автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.14, диссертация на тему:Совершенствование перегрузочных и пылеулавливающих устройств ленточных конвейеров предприятий хлебопродуктов

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РФ

Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

На правах рукописи

Аскарова Анипа Айдаровна

УДК 621.867.2:621.869(088.8)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ И ШЯЕШВЛИВАЩИХ УСТРОЙСТВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ХЛЕБОПРОДУКТОВ

Специальность: 05.02.14. - Машины и агрегаты пищевой

промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1992

Работа выполнена на кафедре "Детали машн и механизация погру-зочно-разгрузочных,транспортных и складских работ" Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности и на кафедре "Машины и аппараты пищевых производств" Джамбулского технологического института легкой и пищевой промышленности.

Научный руководитель :

Научный консультант :

Официальные оппоненты :

Ведущая организация :

продуктов и- г.

Защита диссертации состоится " декабря 1392 г. на заседании специализированного Совета К 063.51.07 Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе,д.II.

С диссертацией можно ознакомиться в информационно-техническом центре МТИПП.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах,заверенных печатью учреждения, просим направлять в Ученый Совет института.

- доктор технических наук, профессор Ф.Г.Зуев

- кандидат технических наук, доцент Д.Д.Абделиев

- доктор технических наук, профессор С.П.Пунков

- кандидат технических наук, доцент И.Г.Неборак.

- Джамбулский комбинат хлебо-

Ученый секретарь специализированного Совета,кандидат технических наук, доцент

И.М.Савина

! Г 1 ■>'''.

.... . - ¡1-1>ч I ■ J

'1 ' ■ ч'

ощдд ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На предприятиях хлебопродуктов перемещение зерна осуществляется в основном ленточными конвейерами.общая длина которых только на одном предприятии достигает нескольких сот метров.Ленточные конвейеры по сравнению с другими видами транспорта имеют самую низкую себестоимость транспортирования.Однако,обследование эксплуатационных показателей ленточных конвейеров ряда предприятий хлебопродуктов показало,что они не обеспечивают номинальную производительность и требуют больших эксплуатационных затрат в результате неудовлетворительной работы загрузочных,разгрузочных и пылеулавливающих устройств. Увеличение производительности их до номинальной приводит к просыпи зерна с ленты из-за неправильного формирования потока зерна в пунктах загрузки.

На переходных участках надсилосных конвейеров в момент пуска лента приподнимается над роликоопорами.Для предотвращения касания ленты о нижнюю часть загрузочных лотков над лентой установлены при-¡жимные ролики.При этом потеря желобчатости ленты приводит также к уменьшен™ производительности конвейера. Это объясняется неправильным выбором значения радиуса кривизны ленты на переходном участке конвейера. В надсилосных конвейерах при загрузке бункеров (силосов) с помощью разгрузочной тележки также наблюдается потеря желобчатости ленты и снижение производительности конвейера.

Перемещение зерна ленточными конвейерами и выполнение перегрузочных операций сопровождается естественным выделением пыли из зерновой массы.Особенно в перегрузочных пунктах конвейеров концентрация пыли в воздухе в несколько, раз превышает.„предельно-допустимую _ концентрацию (ПДК=4 мг/м3) пшш в рабочих помещениях. Низка эффективность специальных обеспыливающих камер типа У1-У03,устанавливаемых в пунктах перегрузки конвейеров.Они в процессе работы потребляют. много электроэнергии.

Обзор имеющихся работ показал,что отсутствуют научные данные по определению влияния конструктивных параметров загрузочных устройств на формирование потока зерна на ленте конвейера,устано-: влению радиуса кривизны ленты на переходных участках конвейеров и факторы,влияющие на выделение пыли в пунктах перегрузки.

Таким образом,неотложной проблемой является снижение взрыво-опасности при больших концентрациях пыли в рабочих помещениях, улучшение санитарно-гигиенических условий труда работающих.Поэтому,при возрастающих требованиях к улучшению условий хранения.снижение эксплуатационных затрат путем совершенствования перегрузочных и пылеулавливающих устройств ленточных конвейеров является актуальной задачей.представляющей интерес для отрасли.

Цель работы. Повышение производительности,снижение эксплуатационных затрат при работе ленточных конвейеров и уменьшение , концентрации пыли в воздухе рабочих, помещений путем определения рациональных параметров и конструкции загрузочных,разгрузочных пунктов и пылеулавливающих устройств.

В соответствии с целью диссертации решались следующие задачи:

I.Определение влияния конструкции загрузочного лотка,скорости ленты на формирование потока зерна на конвейере и запыленность воздуха в рабочем помещении.

2.Установление факторов,влияющих на запыленность воздуха при загрузке бункеров с помощью разгрузочной тележки.Разработка конструкции и установление рациональных параметров устройства для улавливания пыли в пунктах разгрузки надсилосных конвейеров.

3.Определение места установки загрузочных лотков и роликоопор в переходных участках конвейеров.

4.Разработка конструкции и установление рациональных параметров многосекционного пылеулавливающего устройства.

Методы исследования. Для решения поставленных задач примени-

лись аналитические и экспериментальные методы исследования.Экспериментальные исследования проводились на установках с параметрами, близкими к параметрам промышленных образцов загрузочных и разгрузочных устройств и в условиях,аналогичным производственным.Испытания новой конструкции загрузочного лотка и пылеулавливающего устройства,устанавливаемого в люке бункеров выполнялись в производственных условиях. Для обработки результатов экспериментов использованы статистические методы и методы математического планирования.

Научная новизна. Новые научные результаты выносимые на за ;иту:

- обоснованы уакторы,влияюпие на нормирование потока зерна на ленте в пункте загрузки конвейера. Получены экспериментальные зависимости концентрации пыли в воздухе рабочего помещения от скорости ленты,длины лотка и скорости воздуха при входе в аспирационный патрубок лотка.Установлены конструктивные параметры загрузочного лотка и скорости ленты при условии отсутствия отрыва зерна от ленты, повышенной запыленности воздуха в рабочем помещении;

- обоснована эффективность применения пылеулавливающего устрой-( ства с всасывающей камерой для люка бункеров.Установлены конструктивные параметры всасывающей камеры,оптимальная скорость воздуха при входе в продольную щель камеры и потери давления в камере;

- установлены радиусы кривизны переходных участков в зависимости от натяэ.ения и типа ленты: угла наклона конвейеров. йссперимен-тально определены коэффициенты сопротивления движению ленты по ро-ликоопорам для расчета пактичесютх натяжений ленты.Разработана методика расчета координат кривизны переходных участков для выбора места установки загрузочных лотков и роликоопор на раме конвейера;

- обоснована возможность создания многосекционного пылеулавливающего устройства для перегрузочные пунктов.Определены рациональные параметры многосекционной вертикальной пневмокамеры:длина каме: ры,толщина слоя зерна в секциях камеры,расход воздуха и потери давления в каждой секции пневмокамвры.

Практическая ценность. Результаты исследования по определению конструктивных параметров загрузочного лотка,рациональной скорости ленты и методика выбора радиуса кривизны ленты на переходных участках конвейеров,коэффициентов сопротивления движению ленты использованы ЦНИИПромзернопроектом при разработке руководяще-технического материала (РГМ) для проектирования ленточных конвейеров, выпускаемых с 1992 года машиностроительными заводами"Эле-ватормельмаш". Годовой экономический эффект от внедрения загрузочного лотка типа У2-УЛК-65-И пылеулавливающего устройства для люка бункера на надсилосном конвейере поз.II Джамбулского КХП составил Ютыс.руб. по расчетным данным на I.0I.9I г.

Внедрение многосекционной пневмокамеры в пунктах загрузки и пылеулавливающего устройства в пунктах разгрузки трех надсилосных конвейеров,а также установления места расположения загрузочных 1 лотков и роликоопор на переходных участках трех подсилосных конвейеров обеспечивает,по предварительным расчетам,годовой экономический эффект в размере 680000 руб. по данным на I.0I.92 г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых (г.Кустанай,1988 г. и г.Алма-Ата,1990 г.).научно-технической конференции МГИПП (г.Москва,1991г.) , ДГИЛПЛ (г.Джамбул,1991 г.) и за содержательные доклады вручены Почетная Грамота ЦК ЛКСМ Казахстана от 30.06.88. и Почетная Грамота Казахского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института от 1.07.90.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы восемь научных статей,получено авторское свидетельство И641739 от 20.03. 89.

Объем работы. Диссертация состоит из введения,пяти глав,общих выводов,списка литературы и приложения. Изложена на 196 страницах, содержит 20 таблиц, 105 наименований в списке литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

В первой главе представлены обзор,результаты обследования эксплуатационных показателей перегрузочных и пылеулавливающих устройств ленточных конвейеров. К основным недостаткам в конструкции и принятых параметрах перегрузочных пунктов ленточных конвейеров предприятий хлебопродуктов можно отнести следующие:

I.. В пункте загрузки наблюдается просыпь зерна из-за нарушения формирования потока зерна в загрузочном лотке и не обеспечивается техническая производительность конвейеров.

2. В рабочих помещениях, где установлены ленточные конвейеры,выделяется большое количество пыли при транспортировании зерна. В перегрузочных пунктах концентрация пыли в воздухе превышает в несколько раз предельно-допустимую концентрацию (ПДК= 4 мг/м3). Особенно большое выделение пыли происходит при загрузке бункеров

с помощью разгрузочной тележки.

3. При пуске конвейеров на переходных участках лента приподнимается над роликоопорами и,теряя свои желобчатую форму,касается о нижнюю часть загрузочных лотков подсилосных конвейеров. Провисание в этом случае ленты также приводит к просыпи зерна. Поэтому над лентой,как вынужденная мера,установлены прижимные ролики. Установление прижимных роликов значительно снижает производитель -ность конвейеров, так как при этом теряется желобчатость ленты. •

4. На конвейерах при большой скорости ленты (3,15...4,5 м/с) кроме просыпи зерна в пунктах перегрузки возникает шум от вибрации роликоопор, поперечные колебания ленты.

Совершенствованию загрузочных,разгрузочных и пылеулавливающих устройств.исследованию юс параметров посвящены работы Б.Кра-юшкина,В.Земелькина,В.Щелокова,А.Разворотнева и др. Анализ работы конвейеров,оснащенных загрузочными лотками типа ДД и СЛН показал,что при номинальной производительности конвейеров наблюда-

ется проешь зерна из-за несовершенства конструкции лотков.Не обеспечивается направленное движение потока зерна.Груз свою^необ-; ходимую форму приобретает после выхода из лотка.В результате этого имеет место повышенная запыленность воздуха в пункте загрузки.

Аспирационные патрубки,расположенные на верхней части загрузочных лотков,насыпного башмака и сбрасывающей коробки разгрузочных тележек не создают необходимого разрежения из-за низкой герметичности укрытий. При загрузке бункера основная часть пыли выходит через зазоры между люком бункера и насыпного башмака тележки.

Отсутствуют научно-обоснованная нормативно-техническая база для проектирования системы аспирации перегрузочных устройств.

Исследования,направленные на совершенствования пылеулавливающих устройств в перегрузочных пунктах проведены Н.П.Черняевым и ] А.С.Разворотневым.Были установлены рациональные параметры и конструкции аэрожелоба и обеспыливающей камеры.Основным рабочим органом этих устройств является жалюзийная решетка.Через жалюзийную решетку создается направленный выход струй воздуха и зерно на решетке принимает псевдоожиженное состояние. В аэрожелобе зерно перемещается под динамическим воздействием воздуха по небольшому уклону решетки.Пыль шесте с воздухом выделяется из зерновой массы и направляется вверх. Обеспыливающая камера отличается от аэрожелоба расположением жалюзийной решетки под углом наклона к горизонтали, равным углу трения зерна о поверхность решетки и наличием двух вентиляторов: нагнетательного и всасывающего.Зерно на решетке продувается воздухом и под действием силы тяжести направляется---вниз. Пыль,выделяемая из зерновой массы,всасывается воздухом.

При номинальной производительности конвейеров (100,175 и 350 т/ч) на рабочем органе аэрожелоба и обеспыливающей камеры слой зерна занимает большую толщину.Безусловно,в таком случае на создание псевдоожижения в потоке зерна затрачивается большая энергия.

Во второй главе рассмотрены факторы,влияющие на процесс формирования потока зерна в загрузочном лотке,запыленность воздуха в пункте загрузки конвейера. Представлены результаты экспериментальных исследований по:

-установлению номинальной площади поперечного сечения потока зерна на ленте шириной 500,650 и 800 мм с учетом технической производительности конвейеров и определению параметров загрузочного лотка;

-определению предельной скорости ленты по условию отсутствия повышенной запыленности воздуха в рабочем помещении,отрыва зерна от ленты при загрузке конвейера и больших динамических нагрузок в ро-ликоопорах;

-определению рациональных параметров загрузочного лотка (длина лотка,скорость воздуха при входе в аспирационный патрубок) и оптимальной скорости ленты по условию отсутствия повышенной запыленности воздуха в пункте загрузки при использовании лотка типа У2-УЛК.

На формирование потока зерна в пункте загрузки конвейера влия-I ют следующие конструктивные параметры загрузочного устройства: ширина и угол наклона задней стенки приемного патрубка,ширина и длина боковых направляющих лотка, а также скорость ленты и высота падения зерна. Движение потока зерна при загрузке описывается уравнением:

JfJif^sincc-jL-щ/coskJU mgHCi-fctgcL), ш

где /7? -масса поступающего зерна; 1£ж Z^-начальная и конечная скорости падения зерна; с(-угол наклона самотека;J -коэффициент трения скольжения зерна о поверхность самотека.

При l£=0> скорость зерна при поступлении на ленту конвейера . определяется по формуле:

Как видно из формулы (I) и (2) зависит от длины и угла наклона самотека.При существующей высоте (около 6 м) рабочих помеще-

ний элеватора скорость падения зерна больше 7 м/с,чем скорость ленты. Для снижения скорости падения зерна и обеспечения направленного движения его на ленту целесообразно принимать длину задней стенки 1 приемного патрубка больше длины входного отверстия.

В момент поступления на ленту конвейера,зерно в поперечном сечении представляет форму трапеции и треугольника /I,рис.1/.Однако,

под действием вибрации роликов из-за наличия эксцентриситета и колебаний ленты, зерно приобретает подвижность,и его движение описывается уравнением :

Рис. 1.Формирование потока „, •• . ,2 • „ /

^ /т/ тц=шь}ши}Ь-оп)ц /з/ зерна при загрузке /I/ и У г о > /о/

транспортировании /II/. где р - собственная частота колебаний; СО - угловая частота вращения ролика; в - эксцентриситет ролика; ГГ) - масса рассматриваемой системы. 1

Экспериментальное исследование показало,что фактическая форма поперечного сечения зерна на ленте представляет форму трапеции /II, см.рис.1/. Это доказывает ошибочность расчета площади поперечного сечения зерна на желобчатой ленте как сумма площадей треугольника и трапеции.

Критическая угловая частота вращения роликов,при которой происходит движение частицы зерна относительно ленты определяется из равенства Я) ЮкрРл = ^, где Рл - радиус кривизны ленты над средним роликом. Для ленты типа БННЛ-65 установлено,что^= НО мм.Расчеты показали,что при скорости ленты выше 6,2 м/с происходит просыпь зерна при переходе потока через роликоопоры.

Для экспериментального определения влияния скорости ленты на отрыв зерна от ленты,возникновения шума в рабочем помещений от вибрации роликов роликоопор изготовлена экспериментальная установка, представляющая собой ленточный конвейер длиной 7,5 м, шириной ленты 650 мм. Скорость ленты изменялась / 2...7 м/с /с помощью регу-

лируемого привода.Для наблюдения за состоянием зерна при загрузке и транспортировании проводились фото-,киносъемки. Динамические нагрузки на роликах определены с помощью тенэодатчиков,наклеенных на ось среднего ролика одной из роликоопор.

к<

1,21

/

✓ У

4 5 6 7 1Сф.,

Рис.2.Зависимость динамического коэффициента Кд нагрузки на роликах от скорости ленты, (/,м/с.

Кадри фотосъемок показали,что при изменении скорости ленты от 2,5 до 4 м/с не наблюдается просыпь зерна.Динамический коэффициент нагрузки на роликах Кд повышается от 1,2 до 1,24 /рис.2/.При принятой ширине приемного патрубка меньше длины среднего ролика поступающий поток не ударяется о боковую поверхность желобчатой ленты.Зто исключает просыпь зерна при небольших-скоростях ленты. При..екорости-ленты 5 м/с.Эхегк'ие частицы • зерна в пункте загрузки направляются за пределы конвейера. При скорости 6,3 м/с происходит просыпь зерна в пункте загрузки и при переходе потока зерна через роликоопоры,динамический коэффициент Кд достигает 1,37. Увеличение Кд повышает шум в рабочем помещении.

Эксперимент для определения влияния скорости ленты на запыленность воздуха в пункте загрузки проводился в производственных условиях, на надсилосном конвейере длиной 175 м. Скорость ленты изменялась от 2 до 3,8 м/с.Зерно имеет влажность 1056,засоренность 2,6%.

Анализ результатов эксперимента показал,что на расстоянии 0,5 м от загрузочного лотка типа .СЛН при скорости ленты 2 м/с концентрация пыли в воздухе 10,8 мг/м3. С повышением скорости ленты до 3,8 м/с концентрация пыли достигает 63 мг/м3. Зто объясняется тем,что при существующей ширине /0,3 м/ и длине /0,8 м/ лотка поток зерна формируется за пределом лотка.Как показали замеры,при ширине ленты

650 мм ширина вышележащего слоя зерна на ленте равна 442 мм. При больших скоростях ленты зерно в пункте загрузки интенсивно разрыхляется, способствуя активному выделении пыли с поверхности потока.

Для определения влияния длины лотка,скорости ленты и воздуха

ч < \ ¿2*7? У \ \ X ' ьЯ4^ Т

1,65 2.0 I* 1,5 2,0 2.5 3.0 3.5 ¿Г>/с

а) ' У

Рис.3. Зависимость концентрации пыли в воздухе С ,мг/м3 в

пункте загрузки конвейера от общей длины лотка ¿ ,м(а) и от скорости ленты V ,и/о (б), где: о- ПРИ входной 1 скорости воздуха в патрубок 4 м/с; х - при 3 м/с; О - при 2 м/с.

при входе в асшрационный патрубок на запыленность воздуха про, водили эксперименты с использованием. загрузочного- Лотка У2-УЛК-65"'. на надсилосном конвейере. Ширина лотка принята с учетом номинальной площади поперечного сечения зерна на ленте - 442 мм. Задняя стенка приемного патрубка перекрывает входное отверстие и имеет угол наклона к горизонтали - 45°.

Длину лотка регулировали от I до 2 м с помощью дополнительных короб,представляющих собой корпус выходного конца лотка. Скорость воздуха при входе в патрубок изменяли от 2 до 4 м/с с интервалом ■ I м/с и скорость ленты от 2 до 4 м/с с интервалом 0,5 м/с.

Анализ результатов экспериментов показал,что с увеличением длины лотка от 1,3 до 1,8 м при скорости ленты и скорости воздуха при входе в патрубок - 2 м/с концентрация пыли в воздухе снижается с 32 мг/м3 до 0 (.рис.3, а и б). Для обеспечения эффективного пыле-

улавливания рекомендуется принимать скорость ленты - 2 м/с .длину лотка - 1,65 м и скорость воздуха при входе в патрубок - 3,5 м/с. При этих параметрах формирование потока зерна на ленте происходит внутри лотка и отсутствует пылевыделение в окружающую среду.

Повышение скорости ленты выше 2 м/с и снижение запыленности воздуха в пункте загрузки конвейера до ПДК пыли возможно после разработки и установления рациональных параметров высокоэффективных пылеулавливающих устройств.

В третьей главе рассмотрены факторы,влияющие на запыленность воздуха при загрузке зерна в бункер с помощью разгрузочной тележки. Представлены результаты экспериментальных исследований по:

-определению влияния скорости ленты на запыленность воздуха в разгрузочных пунктах надсилосных конвейеров;

-определению рациональных параметров пылеулавливающего устройства с всасывающей камерой,как скорость воздуха при входе в продольную щель камеры,расход воздуха и потери давления.

В процессе загрузки бункера зерно,перемещаясь вниз по насыпно-

I

му ■ бадыаку разгрузочной тележки, захватывает с .собой пото.к воздуха,-Начальная скорость захватываемого зерном воздуха равна начальной скорости^движения зерна,т.е.скорости ленты. В нижней части насыпного башмака она будет равна

^Щщгтщщ -пт, , (4)

где Н -высота падения зерна внутри насыпного башмака, Н =2,3...2,5 м; / - коэффициент трения между зерном и наклонной поверхностью насыпного башмака,=0,6; угол наклона насыпного башмака,0^=45°.

Как показывают расчеты,скорость воздушного потока,эжектируемо-го перемещаемым зерном в нижней части насыпного башмака тележки, при изменении скорости ленты от 2,0 до 4,0 м/с повышается от 6,5 ; до 8,5 м/с. Запыленный воздух с такой скоростью выделяется в рабочее помещение через щель,образованную между люком бункера и нижней

частью насыпного башмака. Этому способствует также движение воздушного потока,который вытесняется из бункера по мере заполнения его ! зерном.Вытесненный воздух содержит большое количество пыли и распространяется также через щель между люком и насыпным башмаком в окружающую среду.Объкм воздуха вытесненного из бункера:

СЬ)

ЪБОО_рг

где ¿1 -производительность конвейера; .Д-насыпная плотность зерна; - площадь поперечного сечения зерна на ленте. На основании закона сохранения массы определим скорость^ вытесненного воздуха из бункера при выходе из люка:

7Г— КУ (6)

С,, —

г- ~ /О

где г®-свободная площадь в люке,не занятая зерном при загрузке бун-! кера.

На надсилосном конвейере Джамбулскогои др.КХПв пункте разгрузки установлена запыленность воздуха при скоростях ленты 2...4 м/с.На расстоянии 0,5 м от люка бункера концентрация пыли в воздухе при транспортировании зерна старого урожая повышается от III5 до 1449 мг/м3,зерна нового урожая от 1160 до 1505 мг/м3; на расстоянии 1,5 м от насыпного башмака тележки соответственно от 114 до 244 мг/м3 и от 131 до 282 мг/м3.

Разработано новое устройство для улавливания пыли в пункте разгрузки конвейера,которое можно установить непосредственно у люка бункера (рис.4).Зерно через башмак тележки 5 и всасывающей камеры I переменной площадью поперечного сечения поступает в бункер 2. Пыль с воздухом отсасывается в камеру через продольную щель 3 и направляется в патрубок 4. Благодаря переменной площади поперечного сечения камеры,увеличивающейся по мере приближения ее к месту установки патрубка,обеспечивается постоянство скорости отсасываемого воздуха по всему периметру люка.

Эксперимент по установлению работоспособности нового пылеулав-

'3 3

Рис.4.Схема пылеулавливающего устройства для люка бункеров.

ел

'Г,

120 то во 60 М 30

1 /

А/

/

г 1

/ 1

Л

ливающего устройства проведен в производственных условиях. Определены рациональные параметры устройства для обеспечения эффективного улавливания пыли при загрузке зерна в бункер с помощью разгрузочной тележки.Получена зависимость потерь давления во всасывающей камере от скорости воздуха при входе в продольную щель камеры (рис.4).

Анализ результатов эксперимента показал,что новое пылеулавливающее устройство для люков бункеров обеспечивает ПДК пыли при следующих параметрах: скорости воздуха при входе в продольную щель всасывающей камеры - 3 ^с,расхода воздуха - 803 гл3/ч (нормативный 2000 м3/ч).При

/234,

"ч.с

терь давления Р ,Па во всасывающей камере от скорости воздуха м/с при входе в продольную щель камеры.

Рис.5 .Зависимость по- устройстве составляют 62 Па 1см.рис.5).

В четвертой главе рассмотрены факторы, влияющие на радиус кривизны на переходных участках конвейеров. В результате проведения экспериментальных исследований:

- получена зависимость радиуса кривизны ленты на переходных участках конвейеров от натяжения ленты и угла наклона конвейеров для лент типа БКНЛ-65, ТЛК-200,выпускаемые для конвейеров предприятий хлебопродуктов;

- установлены коэффициенты сопротивления движению ленты по ро-ликоопорам для расчета фактического натяжения в переходной точке;

- разработана методика построения переходного участка стандартных конвейеров шириной ленты - 500,650 800 мм.

хорды равна IV)

Рассмотрим переходный участок как сегмент,ограниченный хордой ов = а и стягиваемый дугой радиусом Н (рис.6). Длина

а=2Ят£/2 , где р - угол наклона конвейера.

Координаты кривизны точки В выразим через хорды:

(О)

Уб^а-51'П£12=2Я*1п3л/2 . (9}

Уравнение свободного провеса ненагруженной ленты по рекомендации Л.Г.шахмейстера имеет виду—

У ¿5 ии)

Продифференцировав уравнение. (10) определим координаты кривизны , для точки В : ~ $¿9 3

Приравнивая (9) и (12) получим выражение,связывающее радиус ... кривизны переходного* -участка с натяжением З'Л погонной массой £ ■ ленты, углом наклона £ конвейера:

Я

Рис.6, к построению переходного участка конвейера.

При проектировании конвейеров переходной участок удобно представить через его координаты.Для этого длину переходного участка надо разделить на равные П -частей.Тогда,исходя из формул (ь), (.9).координаты любой рассматриваемой точки

п = Я ; У/ = 2 А ъп^27; •

Формулы .(14) позволяют более точно выбирать положение линейного става переходного участка и загрузочных лотков на конвейере.

Для экспериментального определения радиуса кривизны в зависимости от типа и фактического натяжения ленты,угла наклона конвейера изготовлен стенд,представляющий собой став ленточного конвейера с желобчатой роликоопорой для ленты шириной 650 мм. Общая длина става конвейера 14 м,длина наклонного участка 6 м. Натяжение ленты в диапозоне 1000...9000 Н с интервалом 1000 Н создается с помощью четырехкратного полиспаста и электрической лебедки.Горизонтальная и наклонная часть соединены шарнирно для возможности : регулирования угла наклона конвейера в диапозоне З...15°с интервалом 3°.Приняты 2 типа ленты:БКНЛ-65( #-=4 кг/м;.применяемой на существующих конвейерах и ТЛК-2Ьб( #.'=6 кг/м/,которая'в-настбйщёе •' время широко выпускается заводами для предприятий хлебопродуктов.

Для определения радиуса кривизны ленты переходной участок конвейера общей длиной 4,5 м разделен на равные 6 участков. Измерялись ординаты соответственно в 7-и точках с интервалом (_),7Ь м. Натяжение фиксировалось динамометром.

По значениям полученных ординат для каждого опыта в масштабе построена трасса ленты на переходном участке и определены длины - -хорды й и максимальные стрелы Ь провеса ленты Сем.рис.6).Затем определялись экспериментальные радиусы кривизны лент по формуле

Построены зависимости экспериментального радиуса И3 кривизны

Рис.7. Зависимость радиуса кривизны ленты БКНЛ-65 от натяжения Б ленты и угла наклона конвейера.

3000 4000 5000 6000 7000

Рис.8. Зависимость радиуса кривизны ленты ТЛК-200 от натяжения Б ленты и угла наклона конвейера.

лент» от натяжения в для лент БКНЛ-65 (рис.7), ТЛК-200 (рис.8).Из полученной зависимости И3от £ видно,что значение радиуса Я для ленты БКНЛ-бй (см.рис.7) при повышении натяжения 5 от 2000 доЮООО Н от 3° до 15° увеличивается от 80 до 286 м.При этих лее параметрах теоретический радиус изменяется соответственно от 56 до 266 м.что меньше Я3 на 30 и 5%.С увеличением натяжений разница между В) и /^увеличивается,с увеличением угла наклона эти разницы уменьшаются. При _/3 = 12°, «5 = 2000 Н эти радиусы почти одинаковы: 54 м, У?я7= 51 м.

Из графика (см.рис.8) видно.что Яэ для ленты ТЛК-200 при 5 = (2000...7000 = 3...150 колеблется в пределах от 71 до СЭ м.

В этих же условиях Вт существенно отличается от 8$ .

Анализ проведенных исследований показал,что величина радиуса кривизны ленты на переходном участке конвейеров зависит от натяжений,погонной массы ленты и угла наклона конвейера. Нельзя принимать радиус кривизны переходного участка постоянным как в нормативных материалах для конвейеров,отличающихся длиной горизонтального участка,шириной и типом ленты,натяжением и углом наклона. Определение радиуса кривизны ленты с помощью эмпирических формул приводит к ошибочному выбору места расположения загрузочных лотков и положению става конвейера.

При выборе радиуса кривизны ленты по полученным графикам необходимо вычислить натяжение ленты в переходной точке конвейера. Для выполнения тягового расчета следует установить фактические коэффициенты сопротивления движению ленты по роликоопорам с учетом типа транспортируемого грузам Проводились-эксперименты на надсило-сном конвейере Джамбулского КХП (рис.9). Измерение натяжений, погонной массы ленты и зерна проводились по методике,разработанной проф.Н.Я.Биличенко. На основе полученных ^ , вх, см. рис.9) были вычислены коэффициенты сопротивления движению ленты

на горизонтальном участке конвейера: для нагруженной = О.СШ и холостой ветвей 0?"= 0,025. Полученные и?', и?" позволяют определить фактические натяжения ленты конвейеров транспортирующих зерно.

Рис.9. Схема расстановки измерительных роликоопор и динамометров с тензодатчиками для измерения натяжений ленты:1,2 и 4 - места установки динамометров для измерения натяжения ленты; 3 - место установки динамометров для измерения погонной массы ленты и зерна.

С использованием формулы (14) вычислены координаты точек для четырех равных частей переходного участка в диапозонах измерения длины горизонтального участка существующих стандартных конвейеров до 50 м,от 51 до 100 м,от 101 до 150 м и угла наклона конвейера до 6°,с 7 до 10°,с II до 15°.

В пятой главе установлены факторы,влияющие на эффективность работы многосекционного пылеулавливающего устройства для перегрузочных пунктов. Принципиальная особенность его работы заключается в том, что общий поток зерна в отдельных секциях делится на не -большие слои для лучшего взаимодействия воздуха с частицами пыли в межзерновом пространстве.

На рис Ю показана пневмокамера (секция) с вертикальным всасывающим жалюзийным патрубком и распределительной решеткой.Эффективность работы этой камеры повышается за счет увеличения пороз-ности слоя.Расстояние между наклонными прутками решетки I принимается с таким расчетом,чтобы через продольные отверстия могли проходить 2-3 зерновки.Внутри камеры небольшие слои зерна имеют в продольном направлении свободные воздушные прослойки,ширина ко-

торга равна толщине продольных прутков решетки. Зерно в камере подвергается интенсивному воздействию воздушного потока.поступающего из окружающей среда через жалюзи 2. Благодаря наличию свободных прослоек между частицами зерна,воздух легко пронизывает все слои и вместе с пылью направляется во всасывающий жалюзийный патрубок 3.

^ - Скорость воздуха в межзерновом

пространстве

Ап

(15)

А

Рис J0. Вертикальная пневмокамера (секция).

где——изменение давления в межзер-

аа

новом пространстве при толщине поступающего слоя й зерна; т^-коэффи-* циент проницаемости; -вязкость воздуха.

Для определения ^применено уравнение массового расхода воздуха, предложенное Г.И.Алешко:

где Р0 ,£ -начальное давление и плотность воздуха; -площадь входного сечения патрубка; Рм, -давление воздуха в межзерновом простран-

рЗ п +

стве. При-^^ 0.

Р^М'ЧРо-Щ2^ , (17>

где Р/ -давление воздуха после межзернового пространства. Тогда формулу (16) можно представить в виде

■А Р Р2~Рг

где й -толщина слоя зерна в камере .равной толщине камеры; В -'ширина и длина камеры. Из формулы (18) определим

2ß % а гп

Ап =

На)

Тогда уравнение (15) принимает вид

--а' (20) ;

Для определения потери давления Рж при повороте воздушного потока через жалюзи используем уравнение,полученное Г.С.Самойло-вичем

где Рг , и Ц!, 1Г2 - давления и скорости воздуха до и после жа-люзей: Ц] - И2 ; -45°. Толщина слоя зерна в камере пос-

тоянная: й!= 250 мм. Тогда коэффициенты сопротивления движению воздуха через межзерновое пространство и жалюзи определим по формулам:

Р _ 2 • г_ 2 Р* (22)

р , УМ2Л. ' ^ рт/** ' ,

Общие потери давления в камере

Рат*2Рж+Р„^. (23)

Энергоемкость, габаритные размеры многосекционного пылеулавливающего устройства и количество секции для обеспечения техниче- : ской производительности конвейеров зависят от толщины слоя зерна в камере и от длины камеры. Для определения рациональных параметров устройства с вертикальной пневмокамерой и наклонными решетками была изготовлена экспериментальная установка. Толщина поступающего слоя зерна й выбрана от 20 до 60 мм и душна камеры ~в от 100 до 400 мм. Скорость воздуха при входе во всасывающий жалюзий-ный патрубок 2^= 2,5 м/с.

Опыты проводились по ротатабельному плану в следующем порядке: регулировали дайну камеры В и толщину слоя Ч зерна при помощи задвижек. Массу зерна 80 кг из исходной смеси помещали в бункер и открыли задвижку с учетом принятой толщины слоя. Зерно в камере продувалось воздухом через всасывающий жалюзийный патрубок.Отходы из циклона и рукавного фильтра пропускали через сито размером 250мм

и определяли массу уловленной пыли.Эффективность улавливания пыли £,% в камере определялась как отношение массы уловленной пыли после каждого опыта к массе пыли в исходной смеси.

После обработки опытных данных получили уравнение регрессии. Заменой кодированных величин факторов на именованные получили следующее выражение:

+0м0125а2-0,00015в2. (24) ре от толщины й ,мм слоя зерна. Установлено,что эффективность улавливания пыли ^ ,% увеличивается пропорционально дайне -В камеры и обратно пропорционально толщине слоя О зерна. При увеличении € от 100 до 400 мм,уменьшении й от 60 до 20 мм ^возрастает с 37 до 80 %. При всех значениях принятых факторов выделение пыли в окружающую среду не происходит. В связи с этим за рациональные параметры пылеулавливающего устройства приняли й = 60 мм, £ = 400 мм .При этом £ = 61% (рис.II) .

Для определения потерь давления в межзерновом пространстве определялось давление воздуха до ^ и после Р/ слоя зерна в камере. Общие потери давления в камере Рпт определяли расчетом через скорость воздуха в отводящем воздуховоде. Изменение общих потерь давления/^ в зависимости от толщины слоя 0. зерна показывает,что с увеличением толщины слоя зерна потери давления в камере повышается.

При принятых параметрах ( й = 60 мм, £ = 400 мм) общие потери давления составляют Рпп= 28,1 Па; давления воздуха до и после слоя зерна в камере Р0 = 13 Па, Р/ = 15 Па. По формуле (17)20 Па.Тогда по формуле (231^/77= 30 Па. Расхождение экспериментальных потерь

41

во

70 ВО

50 40 50

» 300м

X;

N

20 30

>*О

50

а*«

Рис.Ц .Зависимость эффективности улавливания пыли ^ , % в вертикальной пневмокаме-

от теоретических не более 6%.. По формулам /22/ вычислены коэффициенты сопротивления движению воздуха 0,94;,/*= 1,23.

Скорость воздуха в межзерновом пространстве,вычисленной по формуле /20/при принятых размерах камеры /6=0,375 м; Вт 0,4 м/ равна 6 м/с,что вполне достаточна для уноса пыли из слоя зерна.

Таким образом,установлена высокая эффективность работы многосекционного пылеулавливающего устройства с вертикальной пневмо-камерой при большой производительности конвейеров,которое можно использовать на линий приема и обработки зерна.

ВЫВОДЫ

1. Установлены номинальные площади поперечного сечения зерна на ленте с учетом технической производительности конвейеров, конструктивные параметры загрузочного лотка,рациональные значения ' скорости ленты и воздуха при входе в аспирационный патрубок лотка. При ширине лотка 0,442 м, длине - 1,55 м,скорости воздуха при входе в патрубок 3,5 м/с и скорости ленты 2 м/с запыленность воздуха в пунктах загрузки конвейеров не превышает ПДК пыли.

2. Основными факторами,влияющими на запыленность воздуха при загрузке бункера,являются скорость ленты и воздуха,эжектируемого движущимся потоком зерна,скорость вытесняемого воздуха из бункера.

Пылеулавливающее устройство с всасывающей камерой переменного сечения для люка бункера обеспечивает ЦЦК пыли при расходе воздуха 803 м^/ч,потери давления в всасывающей камере 58 Па и скорость воздуха при входе в продольную щель камеры 3м/с.

3. Установлена зависимость радиуса кривизны ленты на переходных участках конвейеров от натяжений и погонной массы ленты,угла наклона конвейеров. Для вычисления натяжений ленты в переходной точке конвейеров установлены фактические коэффициенты сопротивления движению ленты по роликоопорам: для рабочей ветви конвейера О, 033, для холостой -Ы"= 0,025.

4. Разработана методика построения переходного участка конвейера по известным значениям радиуса кривизны ленты.Выведены формулы для определения координат переходного участка. Подставив в эти формулы значение выбранного радиуса кривизны в зависимости от фактического натяжения ленты можно вычислить координаты кривизны для П -точек, разделяющих переходной участок на равные части.

5. Разработана конструкция и методика расчета основных параметров многосекционного пылеулавливающего устройства с вертикальной пневмокамерой для перегрузочных пунктов конвейеров..Установлены факторы,влияющие на эффективность работы пневмокамеры. Получена математическая модель для определения эффективности улавливания пыли многосекционного устройства в зависимости от толщины слоя зерна в отдельных секциях пневмокамеры и длины всасывающего патрубка.

Определены рациональные параметры вертикальной пневмокамеры, обеспечивающие эффективную работу пылеулавливающего устройства. При толщине слоя зерна в секциях камеры - 60 мм, длине патрубка - 400мм скорости воздуха при входе в всасывающий жалюзийный патрубок - 2,5 м/с эффективность улавливания пыли достигает 61/». Расход воздуха в отдельной секции - 1350 м3/ч и потери давления - 28 Па.

Установлена высокая эффективность работы при большой производительности конвейеров / 100,175 и 350 т/ч /.небольшие энергозатраты многосекционного пылеулавливающего устройства с вертикальной пневмокамерой и наклонными распределительными решетками.

Результаты исследований использованы ЦНИИПЗП при разработке

РТМ при установлении параметров загрузочного лотка,скорости ленты и разработке разгрузочной тележки,позволяющей регулировать.радиус

кривизны переходного участка надсилосных конвейеров. Предложенные

типы загрузочного лотка и разгрузочной тележки прошли испытания на

Бийской ШС "Элеватормельмаш".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих рабо-

тах:

1.A.с. ,1641730 СССР.МКИ В 65 б 47/18.Устройство для загрузки продуктов на конвейер/Д.Д.Абделиев,A.A.Аскарова,С.З.Казахбаев (СССР)'

- 2 с. ил.

2.Абделиев Д.Д..Аскарова A.A..Аржанов В.Г. Определение радиуса кривизны ленты на переходных участках конвейеров//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. -IS89. -Кб. -С. 87-89.

3.Абделиев Д.Д. .Аскарова A.A. .Алибеков A.A. и др. Эксплуатационные показатели ленточных конвейеров//Респ.конф.молодых ученых и специалистов по сельскохозяйственной науке; Тездокл. - А-А.,1988.-С.3-4.

4.Аскарова A.A..Абделиев Д.Д. Влияние скорости ленты на запыленность воздуха при транспортировании зерна ленточными конвейерами/Респ. конф.молодых ученых и специалистов поев.60-летию образования Казахского орд.Труд.Красного Знамени с/х инс.-та:Тез.докл.- А-А.,1990.!

- С.32-33.

5.Зуев <5.Г. .Аскарова A.A. .Абделиев Д.Д.Запыленность производственных помещении при транспортировании зерна в зависимости от скорости ленты конвейера//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.

- 1990. -Ш, - C.S2-94.

6.Зуев Ф.Г..Аскарова A.A. Параметры загрузочного устройства ленточных конвейеров//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. -1991. -Ж -C.S7-I0D.

7.Зуев Ф.Г..Абделиев Д.Д..Аскарова A.A. Определение эксплуатационных параметров ленточных конвейеров предприятий хлебопродуктов.

- А-А., 1990.- Деп.в КазНИИНТИ от 07.05.90., Jf 2903.

~ 8.Зуев Ф.Г. .Абделиев Д.Д.'.Аскарова A.A. ■ Определение предельной- -скорости ленточных конвейеров. - А-А.,- Деп.в КазНИИНТИ от 04.05. 90.. № 2902.

Э.Зуев Ф.Г..Абделиев Д.Д..Аскарова A.A. Для обеспыливания пунктов перегрузки зерна на конвейерах// Подъемно-транспортная техника и

склады. -М.;"Транспорт", 1992. -№3/225/, - 0.20

Ротапринт НПО Ч-1ИР"____

Заказ № 107. тираж 100 зкз.

И?