7-气力输送给料机的选择和运转汇总

气力输送给料机的选择和运转

P．W．Wypych

摘要

两种最常见的气力输送给料机是充气罐和旋转阀。尽管它们得到广泛使用并具有普遍性，这类给料机能产生相对独特的问题。

本文深入到充气罐和旋转阀一些重要特性，还就可靠性，给/排料量和耗气等，提出能够或应该如何做以扩大它们的性能。重点放在设计特点，运转方法（如，充气/加压，排气等）和三种输送形式：流态化密相；低速栓流；单栓密相输送上[1]。

1．充气罐

装入充气罐的物料经常并不流畅排出或甚至根本排不出。这就导致出现许多问题，如输送能力下降或不稳定，物料不能完全排空，粉料交叉污染，产品破损和卫生差。根本问题是由于充气罐的“静止”本性和没有运动机件，它本质上是个简单器具。许多设计和操作人员常常并不懂得能影响充气罐性能，也就是给料和运转效率的一些因素。

1．1充气罐设计

充气罐也称为压力容器或充气锅，由于它的“静止”本性，本质上是简单的给料器具。主要按其受高压能力来选择（如，高达4000kpa，但一般<600kpa），有时也因它在高温及/或磨削性应用中没有运动机件，操作压力可以<100kpa（甚至<50kpa）。

多年来，由于各种原因已开发了许多不同型式的充气罐。工业中较常见的设计以及它们的主要特性和功能，描述汇总如下：

●底排料，物料由罐底排出。单一或批量充气罐给料机不必定需要排料阀，见图1

所示。这种给料机能处理各种各样细的、粘的和粗的物料。还应济意到许多气力

式铁路或道路槽车，事实上是多出口底排料充气罐，见图2。

●顶排料，物料由罐顶排出，见图3，为保证全部排空物料，这种充气罐一般限用于

细的且流动性好的粉料，始聚合物粉、煤粉，飞灰和矾土等。

●侧排料，物料由罐侧面排出。这种充气罐给料机能在移动式卸船机和有些气力式

道路槽车上看到，一般也限用于细的和流动性好的粉料。

Peter Wypych教授：澳大利Wollongong大学工程学院教授、博士生导师，澳大利亚工程师协会高级会员。1981年起从事气力输送及粉

尘控制技术的研究及应用，到目前为止在该领域已发表了230多篇文

章，编写了280多篇工业项目咨询报告，为400多项工程项目提供了

设计、咨询、研究、审计、问题解决等服务。

●单栓底排料，每一循坏以10到15m长度的移动料栓形式输送限定的一批物料。

这种型式装置可用于运送粗的/磨削性的物料，如碾碎的煤、砂、谷物、金刚石矿料、石油焦、食品和骨炭等。通过相对短的距离，一般达100m。这种给料机正常以分批形式操作并无需排料阀，见图4。

●水平充气罐，应用于净空低的场所，内装多孔板促使物料流向出口。这种装置一

般限用于细的和流动性好的粉料。见图5。

●螺旋给料充气罐，见图6，集中充气罐和螺旋给料机的优点，用于要求精确控制料

流的特殊需要，如喷粉技术。

●微形罐，见图7，是小型和低成本装置（如，由管段和现有法兰构成），供并非很

重要和低磨损的应用。一般无需排料阀，但当同一管道上连接几个微形罐时则需要。这种型式给料机可以有底部，顶部和侧面出料布置。

图1 底排料充气罐无排料阀图2 气力式道路槽车

图3 顶排料充气罐带排料阀图4 单栓底排料充罐无排料阀

图5 水平充气罐图6 螺旋给料充气罐

1．2充气罐布置

充气罐可以有多种不同形式布置，这取决于物料和应用的需要。例如：

●单充气罐批量运转形式。由于每次循环中有额外操作，如充气罐装料，初始加压，

循环终了的清扫/排气和阀门驱动等，平均充气罐排料量可能需要比要求的每批总

输送量大50%至100%。

●并联（平行）充气罐[2]，对管道几乎连续给料。这种给料装置可以是底部或顶部

排料（图8），几乎广泛用于长距离及/或大容量输送，运转时必须保持管道“充满”

物料。

●串联（背包）充气罐[2]，对管道真正连续给料，顶罐（闭锁料斗）让物料在重力

下（和压力平衡）落入主罐内。当用于净空不够高场合时，闭锁料斗也可安放在

主罐旁边，见图9。

1．3充气罐的优缺点

由于充气罐无运动机件和多用性，故能以多种不同流动模式[1]如：稀相（悬浮流），流态化密相（细粉），低速栓流（颗粒料），低速栓流（粘性粉料），单栓输送（粗的/磨削性物料），旁通输送（快速去气粉料）和挤压流动（湿的/粘的物料）等供给各种类型物料。其他典型优点汇总如下：

●给/排料时无漏气（旋转阀给料机会产生）。

●运转费用很低（将物料喂入管道内）——与螺旋泵和旋转阀给料机相比。

●适合高温（高达900℃），高压（高达5000kpa）及/或磨蚀性应用——由于无运动

机件。

●相对低的维护要求。

●对某些物料和应用，无需排料阀。

●能应付宽范围的过程波动（如，能力、压力），也就是工厂可能的将来增产。

●对磨蚀性极强的物料（如，金钢石矿料）可以安装能调换的耐磨内衬。

图7 微形罐带排料阀图8 并联顶排料充气罐

图9 特殊连续充气罐给料装置

当然，也必须注意到一些重要的缺点：

●投资成本一般相对要高。

●需要更多的净空——比方说与旋转阀给料机相比。

●充气罐的排气通常导致空气或气体流失入大气中。

许多在充气罐装置上碰到问题的人员，可能很快提出其他缺点。但是这类问题通常是由于设计不正确及/或操作程序造成。以下综述对充气罐给料装置造成的许多常见错误。1．4问题与解决方法

1．4．1部件的选择

操作人员共有的抱怨同某一阀门或密封件频繁或过早失效有关。遗憾的是由于这类问题，往往使整个充气罐及/或输送系统受到全面非难。问题的根本原因经常是个别部件的选择、安装或操作不对。部件的性能或技术规格要与物料特性和应用要求匹配是最为重要。现今已有许多不同型式的阀门和部件可资利用，而且经常能做到匹配良好使运转可靠。举例来说，快动作全通径阀门，如金属对金属旋转双盘阀（图10），可供磨蚀性及/或高压力/温度的应用。这类阀门不采用橡胶密封件、O形圈或阀座，因而无需附加冷却保护。

图10 高温金属对金属旋转双盘阀（450℃）

1．4．2充气罐型式和布置

如前所述，充气罐的型式和布置必须同给定的物料和应用相匹配。举例来讲，在顶排料充气罐中，粘性粉料或粗粒料能导致罐内部形成“死角区”，因而不能完全排空余料。