固体输送机械

绪论总结上节一化学工程简述1定义2.单元操作的分类与特点二食品单元操作三食品单元操作的特点及其与化工单元操作的区别四食品加工的意义五农产品（食品）加工的目的与任务六食品的功能及其与食品加工之间的关系七农产品加工的分类八农产品/食品加工的发展方向第一章物料输送机械概述第一节固体物料输送机械第二节液体物料输送机械一般认为，物料的输送（搬运），包括物料在任何方向的移动，因此，即包括高度方向的，也包括水平方向的移动。在农产品加工厂中，各单元设备要靠物料输送机械有机的连接起来组成一个加工系统，在整个加工系统中，大量的物料需要从一个工位移到另一个工位上去，也就是说从原料的进厂到成品的出厂，都需要通过各种形式的物料输送机械来输送，合理的选择和使用输送机械，对生产的连续性，提高生产效率和产品质量，减轻劳动强度有着重要的意义。物料输送机械包括:固体物料输送机械和流体物料输送机械两大类。固体物料输送机械专用移动于输送固体物料和散粒体物料，包括：带式输送机、螺旋输送机、刮板式输送机、斗式提升机、振动和气力输送机等，还有滚子输送机、叉车、卡车等。流体输送机械，主要用来输送各种气体、液体和粘稠体等。主要包括：流体输送机械、气体输送机械、粘稠物料输送机械等。这部分内容在流体力学与流体机械中已有论述，这里不再重述。本章主要讨论固体输送机械固体物料输送机械的种类繁多，形式多样，因此在设计或选购合适的输送机械或使用输送系统，应考虑和注意下列几点：1.输送量。2.输送距离。3.输送的高度和倾斜程度。4.物料特性，如粒度、摩擦系数、物料密度等。5.与之配套使用的其它加工设备。6.装备成本。7.保养维修方式及难易程度。8.自动化程度与安全条件等。输送机的种类第一节固体物料输送机械一.带式输送机带式输送机是工厂中最广泛使用的一种连续输送物料的机械，它常用于块状、颗粒状等物料及整件物品进行水平方向或倾斜方向的输送。同时还可用作选择、检验、清选、预处理等。（一）类型、构造和工作原理：带式输送机可分为固定式和移动式两种：如图1-1，1-2。214635图1-1带式输送机示意图1、输送带2、驱动鼓轮3、张紧轮4、托架5、张紧用重物6、进料斗750015000501025157000205410700680500850500140图1-2轻便移动式带式输送机构造：主要由输送带、滚筒、支承装置、传动机构、喂料机构、卸料器、张紧装置、机架等组成。物料由喂料机构喂入运行着的输送带之后，被输送到前方（部）卸料器处或直接从另一端卸下，如要使物料在中间任意部位卸料，可安装卸料小车。工作：(二)特点：工作范围广，线速度为0.02～4.0m/s，输送距离长，生产效率高，所需动力不大，构造简单可靠，使用方便，无噪音，能在全长任何地方进行装料和卸料。缺点：不封闭，输送轻质粉末状物料时易飞扬，对于倾斜输送时，其倾角应比物料与输送带之间的摩擦角小10°到20°，倾角最大不超过45°，如角度增加，输送带应采用花纹胶带或增加板条。(三)主要工作部件2.驱动装置：主要由电动机、传动装置和驱动滚组成。（在倾斜式输送机上还有制动装置）3.支承装置：如图：用在输送带的下面，承托输送带及其上的物料。支撑装置有：单辊式和多辊式。1.输送带（标准件、高度、层数）：橡胶面输送带、塑料面输送带（宽度为标准系列）、钢带、网状钢丝带、各种纤维织带等。abcd图1-3上带支撑装置的形式a、平面单辊b、凹面单辊c、双支双辊d、三辊abcd图1-3上带支撑装置的形式a、平面单辊b、凹面单辊c、双支双辊d、三辊平面单辊式支承装置上，运输带面平直，物料运送量较少，适合运送成件物品，便于在运输带中间卸料，如用犁式卸料器卸料，运输使用寿命长。多辊式支承装置使运输带弯曲呈槽状，运送量大，生产率高，适合运送散粒物料，但运输带较易磨损。abcd图1-3上带支撑装置的形式a、平面单辊b、凹面单辊c、双支双辊d、三辊下带支承装置只起承托运输带作用，多采用平面单辊。输送带受料处，必要时可安装缓冲托辊，其结构形式有橡胶圈式和弹簧板式两种，输送成件物品或密度小、粒度小的散料时，可不用缓冲托辊。为了防止输送带跑偏，常采用偏斜安装支承辊柱的方法，即每隔5～6个辊柱时两侧支承辊柱沿运动方向往前斜2～3°安装，使运输带受有向中间的分力，从而保持在中间位（如图）这种方法，结构比较简单，但对输送带磨损较大。2-3°2-3°运输带运动方向图1-4上支撑辊柱的前斜安装4.张紧装置：用以防止输送带松弛并保持起一定的张紧力。常用的有螺旋调节式、重锤式和牵引式等。5.给料装置及卸料装置给料装置和卸料装置的安装位置，应避免溜槽底板端部位于滚筒正上方和刚性托辊的正上方。否则物料容易损伤输送带。①给料装置：应能减弱或避免物料垂直方向冲击皮带。常见的有进料管或进料槽、回转进料器或其他输送机。进料装置依实际输送作业而定，可设置在输送带的一端或中间，在进料处宜装设托轮。②卸料装置：常有两种类型：一种是由犁式卸料挡板，将物料由输送带中部卸出。用于成件物品和大块的物料。另一种是在端部滚筒或在中部的卸料滚筒处由输送带抛卸，用于松散的物料。犁式卸料挡板可固定在输送机上或可自由移动，挡板下常装有胶片以防止损伤输送带表面及漏过细小物料，输送成件物品可应用单侧卸料挡板，散粒物料常用两侧卸料挡板。卸料挡板斜角α＜900-φ，φ为挡板与物料之间的摩擦角。ba图1-5卸料挡板形式a、单侧卸料挡板b、双侧卸料挡板运输带运输带物料的抛卸由输送带将物料由卸料滚筒抛出时，物料按抛物线运动落下。1.生产率（四）生产率和功率消耗式中：F—物料在带上的横截面积（m2）；v—输送带速度（m/s）ρ—物料的密度（t/m3）3600(t/h)QFv2.功率消耗：式中：K—与Q、L有关的系数，可查有关手册；L—输送机的长度长；H—提升高度。(kW)1.36367QLQHNK二．螺旋输送机二．螺旋输送机1.构造(一)水平螺旋输送机12346135图1-7螺旋输送机示意图1、槽体2、转轴3、螺旋叶片4、轴承5、传动装置6、卸料口主要由槽体、转轴、螺旋叶片、轴承和传动装置组成。槽体为一U型长槽。槽的两端有端板。转轴由两端板上的轴承支承。轴上焊有薄钢板制成的螺旋叶片。物料由输送器的一端加入，卸料口在另一端的下面。当输送机太长时，应在输送机内增设轴承吊架。为了承受由于推送物料而产生的轴向反力，还应装设止推轴承。一般均采用单头螺旋。螺旋叶片形状可分为实体螺旋、带状螺旋、桨状叶片及齿状叶片四种。当运送干燥的小颗粒或粉状物料时，宜采用实体螺旋，这是最常用的形式当运送块状或粘滞性物料时，宜采用带式螺旋。当运送韧性物料时，宜采用桨状叶片或齿状叶片，这两种螺旋往往在运送物料的同时，对物料还有搅拌、揉捏及混合等作用。螺旋输送机的特点：优点：结构简单，占地面积小，除可作水平输送外，亦可倾斜安装或垂直安装。缺点：摩擦较大，增加了功率消耗，物料易被磨损，喂料要求均匀，不宜输送有机杂质含量多、表面过分粗糙、颗粒大及磨损性强的物料。)(90o螺旋输送器常倾斜安装，其轴线对水平线的倾角为λ，螺旋线与水平面的夹角为β，螺旋线升角为α。由图可知：为保证螺旋输送机正常工作，角β应大于摩擦角φ。工作时，作用于叶片上物料的力有重力、离心力和摩擦力。2.受力分析sin2sincos2Dfmfmgmg将各作用力沿螺旋叶片切线方向作分力，则物料沿螺旋线滑动的条件为：式中：ψ—叶片外缘与铅垂线的夹角，即ψ＝α+β；f—物料对叶片的摩擦系数；ω—叶片的角速度；D—叶片的外径。sin2sincos2Dfmfmgmg根据上列条件，可求得螺旋叶片的临界角速度：2/1csin)tan1(cos2fDfg为使螺旋输送机工作良好，建议螺旋叶片的角速度ω取0.6ωc。3．生产率和功率消耗(t/h)4)(6022SnKdDQ式中Q—螺旋输送机生产率（t／h）；D—螺旋叶片外径(m);d—转轴外径(m);S—螺距(m);n—螺旋转速(r/min);K—物料充满系数，一般取0.3～0.5。(kW)367)(HLQN式中H—提升高度（m）；L—输送机长度(m);μ—总阻力系数，一般为2～4。（二）垂直螺旋输送机H1234678591011h1.5ss=Ds=D图1-10立式螺旋输送器简图a、带抓取凸边的b、带喂料器的1、出料叶板2、导管3、螺旋4、输送管5、抓取凸边6、活门7、8、装料斗9、单头螺线的螺旋（在出口处为双头螺线）喂料器10、传动装置11、料斗垂直螺旋输送机（图1-10）是依靠螺旋较高的转速向上输送物料的。min)/r(tan)tan(30tantan(300rαrαgn）式中：r—物料回转半径（m）；g—重力加速度（m/s2）;α—螺旋输送机的螺旋角;φ—物料与螺旋叶片的摩擦角。为保证垂直螺旋输送机能正常工作，螺旋的实际转速。min)/r()2.1~1.1(0nn(三)弹簧输送机12348567图1-11垂直型弹簧输送机1、电机2、出料口3、输送管4、螺旋弹簧5、螺旋叶片6、喂料嘴7、接料斗8、轴承座弹簧输送机具有结构简单，体积小、重量轻、灵活性大、能耗低等优点。其结构型式有三种：水平硬管式，垂直硬管式（图1—11）及弯曲软管式。弹簧输送管内径一般为40～100mm，生产率一般为1～16t/h，水平输送距离可达15～20m。由于弹簧输送机形式多种多样，对颗粒状及粉状物料一般都能适用，占地面积小，能密闭，不但能输送物料，还有定量供料和混合作用，通用性较强。但是，这种输送机对粘性大或水分高的物料适应性较差，对大颗粒或表面很光滑的物料也不宜采用。弹簧输送机水平进料时，可采用料斗料管进料及插入料堆进料两种。垂直型的提升进料形式，则因物料性质不同其进料结构也不同，多采用锥形螺旋喂料斗叶片。弹簧合理的转速为1000～1200r/min。三.振动式输送机213图1-12振动式输送机示意图1、输送槽2、摇臂3、曲柄连杆机构（一）构造振动式输送机俗称振槽，主要由槽，摇臂，曲柄连杆机构、驱动装置等组成（或用振动电机或用电磁振动器），其结构如图1-12所示。输送机的槽是一个长方形浅盘，槽宽400～800mm，槽长一般为8～10m，槽边高度为50～200mm由生产率大小而定。弹性摇臂倾斜安装，其与铅垂线的夹角为α，间距约1m。曲柄半径为15～30mm，槽的振动频率为250～400r/min。由于曲柄半径远小于摇臂的长度，故槽的运动可近似的看作是往复直线运动，其方向与水平成α角，α=16°～20°。α当槽向前运动时，同时也向上运动，物料对槽的压力很大，因此，物料与槽无相对滑动，随着槽一起向前运动。当槽向后运动时，同时也向下运动，物料离开槽面，由于惯性的作用，物料跃向前方。这样，每振动一次，物料向前跃进一段位移，持续的振动就能把物料由槽的一端输送到另一端。这种输送机的结构简单，功耗低于螺旋输送机，对物料的磨损及破碎较轻，适用于砂糖等的输送。但是，这种输送机工作时噪声大，设计方面较复杂。α1生产率（二）生产率及功率消耗振动式输送机的生产率可用下式计算：式中：b－振槽的宽度（m）；h－物料层厚度（m）；v－物料在槽面上的移动速度（m/s）；ρ－物料密度（t/m3）。(t/h)3600bhvQ式中：r—曲柄半径（m）；n—曲柄转速即振动频率（r/min）；f—物料对槽的摩擦系数；α—摇臂与垂线间夹角。(m/s)tan21.0rnfvv可由下式求出：振动式输送机所需的功率为消耗于使输送机产生振动及物料运动的功率之和，即：2功率消耗式中：G－输送机振动部分的质量（t）；n－输送机振动频率（r/min）；r－曲柄半径（m）；Q－物料输送量（t/h）；L－输送机长度（m）；μ－阻力系数，当α=16°时，μ=0.67,α=20°时，μ=0.53。(kW)36754403QLrGnN总结上节第一章物料输送机械第一节固体物料输送机械一.带式输送机（一）类型、构造和工作原理(二)特点(三)主要工作部件（四