章弘威，孫家宏，齊灰灰，孫成壇

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221004）

0 前言

空氣斜槽輸送機(jī)是用于傾斜向下輸送干燥粉狀物料（如：水泥、生料、粉煤灰、面粉、滑石粉、磷礦石粉等）的連續(xù)式氣力輸送設(shè)備，廣泛應(yīng)用于水泥制造行業(yè)，其結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、維護(hù)簡單、使用費(fèi)用低。

在混凝土攪拌站生產(chǎn)工藝流程中，粉料倉通過輸送設(shè)備將粉料（水泥、粉煤灰、礦粉）輸送至粉料計(jì)量斗，并完成配料。目前，混凝土攪拌站中一般采用螺旋輸送機(jī)作為粉料的輸送和配料設(shè)備，使用中發(fā)現(xiàn)，螺旋輸送機(jī)輸送穩(wěn)定、配料流量穩(wěn)定、配料精度較高、使用性能較好，但是螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高、能耗高、維修難度和成本高。

若能用空氣斜槽輸送機(jī)代替螺旋輸送機(jī)，用于混凝土攪拌站的粉料輸送和配料，將很大程度上降低設(shè)備的客戶使用及維修成本?？諝庑辈圯斔蜋C(jī)本身作為一種成熟的粉料輸送設(shè)備，在輸送功能上并不存在問題，但在精確配料的過程中存在配料流量不均勻，配料誤差等問題。本文主要針對空氣斜槽輸送機(jī)的工作原理及配料性能展開研究，以尋找提高其配料精度的有效方法，為空氣斜槽輸送機(jī)在混凝土攪拌站的廣泛應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1 空氣斜槽輸送技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理

混凝土攪拌站中空氣輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)圖見圖1。

粉料經(jīng)進(jìn)料閘板閥流入斜槽內(nèi)，由風(fēng)機(jī)在風(fēng)道內(nèi)提供輸送氣流，在氣流方向上，和粉料自身重力的作用下，粉料沿著風(fēng)道經(jīng)過手動(dòng)限流閥，沿著圖示 ③→⑥的方向流動(dòng)，最后經(jīng)過出料蝶閥流入粉料計(jì)量斗內(nèi)，在達(dá)到計(jì)量目標(biāo)值的時(shí)候，同時(shí)關(guān)閉風(fēng)機(jī)及出料蝶閥。

可以看出對配料流量及精確的影響因素有：進(jìn)料閘板閥的開度、手動(dòng)限流閥的開度，以及風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力。下面將針對這幾個(gè)因素對配料精度的影響展開研究以尋求提高配料精度的有效辦法。

圖1 混凝土攪拌站中空氣斜槽輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 影響空氣斜槽輸送機(jī)配料精度的幾個(gè)因素的研究

2.1 進(jìn)料閘板閥限流，風(fēng)機(jī)降頻

研究方法：在進(jìn)料閘板閥開一半的情況下、通過逐步降低風(fēng)機(jī)的供電頻率，來降低風(fēng)機(jī)的氣量，分別記錄不同頻率下的配料曲線，以此來研究風(fēng)機(jī)氣量對空氣斜槽輸送機(jī)配料能力的影響。

圖2～5 是不同頻率下的配料曲線。

圖2 50Hz 的配料曲線圖

分析：50Hz 時(shí)的平均配料流量 55kg/s。

圖3 40Hz 的配料曲線圖

圖3 分析：40Hz 時(shí)，平均配料流量 15kg/s 前快后慢，前 16s 平均配料流量 22kg/s，后 14s 均配料流量7kg/s。

圖4 35Hz 的配料曲線圖

圖4 分析：35Hz 時(shí)，平均配料流量 9kg/s，前快后慢，前 16s 平均配料流量 19kg/s，后 21s 平均配料流量5kg/s。

圖5 30Hz 配料曲線圖

圖5 分析：30Hz 流量不穩(wěn)定 出現(xiàn)了不下料的現(xiàn)象。平均流量 7kg/s。

結(jié)論：

（1）在所有上述實(shí)驗(yàn)中，配料流量均不穩(wěn)定，且50Hz 時(shí)出現(xiàn)暫時(shí)性堵料不下料現(xiàn)象。

（2）隨著供電頻率的降低，空氣斜槽輸送機(jī)的平均配料流量隨之呈下降趨勢。

（3）啟動(dòng)前 4s 的配料流量小，啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)配料流量較小。

（4）啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間結(jié)束后 4s 內(nèi)，配料流量大，風(fēng)空氣斜槽輸送機(jī)尾部積料的快速卸料；

（5）快速配料區(qū)間之后直到配料結(jié)束，配料流量波動(dòng)變化，此時(shí)進(jìn)料閘板閥限流起作用，控制空氣斜槽輸送機(jī)的進(jìn)料速度，閘板閥限流配料區(qū)間。閘板閥開度受限導(dǎo)致空氣斜槽輸送機(jī)進(jìn)料口易起拱，進(jìn)而導(dǎo)致配料流量不穩(wěn)定。

2.2 進(jìn)料閘板閥無限制，限流閥限流配料配料

研究辦法：（1）在標(biāo)頻的情況下，進(jìn)料閘板閥完全打開，最大程度上減小進(jìn)料的不穩(wěn)定性；（2）逐步調(diào)整限流閥開度，分別記錄，不同開度下的配料曲線，來研究限流閥開度對空氣斜槽輸送機(jī)配料能力的影響，見圖6～8。

圖6 限流閥開3格的配料曲線圖

圖7 限流閥開5格的配料曲線圖

圖8 限流閥開7格的配料曲線圖

分析：（1）與實(shí)驗(yàn)工況1相比，配料的穩(wěn)定性在進(jìn)料閘板閥全開的情況下有明顯的提升。（2）隨著限流閥開度的逐漸增大，空氣斜槽輸送機(jī)配料流量逐漸增大。（3）當(dāng)空氣斜槽輸送機(jī)配料流量增大到一定的程度，大于進(jìn)料流量時(shí)，配料流量由進(jìn)料流量決定，表現(xiàn)出配料流量穩(wěn)定性相對變差。

2.3 幾個(gè)因素的研究結(jié)論

（1）在一定的風(fēng)機(jī)氣量范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)氣量與空氣斜槽輸送機(jī)配料流量正相關(guān)。

（2）在一定范圍內(nèi)，空氣斜槽輸送機(jī)限流閥的開度與空氣斜槽輸送機(jī)配料流量正相關(guān)。

（3）空氣斜槽輸送機(jī)的進(jìn)料口流量的穩(wěn)定性與其配料流量的穩(wěn)定性直接相關(guān)。

3 調(diào)整措施及使用效果

3.1 調(diào)整措施

（1）變頻控制風(fēng)機(jī)氣量成本較高，考慮到設(shè)備成本，采用調(diào)整空氣斜槽輸送機(jī)限流閥的開度控制配料流量，與配料目標(biāo)總量相匹配。

（2）進(jìn)料閘板閥全開保證空氣斜槽輸送機(jī)配料流量的穩(wěn)定性。

3.2 使用效果

整改后配料效果：配料精度提高，個(gè)別配料偏差略大于 1%，過沖量比較穩(wěn)定，在較小的范圍內(nèi)波動(dòng)（-5～13kg）。水泥用量 600kg 左右時(shí)，配料偏差能夠控制在±1% 的國標(biāo)要求范圍之內(nèi)。礦粉用量 200kg 左右時(shí)，配料偏差能夠控制在 ±3% 的范圍之內(nèi)，優(yōu)于同行業(yè)內(nèi)采用空氣斜槽輸送機(jī)配料的平均水平。如果要進(jìn)一步提高配料精度，可以在空氣斜槽輸送機(jī)的進(jìn)料口增加旋轉(zhuǎn)喂料器，進(jìn)一步提高配料流量的穩(wěn)定性。整改后的粉料配料誤差分布見圖9。

圖9 整改后的粉料配料誤差分布圖