气力输送系统是一种通过流体化技术,利用压力差和气体流量对颗粒状、粉末状等干燥散装物料进行输送的具体应用。由于输送系统具备密闭性强、输送效率高等特点,因此被广泛应用于新能源、新材料、食品医药、精细化工等多个领域。
该系统由动力空气源、供料装置、输送管道、终端容器、集尘系统组成,而动力空气源所在的位置也会直接影响到系统状态。当鼓风机位于起点时,输送系统则在压力差的推动下输送物料;相反,当鼓风机位于终点,系统则靠真空状态下的吸力来输送物料。
气力输送系统与机械输送系统的区别
传统的机械输送系统一般为直线运行状态,如遇方向转变,则需要依靠电机和驱动器进行动力辅助,具有一定的局限性。其次,开放式的机械输送系统的体积较大,且有着较多的运动部件,极易积累灰尘,需要人工频繁地对其进行清理维护。
气力输送系统的优势
气力输送系统的劣势
气力输送系统的种类
气力输送系统按照料、气两相混合物的状态和输送原理进行分类,可分为稀相和密相两种。
稀相输送
稀相输送系统是在相对较低的压力差下,以较高的气流速度对物料进行输送,使其在管道中呈均匀分布的悬浮状态。
由于拾取物料的气流速度是处于整个系统的最低速度,因此系统不仅需要对物料的大小、密度等特性进行实验测试,还需要利用动力空气源来克服料气混合物与管道间的摩擦阻力,确保进料口处的物料能够被立即拾取。
密相输送
密相输送系统采用高压气体对物料进行低速输送,根据料气比的不同,在管道内呈固体流态化或团状流的运动状态。
密相输送系统采用压力罐输送的方式,将压力罐加压到一定程度,利用进料阀和排气阀对系统进行控制。在设备内通入压缩空气,使物料沿管道输送至卸料点,并排空完毕。
空气喷射器
在实际应用中,密相输送系统可通过配置空气喷射器来清除管道的堵塞物,避免因管道堵塞而造成产线停滞的情况。受输送系统的高速气流影响,部分磨蚀性材料、易碎材料及材料混合物容易在和其他物料的接触中产生磨损,而空气喷射器则是将不同粒径和堆积密度的材料混合物进行分离,避免对材料的质量造成影响。
与此同时,为防止物料进入产生压缩空气的区域,还需要在空气喷射器增设故障安全止回阀,当材料块运行接近至管道弯曲处时,需要对气穴中的空气进行加压,并加压至注入线上方,确保密相输送系统的正常运行。
▲ 系统在不同质量流量下的输送气体压力与流速的关系
目前,针对以上这两种输送方式,仍未有标准的行业判断方式。但在实际的使用场景中,我们可通过经验法则判断系统的运行状态,具体从以下几方面入手:
▲ 稀相输送与密相输送的区别
稀相输送中的空气速度和材料速度几乎一样,而密相输送的空气速度比材料的平均输送速度要快一些。但无论是稀相输送还是密相输送,这两者的材料速度都稍低于空气速度。
▲ 常见物料的输送速度
如何根据实际应用来选择输送系统?
在定制化设计气力输送系统之前,需要根据实际的应用场景,结合物料特性、输送需求等因素对系统进行针对性地挑选及配置,提升整体效益。以下几处细节需要特别注意:
设计细节
物料特性
根据物料的大小形状、松装密度、振实密度、水分含量、磨损性等静特性测试和颗粒系流动性、颗粒和流体两相流动系统特性等动特性测试,对输送系统进行选择。
厂房布局
系统需要根据工艺要求和现场环境,综合考虑各个物理限制因素,对可用区域内的管道线路和长度进行合理的布局设计,提升空间利用率。
配套设备
在设计前,需要明确客户的应用需求,如输送距离、输送量、输送高度等等。基于此了解,对系统的给料机、风机、过滤器等设备进行合理配置。
输送能力
在充分考虑客户的产能需求和工艺流程下,对各设备的生产节拍进行计算,确保输送效率满足应用要求。
▲ 某项目气力输送系统的方案设计图
选择要素
投资成本
针对堆积密度小且粘度低的较小粒径物料,可采用结构紧凑的稀相输送系统,没有过多的阀门,维护简单。
物料特性
对于有毒有害且易爆炸的物料而言,一旦发生泄漏,则会对周围环境造成极大的影响。而部分紧密堆积、有粘性以及纤维状的材料,在压力系统的推动下极易堆积在管道内壁。
因此,采用高密封性的真空输送系统不仅能更为安全高效地输送物料,而且还能将颗粒间的距离拉开,避免造成内壁堆积堵塞的情况。
气流速度
在稀相输送的过程中,高速气流极易对大量的颗粒物料造成磨损,并分离出不同粒径和堆积密度的材料混合物,影响产品的质量。而依靠高压差输送的密相输送系统能够较少地对物料形貌造成影响,是一种比较友好的输送方式。
输送距离
与稀相输送系统不同,密相输送系统的管线直径相对较小,对风机的风量要求少,并且管线重量较轻,便于系统组件的更换维护,在长距离输送的应用场景上占有一定优势。