新型卸灰阀的开发与应用

新型卸灰阀的开发与应用

随着工业的发展及矿井机械化水平的提高，矿尘的产量也将大大增大。矿尘包括煤尘和岩尘，危害性很大，不仅能引起职业病危害职工身体健康，而且煤尘具有爆炸性，严重威胁着矿井的安全生产。利用除尘器将空气中的矿尘分离出来，从而达到净化空气的目的。然而各种除尘器所捕集的粉尘一般都用卸料装置排出，卸灰阀的选择对除尘效率尤为重要，为保证除尘器的净化效率，卸料装置应满足两个基本要求：顺利地排除粉尘和保持最大限度的气密性。选择卸料装置时应考虑粉尘的排出状况（干粉状或泥浆状）、粉尘的性质（含湿量、粒度、凝聚性等）以及卸料孔处负压等。目前，卸料装置主要有星形卸灰阀、重锤卸灰阀、电动双层卸灰阀、气动双层卸灰阀等几大类，这几大类一般是干式卸料装置。星型卸灰阀由带有数片叶片的转子叶轮、壳体、减速机及密封件组成，由减速电机通过联轴带动叶轮转动，把壳体上部的物料均匀带到下部，由下一个装置把物料送走。适用于干燥粉状和小颗状物料，具有料量控制准确的特点，但当有较大颗粒的硬物落到槽体内时，阀芯经常被卡住而不能使除尘器正常工作[1]；重锤卸灰阀在重力作用下交替开闭自卸，重锤自动复位装置。一般适用于干燥、粘性小、凝聚性小的粉尘，当粉尘性质不符合上述要求时，首先容易产生棚料，然后是瞬时“倾巢而出”的卸料现象。为了增加卸灰系统的气密性，可以将两个某种类型（如重锤卸灰阀）的卸灰阀串联使用，于是产生了双层卸灰阀，在现有技术中，双层卸灰阀的密封阀门有锥阀和平板式阀。但双层卸灰阀也存在卡料、阀头易磨损的问题，亦存在气密性差的问题。随着工业的发展，湿度大、粘性大的粉尘或者泥浆状的矿粉尘也随之增多，而干式卸灰阀不适用于这些粉尘。鉴于此，文章旨在设计一种用于湿度大和粘性大矿尘的除尘器卸料装置，同时分析探讨卸灰阀易堵塞的主要影响因素，并提出相应的防治措施。

1 新型卸灰阀结构与原理

1.1 新型卸灰阀装置的结构

新型卸灰阀装置包括滑块、外套管、密封盖和气缸；密封盖通过活页铰接在外套管的上平板左端，外套管的上平板开有进料口，进料口连接卸灰管；外套管的内腔安装有滑块，滑块右侧侧面的中心处固定有接头；在外套管的右方固定装有气缸，气缸的连杆与接头通过插销或螺栓连接；连杆的中心线与外套管的中心线重合或平行，气缸的两个气孔外接气源及其控制装置。其结构如图1。

1.2 新型卸灰阀装置工作的原理

该新型卸灰阀装置是一种基于以压缩空气为动力，由气动活塞推动滑块的除尘器卸料装置，其工作原理：该装置设计有先进的控制系统，依靠气动活塞推动滑块的往复运动来控制卸料。气动活塞由左向右的运动过程，即滑块的左侧侧面从进料口左侧运行到进料口右侧的过程，粉尘颗粒便进入外套管内，完成进料过程。当气动活塞由右向左运动时，粉尘颗粒被推向密封盖，当密封盖被粉尘推开时，粉尘被推出外套管。当气动活塞运动到最左端时，完成卸料过程，此时进料口又被滑块堵住，如此反复进行排粉尘。

本装置是通过如下措施实现对外套管进料口的密封：在进料及推料过程中，由滑块及其与外套管之间的粉尘，达到对外套管的右端的密封，同时，依靠除尘器内的负压作用，密封盖紧贴外套管，达到对外套管的左端的密封。在卸料过程中，由滑块及其与外套管之间的粉尘，达到对外套管的左端及右端的密封。

1.3 新型卸灰阀装置结构的特点

新型卸灰阀装置结构具有如下特点：（1）运行可靠，卸料效果好。（2）结构简单、维修方便。其结构包括滑块、外套管、密封盖

和气缸。整个空间均在运动区域内，从而避免了湿度大的粉尘粘附于卸料装置，造成卸料装置堵塞的缺点。（3）对粉尘适应性好，不仅适用于干燥、粘性小的粉尘，还适用于湿度大、粘性大的粉尘。（4）密封性好，不易漏风，对提高除尘器的除尘效率具有重要作用。

2 卸灰阀堵塞的主要影响因素及防治措施

卸灰阀的堵塞是由所处理的粉尘的物理化学性质和其结构特点决定的。粉尘在卸灰阀内搭桥、堵塞等问题的机理是十分复杂的，粉尘的粘附性、粉尘的含水率、卸灰阀的结构易引起卸灰阀搭桥、堵塞等问题。对于此问题，应根据不同的情况多方面考虑防止堵塞的方法。

2.1 卸灰阀堵塞的主要影响因素

2.1.1 粉尘的粘附性的影响

粉尘的粘附性是粉尘颗粒由于分子间的相互引力而产生粘附作用，使微细的粉尘聚合起来，成为相对大的颗粒体的现象。粉尘的粘附性不仅与粉尘的组成成分有关，而且与粉尘的粒径有关，粒径越小，粉尘的粘附性越强。粉尘的粘附性主要包括引力、毛细管粘着力和静电库仑引力。在灰斗内，粉尘的粘附性易引起堵塞。

2.1.2 粉尘的含水率的影响

粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部的结合水分。粉尘中的含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性，粉尘的含水率越高，粉尘的流动性越差，流动性差容易引起卸灰阀“搭桥”。

2.1.3 粉尘的电性的影响

天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷。由于粉尘颗粒的摩擦、碰撞、放射性照射等原因而产生一定的电荷，粉尘粒子的电性对卸灰阀的清灰有很大的影响。粉尘的荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与粉尘的化学组成有关。表1[2]为几种不同粉尘生成后的自然荷电情况。

从表1中可以看到，同一种粉尘，有部分粉尘带正电荷，有部分粉尘带负电荷，还有部分粉尘粒子呈中性而没有荷电。由于粉尘的带电，带有同性电荷的粉尘互相排斥，而带有异性电荷的粉尘则相互吸引，很容易结合在一起合并成更大的颗粒。

2.1.4 卸灰阀的结构

卸灰阀与粉尘之间的滑动摩擦引起粉尘在壁上的粘附和堆积，卸灰阀内壁越粗糙，粉尘在壁上的粘附和堆积现象越严重。同时卸灰阀的卸灰管形状和尺寸大小容易导致卸灰阀的堵塞。在工程实际应用中，应根据粉尘的处理量来选择卸灰管尺寸的大小。

2.2 防止方法

卸灰阀易在以上的影响因素下，造成卸灰管疤层、结灰、粉尘“搭桥”等问题，导致部分粉尘被吸回除尘室，增加除尘阻力，降低系统内风量，降低除尘效率，使粉尘在管道内沉积。久之，造成卸灰管阻塞而使除尘器不能正常工作。对于以上提出的容易造成卸灰阀堵塞的问题，应根据不同的情况多方面来考虑防止堵塞的方法，在理论上，可以改变粉尘的物理性质：控制含水率，减少潮湿而引起的粘附，但此方法在实际应用中起的作用微乎其微。在实际操作中，下列方法在一定程度上可以防止搭桥、堵塞等问题：（1）合理设计灰斗结构形状，使灰斗的