1. Пневмотранспорт

Пневмотранспорт - техніка транспортування сипучих і штучних (пневмопошта) вантажів під дією стислій або розрідженої газової суміші (частіше повітряної).

Пневмотранспорт є одним з прогресивних способів механізації та автоматизації переміщення насипних вантажів. Цей вид транспорту знайшов застосування практично у всіх галузях народного господарства. Пневмотранспорт широко використовують для переміщення сипучих матеріалів у зв'язку з їх значною продуктивністю і великим радіусом дії в самих обмежених виробничих умовах, тобто використанням площ, непридатних для інших способів транспортування, економією виробничої площі, повною відсутністю залишків і втрат переміщуваного продукту в лініях, високими санітарно-гігієнічними умовами його транспортування; винятком порушень технологічних та гігієнічних режимів повітряного середовища у виробничих приміщеннях у зв'язку з відсутністю пилення; легкістю монтажу , скороченням робочого персоналу і спрощенням обслуговування; гнучкістю в експлуатації та можливістю повної автоматизації управління.

Надійність пневмотранспортних систем:

- Відсутність обертових елементів устаткування і більш висока концентрація зменшують ризик спалаху і іскріння.

- У разі аварійної зупинки роботи системи (наприклад, відключення електроживлення), що виникають блокади в транспортній трасі легко усуваються.

- Системи безперебійно працюють багато років, що забезпечує більш високу надійність виробничого процесу.

- І на закінчення, за рахунок зведення до мінімуму ризику поломки пневмотранспортної системи, запобігають зупинки виробництва.

Пневмотранспортні апарат забезпечує переміщення відповідних сипучих і гранульованих речовин по трубопроводу за допомогою потоку повітря, у вертикальному, горизонтальному й похилому напрямку.

У певних видах пневматичного транспортування для підвищення плинності пиловидних і дрібнофракційних речовин, застосовується змішування з повітрям. З цією метою забезпечується засипка речовини у вигляді обдування повітрям через похилу нижню решітку. Системи подібного виду зазвичай використовуються при вивантаженні бункерів і силосів.

Пневматичні системи використовуються в різних виробничих процесах, будівництві, при вивантаженні вагонів і силосів. Ці системи є особливо придатними для переміщення сухих, легко текучих речовин у вигляді пилу і дрібних частинок, таких як цемент, вугільний пил, зола, стружка, тирса, ливарний пісок і т.п.

Пневмотранспортні установки представляють собою комплекс пристроїв, що забезпечують переміщення сипучих матеріалів (пилоподібних, порошкоподібних, зернистих, подрібнених і т.д.) або спеціальних транспортних засобів (капсул, контейнерів із сировиною, готовою продукцією і т.д.) за допомогою стиснутого повітря або розрядженого газу. При величині гранул переміщуваного матеріалу до 10 мм пневмотранспорт в порівнянні з іншими транспортними системами майже у всіх випадках краще.

До недоліків, які має пневмотранспорт, відносять порівняно висока питома витрата електроенергії на одиницю маси продукту, що транспортується, складність виготовлення та експлуатації устаткування для очищення транспортує і відпрацьованого повітря, значний знос матеріалопроводи і подрібнення продукту, що транспортується. Однак правильний вибір способу та обладнання для пневмотранспортірованія даного продукту дозволяє частково або повністю їх усунути.

Основними параметрами, що характеризують пневмотранспортних систем, є продуктивність по твердій фазі, довжина траси і висота підйому, концентрація, що транспортується, масовий коефіцієнт суспензії, величина надлишкового тиску на початку траси (для установок нагнітаючого дії) і залишкового тиску (розрідження) в кінці траси (для установок всмоктуючого дії). За способом створення повітряного потоку і умов руху його в трубопроводі разом з матеріалом Пневмотранспортні установки підрозділяються на усмоктувальні, що нагнітають і комбіновані (всмоктувально-нагнітають).

Рис. 1. Нагнітальна пневмотранспортних установках

Рис. 2. Усмоктувальна пневмотранспортних установках

Вакуумна транспортування

Даний спосіб використовується для переміщення на відстань до 200 метрів гранульованого речовини з низькою щільністю, такого як пластик і зернові культури. У цьому випадку, транспортування речовини у різні приймальні пункти здійснюється вакуумним методом. Принципова особливість роботи: складовані речовина з витяжного резервуара за допомогою розрідження засмоктується у витяжний сопло, переміщається з транспортної трасі через сепаратор-роздільник (цикло-імпульсний фільтр), який відділяє речовина від повітря, а потім за допомогою роторного клапана сепаратора вивантажується в приймальний пункт (силос складування). Загалом, система складається з витяжного сопла, вакуумної транспортної траси, сепаратора-роздільника і вакуумного насоса (повітродувки). Розрідження використовуваного вакуумного насоса - до 1 bar. [3].

Область застосування

Подібним способом надійно транспортуються цемент, вапно, сода, вугілля, зола, зернові, харчові продукти, стружка тощо речовини на відстань до кількох сотень метрів з продуктивністю до 60 тонн / год.

Рис. 3. Комбінована пневмотранспортних установках

Область застосування.

Подібним способом надійно транспортуються металевий пил, ливарний пісок, цемент, кальцит, доломіт, польовий шпат, вапно, шлак, зола і т.п. речовини на відстань до кількох сотень метрів з продуктивністю до 60 тонн / год

У залежності від розрядження в кінці транспортної системи усмоктувальні установки підрозділяють на установки з низьким залишковим тиском (до 0,01 МПа), середнім (до 0,03 МПа) і високим (до 0,09 МПа). Проте практично усмоктувальні установки працюють при залишковому тиску не перевищує 0,05 МПа. Підвищення залишкового тиску зменшує щільність повітряного потоку, знижує його несучу здатність і збільшує витрату повітря. Щодо великих значень масового коефіцієнта суспензії m у всмоктувальних установках можна досягти тільки при дуже малої протяжності транспортування, тому для переміщення матеріалу потоком середньої і високої концентрації на значні відстані необхідно застосовувати тільки нагнітають установки

Нагнітають установки розрізняють за величиною тиску на початку транспортної мережі: встановлення низького тиску (до 0,11 МПа), установки середнього (до 0,2 МПа) і високого (до 0,9 МПа) тиску.

Необхідну початковий тиск в нагнітають установках або розрядження в установках всмоктувального типу залежать від розрахункового значення втрат тиску в пневмотранспортної установці, які в свою чергу визначаються концентрацією твердої фази в аеросмесі, дальністю транспортування, продуктивністю установки і принципом роботи пневмосистеми (аерогравітаціонний спосіб транспортування чи спосіб переміщення окремих частинок в потоці повітря).

Нагнітальні установки зручні тоді, коли матеріал з одного пункту переміщається в кілька приймальних пунктів.

Всмоктуючі установки зручні тим, що вони працюють без пиловиділення і здатні забирати сипучий матеріал з декількох пунктів і передавати його в єдиний збірник-накопичувач. У них використовується вакуум (40-90 кПа).

Всмоктувально-нагнітальні установки поєднують основні переваги нагнітальних і всмоктуючих установок. У них використовуються парканні пристрої всмоктувального типу, що працюють без пиловиділення, а в найбільш видовженому трубопроводі матеріал переноситься під тиском при досить високих концентраціях. У невеликих установках обидві гілки (усмоктувальна і нагнітає) можуть працювати від однієї повітродувної машини. [2]

Кожна пневмотранспортних установка включає в себе наступні основні вузли: живильник - пристрій для введення матеріалу або аеросмесі в трубопроводи, системи повітропроводів і матеріалопроводи, разгрузітелі з фільтром для повітря, повітродувних машин і приймач матеріалу.

Живильники. Конструкції живильників нагнітають і всмоктуючих пневматичних установок різні, так само як різні способи і принципи створення повітряного потоку в таких установках. Живильник всмоктуючої установки виконує функцію завантажувального пристрою для подачі матеріалу в рухому струмінь повітря, а живильник нагнітаючої установки призначений для створення аеросмесі належної концентрації.

Завантажувальні пристрої для всмоктуючих установок діляться на дві групи: усмоктувальні сопла і живильники трійники.

Живильники нагнітають пневмотранспортних установок мають більш різноманітні конструкції. Ежекторні, рукавні живильники, шлюзові і шахтні затвори застосовують в установках низького тиску; шлюзові живильники - в установках середнього тиску, камерні пневмонасоси і гвинтові (шнекові) живильники - в установках високого тиску. Гвинтові живильники використовуються так само в установках середнього тиску.

Розвантажувальні пристрої. Ці пристрої призначені для виділення матеріалу і пилу з пневмопотоці та напрямки його для подальшого транспортування або переробки.

Матеріалопроводи. Надійність та ефективність роботи пневмотранспортної установки в значній мірі залежить від правильного вибору матеріалопроводи. Першорядну роль грає матеріал, з якого вони виготовлені, їх діаметр, якість виконання з'єднання між окремими ділянками трубопроводів і т.д.

Матеріалопроводи повинні бути герметичні, зносостійкі, мати по можливості максимально гладку внутрішню поверхню для забезпечення мінімального опору руху аеросмесі. Як показала експлуатація пневмосистем, порушення нормального режиму, виникнення вихорів і утворення завалів у трубах сприяють дефекти в місцях з'єднання матеріалопроводи - зміщення кромок труб в місцях стику, нещільності або напливи на внутрішній стороні.

Повітродувні машини. Системи повітропостачання в пневмотранспортних установках застосовують різноманітні повітродувні машини - від відцентрових вентиляторів до двоступеневих поршневих компресорів. Вибір того чи іншого типу повітродувної машини залежить від кількості транспортує і необхідного по гідравлічному розрахунку тиску: - для всмоктуючих установок з низьким вакуумом доцільно застосовувати відцентрові вентилятори, із середнім вакуумом - повітродувки, з високим - водокільцеві вакуум-насоси; - для нагнітають установок низького тиску слід встановлювати відцентрові вентилятори або повітродувки, для установок середнього тиску повітродувки або вакуум-насоси, для установок високого тиску - компресори.