關于剪切流均化庫使用中的幾個問題

1　卸料器轉速
　　

我廠的QJK庫在試產過程中發(fā)現(xiàn)卸料器不能起動，在運行中還出現(xiàn)堵轉和扭斷螺旋體聯(lián)接銷、扭破十字滑塊聯(lián)軸器等事故?？疾爨徑鼜S家的使用情況也存在上述問題，幾個廠家都很難實現(xiàn)8臺卸料器的循環(huán)工作，只能是能開幾臺就開幾臺。這樣，剪切流均化庫變成了普通儲存庫。有1個廠家將庫底板上設置的卸料器改到庫底板下。這樣由于土建結構的制約只能由原設計的線卸料變?yōu)辄c卸料，均化作用已經大打折扣。
　　

筆者發(fā)現(xiàn)，卸料器設計轉速為40r/min，這基本上是U型螺旋輸送機的參數(shù)，而在庫內，卸料器的充填系數(shù)不是25%～40%而是100%，這樣其負荷矩明顯上升。在庫壓作用下，粉體堆積密度增加加重了負荷矩，同時，螺旋體有較大的彎矩也給拖動帶來很大困難。為此，我們將卸料器轉速調整為16r/min，堵轉問題基本得到解決。

2　螺旋體結構
　　

在第1次試產失敗后，我們曾從另外1個廠家訂購了1套螺旋體，結果同樣不能正常使用。從拖出的損壞螺旋體看，從中部到外側的螺旋葉全部壓倒。2個螺旋體均為兩頭大中間小的變徑螺旋，見圖1。筆者認為這種結構是不對的。
　　

圖2左端1片大螺葉為機頭密封葉，中部變徑變距葉為卸料葉，右端大螺葉為出庫輸送葉。 

若螺旋體為等徑等距螺旋，在螺旋體旋轉時螺旋葉形成的空間首先被靠近庫壁的粉體占據(jù)，并不斷推向前進，庫內側粉體由于螺旋空間已被外側進入的粉體占據(jù)，不能進入螺旋體而無法卸出。 
　　

若螺旋體為外大內小的變徑螺旋，在螺旋體旋轉時靠近庫壁的螺旋葉形成的進動空間大，輸送能力大。而內側螺旋葉變小，螺旋葉進動空間減少，輸送能力下降，由外側輸送來的粉體將不能完全被送走而在內側發(fā)生滯留。滯溜粉體不斷增多并向周圍擠壓，使輸送區(qū)域的粉體堆積密度不斷上升，輸送阻力越來越大，以致壓倒螺旋葉?，F(xiàn)場情況也說明了這個問題。 
　　

對于均勻變徑變距的螺旋體，由于進動過程中不斷有新增空間出現(xiàn)，在整個庫體徑向范圍粉體才能被均勻卸出。 

3　嵌入體 

　　根據(jù)詹尼克提出的平面流動對稱比軸線流動對稱對物料流動的促進作用更大的理論，在斗倉內設置嵌入體可以改善斗倉的流動性。對于QJK庫而言，設置嵌入體不但可以使流動帶加寬，有利于料層切取面的銜接以提高均化指標。同時庫壓完全作用在嵌入體上，使螺旋體壓力很小。這樣，一方面消除螺旋體撓度，減少了附加阻力矩，減少卸料器功率消耗，另一方面由于螺旋體壓力小，便于檢修時抽出。 
　　

我們曾在水泥散裝庫中使用過嵌入體，水泥散裝車裝滿1車所需時間由使用前的15～30min變?yōu)榉€(wěn)定在7min。說明庫內流動性提高、流態(tài)穩(wěn)定。嵌入體結構如圖3所示。 
　　

嵌入體是一個設置在卸料口上方的錐體，它將卸料口原來的中心卸料通道改變?yōu)橹苓呅读贤ǖ?。由于嵌入體的加入使卸料通道面積加大，通道位置提高，大大削弱了結拱條件，使庫內流動性提高。嵌入體的設計有2種方法:圖解法和計算法。 
　　

1)圖解法 
　　

按比例作出卸料口附近的庫結構圖，從卸料口兩端的A、A′點分別作射線A-T、A′-T′，射線與卸料口的中心線成β角，β=0.4(90°-φ)。以庫壁內表面(傾角θ)為基準作距離為HB≥dsinφ的平行線交A-T和A′-T′于K、K′點，聯(lián)接K、K′點，即確定了嵌入體的底面最小直徑bmin和底面位置。 
　　

其中:φ為物料休止角；θ為庫壁傾角；d為卸料口直徑。 
　　

2)計算法 
　　

卸料通道最小寬度:HBmin=dsinφ 
　　嵌入體最小直徑:bmin=2tsin[0.4(90°-φ)]+d 
　　嵌入體設置最小高度:Hmin=tcos[0.4(90°-φ)] 
　　其中:t=HB/sin(54°+0.4φ-θ) 
　　

需要指出的是: 
　　

①原參考文獻β為0.5(90°-φ)。若如此處理，為保持通道寬度HBmin，嵌入體的位置偏高、直徑偏大，故筆者做了適當調整。實踐中未見不良影響。 
　　

②原參考文獻HB=d/(2cosφ)，通過幾何分析筆者認為該式調整為HB=d sinφ為宜。 
　　

③原參考文獻中t=HB/sin[0.5(90°-φ)]，調整時除將0.5(90°-φ)改為0.4(90°-φ)外，由于原式未考慮倉壁傾角θ影響，計算結果不能保證各約束條件的滿足，故計算式進行了調整。 
　　

另外，應根據(jù)物料有效內摩擦角δ、倉壁摩擦角θ′和傾角θ，計算嵌入體外通道與嵌入體半徑之比，來確定嵌入體位置和尺寸。但δ和θ′難以獲得，故用文中的方法進行近似處理。 
　　

嵌入體的尺寸和位置允許適當調整，應保證通道寬度HB，但也不宜過大，否則庫壓將會傳遞到卸料口，重新出現(xiàn)結拱條件。同時b兩端也不宜落在A-T和A′-T′線內。 
　　

對于QJK庫，嵌入體不是圓庫中的圓錐體結構，應為三角錐體。 

4　卸料器的切換程序 

　　卸料器的切換按時序控制程序執(zhí)行，但其工作時間不是任意確定的，而應根據(jù)入庫能力和出庫能力來確定。確定依據(jù)是以庫上部開始形成中心流動為臨界點。卸料時間過短不能實現(xiàn)有效的層面切割；卸料時間過長則形成中心流動而失去均化作用。 
　　

還有一點需要引起重視，QJK庫的實際工作狀況并不是理想的持續(xù)時序轉換。由于窯的燒成能力和均化庫的出庫能力很難平衡，所以窯前均設有生料小倉。當生料小倉滿倉后，均化庫出庫被停止，控制程序中斷。若控制程序中斷后再執(zhí)行都要回到初始狀態(tài)的話，可能使實際運行的卸料程序只是在初始狀態(tài)設定的前兩三臺卸料器中轉換。這樣也就失去了層面切割作用而變成漏斗流。所以，在程序編制的時候應考慮當程序中斷后的再次恢復，應該從間斷點開始執(zhí)行，并完成該段步長。這樣卸料器之間的切換才能不斷的進行下去。