料仓所储存物料的物理性质决定以后,如何选择适合其流动特性的仓体结构形式,是仓体设计,研究中的一个非常重要的任务。目前,实际生产中使用的料仓形式很多,但*常用的为圆筒,方筒和矩形筒仓,其主要结构形式基本上由上部仓体和下部仓斗两部分组成,上部仓体结构形式对仓内物料的流动影响较小,而下部仓斗的结构形式对其影响是十分显着的。一般来说,仓内物料颗粒利用自身重力以*短的路径,能够从进料口达到卸料口的仓斗截面形状是比较理想的,即希望卸料口尽量大,但过分加大卸料口几何尺寸会受到仓口给料设备的制约。从仓斗横截面收缩率理论角度分析,当上部物料逐渐接近卸料口(咽喉部位)时,仓斗水平截面收缩率应逐渐变小,对于仓斗纵截面母线而言,自上而下斜率的变化率逐渐变小,对物料的流动有利。图4为四种不同形式的仓斗截面母线,a为双曲线形,b为指数形,c为直线形,d为抛物线形。由上述理论判断仓斗纵截面母线设计成双曲线或指数形是比较合理的。然而采用双曲线,指数等纵截面形式的仓斗,会给仓斗的施工建设带来一定的困难。因此,仓斗纵截面母线常采用直线形,即圆台形或棱台形仓斗。
仓斗倾斜角(截面母线与水平面之夹角)对物料的流动状况影响较大,设计时应予以充分考虑。从理论上讲只要倾斜角度大于等于物料和仓内壁的摩擦角,即可保证仓内物料全部卸空。但由于物料中各种不利因素的影响,实际生产中发现,仓斗倾斜角与物料和仓内壁摩擦角接近时,物料很容易发生堵塞现象。因此,在设计仓斗*小倾斜角时,建议至少应比物料和仓内壁的摩擦角大15以上。另外,由于棱台仓斗四角处存在倾角折减问题,且易发生内壁角处挂料现象,建议设计时对棱台仓斗四角进行圆弧处理,同时在仓斗*小倾斜角选择时应比物料和仓内壁的摩擦角大20以上,通常块状物料%45,混合物料%55.对于圆筒,方筒和矩形筒料仓,仓斗应尽可能采用如图5所示的偏心式或偏心多口结构形式。各不相同,不利于流动中稳定拱的形成,与此同时其中一个面与卸料口垂直布置,沿垂直壁流动的物料和仓内壁的摩擦力相对较小(压实,牵连效应的作用小),流动速度快,对物料的连续流动具有促进作用,有效地抑制了稳定拱的形成。偏心多口仓斗,组成仓斗的四个面中有几个与卸料口垂直,物料流动情况基本相同,同时由于多个卸料口同仓布置,物料所形成的交叉流动边界相对较宽,仓内物料接近整体流动形式。如对物料流动性要求较高的火力发电厂使用的燃料仓,多采用上述结构形式。a)偏心式仓斗b)偏心多口仓斗在卸料口截面面积相同的情况下,卸料口几何形状不同,卸料能力也有一些差别,通常以圆形为*大,方形次之,椭圆形再次之,矩形*小。
2.改善仓储物料流动状况的措施
利用机械辅助方法改善仓内物料的流动状况,也是一种非常有效的方法,它不仅可以用于新建料仓,而且也适用于旧料仓的改造。目前,实际生产中运用的方法很多,都可以使仓内物料的流动状况不同程度的得到改善,下面介绍几种经实践检验很有效的方法。
在不改变仓体结构情况下采取改善仓储物料流动状况的措施。在仓斗内易发生堵塞的位置增设一个圆形伞状嵌入体,嵌入体可采用耐磨金属材料制作。其主要目的是承担上部仓压,削弱卸料口附近较大压实力的作用,同时在其周边形成一个较大的环状料流口,使流动边界显着变大。仓体上部物料趋于整体流动形式,嵌入体下部空间无仓压,物料处于自由流动状态,对防止物料的结拱堵塞具有良好的效果。
其主要原理与图6a基本相同。中间三角形分料器承担了上部的主要仓压,卸料口上部的物料活化处于自由流动状态。溜槽式料仓。该形式的料仓很早就曾有运用,当时是为了防止装料过程中物料粒级降低(破碎)而开发的,但经过多年的使用发现,该形式的料仓几乎很少发生结拱堵仓现象。分析发现,中间螺旋溜槽和外螺旋溜槽式料仓大幅度地减弱了装料冲击所产生的压实力作用,有效地防止了仓内物料的粒度离析。溜槽承受了大部分仓压,使下部仓斗内的物料活化,为物料的流动创造了极好的条件。
在料仓不同位置布置一些改善物料流动性的装置,仓斗内易发生堵塞的位置布置一至两台螺旋破拱装置,旋转轴上的螺旋叶片左,右旋布置。当发生堵仓时,启动马达使仓斗内两边的物料同时向中间部位输送,强大的挤压应力迫使料拱坍塌,物料重新恢复流动。流动时,链轮转动,链板条的扰动使已结实的物料再次活化。流的一种方法。它是将高频振动传递给物料,使其具有较大的动能克服流动中的阻力,同时也可以降低物料的结实强度,促进物料的流动。振动装置的安装位置应尽可能接近易堵塞区域,建议安装在卸料口上方,仓斗1/3高度的水平断面上。
激振器的数量可根据仓斗的大小而定,该方法只限于钢结构仓斗。
炮改善物料流动的一种方法。助流器是在仓斗壁周围易结拱区域设置一些压缩空气(0.5MPa~0.7MPa)喷射枪,在整个卸料过程中连续喷射,使仓斗内壁与物料间形成一气垫,减小物料流动阻力。空气炮法与助流器布置形式类似,但要求压缩空气的压力较大,而且必须在每一个空气炮爆破喷嘴附近设置一个储气罐。当物料发生堵塞停止流动时,利用脉冲控制进行间歇气体爆破,依靠其冲击能量达到破拱目的。上述各项措施可根据仓储物料的实际情况灵活选择,对于成分较复杂的物料建议几项措施联合使用,以获得*佳改善效果。
3.结束语
关于仓储物料堵仓问题,一直是一项世界性研究课题,许多科技工作者曾为此付出长期不懈的努力,创造出各种适合物料流动的仓体结构形式和辅助措施,使仓储物料流动状况得到极大的改善,但到目前为止还不能说这一顽症已彻底根除,还需要我们进一步的研究和努力。