Шнековый конвейер выгрузки цементного силоса, установленный непосредственно под силосом, обычно выполняет функцию шнекового питателя. Если цемент постоянно покрывает загрузочное отверстие, шнек извлекает материал под напором и задаёт скорость выгрузки. Рассматривайте его как обычный конвейер с дозированной подачей только тогда, когда вышестоящий клапан или независимый питатель подаёт стабильный ограниченный поток.
Это различие изменяет требования к загрузочному отверстию, геометрии шнека, приводу, частотному преобразователю, редуктору и защите. Конфигурации трубчатых шнековых конвейеров для цемента VOGO могут быть организованы как для транспортировки, так и для контролируемой подачи, но каталожные диапазоны на странице продукта являются границами выбора, а не расчётом конструкции питателя. Утверждённое техническое предложение должно определять фактический режим работы.
Шнековый конвейер выгрузки цементного силоса или шнековый питатель?
Классифицируйте машину по состоянию материала на загрузочном отверстии, а не по этикетке оборудования.
| Состояние загрузки | Инженерный режим | Что регулирует скорость? | Соответствующая основа для подбора |
|---|---|---|---|
| Загрузочное отверстие шнека постоянно покрыто цементом из силоса | Шнековый питатель | Скорость питателя плюс геометрия входа и управляющего шага | Расчёт питателя с непрерывной загрузкой, испытания материала, напор и пусковой момент |
| Вышестоящее устройство подаёт стабильный поток в шнек | Шнековый конвейер | Вышестоящий клапан или отдельный питатель | Метод расчёта производительности и мощности конвейера с дозированной подачей |
| Изоляционный клапан только полностью открыт или полностью закрыт | Обычно всё ещё режим питателя в открытом положении | Шнек, а не изоляционный клапан | Основа для питателя с непрерывной загрузкой |
Инженерное руководство KWS по шнековым питателям определяет загрузочное отверстие питателя как загружаемое материалом сплошным потоком и указывает, что исходными данными для проектирования являются размеры отверстия, насыпная плотность в плотном и сыпучем состоянии, реологические свойства материала, диапазон скорости подачи и напор материала. Оно также различает короткий питатель под бункером и последующий конвейер, который получает дозированную выгрузку.
Именно поэтому таблица производительности для конвейера, заполненного на 30 или 45 процентов, не может быть напрямую применена к секции под силосом. Загрузочное отверстие питателя может быть полностью заполнено, уплотнено и находиться под давлением твёрдой фазы. Методы для конвейеров с дозированной подачей, описанные в руководстве по подбору шнекового конвейера для цемента, остаются применимыми ниже по потоку, после того как поток был дозирован.
Проектируйте выпускное отверстие силоса и питатель как единую систему
Шнек не устраняет любой свод, перемычку или ворон. Эти нарушения истечения могут быть вызваны связностью цемента, историей влажности, состоянием аэрации, временем хранения, трением о стенки, углом наклона бункера, размерами выпускного отверстия или уплотнением под давлением хранения. Устройства активизации потока могут помочь подходящей системе, но они не заменяют сопряжение выпускного отверстия и питателя, основанное на измеренном поведении материала.
Рекомендации Jenike & Johanson по питателям поясняют, что питатель под бункером с массовым потоком должен извлекать материал по всему выпускному отверстию. Если он извлекает материал в основном с одного конца, это может превратить предполагаемый массовый поток в воронкообразный. Поэтому питатель нуждается в постепенном увеличении доступной производительности вдоль выпускного отверстия.
Возможные геометрии отбора включают увеличивающийся или ступенчатый шаг, конический наружный диаметр витка, коническую центральную трубу или спроектированную комбинацию. Вход с уменьшенным шагом может быть одним из элементов, но один лишь постоянный уменьшенный шаг не доказывает равномерность отбора. Рецензируемое исследование DEM, проведённое Fernandez, Cleary и McBride, показало, что шаг, диаметр витка, диаметр сердечника, трение о стенки и поведение частиц влияют на равномерность опорожнения, мощность и износ. В исследовании также отмечены застойные или медленно движущиеся зоны, даже когда простая аналитическая геометрия предсказывает лучшее опорожнение, поэтому трудный цемент следует испытывать, а не считать идеальным порошком.
Практическая последовательность проектирования
Следуйте этому порядку, прежде чем выбирать каталожный диаметр:
- Классифицируйте режим работы. Зафиксируйте, постоянно ли загружено входное отверстие, периодически покрыто или подаётся дозировано. Определите, предназначен ли клапан для изоляции или для реального регулирования скорости.
- Определите характеристики материала. Получите минимальную и максимальную насыпную плотность в сыпучем и уплотнённом состоянии, влажность, температуру, размер частиц или агломератов, сыпучесть, поведение при аэрации, абразивность и время хранения. Используйте репрезентативные пробы, если истечение неопределённо.
- Проверьте выпускное отверстие силоса. Установите форму и размеры выпускного отверстия, геометрию бункера, материал стенок, устройства активизации потока, изоляционное устройство и ожидаемый напор твёрдой фазы. Убедитесь, что выпускное отверстие может выгружать материал; не относите проблему сводообразования к шнеку по умолчанию.
- Спроектируйте схему отбора. Выберите увеличение доступного объёма шнека вдоль всего выпускного отверстия. Проверьте переход от входных шагов к транспортной секции на предмет локального переполнения или уплотнения.
- Установите контрольную производительность. Рассчитайте требуемую объёмную скорость из диапазона массового потока и испытанного диапазона насыпной плотности. Определите производительность и скорость при управляющем шаге для режима питателя; не заимствуйте скорость из таблицы для конвейеров с дозированной подачей.
- Оцените приводную систему. Проверьте обычный рабочий момент, повторный пуск под осевшим материалом, напор, ускорение, частоту пусков, момент редуктора и муфты, заявленный коэффициент запаса, прочность вала и условия остановки.
- Определите ограничение по пыли. Укажите ожидаемое избыточное или разрежённое давление, допустимую утечку, схему уплотнения, вентиляцию, детали фланцев и прокладок, а также требования к смотровым крышкам.
- Определите защиту и доступ. Включите обнаружение перегрузки или остановки, вышестоящие и нижестоящие блокировки, ограждения, изоляцию для обслуживания, способ очистки и безопасный доступ к подшипникам.
Каталог публикаций CEMA определяет ANSI/CEMA 350 как общепринятую инженерную и прикладную практику для шнековых конвейеров, а CEMA 351 — как процедуру определения требуемой мощности шнекового питателя и выбора частотного преобразователя. Эти ссылки следует использовать вместе с измеренными данными применения, а не вместо них.
Пример подбора
Предположим, проекту требуется перемещать до 20 т/ч цемента из силоса в весовой бункер. Загрузочное отверстие шнека расположено непосредственно под открытым выпускным отверстием силоса, поэтому оно остаётся покрытым во время работы. Репрезентативное испытание показывает рабочую насыпную плотность 1,10 т/м³. Эти значения являются примером, а не характеристикой продукции VOGO.
Первый пересчёт:
Требуемая объёмная скорость подачи = 20 т/ч ÷ 1,10 т/м³ = 18,2 м³/ч
Этот результат не выбирает диаметр шнека. Он только устанавливает целевой объёмный расход при указанной плотности. Инженер должен также рассчитать диапазон при самой низкой и самой высокой правдоподобной плотности, а затем выбрать управляющий шаг и скорость, которые обеспечивают этот диапазон при непрерывной загрузке.
Поскольку машина является питателем, проверка проекта должна требовать:
- входного отверстия, согласованного с выпускным отверстием силоса, с увеличивающейся производительностью отбора вдоль его длины;
- подтверждения того, что геометрия бункера и выпускного отверстия решает проблемы сводообразования и ворон независимо от шнека;
- случая повторного пуска под полной нагрузкой после оседания цемента;
- момента частотного преобразователя при минимальной рабочей скорости плюс проверки теплового режима двигателя;
- проверки номиналов редуктора, муфты и вала относительно пускового и стопорного момента с соответствующим коэффициентом запаса;
- защиты по максимальному току или нулевой скорости, которая останавливает вышестоящий поток и предотвращает повторные попытки пуска;
- определённой схемы уплотнения и вентиляции для фактического давления в системе.
Если вместо этого отдельное устройство дозирует 20 т/ч в шнек, последующая машина может быть оценена как конвейер с дозированной подачей. Тогда существующее руководство по расчёту производительности предоставляет соответствующий расчётный инструментарий с поправкой на наклон и материал.
Требования к приводу, частотному преобразователю и защите
Момент питателя не совпадает с рабочим моментом конвейера. Шнек может запускаться с заполненным входным отверстием, напором материала над ним и цементом, уплотнённым вокруг витков. KWS отмечает, что мощность и момент питателя могут быть существенно выше, чем у сопоставимого конвейера, из-за этих нагрузок. Привод, выбранный только по мощности установившегося режима, может работать нормально, но отказать после технологической остановки.
Попросите поставщика задокументировать расчётный момент на валу шнека для нормальной работы, повторного пуска под нагрузкой и уставки защиты. Подтвердите выходной момент редуктора, механический коэффициент запаса, пределы муфты и вала, ток двигателя и токовую ёмкость частотного преобразователя. На низкой скорости проверьте доступный непрерывный момент и охлаждение двигателя, а не предполагайте, что снижение частоты сохраняет все номинальные характеристики двигателя.
Философия управления должна определять порядок пуска и остановки. Типичная логика проверяет готовность последующего пути перед пуском питателя, открывает изоляционное устройство в утверждённой последовательности, контролирует вращение или скорость и останавливает отбор материала при повышенном токе, нулевой скорости или остановке ниже по потоку. Точная последовательность является прикладной рекомендацией и должна быть подтверждена при анализе опасностей и средств управления на предприятии.
Кожух, уплотнение и границы давления
Трубчатый кожух закрывает транспортный путь и может снизить внешнее пыление между соединённым оборудованием. Он автоматически не является герметичным, пыленепроницаемым или рассчитанным на давление. Утечки могут возникать в местах уплотнений вала, фланцев, гибких соединений, смотровых крышек, переходов входного и выходного отверстий, а также ремонтных стыков.
Спецификация должна указывать рабочее и аварийное давление, направление давления, соединение пылеуловителя, критерий утечки, тип уплотнения, материал прокладок, стандарт фланцев, крепление крышки и любые требуемые испытания. Не заявляйте, что стандартный трубчатый шнек удерживает давление силоса или разрежение пылеуловителя, если эти границы не спроектированы и не проверены.
Ограждения и крышки являются предохранительными компонентами, а не только уплотнительными принадлежностями. OSHA 1910.212 требует ограждения от опасностей, исходящих от вращающихся частей и рабочих зон. Также применяются местные нормы и процедура блокировки на объекте. Смотровые крышки не следует открывать, пока шнек может вращаться.
Пусконаладочные проверки и признаки неисправностей
Выполните пусконаладку на фактическом цементе и зафиксируйте базовые показатели скорости, массового потока, тока двигателя, температуры подшипников, вибрации и пылевой обстановки.
| Наблюдение | Проверьте в первую очередь | Не принимайте как данность |
|---|---|---|
| Отсутствие или прерывистая подача | Выпускное отверстие силоса, сводообразование, аэрация, положение клапана и опорожнение входа | Более крупный шнек решит проблему истечения из силоса |
| Высокий ток при повторном пуске | Осевший напор, уплотнение, переход шага, момент редуктора и уставки защиты | Один двигатель недостаточно мощный |
| Пульсирующая скорость подачи | Аэрация цемента, команда ЧП, заполнение управляющего шага и равномерный отбор из выпускного отверстия | Постоянные об/мин гарантируют постоянный массовый поток |
| Пыль в стыках | Давление в системе, вентиляция, уплотнения вала, фланцы, прокладки и крепление крышек | Закрытая труба герметична |
| Повторные заторы у подшипника или перехода | Соосность, изношенные витки, состояние подшипника, локальная загрузка жёлоба и нижние ограничения | Реверс — безопасный способ очистки |
Для более глубокой диагностики используйте руководство по заторам шнекового конвейера, не перенося его допущения о дозированной подаче на загружаемое входное отверстие.
Контрольный перечень исходных данных проекта
Перед запросом окончательного проекта предоставьте:
- название материала и репрезентативные данные реологических свойств;
- диапазон насыпной плотности в сыпучем, аэрированном и уплотнённом состоянии;
- влажность, температуру, абразивность и максимальный размер агломератов;
- нормальную, минимальную и максимальную скорость массового потока;
- размеры выпускного отверстия силоса, чертёж бункера, материал стенок, устройства активизации потока и напор материала;
- подтверждение режима питателя или вышестоящей дозированной подачи;
- длину по оси, угол наклона, компоновку входного и выходного отверстий и пространство для обслуживания;
- требование повторного пуска под нагрузкой, число пусков в час, доступное электропитание и диапазон регулирования ЧП;
- вышестоящие и нижестоящие блокировки, защиту от перегрузки и безопасный метод изоляции;
- рабочее давление, соединение вентиляции, требования к утечкам и детали уплотнения.
Контрольный перечень для запроса коммерческого предложения на шнековый конвейер охватывает более широкий пакет закупки. Добавьте вышеуказанную информацию по напору, отбору, повторному пуску и давлению, специфичную для питателя, при применении на выгрузке из силоса.
Заключение
Шнековый конвейер выгрузки цементного силоса должен проектироваться как шнековый питатель всякий раз, когда его входное отверстие постоянно загружено материалом сплошным потоком. Надёжный подбор начинается с силоса и поведения материала при истечении, затем определяются увеличивающаяся ёмкость входа, управляющий шаг, момент пуска под нагрузкой, номиналы ЧП и редуктора, защита и фактическая граница удержания материала. Стандартные таблицы конвейера применимы только после того, как вышестоящее устройство регулирует поток. Отправьте данные о материале, чертёж силоса, требуемую скорость, компоновку, режим повторного пуска и условия давления для рассмотрения с учётом специфики проекта.
