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              斗式提升機的回流因素分析

              斗式提升機在運行中,如果在下行機筒或上行機筒中有物料自機頭部位向下撣落,這種現象就是回流。出現回流的提升機,以離心式卸料型式居多,輸送的物料多為顆料狀,也有小片狀或碎粒粉混合物?;亓咸?,將使斗式提升機的輸送量下降,糧粒的破碎率增高。對于大運量的提升機,還會破壞驅動機構的部件,譬如燒毀電動機、拉斷三角帶或者使液力偶合器噴油,這其中出現任何一種情況,都會使生產中斷,造成經濟損失。為使斗式提升機能達到其工藝性能要求并安全可靠運行,在國家行業標準SB/T10081-92中,對糧食斗式提升機的回流量,明確規定不能超過1%。

              引起回流的因素有很多,主要應從斗式提升機的卸料情況來分析。在離心式卸料的過程中,料斗繞頭輪運轉的切線速度及物料在斗內向外緣口滑移的速度,決定著物料拋離出料斗的瞬時速度與運動方向。另外,料斗的裝滿程度,決定著料斗開始卸料的時間,而卸料結束時間的早晚,則取決于料斗的幾何形狀。這說明,物料在機頭處離開料斗后的飛行軌跡,其影響因素有:料斗線速,料斗形狀及物料特性。如果機頭蓋子做成可以包絡所有的飛行軌跡線,則拋離料斗的物料就可以不受外殼的阻擋,順利落入出料口,這是不接觸式卸料。美國GOW-ELL公司的提升機,就是這樣。在大多數情況下,考慮到制造成本,把機頭設計得比較小,拋出的物料擦過機頭蓋內壁滑向出料口,這是導向卸料。比如法國DENIS公司,瑞士BUHLER公司等制造的產品。由此可以清楚地看出,當物料確定后,是否發生回流,其決定因素就是:線速、斗形和機頭形狀。這也是構成斗式提升機設計的3個要素。

              在1996年以前的6年中,有多種規格的糧食斗式提升機問世,比如現在普遍應用的TDTG50×18、TDTG60×23、TDTG60×33、TDTG80×46,還有TDTG36×23、TDTG48×18LTDTG120×40×2等機型、這些運量從30t/h到500t/h的提升機,對于小麥,均沒有回流發生,正是基于在設計斗型,頭形及選擇線速上,符合了3要素相互適應,正確配合的要求。隨著糧食流通工程建設的發展,糧食斗式提升機的品種和運量也在不斷增加,同時,回流的現象也時有發生。當回流明顯超量,就必須針對主要因素,采取有效措施,加以解決。

              在某一港口的改造工程中,采購了2臺600t/h慢速離心卸料型斗式提升機。試運行時,輸送量未及400t/h,2臺機的液力偶合器就先后噴油,站在距機筒5m外,就能聽到"嘩嘩"的糧食在壓溜管中流動的響聲,打開機筒觀察窗,看到下行道內糧粒如大雨般向下撣落。為了解決回流,廠家曾把機頭蓋頂部加高,結果毫無改觀。經調查,除了機頭蓋開吸風口及敞開式卸爆天窗這個明顯回料因素外,還發現制造廠將頭輪轉速由原設計的46r/min加快到52r/min,而且頭輪直徑也做大了20mm。無疑,速度就是回流的關鍵因素。而要將減速比從28調回到原設計的31.5,等于2臺90kw功率的大型減速機報廢。為慎重起見,須作出52r/min時的物料飛行軌跡圖,與原設計轉速的飛行軌跡圖進行比較,以從理論上證實回流為速度加快所致。

              不同轉速下的拋廖軌跡及物料撞擊圖
              圖1 不同轉速下的拋廖軌跡及物料撞擊圖

              圖1就是這臺回流提升機原設計轉速與現實轉速的物料飛行軌跡圖(只繪出了卸料方位角60°和75°, 時的軌跡線)。轉速加快后,物料在同一卸料方位角時的拋高與拋遠距離都起了變化。將機頭蓋繪上后(圖2)就發現,轉速為52r/min的2 條軌跡線與機頭曲線發生交碰,而且無論原蓋或是加高蓋,撞擊頭處兩相交曲線的夾角都在27°~31°,大大超過了容許值。按經驗規律,導向式的機頭蓋與物料飛行軌跡線的夾角,應控制在14°~18°,超出范圍就會影響物料的順利滑行,受到猛烈撞擊的物料會在反彈力作用下沖向下行道。這就是理論上回流的證據。

              導向板安裝前后的拋料軌跡
              圖2 導向板安裝前后的拋料軌跡

              在現場,對拆下的原機頭蓋和后加高的蓋子進行檢查,看到在距法蘭面以上100~200mm的內壁上,有被糧食強烈沖擊的磨痕,這與飛行軌跡圖上顯示的完全一致。

              為解決回流問題,速度必須調回到原設計值??紤]到重新訂購減速機的財力問題,經與減速機廠家協商,新做一對高速齒輪(軸)拿到現場進行拆裝,換上了新速比i=31.5。轉速調整后,下行道回料問題完滿解決。

              可是,速度下降后,這2臺機又出現了嚴重的上行道回料。制造廠家試著把加高到1217的機頭降回到1127,但無效果,再降至接近原設計高度1000,仍不起作用。

              上行道回料情況不多見,回料原因須綜合分析。為此,對這2臺設備的有關生產圖紙及實物,逐一進行審查。發現沖壓斗子與原設計圖紙出入較大,前角明顯差了12°,,橫剖面上的4個圓角受拉制變形使半徑變小而且外凸。(該斗子的基本形狀與尺寸變化不大,所以在下行道回料分析中,不是主要因素)。這樣變形的斗子,造成了物料裝載過量,使開始卸料的時間提前,且拋離速度受到阻礙,物料飛不過回轉中心,于是撣到上行機筒。

              根治這種由斗子引起的回流,最好是重新做斗。而重新做斗、投資太大,于是想出1個方案,以非常規的辦法在機頭上行道一側,內加置一塊導向板(圖2),該板可采用加盤直線板或者半徑R3100的弧板(圖中虛線示)。

              當加焊了直線型導向板的機頭蓋,被再度吊上塔架安裝好,上糧后,上行道的"大回流"立刻變成了有時有零星回流(發生在一秤放料沖擊料斗至滿載時)。這個結果花錢少,又解決了問題,買賣雙方皆大歡喜。

              上述這種采取補救措施解決回流的情況,只是個特例。一般地講,因料斗不對引起回流的,必須更換料斗。由于三要素是在設計階段就已經配置好的,因此若要給1臺確定了速度和機頭的提升機去后配料斗,就須格外謹慎。近2年,因配斗子不合原三要素要求而產生回流,又重新換斗造成經濟損失的例子,已不鮮見,有的教訓極為深刻。

              有這樣1個筒庫,在工作塔內設置了4 臺40M高的低速大型斗式提升機,運量300t/h ,試車時出現大量回糧,4 臺液力偶合器相繼噴油,下行機筒下部的泄爆窗也被積料漲破,提升機無法正常運行。

              不同轉速下的拋廖軌跡及物料撞擊圖
              圖3 不同轉速下的拋廖軌跡及物料撞擊圖

              這4臺機的減速機和機頭蓋,是按照原設計方案中給出的速度和拋料跡圖(圖3)配置的。但是,在斗子的配置設計上,卻犯了大忌,造出來的斗子與原設計方案的斗子,看上去好似一樣,其實基本參數大相徑庭。要解決回流,非換斗不可,新斗換上后,效果之好在意料之中,回流被成功地遏制。

              本文以實例闡明斗式提升機的回流與速度、斗形、頭形的因果關系,希望能給今后的設計工作以啟示??茖W的東西容不得含糊,讓我們把握好三要素,降低回流的機率,使斗式提升機在糧食流通工程中更好地發揮效益。

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