料斗形式分为深斗式、浅斗式等。 1.2 装载和卸载方法 斗式提升机的装载和卸载方法,在其设计中尤为 重要,其选型直接影响提升机的使用性能和可靠性。
1.2.1 装载型式 (1)掏取式——由料斗在物料中掏取装载(图 1)。“掏取式”主要用于运输粉末、粒状、小块状的无 磨琢性或半磨琢性的散状物料。当掏取这些物料时, 不会产生很大的阻力,在掏取物料时,料斗可以有较 高的运动速度,约 0.8~2 m/s。
(2)流入式——物料直接流入料斗内(图 2)。它 用于运输大块和磨琢性大的物料,“流入式”其料斗 是密接布置,以防止物料在料斗之间撒落,料斗运动 速度不得超过 1 m/s。
1.2.2 卸载型式 (1)离心式(图 3); (2)离心—重力式(图 4); (3)重力式(图 5)。
1.3 斗提机的受力分析 当料斗由直线提升运动变为圆周运动——料斗 刚上驱动卷筒后,料斗内物料的任一质点同时受到 重力 G 和离心力 F 的作用。 G = mg; F = mω2 r = mν2 /r 。 式中, m ——物料的质量(kg); g——重力加速度(m/s2 ); ω、ν——料斗内物料重心的运动速度(rad/s,m/s); 这两个力的合力,其大小和方向都随着料斗的回 转进程而改变。但是,如果将合力的向量延伸,与卷筒 中心线相交——则不管料斗在任何一个位置上,合力 的向量与垂直线交于同一点 P,这个点就是通常说的 极点,极点到回转轴心的距离 h 为极距。因为 h r = G F = mg mν2 r ν = π r n / 30 , 故 h = g r2 302 π2 r 2 n2 = 895 n2 (m) 可见,卷筒转速一定时,极距 h 也就确定。随着 转速 n 增大时,h 即减小,此时离心力增大;反之,当 n 减小时,h 值增大,而离心力减小。根据不同的 h 值,将得到不同的卸载方法。 设卷筒外圆周半径 r2 ,斗外缘半径为 r1 。 当 h < r2 时,即极点位于卷筒圆周时,离心力的 值要远远大于重力值,而料斗内的物料均将沿着斗 的外壁运动,因此物料作离心式卸料(图 3)。此方式 用于卸载易流动的粉末状、粒状、小块状物料,料斗 运动速度较高,通常取 1~2 m/s,要保持顺利的卸载, 必须正确选择滚筒(或链轮)的转速和直径,以及卸 料口的位置。 当 r2<h>r1 时,料斗作离心重力式卸载(图 4),此时部分物料将沿料斗的外壁运动,另外一部分物 料将沿料斗的内壁运动,此方式用于卸载流动性不 良的粉状物料及含水物料,料斗运动速度在 0.6~ 0.8 m/s 范围内,常用链条作牵引构件。在顶部卸料 处,下降分支须向内偏斜,以免自由落下的物料打在 前一斗的底部,从而不能正确卸载。 当 h> r1 时,即极点处于料斗外缘的圆周外时, 重力将比离心力大,而料斗作重力式卸载(图 5),物 料将沿斗的内壁运动,此方式用于卸载块状、半磨琢 性或大磨琢性的物料,料斗速度在 0.4~0.8 m/s 范围 内,料斗的设计必须带有挡边(导向槽)料斗。
2 斗式提升机在蓄电池行业中的应用
斗提机在蓄电池行业,应用于铅粉和铅粒的垂直 输送。铅粉为细小粉沫状,流动性差,有时稍带水分, 所以铅粉提升机采用“掏取式”(图 1)进料装载。基于 物料的特性,其卸载方式为离心—重力式(图 4),提 升机料斗采用浅斗式间隔布置,料斗运行速度理论值 在 0.7~1 m/s 范围内,这样有助于物料的卸载。 由于物料大小及含水量等因素影响,提升机的 合适转速,需要在实际使用中不断的摸索和改变,最 终得到一个适合此物料的速度,使提升机能长时间 的不间断工作,不漏料、不堵料。 铅粒为固定大小的光滑圆柱体,所以铅粒提升 机采用“流入式”进料装载(图 2),料斗采用深斗带斜 导料板型,密接布置,料斗侧边与槽壁距离小于物料 最小尺寸,防止物料漏下撒落,物料作重力式卸料 (图 5),运行速度在 0.7~0.8 m/s 范围内使用。 依照此种设计,斗式提升机在以上物料特性下 的实际使用中取得了很好的效果。
3 结束语
综上所述,非标提升机的设计,以上述理论为基 础,结合实际物料特性和使用工况要求,才能设计出 合理的可靠性高的提升机。