Тема 4. Питатели сыпучих материалов

Вопросы темы: Назначение и основные требования к питателям. Пластинчатые питатели и их расчет. Устройство и расчет вращающихся питателей. Винтовые питатели и их расчет.

 

Питатели – это механические устройства, предназначенные для равномерной, регулированной подачи сыпучих и кусковых материалов в различные аппараты – дробилки, сушилки, реакторы и др.

По принципу действия питатели подразделяются на питатели с тяговым рабочим органом, колебательным и вращательным.

Основными требованиями, предъявляемыми к питателям, являются: стабильность по количеству выдаваемого материала; герметичность конструкции и минимальное влияние на физико-механические свойства материала.

Питатели с тяговым рабочим органом подразделяются на 3 основные вида: пластинчатые, скребковые и ленточные. Для подачи крупнокусковых материалов с размерами кусков 100 х 100 мм и более применяют цепные питатели, представляющие собой несколько бесконечных якорных цепей подвешенных на звездочках приводного вала. Якорные цепи образуют сплошное полотно, опирающееся на дно желоба. При вращении приводного вала цепи перемещают материал по дну желоба.

 

Пластинчатые питатели и их расчет

Пластинчатые питатели предназначены для подачи тяжелых, крупнокусковых материалов с размерами кусков более 100 мм, а также выдачи материала из бункера, где наблюдается большое гидростатическое давление на дно бункера.

Пластинчатый питатель (рис. 4.1, а) состоит из пластинчатого бесконечного полотна 4, огибающего приводные 3 и натяжные 1 звездочки. Располагается питатель непосредственно под бункером. Производительность питателя регулируется изменением частоты вращения ведущего барабана (используются двигатели привода постоянного тока или многоскоростные – переменного тока) и положением регулирующей заслонки – шибера 2 (по конструкции пластинчатый питатель аналогичен пластинчатому конвейеру).

Рис. 4.1. Схема пластинчатого питателя а и расчетная б

к определению сил трения материала о стенки бункера

 

У пластинчатого питателя для изготовления полотна применяют плосковыпуклые пластины, которые не защемляют куски материала при огибании звездочек. Опираются пластины на направляющие с помощью втулочно-катковых цепей. Для уменьшения пыления используется настил с подвижными бортами, причем борта располагаются снаружи бункера.

 

Скребковые питатели

Применяются для выгрузки материала из бункера. Верхняя ветвь питателя находится внутри бункера и перемещается по его дну. Скребки захватывают материал и передвигают его по дну к разгрузочному окну. Вследствие того, что высота скребков выше выступов на полотне пластинчатого питателя, сцепление их с материалом лучше и поэтому скребковые питатели используются для разгрузки волокнистых материалов.

Производительность (т/ч) пластинчатых и скребковых питателей определяется

 

                                       Q  = 3,6 ^. В_пл ^. h ^. v ^. p ^. k _общ,                     (4.1)

где В_пл и h – соответственно ширина и высота разгрузочного   окна, м;

v  = 0,02 0,15 – скорость перемещения цепей питателя, м/с;

k _общ – обобщенный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства дозируемых материалов и параметры питателя, k _общ = 1,29 0,94. В основном коэффициент k _общ учитывает уплотнение материала за счет местного давления скребка или выступов полотна пластинчатого питателя на поток перемещаемого слоя и давления вышележащего материала. При высоте разгрузочного окна 20 мм   k _общ = 1,29, с увеличением высоты окна до 100 мм коэффициент уменьшается до 0,94.

Мощность привода Р_пл пластинчатого питателя, используемого в качестве дна бункера, отличается от расчета обычного пластинчатого питателя тем, что на подвижный слой передается давление вышележащего материала.

Вертикальное давление (Па) на подвижный слой определяется глубиной Н его залегания

 

р_в =   р ^. Н ^. q ^. k _зав,

 

где k _зав –коэффициент зависания, учитывающий трение материала при опускании о стенки бункера (см. расчет бункеров).

Горизонтальное давление (рис. 4.1, б)на боковые стенки (пренебрегая его изменением по высоте подвижного слоя)

 

p _бок = р_в,

 

где  – коэффициент бокового давления.

При перемещении полотна пластинчатого питателя преодолеваются силы: трения F ₁подвижного слоя материала о неподвижный; трения   подвижного слоя о две боковые стенки бункера; сопротивление движению грузовой ветви W _гр питателя, воспринимающей вертикальное давление материала, и порожней

 

             F ₁= р _в ^. В_пл ^. L ^. f _вн,                   (4.3)

       ,                  (4.4)

                   W _гр  = (р _в ^. В + q ₀ ^. q) ^. L ^. w,                                      (4.5)                                        

                         W _пор   = q ₀ ^. q ^. L ^. w,                                           (4.6)                                        

 

где f _вн и f – внутренний и внешний коэффициенты трения (торф о стенку бункера);

w –коэффициент сопротивления движению катков цепей питателя по направляющим;

L –длина бункера (при расчете питателей бункера сырья ТБЗ длину питателя принимают равной длине бункера, для схемы, приведенной на рис. 4.1, L = _акт – длина зоны активного давления), м;

q ₀   –масса 1 м длины движущихся частей питателя, кг.

Мощность Р_пл.пит (кВт) двигателя привода пластинчатого питателя

 

Р_пл.пит =

 

где составляющие силы определяются по формулам (4.3)–(4.6).

При расчете мощности привода скребкового питателя следует учесть силу трения F ₃подвижного слоя по дну бункера (увеличением общей высоты слоя материала на величину h можно пренебречь)

 

F ₃ = p_B ^. B ^. L ^. f.

 

При вычислении W _гр по формуле (4.5) не учитывается давление материала на подвижные элементы питателя

 

                        W _гр = W _пор  = q ₀   ^. q ^. L ^. w.                                 (4.7)

 

Тогда мощность (кВт) двигателя привода скребкового питателя

 

                            (4.8)

 

Ленточные питатели отличаются от пластинчатых тем, что под бункером устанавливается короткий ленточный конвейер, но при этом длину _акт участка активного давления материала на ленту стремятся выполнять минимальной.