高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王一冰，楊志勇

（太原鍋爐集團(tuán) 中輔英成套設(shè)備有限公司，山西 太原 030021）

0 引言

螺旋輸送機(jī)是在化工、建材、糧食等部門廣泛應(yīng)用的一種輸送設(shè)備，主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料，不適用于輸送易變質(zhì)的、粘性的和易結(jié)塊的物料［1］。螺旋輸送機(jī)利用帶有螺旋葉片的螺旋軸與物料之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行輸送，當(dāng)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料的自重和殼體對(duì)物料的摩擦阻止其與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，物料類似不轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母，二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)促使物料沿螺旋軸軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的輸送［2］。

1 高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)的主要參數(shù)

螺旋輸送機(jī)的主要參數(shù)如下：

輸送介質(zhì)： 鍋爐循環(huán)灰；

介質(zhì)溫度（℃）： 450；

額定輸送量（t／h）： 3

進(jìn)料粒度（mm）： ≤Φ10

安裝傾角（°）： 25

根據(jù)試驗(yàn)平臺(tái)的技術(shù)要求，螺旋輸送機(jī)需滿足以下條件：

（1）構(gòu)造簡(jiǎn)單合理，密封性能良好。

3.假設(shè)單件化妝品的不含稅價(jià)為P,買家購(gòu)買套裝相對(duì)于分別購(gòu)買套裝內(nèi)所含產(chǎn)品的可享優(yōu)惠率為R，則套裝化妝品的不含稅價(jià)為2P（1-R）。令，P≤2000，2P（1-R）>2000。 根據(jù)自網(wǎng)易考拉中選取的100組不參與活動(dòng)打折的單件和套裝化妝品樣本，以“優(yōu)惠率=[單件價(jià)-(套裝價(jià)/套裝所含件數(shù))]/單件價(jià)”計(jì)算得知，優(yōu)惠率R大多集中在0.15%-1.75%。

（2）保證450℃鍋爐循環(huán)灰物料穩(wěn)定輸送，螺旋葉片需耐高溫，耐磨損，易更換。

（3）設(shè)備安裝、檢修和維護(hù)簡(jiǎn)單，易操作。

2 高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。主要由電機(jī)減速器、聯(lián)軸器、軸承座、螺旋殼體、螺旋體和底座組成。

螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，首先根據(jù)額定輸送量確定變頻調(diào)速電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，滿足輸送量的要求；由電機(jī)減速器驅(qū)動(dòng)，通過聯(lián)軸器帶動(dòng)螺旋體轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的螺旋體推動(dòng)物料由進(jìn)料口向出料口移動(dòng)，完成物料的輸送。

圖1 高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

3 高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 螺旋體的設(shè)計(jì)

螺旋體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由左軸頭、鋼管、螺旋葉片、反葉片和右軸頭組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

（1）左軸頭和右軸頭采用常用的45號(hào)鋼，為了提高軸的強(qiáng)度和抗疲勞能力，將軸進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，并根據(jù)裝配要求確定軸與軸承及鍵的公差配合、加工精度和表面粗糙度［3］。

（2）鋼管采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，其具有良好的耐熱性、耐蝕性及抗晶間腐蝕能力，能夠在450℃高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）螺旋葉片采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，實(shí)體螺旋面型結(jié)構(gòu)。

（4）反葉片同樣采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，實(shí)體螺旋面型結(jié)構(gòu)。為了防止粉料堵塞端部，在螺旋輸送機(jī)物料出口端設(shè)置了1圈反葉片。

圖2 螺旋體結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 螺旋殼體的設(shè)計(jì)

螺旋殼體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，由進(jìn)料口、觀察口、出料口、冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口、螺旋內(nèi)管和螺旋外管組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

（1）進(jìn)料口和出料口采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，并根據(jù)技術(shù)要求確定進(jìn)口尺寸，再根據(jù)進(jìn)料口尺寸確定出料口尺寸。

（2）觀察口采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，為方便觀察，緊急處理突發(fā)狀況，根據(jù)技術(shù)要求設(shè)定觀察口并確定觀察口尺寸。

（3）冷卻水進(jìn)、出口采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，為提高螺旋輸送機(jī)的整體壽命，冷卻水進(jìn)口連接冷卻水對(duì)螺旋輸送機(jī)進(jìn)行降溫處理，進(jìn)、出管口尺寸參照技術(shù)要求確定。

（4）螺旋內(nèi)、外管采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，根據(jù)螺旋體的尺寸確定螺旋內(nèi)管的尺寸，再根據(jù)螺旋內(nèi)管的尺寸及冷卻水的流量確定螺旋外管的尺寸。

螺旋輸送機(jī)的輸送主要是依靠螺旋體與物料之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行輸送，因此，物料主要集中在螺旋內(nèi)管壁上，采取螺旋內(nèi)管外壁進(jìn)行冷卻效果明顯。實(shí)際上螺旋內(nèi)管與螺旋外管之間形成了管式夾套，冷卻水通過夾套進(jìn)行循環(huán)，從而對(duì)物料進(jìn)行冷卻，大大提高了螺旋輸送機(jī)的整體壽命。

圖3 螺旋殼體結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 軸承的選用

因?yàn)榘惭b傾角β=25°，所以螺旋輸送機(jī)工作時(shí)螺旋體會(huì)產(chǎn)生很大的軸向力和徑向力。為了保證設(shè)備能平穩(wěn)工作，我們采用了兩組軸承和壓蓋配合的方式來承受軸向力和徑向力。一組軸承由雙向推力軸承和調(diào)心球軸承組成，主要承受設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的軸向力和一部分徑向力；另一組軸承由雙向推力軸承和調(diào)心球軸承及壓蓋配合組成，承受大部分的徑向力。通過兩組軸承和壓蓋的配合使用，滿足了設(shè)備運(yùn)行中對(duì)軸向力和徑向力的要求，使設(shè)備可以安全平穩(wěn)地運(yùn)行。

3.4 殼體的密封設(shè)計(jì)

殼體的密封結(jié)構(gòu)如圖4所示，由端蓋、填料箱、填料和填料壓蓋組成。因?yàn)檠h(huán)灰溫度為450℃，所以設(shè)計(jì)雙層密封結(jié)構(gòu)。第一層為端蓋處密封，由密封墊、端蓋組成，主要阻擋由進(jìn)料口處循環(huán)灰傳來的熱氣和灰料；第二層為填料箱密封，由填料箱、填料、填料壓蓋組成。通過此雙層密封結(jié)構(gòu)保證了密封處的密封性，兩層密封處都選用耐高溫專業(yè)密封材料，保證了設(shè)備工作時(shí)密封的可靠性［4］。

圖4 殼體的密封結(jié)構(gòu)

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的高溫水冷傾斜25°螺旋輸送機(jī)安裝、調(diào)試后已在3MW循環(huán)流化床鍋爐島系統(tǒng)熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)工程中穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行情況良好，滿足試驗(yàn)臺(tái)的各項(xiàng)要求。本設(shè)備的成功運(yùn)行，為以后螺旋輸送機(jī)走向高溫領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)灰的運(yùn)輸提供了新的設(shè)備。

［1］ 唐敬麟.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

［2］ 趙立新，丁筱玲.螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2006（9）：103-109.

［3］ 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［4］ 鐘少振，王旭，楊力坤，等.高溫水冷螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.冶金設(shè)備，2010（6）：56-58.