螺旋輸送機在聚合物分散裝置中的應用

楊太國

（黑龍江省安達市人才中心代理，黑龍江 安達 151400）

螺旋輸送機在聚合物分散裝置中的應用

楊太國

（黑龍江省安達市人才中心代理，黑龍江 安達 151400）

以聚合物分散裝置中的螺旋輸送機設計為例，簡要介紹了螺旋輸送機的結構、工作原理、設計方法以及在聚合物分散裝置中的實際應用。闡明了聚合物干粉輸送用螺旋輸送機設計原則的選擇。

螺旋輸送機；聚合物；設計

1 概述

螺旋輸送機俗稱螺旋絞龍，是在冶金、煤礦、化工等行業中廣泛應用的輸送設備，主要結構為鋼材制作，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，特別是溫度較高或適于密封輸送的粉末或固體顆粒。

聚合物分散溶解裝置主要用于油田三次采油的聚合物驅工程的母液配制。主要功能是完成聚合物干粉上料、存儲、計量下料等過程。其中，聚合物干粉上料、存儲過程中，操作人員在加料平臺上通過站內天吊把一噸的聚合物干粉袋吊到存儲罐上，這個過程中存在危險性。為解決以上問題，特設計一種自動上料的螺旋輸送器，以實現自動加料功能。

圖1

2 螺旋輸送機的主要結構和工作原理

螺旋輸送機的結構（見上圖）主要有1、減速電機、2支撐架、3振動器、4料倉、5防塵蓋、6輸送機殼、7螺旋葉片、8輸送軸、9端軸承等。

一般輸送器螺旋葉片根據面型的不同有實體面型、帶式面型等型式。根據旋轉反向和頭數有左旋、右旋、單頭等形式。本次設計中，采用單頭、左旋、面型螺旋葉片設計。

螺旋輸送機工作中，料倉內聚合物干粉進入到輸送機殼內，干粉自重及對機殼內表面摩擦力作用而不隨螺旋體一起旋轉，干粉在螺旋葉片的作用下向上、向前運動，直至從出料口落下，從而實現對干粉輸送目的。

3 主要參數設計簡述

3.1 輸送量

輸送量決定螺旋輸送機輸送能力的重要指標，現輸送物料為聚合物干粉，假設平均輸送量為Q，傾斜輸送，輸送水平距離為L米，垂直距離為H米，傾斜螺旋輸送一般輸送軸傾斜角不大于45°。工作過程中，輸送軸徑所占據的截面會對輸送能力有一定影響，對整機而言所占比例不大，因此螺旋輸送機的物料輸送量可粗略按下式計算： ；式中：Q=螺旋輸送機輸送量（t/h）。f為輸送機殼橫截面積，f=φD2π/4，其中φ為填充系數，D為螺旋葉片外徑；λ為物料的堆積密度（t/m3），它同原料的種類、濕度、切料的長度以及凈化方式、效果等多種因素有關，聚合物干粉堆積密度一般為750kg/m3；ε為傾斜輸送系數，ε、φ值按下表選取；ν1為輸送軸轉速。通常不考慮物料軸向阻滯的影響，因此物料在料槽內的軸向移動速度n1?sn/60；所以輸送量，由以上可以看出，螺旋輸送機的物料輸送量與D、S、n、λ、f、λ有關，當干粉輸送量Q確定后，通過改變螺旋外徑D、螺距S、葉片轉速n和填充系數f等四個參數來滿足Q的要求。

表1

3.2 螺旋輸送機轉速的確定

一般來說，螺旋軸轉速越高，輸送量越大，轉速越小，輸送量越小，但轉速也不宜過高，以免干粉受到大的切向力而被拋起，影響干粉輸送效率，輸送軸的極限轉速可按經驗公式確定。式中A為物料綜合特性系數，查表可得。因此，輸送機的轉速在滿足輸送量的基礎上不宜過高，其轉速n≦nmax

3.3 螺旋直徑的確定

螺旋葉片直徑是螺旋輸送機的重要參數，直接關系到輸送機的輸送量和外形尺寸。根據《非標準機械設備設計手冊》，計算輸送機螺旋直徑公式確定，K為物料綜合特性系數，K

1為螺距與直徑的比例系數，一般取0.8；

3.4 電機功率的計算

螺旋輸送機的功率，用以克服以下阻力。（1）使被運物料提升高度H所需能量（2）被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦引起的能量消耗（3）物料內部顆粒間相互摩擦引起的能量消耗；（4）物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗；（5）中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。

根據以上公式計算出的功率值選用Y型三相異步電機，螺旋輸送機的動力系統由電機、減速器及聯軸器組成，減速器型號可根據選定的電動機功率及螺旋輸送機與電動機轉速比確定。當螺旋輸送機輸送物料量比較穩定時，可選用齒輪減速電機與螺旋輸送機通過聯軸器直接傳動，從而使結構緊湊、占地面積少，運行可靠。

4 此種形式螺旋輸送機優點

此種螺旋輸送機利用質優穩定的振動電機產生料箱振動，避免流動性不好物料的架橋，振幅可調，激振效率高；螺旋料管與振動粉斗分體式模塊化設計，使機器運轉更平穩、拆裝更方便；采用卡箍固定螺桿端座，方便拆卸時螺旋整條取出，方便清洗及維修；端蓋獨有的防塵設計，軸承不受粉塵污染；無死角，便于清理殘料。螺旋可以反轉排料，料管下端有閘門放料，整條螺旋可以方便取出；密封采用盤根填充密封，無污染，自潤滑可靠性高。

結語

由于聚合物干粉物料特殊的物理性質，如在雨季空氣潮濕時，干粉表面易潮解，干粉堆積密度、流動性均有改變。另外干粉堆積密度、填充系數大小與料倉里剩余干粉的數量有關。因此螺旋輸送機的工況復雜多變，參數及結構設計時，盡量根據不同工況，多做試驗，理論聯系實際，才能設計出性能優良、性價比高的螺旋輸送機。

[1]胡宗斌，等．非標準機械設備設計手冊[Z]．北京：機械工業出版社，2002.

作者身份證號：232302198012015913

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.097