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負(fù)壓羅茨風(fēng)機(jī)能不能當(dāng)真空泵抽真空用？工作原理一樣嗎？
本實(shí)用新型屬于氣動管道輸送技術(shù)領(lǐng)域，涉及負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
氣力輸送技術(shù)是指利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料。根據(jù)壓力特征的不同，氣力輸送系統(tǒng)分為正壓氣力輸送系統(tǒng)和負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)。負(fù)壓氣力輸送是通過系統(tǒng)終點(diǎn)的風(fēng)機(jī)抽吸系統(tǒng)內(nèi)的空氣，形成負(fù)壓氣流，氣流攜帶物料從吸嘴進(jìn)入系統(tǒng)并到達(dá)終點(diǎn)，最后經(jīng)過濾分離將空氣排放到大氣中。由于管道沿程所有的空氣均是向內(nèi)泄漏，安全環(huán)保，同時(shí)系統(tǒng)可以從多處供料點(diǎn)吸送物料，輸送靈活方便，因而在物流、能源、化工、冶金、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于氣力輸送是氣固兩相流，情況十分復(fù)雜，氣力輸送技術(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算尚處于經(jīng)驗(yàn)階段。
負(fù)壓氣力輸送技術(shù)中，固態(tài)物料的質(zhì)量流量是重要的工藝操作參數(shù)，其能否準(zhǔn)確的測量直接影響了生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定安全運(yùn)行。目前物料的的質(zhì)量流量測量的方法主要有電學(xué)法、微波法、射線法等等。由于氣力輸送技術(shù)中，管道內(nèi)氣固兩相流動復(fù)雜，如不同的輸送物料和操作條件下，特別是管道截面固相濃度分布的不均勻，都會影響固體質(zhì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確測量，因此需要對固體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。目前質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定的主要方法是通過進(jìn)料系統(tǒng)中料倉的物料進(jìn)料量進(jìn)行稱重，根據(jù)稱重?cái)?shù)據(jù)對輸料管道上的固體質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。
現(xiàn)場進(jìn)行進(jìn)料量稱重的方式存在較大的缺陷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定安全運(yùn)行。首先物料稱重在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，輸送物料的管線始終與料倉相連，為稱重的精度引入誤差；其次實(shí)際生產(chǎn)的物料輸送管線按照現(xiàn)場場地限制布置，不一定有位置可以安裝固體質(zhì)量流量計(jì)，為標(biāo)定工作帶來困難；最后，料倉中物料的減少量與物料輸送管線中物料的質(zhì)量流量存在時(shí)間和空間上的差異，不能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線標(biāo)定。錦工理工大學(xué)大學(xué)設(shè)計(jì)了一種固體質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定裝置和使用方法以及含其的系統(tǒng)（CN.6），為正壓氣力輸送系統(tǒng)，難以完成負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)中質(zhì)量流量計(jì)的標(biāo)定工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置，包括負(fù)壓裝置、輸送管道、喂料機(jī)；所述喂料機(jī)設(shè)置在輸送管道的前端，負(fù)壓裝置設(shè)置在輸送管道的末端；所述喂料機(jī)與負(fù)壓裝置之間的輸送管道上設(shè)置有質(zhì)量流量計(jì)；所述喂料機(jī)的下方設(shè)有電子秤。
進(jìn)一步的，所述的輸送管道分為三段，依次為水平段、垂直段、水平段；在上述每一管段大約中間位置設(shè)置標(biāo)定點(diǎn)安裝質(zhì)量流量計(jì)。
進(jìn)一步的，所述的質(zhì)量流量計(jì)的前方設(shè)有視鏡，后方設(shè)有溫度傳感器和壓力傳感器。
進(jìn)一步的，所述的喂料機(jī)的前方管道上設(shè)有風(fēng)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。
進(jìn)一步的，所述的輸送管道入口設(shè)有過濾網(wǎng)。
進(jìn)一步的，所述輸送管道上安裝的設(shè)備和儀器均與輸送管道密封連接。
本實(shí)用新型的負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置，解決了實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)際工程裝備因?yàn)榭s尺比的因素引起的實(shí)驗(yàn)誤差問題，能夠真實(shí)的模擬出不同風(fēng)速和不同喂料量的情況下物料在管線中的流動狀態(tài)，提高物料質(zhì)量流量計(jì)的校核精度。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置作詳細(xì)的說明。
本實(shí)用新型的負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)連接如圖1所示，主要包括以下結(jié)構(gòu)：工業(yè)吸塵器1、風(fēng)速傳感器4、喂料機(jī)5、溫度傳感器7、壓力傳感器8、電子秤9、視鏡10、質(zhì)量流量計(jì)11、物料輸送管道14。
喂料機(jī)5通過軟連接管15與物料輸送管道14的前端連接。喂料機(jī)5與軟連接管15的連接處安裝有止回閥6。喂料機(jī)5放置在電子秤9上。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方式，喂料機(jī)5的電機(jī)為變頻電機(jī)，可以調(diào)節(jié)喂料量，滿足不同實(shí)驗(yàn)需求。
工業(yè)吸塵器1通過吸塵器軟管13和變徑接頭12與物料輸送管道14的末端連接。工業(yè)吸塵器可以通過不同的檔位和配合物料輸送管道入口處的手動閥門開閉大小產(chǎn)生不同的風(fēng)量。
物料輸送管14的入口3設(shè)有過濾網(wǎng)2。整個(gè)物料輸送管道14依次分為入口段A、第一水平段B、垂直段C、第二水平段D；在入口段A安裝有手動閥16和風(fēng)速傳感器4。
物料輸送管14為鋼質(zhì)管，管徑為102mm，吸塵器軟管13為塑料管，管徑為50mm。
喂料機(jī)5安裝在第一水平段B的前端，其前方安裝溫度傳感器7、壓力傳感器8。喂料機(jī)5的后方依次安裝視鏡10、質(zhì)量流量計(jì)11、溫度傳感器7、壓力傳感器8。
在垂直段C依次安裝有視鏡10、質(zhì)量流量計(jì)11、溫度傳感器7、壓力傳感器8。
在第二水平段D上也依次安裝有視鏡10、質(zhì)量流量計(jì)11、溫度傳感器7、壓力傳感器8。
在上述兩個(gè)水平段和一個(gè)垂直段中，管段的大約中間位置處設(shè)有標(biāo)定點(diǎn)，質(zhì)量流量計(jì)11安裝在該標(biāo)定點(diǎn)處。
物料輸送管14上安裝的設(shè)備和儀器均與輸送管道密封連接。
本實(shí)用新型的負(fù)壓氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置，工作原理過程如下：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求將質(zhì)量流量計(jì)安裝在物料輸送管上的水平段和垂直段，將實(shí)驗(yàn)物料投入到5喂料機(jī)中；
?。?）開啟手動閥16，關(guān)閉止回閥6，打開工業(yè)吸塵器1，將管道中的雜質(zhì)和上次實(shí)驗(yàn)殘留的實(shí)驗(yàn)物料吸入到工業(yè)吸塵器中，關(guān)閉工業(yè)吸塵器1，將工業(yè)吸塵器1的除塵袋中的雜質(zhì)和物料清理干凈；
?。?）再次打開工業(yè)吸塵器1，調(diào)節(jié)手動閥16的開閉程度，使風(fēng)速傳感器4顯示的風(fēng)速達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的風(fēng)速；
?。?）觀察四組壓力傳感器壓力顯示值，待物料輸送管道內(nèi)壓力穩(wěn)定時(shí)，打開止回閥6，并同時(shí)打開喂料機(jī)5，調(diào)節(jié)喂料機(jī)5的變頻電機(jī)，使喂料機(jī)5的喂料量達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的喂料量；
?。?）觀察兩個(gè)水平段和一個(gè)垂直段的視鏡中物料流動狀態(tài)，直到物料流動穩(wěn)定后，每隔10s記錄喂料機(jī)5下邊電子秤9的讀數(shù)以及實(shí)驗(yàn)管段質(zhì)量流量計(jì)的讀數(shù)，同時(shí)記錄各個(gè)管段處的溫度和壓力；
（6）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間得到足夠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)后，關(guān)閉喂料機(jī)5，關(guān)閉止回閥6；
?。?）觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)管段處視鏡，直到管路中沒有物料殘余后關(guān)閉工業(yè)吸塵器1，關(guān)閉手動閥16，將工業(yè)吸塵器1中的除塵袋中的物料清理出來，放入物料回收站；
（8）設(shè)某一時(shí)刻質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量讀數(shù)為ZN,同一時(shí)刻喂料機(jī)下方的電子秤讀數(shù)為WN，用ZN與（WN-1-WN+1）/20s的值進(jìn)行校核，從而完成質(zhì)質(zhì)量流量計(jì)的標(biāo)定工作。
原標(biāo)題：正壓及負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（下）
需要說明的是在管道內(nèi)輸送物料所需空氣的體積流量，而所選空壓機(jī)風(fēng)機(jī)排氣量必須考慮供料器和管道閥門等的泄漏量。對正壓系統(tǒng)來說，旋轉(zhuǎn)葉片供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的15％～20％，而雙翻板閥供料器的空氣泄漏量約為鼓風(fēng)機(jī)排氣量的10％。
正壓系統(tǒng)中各類空壓機(jī)(風(fēng)機(jī))的壓力適用范圍所示。對 低 壓 系 統(tǒng) ( 約 10kpa),，軸流式或離心式風(fēng)機(jī)都是適宜的，具體選擇取決于系統(tǒng)負(fù)荷和需要的操作壓力特性。這類風(fēng)機(jī)常用于稀相輸送，作為文丘里式和旋轉(zhuǎn)葉片供料器的供氣源，系統(tǒng)中使用薄壁管道。
當(dāng)排氣壓力小于100kpa時(shí)，廣泛使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。該類型具有寬廣的體積流量范圍并能提供無油空氣。此外，它有恒定的速度曲線，當(dāng)傳遞壓力增加時(shí)，體積流量僅輕微減少，從而保證了物料在一定壓力下的懸浮流動狀態(tài)。
當(dāng)排氣壓力大于100kpa時(shí)，往復(fù)式和螺桿式空壓機(jī)都能滿足氣力輸送系統(tǒng)中所需最高壓力。單級回轉(zhuǎn)滑片式空壓機(jī)的工作壓力可達(dá)到400kpa(表壓)。 因?yàn)檫@類設(shè)備選用比較少。對負(fù)壓系統(tǒng)，如真空不是太大，常使用離心式通風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)；對于較高真空，則采用水環(huán)或液環(huán)式真空泵。
當(dāng)幾種氣力輸送系統(tǒng)都適用于某一具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的。這里主要以倉式泵的實(shí)測數(shù)據(jù)為例，證實(shí)通過選擇最佳罐尺寸和最佳操作壓力可大大降低能耗和操作費(fèi)用。 投資費(fèi)用總的來說，高壓密相輸送中空壓機(jī)和供料器的價(jià)格比較昂貴；低壓稀相輸送系統(tǒng)中管道和收塵器的費(fèi)用較貴。當(dāng)輸送距離小于50m，使用稀相系統(tǒng)的投資費(fèi)用低；超過50m，密相系統(tǒng)的投資費(fèi)用較低。對磨琢性物料的輸送，用能周期性更換的零件如彎管等代替昂貴的耐磨合金零件可降低投資費(fèi)用。
操作費(fèi)用,主要?jiǎng)恿M(fèi)用來自空壓機(jī)，其次是旋轉(zhuǎn)葉片供料器和螺旋泵及袋除塵器，其它設(shè)備的動力消耗相對空壓機(jī)來說是很小的。 使用集中氣源可減少系統(tǒng)投資費(fèi)用，但其操作費(fèi)用比單獨(dú)供氣要高得多。如工廠集中氣源壓力為(600～700)kpa，而氣力輸送系統(tǒng)所需壓力僅為100kpa，則使用集中供氣費(fèi)用要比單獨(dú)供氣高出一倍左右。如果必須使用集中供氣，那末高壓空氣將主要用于倉式泵和分級管道。
密相系統(tǒng)的操作費(fèi)用總是較低的。當(dāng)輸送距離為50m時(shí)，稀相輸送操作費(fèi)用是密相輸送的５倍以上(依據(jù)倉式泵使用情況)；隨輸送距離增大，這個(gè)差異將減少。操作費(fèi)用主要來自電機(jī)的功率消耗，可用進(jìn)行粗略估算。
倉式泵實(shí)測結(jié)果
倉式泵的壓力罐有效容積系統(tǒng)所需能量。為一個(gè)實(shí)際運(yùn)行倉式泵輸送裝置的壓力罐有效容積特性曲線。其中實(shí)際輸送階段功率消耗是在空壓機(jī)聯(lián)軸節(jié)處測得。在雙倉系統(tǒng)中，是二個(gè)相同的單罐容積之和。輸送水泥時(shí)空壓機(jī)輸出壓力為400kpa(表壓)，輸送粉煤灰時(shí)空壓機(jī)輸出壓力為300kpa(表壓)。還定性地顯示了隨著罐尺寸減少，每小時(shí)所需輸送周期次數(shù)增加的趨勢。
單倉泵系統(tǒng)輸送同樣物料時(shí)功率消耗值與空壓機(jī)輸出壓力之間的函數(shù)關(guān)系見。其中輸送水泥的壓力罐有效容積，輸送粉煤灰的壓力罐有效容積。還定性地畫出了隨著壓力的減少，對應(yīng)管道直徑變大的趨勢。還表明這個(gè)裝置輸送水泥和粉煤灰時(shí)均有最小電耗值，這些最小值的位置與理論計(jì)算值比較一致。因此設(shè)計(jì)一個(gè)在最佳操作點(diǎn)工作的裝置，可以節(jié)省大量的能量。
物料特性對系統(tǒng)選型的影響：
1.粘著性和附著性。粘性物料會粘結(jié)或堵塞卸料斗、供料器和輸送管道。因而在旋轉(zhuǎn)葉片供料器中應(yīng)優(yōu)選吹掃式旋轉(zhuǎn)葉片供料器。
2.易燃易爆性。輸送塑料、化學(xué)品、金屬粉末和煤粉等易燃易爆性物料時(shí)，應(yīng)使用防爆閥和自動滅火裝置等安全措施。
3.濕含量。如果濕物料中50μｍ以下的細(xì)粉量＜10％，多數(shù)能在傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)中輸送。若濕物料中濕含量高，濕細(xì)粉會粘附在彎管的內(nèi)壁，引起管道堵塞，則供料器應(yīng)選用吹掃式旋轉(zhuǎn)葉片供料器。如物料不是太潮濕，通過加熱輸送空氣就能減輕粘堵問題。
4.物料電荷聚集會引起粘附并影響物料流動性，此時(shí)可通過空氣在線增濕解決。在密相輸送中，因使用空氣量較少，故增濕費(fèi)用較低。
磨琢性。
5.為降低輸送管道和零部件磨損，輸送磨琢性物料時(shí)應(yīng)選用較低輸送速度。在稀相系統(tǒng)中要避免使用有運(yùn)動部件的供料器，并通過使用短半徑彎管。
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負(fù)壓系統(tǒng)指利用壓風(fēng)機(jī)（真空泵）產(chǎn)生系統(tǒng)負(fù)壓，將在受料器處與空氣均勻混合的粉粒狀物料通過管道抽送至貯料裝置的輸送系統(tǒng)，主要用于燃煤電廠的灰處理系統(tǒng)，又稱負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)，為國外引進(jìn)技術(shù)，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)已為國內(nèi)除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員完全掌握。
負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)投資較省，可以多點(diǎn)受料，要求灰斗下部的凈空較小，適用于300MW及以下火電機(jī)組的除灰系統(tǒng)，且由于設(shè)備和管路在真空狀態(tài)下只能發(fā)生內(nèi)泄漏，因而環(huán)境比較清潔。缺點(diǎn)是由于負(fù)壓值有限，因而輸送距離較短，一般輸送的極限幾何距離為200m，實(shí)際工程宜按≤150m設(shè)計(jì);單個(gè)系統(tǒng)的最大出力一般40t/h的（粉煤灰）
錦工負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)系統(tǒng)輸送管道配置靈活，可根據(jù)現(xiàn)場工況環(huán)境靈活布置，工藝流程更為合理，物料在密閉輸送管道中輸送，系統(tǒng)完全封閉，粉塵飛揚(yáng)少，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保要求，運(yùn)動零部件少，維護(hù)保養(yǎng)簡單方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化，散料物料輸送效率高，降低了包裝和裝卸運(yùn)輸費(fèi)用。
錦工負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)是輸送顆粒型、粉狀型、塊狀型物料的常用輸送設(shè)備之一，易于取料，可用于從低處、深處、狹窄取料點(diǎn)以及由多處向一處集中送料的場合，適用于取料不發(fā)塵的場合。山東錦工擁有多年負(fù)壓稀相氣力輸送行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可針對具體氣力輸送項(xiàng)目做出精確的輸送參數(shù)確定和管道優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低氣力輸送中的各種氣力輸送因素影響。錦工根據(jù)負(fù)壓吸送氣力輸送系統(tǒng)的原理開發(fā)出多組分吸料計(jì)量稱，滿足不同客戶的需求。
錦工負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)主要由氣力輸送風(fēng)機(jī)、取料裝置、上料器、管道、卸料裝置等結(jié)構(gòu)取出，其工作原理：
1、錦工負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)主要采用羅茨風(fēng)機(jī)或真空泵作為氣源設(shè)備，氣源設(shè)備裝在系統(tǒng)的末端；
2、氣力輸送系統(tǒng)取料裝置部件通常采用吸料槍、體積喂料機(jī)；
3、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，抽風(fēng)整個(gè)系統(tǒng)形成負(fù)壓，由管道內(nèi)外存在的壓力差吸入空氣進(jìn)入熟料管，物料和一部分同時(shí)同時(shí)被吸嘴吸入，并被輸送到真空上料器中；
4、在真空上料器中，物料和空氣分離，被分離出來的物料從真空上料器底部卸出；
5、未被分離出來的微細(xì)粉粒隨輸送氣流進(jìn)入排塵器中凈化，凈化后的空氣經(jīng)除塵器排入大氣中。
1、錦工負(fù)壓稀相系統(tǒng)具有氣力輸送量大、輸送距離長、輸送速度快等特點(diǎn)；
2、系統(tǒng)易于取料，適用于從低處、深處、較為狹窄的取料點(diǎn)取料，可用于要求取料不發(fā)塵的場合，可實(shí)現(xiàn)多出上料向一處集中供料。負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)適應(yīng)性廣，用途廣泛，粉體、顆粒物均可順利輸送；
3、系統(tǒng)造價(jià)低，制造維護(hù)要求低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、工人可操作性強(qiáng)、運(yùn)行成本低、管路物料殘留少，負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)尤其適用于一般氣流干燥工藝過程中輸送和食品行業(yè)的食品物料輸送；
4、系統(tǒng)氣源位于末端，潤滑油或水分等不會混入被輸送的物料中，負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)輸送物料更清潔；
5、系統(tǒng)由于輸料管內(nèi)部為負(fù)壓，因此及時(shí)系統(tǒng)管道產(chǎn)生磨損和存在間隙時(shí)，被輸送物料也不會發(fā)生泄漏，此外，由于負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)內(nèi)壓力低于大氣壓力，水分更易蒸發(fā)，所以對水分多的物料較壓送式更容易輸送；
6、系統(tǒng)輸送氣體一般直接取自大氣，氣體的溫度即為環(huán)境溫度，因此負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)尤其適用于對溫度敏感的熱敏性物料；
7、系統(tǒng)輸送為連續(xù)式輸送，亦可間斷，管道內(nèi)無物料積存，采用負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)輸送物料對環(huán)境污染??；
山東錦工負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)主要采用負(fù)壓羅茨泵作為動力源，管道輸送壓力量低真空狀態(tài)，管道風(fēng)速約10～35/秒，物料在管道里呈霧狀。負(fù)壓輸送起點(diǎn)壓力等于或接近大氣壓，終點(diǎn)壓力在-10～-50KPa之間，管道真空度沿氣力輸送管道逐漸增高。
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