Современные транспортные системы зерноперерабатывающих предприятий

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Оренбургский государственный университет»



Е.В. Волошин



СОВРЕМЕННЫЕ
ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ
ЗЕРНОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ





                Учебное пособие





Рекомендовано ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Оренбургский государственный университет» для обучающихся по образовательной программе высшего образования по направлению подготовки 19.03.02 Продукты питания из растительного сырья





Оренбург

2020

УДК 664.72 (075.8)
ББК 36.821 я 73

     В68


     Рецензент - кандидат технических наук, доцент С.В. Антимонов

     Волошин, Е.В.
В68 Современные транспортные системы зерноперерабатывающих предприятий [Электронный ресурс] : учебное пособие для обучающихся по образовательной программе высшего образования по направлению подготовки 19.03.02 Продукты питания из растительного сырья / Е. В. Волошин; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбург. гос. ун-т". - Оренбург : ОГУ. - 2020. - 118 с. - Загл. с тит. экрана.
     ISBN 978-5-7410-2507-9

           В учебном пособии рассмотрены современные транспортные системы зерноперерабатывающих предприятий на примере установок пневматического транспорта. Пособие предназначено для преподавания и лучшего усвоения дисциплины «Современные транспортные системы» очной и заочной форм обучения по направлению подготовки 19.03.02 Продукты питания из растительного сырья по общему профилю подготовки. Может быть полезно обучающимся при организации самостоятельной работы, преподавателям и практикующим работникам.


УДК 664.72 (075.8)
ББК 36.821 я 73


ISBN 978-5-7410-2507-9

© Волошин Е.В., 2020
© ОГУ, 2020

            Содержание



Введение .......................................................... 4
1  Установки пневматического транспорта ........................... 5
1.1 Классификация установок пневматического транспорта ............ 6
1.2 Основные элементы установок пневматического транспорта ........ 9
2  Всасывающие пневмотранспортные установки ...................... 28
2.1 Режимы пневматического транспортирования ..................... 28
2.2 Устройство пневмотранспортных установок ...................... 31
2.3 Основные положения по расчету всасывающих пневмотранспортных установок ....................................................... 37
2.4 Определение числа внутрицеховых пневмотранспортных установок . 41
2.5 Группировка пневмотранспортеров .............................. 45
2.6 Выбор надежной транспортирующей скорости воздуха ............. 46
2.7 Подбор пылеотделителя. Определение потерь давления в пылеотделителях ................................................. 63
2.8 Подбор воздуходувной машины .................................. 67
3  Нагнетающие пневмотранспортные установки ...................... 67
3.1 Классификация пневмотранспортных установок ................... 67
3.2 Устройство пневмотранспортных установок ...................... 69
3.3 Устройство пневмотранспортных установок мукомольных заводов на комплектном оборудовании ........................................ 74
3.4 Расчет нагнетающих пневмотранспортных установок, работающих при
   высоких концентрациях транспортируемого материала в аэросмеси . 79
4  Установки аэрозольтранспорта................................... 96
4.1 Принцип действия и устройство ................................ 96
4.2 Основные элементы ............................................ 98
5  Установки гравитационного транспорта аэрированных материалов . 107
5.1 Принцип действия установок .................................. 108
5.2 Основные элементы аэрогравитационных транспортеров .......... 110
5.3 Условия транспортирования аэрожелобами ...................... 114
Список использованных источников ................................ 118

3

            Введение



      Пневматический транспорт сыпучих материалов распространен во многих отраслях промышленного производства. С его помощью перемещают без перегрузки всевозможные сыпучие материалы по сложным трассам, состоящим из вертикальных, горизонтальных и наклонных участков. Транспортирование происходит в трубах небольшого диаметра, которые нетрудно разместить даже в стесненных условиях действующего производства.
      Материал находится в трубах - материалопроводах, в условиях герметичности, благодаря чему исключаются его потери и выделение в воздух пыли и других веществ. Отсутствие движущихся частей делает материалопровод надежным в эксплуатации и облегчает обслуживание.
      Интенсивное обтекание частиц материала потоком воздуха снижает температуру и влажность промежуточных продуктов размола, что способствует улучшению их сыпучести и севкости. Кроме того, в меньшей степени происходит конденсация влаги на внутренних поверхностях вальцовых станков, труб самотеков, ситах рассевов и связанная с ней клейстеризация мучнистых продуктов. Сокращается число очагов развития микрофлоры и вредителей хлебных запасов.
      Капитальные затраты на сооружение пневмотранспортных установок меньше затрат на механические транспортные средства, особенно при большой протяженности линий транспортирования. Расходы на текущий и капитальный ремонт установок пневмотранспорта также меньше, и при этом межремонтный период намного больше.
      Не представляет трудности автоблокировка, дистанционное управление машинами и механизмами установок пневматического транспорта, а также их автоматизация.

4

Установки пневматического транспорта



      Пневмотранспортные установки предназначены для перемещения грузов по трубам в смеси с воздухом; гидротранспортные - в смеси с водой.
      Пневматический транспорт благодаря ряду преимуществ перед другими видами транспорта получил широкое распространение в разных отраслях промышленности, сельском хозяйстве и строительстве.
      Основными достоинствами пневматического транспорта являются герметичность системы, отсутствие потерь перемещаемых грузов, возможность передвижения грузов по сложной трассе, сочетание транспортирования с некоторыми технологическими процессами (сушка, охлаждение, очистка от примесей и т.д.).
      Пневматический транспорт позволяет полностью обеспечить комплексную механизацию и автоматизацию погрузо-разгрузочных работ с сыпучими грузами.
      К достоинствам гидравлического транспорта относятся: высокая производительность и возможность транспортирования на большие расстояния без перегрузок, наличие несложного оборудования; возможность совмещения транспортирования с технологическими процессами. Его недостатки - потребность в больших количествах воды, повышенный расход энергии, опасность замерзания в зимних условиях.
      Главным недостатком как пневматического, так и гидравлического транспорта является высокий удельный расход энергии.
      Пневматическое транспортирование применяется как для сыпучих, так и для штучных грузов, гидравлическое - для кусковых грузов.


5

        1.1 Классификация установок пневматического транспорта


      Основой работы любой пневмотранспортной установки является наличие разности давлений в начале и конце трубопровода, создаваемой воздуходувными машинами. В зависимости от способа создания перепада давления и его величины пневмотранспортные установки подразделяют на всасывающие, нагнетающие и смешанные (всасывающе-нагнетающие). Установки всасывающие бывают низкого (до 5-103 Па) вакуума, среднего (до 5-104 Па), высокого (свыше 5-10⁴ Па) вакуума; нагнетающие - низконапорными (избыточное давление до 5-103 Па), средненапорными (избыточное давление до 5-10⁴ Па), высоконапорными (избыточное давление свыше 5-10⁴ Па).
      Во всасывающих установках (рисунок 1.1а) воздух отсасывается воздуходувной машиной из системы - в ней создается разрежение. Вследствие этого воздух из атмосферы устремляется в загрузочное устройство (пневмоприемник) 1 и, проходя через слой груза или встречая на своем пути поступающий в трубопровод груз, подхватывает его и перемещает по материалопроводу 2 в отделитель (разгрузитель) 3. Из отделителя груз выводится при помощи шлюзового затвора 7, а воздух поступает в воздуховод 4 и, пройдя пылеотделитель 5, выбрасывается воздуходувной машиной 6 в атмосферу.
      Достоинства всасывающих пневмотранспортных установок - простота конструкции, возможность забора груза из нескольких точек, обеспечение высоких санитарно-гигиенических условий в рабочих помещениях. Поскольку вся система находится под вакуумом, то загрузочные устройства не требуют герметизации. К недостаткам следует отнести невозможность создания высоких перепадов давления, наличие специальных герметизирующих устройств в местах вывода груза из системы.

6

      а - всасывающей; б - нагнетающей; в - всасывающе-нагнетающей;
1 - пневмоприемник; 2 - материалопровод; 3 - разгрузитель; 4 - воздуховод;
5 - пылеотделитель; 6 - воздуходувная машина; 7 - шлюзовой затвор.


      Рисунок 1.1 - Схемы простых пневмотранспортных установок

      В нагнетающих установках (рисунок 1.1б) воздуходувная машина нагнетает воздух в пневмосистему, создавая давление воздуха в ней больше атмосферного (наибольшее - в месте загрузки, наименьшее - в пылеотделителе). Достоинство нагнетающих пневмоустановок - это возможность создания теоретически неограниченного давления, что позволяет использовать их при транспортировании грузов потоками как низкой, так и высокой концентрации. Недостатками нагнетающих пневмоустановок являются сложность конструкции загрузочных устройств и повышенные требования к герметичности пневмосистемы.


7

      Всасывающе-нагнетающие установки (рисунок 1.1в) позволяют использовать положительные качества как всасывающих, так и нагнетающих пневмоустановок.
      В зависимости от количества материалопроводов пневмоустановки бывают простые (однотрубные) - с одним материалопроводом (рисунок 1.1) и разветвленные (рисунок 1.2) - с двумя и более материалопроводами. В разветвленных пневмоустановках по материалопроводам можно одновременно транспортировать различные грузы из нескольких точек с разными производительностями. Недостаток разветвленных пневмоустановок - влияние изменения нагрузки в одном из материалопроводов на стабильность работы других.
      Пневмотранспортные установки могут быть с замкнутым и разомкнутым циклом воздуха. В первых весь воздух или часть его возвращается после воздуходувной машины в загрузочное устройство и снова используется для транспортирования, во вторых воздух воздуходувной машиной полностью выбрасывается в атмосферу.
      На зерноперерабатывающих предприятиях АПК получили наибольшее распространение пневмотранспортные установки среднего давления с разветвленной сетью материалопроводов. Нагнетающие пневмотранспортные установки применяют главным образом как средства межцехового транспорта (например, для подачи отходов из зерноочистительного отделения мукомольного завода в цех отходов). На предприятиях пищевой промышленности находят применение в основном однотрубные всасывающие пневмотранспортные установки
      В размольных отделениях мукомольных заводов с высокопроизводительным оборудованием компоновка пневмотранспортных установок имеет некоторую особенность. Фильтр-циклон 2 установлен после вентилятора высокого давления 3, а вентилятор среднего давления 1 смонтирован после фильтра-циклона (рисунок 1.3). Установка вентилятора среднего давления после фильтра-циклона обеспечивает работу последнего под разрежением, обусловливая тем самым большую эффективность очистки воздуха.

8

      а, б - с двухступенчатой очисткой воздуха; в - с одноступенчатой очисткой воздуха.
      1  - пневмоприемник; 2     - материалопровод; 3    - разгрузитель;
4 - воздуховод; 5 - батарейный циклон; 6 - фильтр; 7 - воздуходувная машина.


      Рисунок 1.2 - Схемы разветвленных пневмотранспортных установок


        1.2 Основные элементы установок пневматического транспорта

      Любая пневмотранспортная установка имеет загрузочное устройство (приемник или питатель), материалопровод, отделитель груза от воздуха (разгрузитель), пылеотделитель для очистки воздуха от пыли, герметизирующие устройства, воздуходувную машину, элементы управления и автоматизации.


9

- вентилятор среднего давления; 2 - фильтр-циклон; 3 - вентилятор высокого давления; 4      - циклоны-разгрузители; 5     - материалопровод;
6 - шлюзовой затвор; 7 - приемник; 8 - энтолейтер.


      Рисунок 1.3  - Схема всасывающей пневмотранспортной установки
мукомольного завода


      1.2.1 Загрузочные устройства (приемники)

      Для установок всасывающего типа подразделяют на вертикальные и горизонтальные.
      Вертикальные приемники служат для подачи груза в вертикальный ма-териалопровод. Эти приемники бывают открытого и закрытого типов. В приемники открытого типа воздух поступает непосредственно из окружающей среды, закрытого типа - из технологических машин, обеспечивая тем самым их обеспыливание.
      Вертикальные приемники открытого типа просты по конструкции, удобны в эксплуатации и обладают незначительным аэродинамическим сопротивлением. Недостаток - отсутствие аспирации присоединенного оборудования и некоторый подсор груза при работе.
      В приемники закрытого типа воздух поступает как по самотечному трубопроводу, так и по аспирационному воздуховоду от какой-либо технологической машины, а в приемник типа «отвод» - по самотечному трубопроводу вме

10

сте с грузом. Для предотвращения завалов приемники снабжены специальным клапаном.
      Приемники закрытого типа также просты по конструкции, удобны в эксплуатации, позволяют аспирироватъ присоединенное к ним технологическое оборудование. Но они имеют несколько повышенное аэродинамическое сопротивление.
      Наиболее распространенными приемниками открытого типа являются приемники конструкции ОТИ и закрытого типа - вертикальный модернизированный приемник конструкции ОТИ, типа «отвод», типа «сопло» (рисунок 1.4 а) и «сопло» (рисунок 1.4б). Эти приемники закрытого типа имеют одинаковую конструкцию и состоят из патрубка 7, двух концентрично вставленных одна в другую труб (или конусов) 2 и 3 и съемного днища 4, положение которого в первых двух конструкциях можно регулировать. Для уменьшения аэродинамического сопротивления внутренняя труба с диаметром, равным диаметру мате-риалопровода, имеет обтекаемую (округленную) форму или коническую в приемнике конструкции ВШМК. Для ликвидации завалов в материалопроводах, имеющих приемник типа «сопло», необходимо снять днище 4.
      К приемникам открытого типа относятся и приемники для забора груза из насыпи - это переносные сопла различной формы (круглые, угловые, щелевые). Наибольшее распространение получило круглое прямое сопло (рисунок 1.4в), которое присоединяют к материалопроводу при помощи гибкого рукава с быстроразъемными фланцами. Для подбора остатков зерна с пола из труднодоступных мест применяют угловые и щелевые сопла.
      Для подачи материала в горизонтальные материалопроводы всасывающих пневмотранспортных установок применяют приемники типа «тройник», а для установок мукомольных заводов на комплектном высокопроизводительном оборудовании - пневмоприемники - отводы типа У2-БПО (рисунок 1.4г), типа У2-БПЭ. По аэродинамической схеме к приемникам типа «тройник» близки приемники, встроенные в технологическое оборудование (вальцевые станки).

11