柏勉 孫顏剛

（中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司 上海 200063）

0 引言

空氣輸送斜槽是一種新型的粉體輸送設(shè)備，在建材（水泥）、糧食、電力、醫(yī)藥、橡膠等行業(yè)已普遍使用?？諝廨斔托辈鄢Ｓ脕?lái)輸送水泥、面粉、煤粉灰、白炭黑、炭黑等原料，但在國(guó)內(nèi)玻璃行業(yè)很少使用，國(guó)內(nèi)玻璃廠過(guò)去普遍采用帶式輸送機(jī)等傳統(tǒng)輸送設(shè)備輸送原料。帶式輸送機(jī)雖然輸送能力很大，但其本身的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其密封性能差，輸送過(guò)程難免存在粉塵外溢的現(xiàn)象。目前，政府環(huán)保部門對(duì)玻璃工廠環(huán)保要求越來(lái)越高，如何加強(qiáng)倒運(yùn)設(shè)備的密封和減少原料車間粉塵成為原料設(shè)計(jì)中急需解決的問題。而空氣輸送斜槽具備密封性好、可多點(diǎn)下料、故障率少、輸送量較大等優(yōu)點(diǎn)，可以在玻璃工廠逐步推廣使用。

1 空氣斜槽設(shè)備工作原理

空氣輸送斜槽是連續(xù)的氣動(dòng)輸送設(shè)備［1］，其使用空氣以流化狀態(tài)將粉末向下輸送至斜槽。它是密相運(yùn)輸，具有能耗低、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，被廣泛使用在輸送干粉物料的運(yùn)輸中。

空氣斜槽可輸送粒徑為5 mm或更小的非粘性粉狀物料，其流化狀態(tài)基本上類似于流化床的流化狀態(tài)，由上下的兩個(gè)U型槽組成。在上下槽體之間，具有耐腐蝕性、耐高溫性和很好的透氣性的可滲透層。整個(gè)槽體呈一定傾斜度排列，斜度一般為4°～12°。

工作原理：空氣斜槽輸送粉料時(shí)，粉料由進(jìn)料口進(jìn)入上槽體，風(fēng)機(jī)從上向下從下槽體吹入壓縮氣體。壓縮氣體通過(guò)可滲透層使上槽體內(nèi)的粉料流化。由于槽體從進(jìn)料口到出料口向下傾斜，粉料則受重力作用從高向低流動(dòng)，完成粉體輸送，見圖1。

圖1 空氣輸送斜槽工作示意圖

空氣斜槽由兩個(gè)密封的U形槽組成，上下U型槽在中間由透氣層隔開?？諝庑辈壑惺褂玫膭?dòng)力源是空氣，根據(jù)氣壓的大小，可分為高壓斜槽和低壓斜槽。高壓斜槽的壓縮空氣壓力為0.1～0.3 MPa，低壓斜槽風(fēng)壓僅需要3 kPa以下的壓力。一般來(lái)說(shuō)，離心風(fēng)機(jī)可以滿足粉料運(yùn)輸?shù)男枰?，低壓空氣斜槽使用更廣。斜槽的上部槽體用于輸送粉狀物料，下部槽體通入低壓氣體，斜槽通常成4～12°傾斜角。風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口通過(guò)鋼管或金屬軟管連接到下部斜槽的進(jìn)氣口，進(jìn)氣口配有過(guò)濾器，過(guò)濾空氣中的濕氣和灰塵。透氣層是用于支撐運(yùn)輸粉體并使空氣均勻通過(guò)透氣層以使粉料流化的主要部件［2］。為了確保透氣層是筆直的并且防止在吹入空氣時(shí)透氣層變得凸出，透氣層的底部由金屬絲網(wǎng)或薄穿孔鋼板支撐?？諝饩鶆虻貪B透到透氣層中，以使運(yùn)輸?shù)奈锪狭骰?。如果空氣分布不均勻，則物料的流化不均勻，導(dǎo)致粉料的運(yùn)輸過(guò)程受到很大影響，所以選擇良好的透氣層材料十分重要。帆布透氣層近年來(lái)被廣泛采用。國(guó)內(nèi)一般采用棉質(zhì)21支紗帆布三層縫制，帆布下面用鐵絲網(wǎng)或沖孔薄鋼板襯托。帆布透氣層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，不易損壞及維修較方便，但耐熱性能較差。國(guó)外透氣層材質(zhì)采用芳綸、滌綸等，耐熱性能好，一般耐溫可以達(dá)到250～300℃，且抗拉強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)。為了減少進(jìn)料口下面透氣層的磨損和沖擊，一般在進(jìn)料口下方設(shè)有進(jìn)料溜板（進(jìn)料滑板），溜板起緩沖物料沖力的作用，物料通過(guò)溜板滑到透氣層上［3］。

當(dāng)輸送線需要拐彎時(shí)可設(shè)置彎槽，需要分支時(shí)可設(shè)帶有改向翻板的三通或四通閘門。通過(guò)手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)或電液動(dòng)閘門，可將物料輸送至指定斜槽或儲(chǔ)倉(cāng)。

為適應(yīng)操作的需要，可在適當(dāng)?shù)囟卧O(shè)置截氣閥，分段使用節(jié)省風(fēng)量。在入料口之后每2～3 m處及支槽、彎槽和出料口處可設(shè)置透明觀察窗，以便后期生產(chǎn)觀察或維修使用。

為了使上槽內(nèi)氣體排出，一般在空氣輸送斜槽機(jī)體尾部上方或分支器前設(shè)排氣管介入收塵器系統(tǒng)，其排風(fēng)量可按鼓風(fēng)機(jī)的1.2～1.5倍來(lái)考慮，應(yīng)使上槽內(nèi)的氣力壓力處于零壓或微負(fù)壓狀態(tài)。

空氣輸送斜槽主要部件見圖2。

圖2 空氣輸送斜槽主要部件

2 技術(shù)指標(biāo)

（1）輸送粉料狀態(tài)：干燥粉狀或5 mm以下的粒料，水分低于1%，否則會(huì)引起粉料運(yùn)輸不暢、堵塞。

（2）輸送量：斜槽的輸送量受較多因素的影響，變化很大，需根據(jù)理論計(jì)算，結(jié)合實(shí)際使用情況綜合分析?？諝廨斔托辈奂夹g(shù)參數(shù)見表1。

表1 空氣輸送斜槽技術(shù)參數(shù)（借鑒水泥行業(yè)參數(shù)）

需要注意的是，斜槽和其它輸送機(jī)械不同，料層過(guò)厚過(guò)薄都會(huì)對(duì)輸送產(chǎn)生不利影響。輸送量過(guò)低，很多時(shí)候不能順利輸送。相反，適當(dāng)增大料層厚度可提高物料氣化均勻度，但應(yīng)注意保持料層厚度一般為料道（上殼體）高度的1/4～1/3，且根據(jù)生產(chǎn)率選擇合適的輸送槽寬。

（3）輸送斜度：空氣斜槽的布置形式為沿著物料的輸送方向傾斜向下布置，斜度一般為4%～12%，應(yīng)盡量采用較大的斜度，以提高輸送效率。

（4）耗氣量與氣壓：根據(jù)斜槽的斜度與物料的形狀特性，耗氣量在1.5～3 m3/ （m2透氣層·min）之間變動(dòng)，一般可按2 m3/ （m2透氣層·min）考慮。進(jìn)風(fēng)壓力4～6 kPa，大規(guī)格長(zhǎng)斜槽取偏大值，一般可按5 kPa考慮。

3 空氣輸送斜槽在玻璃廠的應(yīng)用

（1）輸送硅砂

由于TFT玻璃采用的硅砂為干粉料，水分一般控制在0.5%以下，粒度一般在0.2 mm以下。這種硅砂流動(dòng)性較好，如采用帶式輸送機(jī)輸送，由于皮帶機(jī)密封不嚴(yán)，容易造成原料車間粉塵飛揚(yáng)，嚴(yán)重污染操作環(huán)境；而采用螺旋輸送機(jī)或其他輸送設(shè)備，又不可避免造成設(shè)備內(nèi)部螺桿等磨損嚴(yán)重（硅砂硬度大，磨蝕性強(qiáng)），設(shè)備磨損帶入的鐵還會(huì)對(duì)TFT玻璃質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。故TFT玻璃廠的原料車間采用空氣輸送斜槽來(lái)倒運(yùn)輸送硅砂。

藥玻和高硼硅玻璃原料車間也可以使用斜槽來(lái)倒運(yùn)硅砂。

（2）輸送純堿

玻璃廠所用純堿一般為重堿，水分一般在0.5%以下，粒度一般在1 mm以下，容重為0.9～1.0 kg/m3。純堿較輕，流動(dòng)性好，跟硅砂一樣，如果采用帶式輸送機(jī)輸送粉塵較大，故也可采用空氣輸送斜槽來(lái)輸送。采用斜槽來(lái)輸送純堿，需要根據(jù)純堿輸送量的大小來(lái)選用合適型號(hào)的斜槽，斜槽的角度一般采用8°。

（3）輸送長(zhǎng)石、芒硝

玻璃廠所用的長(zhǎng)石、芒硝為干細(xì)粉料。長(zhǎng)石容重約為1.5 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于0.5 mm，流動(dòng)性較好；芒硝容重約為1.0 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于1.0 mm，流動(dòng)性較好。兩者都可以通過(guò)空氣輸送斜槽來(lái)輸送進(jìn)日倉(cāng)。

根據(jù)玻璃廠原料的流動(dòng)性、顆粒度、安息角、容重、水分等特性指標(biāo)可以選擇合適的輸送倒運(yùn)設(shè)備，硅砂（干）、純堿、長(zhǎng)石、芒硝等干細(xì)粉料可以采用空氣輸送斜槽輸送，但硅砂（濕）、白云石顆粒料、石灰石顆粒料則不適合斜槽輸送，可以選用帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)或振動(dòng)給料機(jī)輸送倒運(yùn)。

4 空氣輸送斜槽性能影響因素

（1）斜度。輸送斜槽的斜度是槽內(nèi)物料流動(dòng)的必要條件之一。斜槽的斜度取決于物料特性、狀態(tài)、工藝布置等。

（2）輸送能力。輸送斜槽的輸送能力受到很多因素的影響，其中主要的因素有斜槽的寬度、斜度、風(fēng)量及物料特性等。

（3）空氣消耗量。為使輸送斜槽內(nèi)物料經(jīng)常處于流態(tài)化，需要送入空氣，空氣量的大小與物料特性、透氣層的狀況和斜槽的斜度等因素相關(guān)。

（4）風(fēng)壓。輸送斜槽的風(fēng)壓需要考慮克服透氣層阻力、物料摩擦阻力及輸送風(fēng)管的阻力等。

（5）風(fēng)機(jī)。空氣輸送斜槽用鼓風(fēng)機(jī)的規(guī)格一般按照需要風(fēng)量的風(fēng)壓選取。

5 操作注意事項(xiàng)［4］

空氣輸送斜槽在操作使用時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）投入使用前應(yīng)仔細(xì)檢查，注意各密封處是否符合要求，防止透氣層及槽體漏風(fēng)。

（2）開車時(shí)，關(guān)上進(jìn)風(fēng)閥，啟動(dòng)后根據(jù)需要逐步打開進(jìn)風(fēng)閥。根據(jù)輸送物料的要求，調(diào)節(jié)好下槽截止閥，然后開始下料。

（3）下料后，應(yīng)經(jīng)常通過(guò)觀察門觀察物料流動(dòng)情況，結(jié)合測(cè)壓參數(shù)，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。

（4）停車時(shí)，應(yīng)停止喂料，逐漸關(guān)小進(jìn)風(fēng)量。待輸送斜槽內(nèi)物料卸完2～3 min后再停止鼓風(fēng)機(jī)。

（5）嚴(yán)防被輸送物料中夾雜大顆粒及雜物。

（6）嚴(yán)格控制輸送物料的水分。特別是在雨季，如果物料水分變大，物料在輸送斜槽內(nèi)流化不良，流動(dòng)性差，容易造成堵塞。鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣也要求清潔、干燥。

6 結(jié)語(yǔ)

空氣輸送斜槽具有磨損少、耗電少、易維護(hù)、密封性好、低噪音、用料省、構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作安全可靠、輸送量大，可以同時(shí)多點(diǎn)進(jìn)料和卸料、易于改變料流方向等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)玻璃工廠原料車間粉塵日益嚴(yán)格的環(huán)保排放要求，原料倒運(yùn)輸送設(shè)備也在朝著全密封、智能化、精細(xì)化方向發(fā)展，隨著工藝技術(shù)的不斷完善與改進(jìn)，空氣輸送斜槽將得到更廣泛的應(yīng)用。