第四章物料输送设备ppt课件.ppt

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1、发酵机械与设备,徐 明 芳 博 士教 授暨 南 大 学 生 科 院2015-10-16,目录,绪论第一篇 生物质原料处理设备第二篇 生物反应设备第三篇 产物分离设备第四篇 其他设备,第一篇 生物质原料处理设备,第一章 生物质原料预处理设备第二章 生物细胞培养基制备设备第三章 生物培养基灭菌设备第四章 原料（物料）输送设备,底物,生物反应器,检测控制仪表,培养基,（培养基灭菌）,经加工原料,酶,细胞,生物催化剂（游离或固定化）,机械能,除菌,空气,产品提取纯化,副产品产品废物,热能,原材料,营养物,典型工业生物技术过程,核心技术？,培养基制备工艺过程：,原 料 筛 选 粉 碎 糊 化（蒸煮、酶）

2、糖 化（酶法）灭 菌 冷 却-输送（气体、固体物料、液体物料）,啤酒发酵设备,啤酒酿造工艺,培养基制备工艺过程：,原 料 筛 选 粉 碎 糊 化（蒸煮、酶）糖 化（酶法）灭 菌 冷 却-输送（气体、固体物料、液体物料）,本章内容,第一节液体物料输送设备第二节气体输送设备第三节固体物料输送设备,思考题,1、离心泵装置、结构与工作原理2、离心泵包括哪些主要性能参数？如何计算有效功率与轴功率3、为什么离心泵的效率达不到100%？根据以下图示，在那种条件下达到最佳工况参数？4、根据离心泵的选择条件，按照物料的特性请选着离心泵（下次交）5、往复泵是一种典型的容积式输送机械，往复泵装置、结构与工作原理6、

3、隔膜泵装置、结构特点与工作原理及适应范围7、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵结构特点与适应范围8、离心通风机的性能参数及选择离心通风机的方法9、螺杆空压机基本构造与工作原理,思考题,1、离心泵装置、结构与工作原理2、离心泵包括哪些主要性能参数？如何计算有效功率与轴功率3、为什么离心泵的效率达不到100%？根据以下图示，在那种条件下达到最佳工况参数？物料的输送包括哪几类？液体、固体物料的机械输送设备主要有？能用于垂直输送的设备是？固体物料气力输送的原理？垂直管道中实现气力输送的必要条件？压送式、吸送式气力输送装置流程图？主要部件的功能？压送式、吸送式气力输送装置中闭风器的安装位置及作用？,概述-输送分类,

4、1.原材料状态 固体、气体和液体输送2.输送方式 气力和机械输送,第一节 液体物料输送设备,1.概述2.离心泵3.往复泵4.其它类型泵,液体输送是生产过程常见的单元操作之一。为了将液体从一处送到另一处，不论是提高其位置高度或增加其压强，还是克服管路的沿程阻力，都需要向液体施加外部机械能。液体体输送机械就是向流体作功以提高其机械能的装置。为液体提供能量的输送机械称为泵，如离心泵、往复泵、旋涡泵等。,一、液体输送机械概述,一、液体输送机械概述,液体输送机械的要求(1)满足工艺上对流率和能量的要求。(2)结构简单，重量轻，投资费用低。(3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。(4)能适应被输送流体

5、的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。,古典液体输送设备：水车,按其工作原理，泵分为：(1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加，典型的是离心式、轴流式输送机械：离心泵(2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体作功。典型的是往复式、旋转式输送机械：往复泵、旋转泵(3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等。离心泵由于其适用范围广、操作方便，便于实现自动调节和控制而在化工生产中应用最为普遍。,二.离心泵,2.1 离心泵装置及其结构离心泵主要泵、吸入系统和派出系统组成。（1）泵 由叶轮、泵壳等组成，由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在泵轴上，安装在蜗壳

6、形的泵壳内；（2）吸入系统泵壳中央的吸入口与吸入管路相连，（3）派出系统侧旁的排出口与排出管路连接。,离心泵,2.2 离心泵工作原理：离心泵启动前应在泵壳内灌满所输送的液体，当电机带动泵轴旋转时，叶轮亦随之高速旋转。叶轮的旋转迫使叶片间的液体在随叶轮作等角速旋转的同时，使受离心力的作用的液体向叶轮外缘作径向运动。在被甩出的过程中，流体通过叶轮获得了能量，并以1525m/s的速度进入泵壳。在蜗壳中由于流道的逐渐扩大，又将大部分动能转变为静压强，使压强进一步提高，最终以较高的压强沿切向进入排出管道，实现输送的目的。,当液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心处形成真空。在液面压强与泵内压强差的作用下，

7、液体经吸入管路进入泵的叶轮内，以填补被排除液体的位置。只要叶轮旋转不停，液体就被源源不断地吸入和排出，这就是离心泵的工作原理。,2.3 离心泵的主要性能参数反映离心泵工作特性的参数称为性能参数，主要有转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。离心泵转速一般是固定的，其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标明。1.压头压头指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量，又称为扬程，用H表示，单位为m。泵的压头与泵的结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。压头的值由实验测定,2.流量 流量是指离心泵在单位时间内排出的液体体积，亦称为送液能力，用Q表示，单位为m3h

8、。离心泵的流量与其结构、尺寸(叶轮直径和宽度)、转速、管路情况有关。QT-理论流量，m3/h Q-实际流量，m3/h q-单位时间内泵的泄漏量，m3/h,3.效率、轴功率和有效功率 效率：指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比，称为泵的总效率，用表示，无因次，其值恒小于100%。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小，泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度、工作条件等有关，由实验测定。,3.效率、轴功率和有效功率 离心泵的能量损失主要包括：(1)容积损失：由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率V表示。,

9、(2)机械损失m：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率m表示。(3)水力损失h：由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率h表示。,有效功率 根据泵的压头H和流量Q算出的功率是泵所输出的有效功率，以Ne表示 轴功率离心泵的轴功率可直接利用效率计算总效率：=vmh一般：小泵：=5070 大泵：90,4.离心泵特性曲线离心泵的主要性能参数压头H，轴功率N和效率与流量Q之间是有一定联系并有内部规律的。通常把表示泵的主要性能参数间的内部规律的曲线称为离心泵的特征曲线，由泵的生

10、产部门提出，以便于设计、使用部门选择和操作时参考。在一定转速下，离心泵的压头、功率、效率随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵的依据。,4B-20型离心泵的特性曲线,各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势：(1)压头一般随流量增大而下降(流量极小时可例外)；(2)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。因而启动离心泵时应关闭出口阀，使启动电流减小，保护电机。(3)效率随流量增大而上升，达到一最大值后随流量增加而下降。离心泵在与最高效率点相对应的Q和H下工作最为经济，效率最高点对应的参数Q、H、N称为最佳工况参数(泵铭牌所标出即指此)。在选

11、用离心泵时应使其在该点附近工作，一般规定一个工作范围，称为高效区，为最高效率的92%左右。,2.4 离心泵的类型 实际生产过程中，输送的液体是多种多样的，工艺流程中所需提供的压头和流量也是千差万别的，为了适应实际需要，离心泵的种类很多。分类方式：,2.5 离心泵的选择根据输送液体性质以及操作条件来选定泵类型。液体性质：密度、粘度、腐蚀性等操作条件：压强影响压头（1）算管路系统所需He、Qe（2）根据He、Qe查泵样本表或产品目录中性能曲线或性能表，确定规格。（3）校核轴功率。当输送液体的密度大于水的密度时重新计算轴功率,三、往复泵,往复泵是一种典型的容积式输送机械。主要部件：泵缸、活塞、活塞杆

12、、吸入阀和排出阀(均为单向阀)。活塞杆与传动机械相连，带动活塞在泵缸内作往复运动。活塞与阀门间的空间称为工作室。分为单动泵和双动泵。,工作原理：单动泵,吸液过程 活塞一侧装有吸入阀和排出阀，活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。排液过程 活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞移至左端，则排液完毕，完成了一个工作循环，周而复始实现了送液目的。因此往复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。在一次工作循环中，吸液和排液各交替进行一次，其液体的输送是不连续的。活塞往复非等速，故流量有起伏。,工作原理：双动泵,活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀

13、和排出阀的往复泵。活塞自左向右移动时，工作室左侧吸入液体，右侧排除液体。活塞自右向左移动时，工作室右侧吸入液体，左侧排除液体。即活塞无论向那一方向移动，都能同时进行吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。为此采用三台双动泵并联工作，其送液量较均匀。每个泵连接曲柄角度相差120。,四、隔膜泵,其结构特点是借弹性薄膜将被输送液体与活柱隔开，从而使得活柱和泵缸得以保护。隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替地向两侧弯曲，将被输送液体吸入或排出。弹性薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成。适于：定量输送剧毒、易燃、易爆、腐蚀性液体和悬浮液

14、。,隔膜泵,隔膜泵结构简图,电动隔膜泵工作原理:电机（4）通过减速箱（3）带动左右两端柱塞上面的隔膜（2）一前一后往复运动。在左右两个泵腔内，装有上下四个单向球阀(1)隔膜的运动，造成工作腔内的容积的改变，迫使四个单向球阀交替地开启和关闭，从而将液体不断地吸入和排出。,五、齿轮泵,齿轮泵也是正位移泵的一种，如图。泵壳内的两个齿相互啮合，按图中所示方向转动。在泵的吸入口，两个齿轮的齿向两侧拨开，形成低压将液体吸入。齿轮旋转时，液体封闭于齿穴和泵壳体之间，被强行压至排出端。在排出端两齿轮的齿相互合拢，形成高压将液体排出。齿轮泵产生较高的压头但流量小，用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的

15、悬浮液。,5、齿轮泵,齿轮泵也是正位移泵的一种，如图。泵壳内的两个齿相互啮合，按图中所示方向转动。在泵的吸入口，两个齿轮的齿向两侧拨开，形成低压将液体吸入。齿轮旋转时，液体封闭于齿穴和泵壳体之间，被强行压至排出端。在排出端两齿轮的齿相互合拢，形成高压将液体排出。齿轮泵产生较高的压头但流量小，用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的悬浮液。,六、螺杆泵,由泵壳和一根或几根螺杆构成。一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆排送液体。特点是压头高，效率效率高，噪音小。适于在高压下输送粘稠性液体。流量调节时用旁路(回流装置)调节。,螺杆泵,螺杆泵,七、

16、旋涡泵,旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵主要由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片呈辐射状排列(图b)。叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转，且在径向环隙的作用下多次进入叶片并获得能量。因而液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。,7 旋涡泵,旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵主要由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片呈辐射状排列(图b)。叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转，且在径向环隙的作用下多次进入叶片并获得能量。因而液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。,

17、旋涡泵的特点：1、压头随流量增大而大幅度下降，以旁路调节流量更为经济；2、轴功率随流量的增大而减小，启动泵时应全开出口阀门；3、能量损失大，效率低，一般为20%50；它适用于高压头，小流量且粘度小的液体，不适于输送含固粒的液体。,第二节气体输送设备,一概述输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。用途：气体输送（气体输送机械）产生高压气体-压缩气体（压缩空气）产生真空常用的气体输送设备：低压空气压缩机、通风机和鼓风机等,气体输送机械的特点：对一定质量的气体，由于气体的密度小，体积流量就大，因而气体输送机械的体积大。气体在管路中的流速要比液体流速大得多，输送同样质量流量的气体时，其产生的流动阻力要多

18、，因而需要提高的压头也大。由于气体具有可压缩性，压强变化时其体积和温度同时发生变化，因而气体输送和压缩设备的结构、形状有一定特殊要求。分类按结构与工作原理分按终压(气体出口表压p2)和压缩比x(气体出口与进口绝压之比x)分,按结构与工作原理分：离心式 往复式选择式流体力学作用式按p2和x分：通风机：p215kPa，x11.15，主要结构有离心式、轴流式，用于通风换气和送气。鼓风机：p215294kPa,x4，主要结构为多级离心式、旋转式，用于输送气体。压缩机：p2294kPa，x4，主要为往复式结构，用于产生高压气体。真空泵：p2为大气压，x由真空度而定，结构为旋转式，用于将设备中气体抽出而减

19、压。,二、离心通风机,工业上常用的通风机为离心通风机，按其产生风压大小分为：低压离心通风机：出口风压低于1kPa(表压)中压离心通风机：出口风压在13kPa(表压)高压离心通风机：出口风压在315kPa(表压),离心通风机的结构和工作原理,结构：机壳为蜗壳形，壳内气体通道和出口的截面多为矩形；叶轮直径大，叶片数目多而且短。叶片有平直，前弯和后弯等形状，前弯叶片送风量大，但往往效率低，因此高效通风机的叶片通常是后弯的。工作原理：同离心泵,离心通风机的性能参数,1.风量 单位时间内从风机出口排出的气体体积，并以风机进口处气体的状态计，以Q表示，单位m3/h。风量大小取决于风机的结构、叶轮尺寸(叶轮

20、直径与叶片宽度)和转速。2.风压：离心泵的静压头是泵出口与进口之间的静压头之差，当风机直接从大气抽入空气时，泵进口的静压头可以看作为零，即泵出口的静压头就是泵的静压头。加上泵出口的动压头，两者之和就是离心泵的总压头。,Pc-泵出口压力，Pa；uc-出口气体流速，m/s,风压的表达式如下：,3、功率与效率离心通风机轴功率的计算公式：,Q-实际风量，m3/h；Pt-风压，Pa；-全压效率，一般约为7090。,，kW,4、离心通风机的特性曲线,离心通风机在某一特定转速下风压、轴功率、全压效率与风量的关系，此外还有静压、静压效率与风量两条关系曲线,5、离心通风机的选择(1)计算输送系统所需风量Q和风压

21、HT风量,根据生产任务规定值换算为进口状态计的气体流量；(2)根据被输送气体的性质与风压的范围确定风机的类型；(3)根据Q和HT从风机样本中选择合适的型号，所选风机应留有一定余量；(4)核算风机的轴功率 特别当气体密度与实验条件下密度相差大时。,三、离心式鼓风机,排气压力（0.13）105 Pa的风机结构与离心泵相像与离心泵相比，其外壳直径与宽度之比较大，叶片较多，转速较高。,四.空气压缩机,概述：生物工程工业中的好氧培养需要向发酵罐中通入0.20.3MPa的压缩空气常用空气压缩机（涡轮空压机或往复式空压机）作为供气设备,1 涡轮式空压机,一般由电动机通过增速装置直接带动涡轮高速旋转，将空气吸

22、入并使之获得较高的离心力，甩向叶轮外圆周，部分动能转变为静压能，由压出管排出。特点：供气量大，出口压强稳定，输出的压缩空气不含油雾；功率消耗较小，结构紧凑，占地面积较小。用于抗生素发酵的是低压涡轮空压机，其出口压强为0.250.55mPa(表压)，容量一般都大于100m3/min,1 涡轮式空压机,涡轮式空压机,型号：国产的涡轮空压机的型号有DA型和SA型，符号“D”表示单吸，而“S”代表双吸，“A”则表示涡轮压气机，其后的数字分别代表供气量与出口压强以及设计序号。,2 往复式空压机,往复式空压机的结构和工作原理类似于往复泵，在气缸外需有冷却装置。冷却装置有水冷和风冷之分，一般需连续供气的场合

23、，都选水冷式空压机。特点：优点是容量范围广，价格比较低廉，操作与维修比较方便；其缺点是出口流量不稳定，而且压出气体中夹带油雾，给后道工序空气除菌带来一些困难。,2 往复式空压机,按其气缸的排列不同，可分为V型、W型、L型等；按其排气压强分，可分为高压（80100大气压）、中压（1080大气压）与低压（低于10大气压）三类。,往复式空压机,往复式空压机,3 螺杆式空压机,用可靠性高的螺杆式空压机取代易损件多、可靠性差的活塞式空压机，已经成为必然趋势。根据统计：日本螺杆压缩机1976年仅占27%，1985年则上升到85%。而西方发达国家螺杆空压机市场占有率为80%，并保持上升势头。螺杆空压机具有结

24、构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点；,3 螺杆式空压机,螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。螺杆空压机基本构造：在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子，通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动转子上的最后一对轴承实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。在压缩机机体的两端，分别开设一

25、定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为进气口;另一个供排气用，称作排气口。,3 螺杆式空压机,3 螺杆式空压机原理,(1)吸气过程：螺杆式空压机压缩原理 电机驱动转子，主从转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间大，外界的空气充满其中，当转子的进气侧端面转离了壳之进气口时，在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间，完成吸气过程。(2)压缩过程：在吸气结束时，主、从转子齿峰与机壳形成的封闭容积随着转子角度的变化而减少，并按螺旋状移动，此为“压缩过程”。(3)压缩气体与喷油过程：在输送过程中，容积不断减少，气体不断被压缩，压力提高，温度升高，同时，因气压差而变成雾状的润滑被喷入压缩腔，从而达到

26、压缩、降低温度密封和润滑的作用。（4）排气过程：当转子之封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时，被压缩的空气开始排放，直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面，此时齿沟空间为零，即完成排气过程。与此同时，主从转子的另一对齿沟已旋转至进气端，形成最大空间，开始吸气过程，由此开始一个新的压缩循环。,3 螺杆式空压机工作详情（自学）,进气 螺杆空压机的工作过程详细分析之进气过程：转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个

27、齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。压缩 螺杆空压机的工作过程详细分析之压缩过程：阴阳转子在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小，齿沟内的气体被压缩压力提高。排气 螺杆空压机的工作过程详细分析之排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又再进行。,目录,绪论第一篇 生物质原料处理设备第二

28、篇 生物反应设备第三篇 产物分离设备第四篇 其他设备,第一篇 生物质原料处理设备,第一章 生物质原料预处理设备第二章 生物细胞培养基制备设备第三章 生物培养基灭菌设备第四章 原料（物料）输送设备,底物,生物反应器,检测控制仪表,培养基,（培养基灭菌）,经加工原料,酶,细胞,生物催化剂（游离或固定化）,机械能,除菌,空气,产品提取纯化,副产品产品废物,热能,原材料,营养物,典型工业生物技术过程,核心技术？,培养基制备工艺过程：,原 料 筛 选 粉 碎 糊 化（蒸煮、酶）糖 化（酶法）灭 菌 冷 却-输送（气体、固体物料、液体物料）,啤酒发酵设备,啤酒酿造工艺,培养基制备工艺过程：,原 料 筛 选

29、 粉 碎 糊 化（蒸煮、酶）糖 化（酶法）灭 菌 冷 却-输送（气体、固体物料、液体物料）,本章内容,第一节液体物料输送设备第二节气体输送设备第三节固体物料输送设备,第三节固体物料输送设备,1.斗式提升机2.带式输送机3.螺旋输送机4.气力输送设备,思考题,1.斗式提升机结构装置、工作原理和使用范围2.带式输送机结构装置、工作原理和使用范围3、螺旋式输送机结构装置、工作原理和使用范围4、能用于垂直输送的设备是哪些？5.固体物料气力输送的原理？垂直管道中实现气力输送的必要条件？6.压送式气力输送装置流程图？主要使用范围？7.吸送式气力输送装置流程图？主要使用范围？8、如何选用压送式气力输送？9、

30、几种气力输送流程的比较10、气流输送的主要配套设备包括哪些？11.压送式、吸送式气力输送装置中闭风器的安装位置及作用？,一、生物反应物料输送设备斗式提升机,适用范围 垂直提升固体物料，适用于松散型、小颗粒物料。,斗式提升机结构装置和原理,1-主动轮 2-卸料口 3-料斗4-输料带 5-从动轮 6-进料口7-外壳 8-电动机,斗式提升机的输送工作原理,料斗把物料从下面的储藏中舀起，随着输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转，斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升机的传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链，上或下面有一

31、对传动链轮，下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳，以防止斗式提升机中粉尘飞扬。,斗式提升机工作原理动画,http:/,一、斗式提升机（斗式运输机）垂直提升物料；1.适用物料：松散型、小颗粒物料。2.构造和原理 用胶带或链条做牵引件，将料斗用螺钉固定在牵引件上，牵引件再由鼓轮张紧并带动运行。（1）料斗分为浅斗、深斗和尖角形斗。（2）料斗带：即牵引带。胶带由若干层帆布组成的橡胶带，钢质链条具有较强的牵引力。,生物反应物料输送设备,（1）料斗类型 有深斗、浅斗和尖角形三种类型。,深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送,深度大、装料多，较难卸料，适用于干燥、易撒落的颗粒物料。,

32、斗式提升机-套筒滚子链,生物反应物料输送设备,（2）装料方式 分掏取式和喂入式两种。,掏取式,喂入式,生物反应物料输送设备,（3）卸料方式 重力卸料：适用干燥松散且磨损小的物料；离心卸料：适用黏度较大或较重不易甩出的物料。,离心式卸料,导轮式重力卸料,导槽式重力卸料,NE型斗式提升机,结构传动鼓轮、张紧鼓轮环形牵引带或链料斗机壳和装卸料装置等装料和卸料装料方式有喂入式和掏取式两种。卸料方式主要为重力卸料和离心力卸料两种。,结构示意图,优点、缺点,节省空间提升高度大产能大能耗大,二、带式输送机（皮带运输机）,水平或斜向上提升物料。1、适用物料：松散状干湿物料及成件制品。2、工作原理 由绕在两个鼓

33、轮（主动轮和从动轮）上的封闭环形组成的运输系统，主动轮靠摩擦力带动环形带运转，环形带再靠摩擦力带动上面的物料，达到运输的目的。,带式输送机,带式输送机,结构装置组成：,（1）带：有橡胶带、塑料带、钢带等几种。橡胶带多用。（2）托辊：目的为限制承载重物的带下垂。分上下托辊，上托辊有直形和槽形两种，下托辊只有直形一种。（3）鼓轮：卸料端为主动轮，上料端为从动轮，其作用是拉紧胶带和转向胶带。,（4）传动装置和张紧装置：传动装置主要包括电动机和减速机，张紧装置的作用是给胶带一定张力，防止胶带在鼓轮上打滑。常用的张紧装置有重锤式和螺丝拉紧式两种。（5）加料装置和卸料装置：常用矩形漏斗式为好，加料较均匀。

34、物料可在输送带末端自由落下，不需卸料器。也可用挡板在中途卸料。,三、螺旋输送机（螺旋运输机）,1、螺旋输送机的作用和适用物料作用：既可输送物料，又起到混合物料和加料的作用。适用于松散的粉状或小颗粒物料，也可输送粘稠物料。,螺旋输送机,图2：螺旋输送机工作原理示意图,生物反应物料输送设备,螺旋输送机(螺旋运输机)适用物料：松散的粉状或小颗粒状物料。结构与原理：,螺旋输送机,1-皮带轮（电机、减速器）2-螺旋3-外壳4-轴承5-轴,生物反应物料输送设备,螺旋输送机(螺旋运输机)螺旋结构,螺旋形状,加热螺旋输送机和水平螺旋输送机,水平螺旋输送机,倾斜螺旋输送机,垂直螺旋输送机,2、结构和原理（归纳）

35、,螺旋输送机主要由外壳和一个旋转的螺旋料槽和传动装置构成。当轴旋转时，螺旋把物料沿料槽推动，在运动中物料以滑动形式沿着槽移动。,螺旋形状：全叶式、带式、叶片式和成型叶四种。由于螺旋输送机的输送的推力全靠摩擦，因而能量消耗较大。这种输送机常被用于短距离的水平输送，或是倾角不大于20情况下 的输送。近年来也有用于垂直输送物料的报道。,3、可弯曲螺旋输送机,以挠性螺旋体作为构件，由电动机直接带动（或经减速后）旋转而输送物料。可以直线输送也可以弯曲输送。结构简单、紧凑、外形小、可密封及中间卸料能耗大、易磨损，短距离输送，混合,四、气力输送系统及设备,稀相气力输送系密相高压气力输送系统,生物反应物料输送

36、设备,气流输送 借助强烈的空气流沿管道流动，把悬浮在气流中的物料送至所需的地方。,应用：输送大麦、大米、麦芽及地瓜干等松散物料。,优点：设备简单，占地面积小，费用少，输送能力和输送距离的可调性大，管理简便，易于实现自动化。缺点：动力消耗比较大，不适于输送潮湿的和粘滞的物料。,稀相气力输送系,气力输送又称为固体颗粒气流输送、风力输送。一般垂直或水平输送物料。原理：它是借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地的一种运输方式。,气力输送系统大体可以分为低压系统和高压系统。,低压系统（稀相系统）又分为正压与负压两种，系统输送速度高，料气比低，一般采用旋转阀下料，鼓风机提供气源的组

37、合，起始速度一般为12M/S，末端速度为25M/S，输送压力一般为0.1MPA左右，末端压力接近为零。高压系统（密相系统），通常即指正压浓相系统。这些系统使用气体压力高于0.1Mpa，输送压力较高，主要是通过静压输送，输送速度低。这种系统典型的特点：固气比高，启始速度为1m/s左右，末端速度低于12m/s,输送管线的压力在初段一般为0.3Mpa,在末端侧接近大气压力。一般用空压机作为动力源。,1、气力输送原理与理论基础,气力输送就是一种利用空气（或者其它气体）流作为输送动力，在管道中搬运粉粒状固体物料的方法。物料在管道中的流动状态实际上很复杂，主要随气流速度及气流中所含物料量和物料本身料性等的

38、不同而显著变化。,气流输送原理,（1）垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件 颗粒在气流管中所受的三种力：重力，浮力和阻力，由三种力的大小关系而产生的颗粒的三种运动方式；粒子的悬浮速度:粒子所受三力平衡时对应的气流速度。垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件：垂直管中，气流速度大于颗粒的悬浮速度。,（2）颗粒在水平管中的悬浮,这是五种力作用的结果：可能发生的五种力，并不表示他们同时发生，比较复杂。,（3）颗粒在输料管中的运动状态,颗粒在管道中的运动状态与输送气流速度有直接关系。在垂直管中，流态化状态：颗粒自由悬浮在气流中；气流输送状态：颗粒均匀分布于气流中。在水平管中，悬浮流状态；两相流状态；

39、团块流状态。结论：物料气力输送必须保证足够的气流速度，气流速度大于颗粒的悬浮速度，但是气速速度过大，会造成很大的输送阻力和较大的磨损。,气力输送的主要参量:沉降速度和悬浮速度,沉降速度Vf：粒子在静止流体中自由下落，最终达到匀速沉降时粒子的速度称为沉降速度。即作用于粒子的重力、浮力、阻力之和为零时的速度。,悬浮速度V：粒子在匀速气流中保持静止或悬浮状态时气流的速度称为悬浮速度 该粒子的悬浮速度。V V f。,气力输送必要条件,固体流态化：颗粒物料与流动的流体接触，使颗粒物料呈类似于流体的状态。气流速度大于颗粒的悬浮速度。,气力输送的优点：,1.输送管道能灵活地配置，从而使工厂生产工艺流程合理；

40、2.输送系统完全封闭，粉尘飞扬和逸出少，可以实现环境卫生；3.运动零部件少，维修保养方便，易于实现自动化；4.散料输送效率高，降低了包装和装卸、运输费用；5.能避免被输送物料的受潮，污损和混入其它杂质，从而保证了输送质量；6.在输送过程中可同时实现多种工艺操作过程，如混合、粉碎、分级、干燥、冷却、除尘等化学反应；7.可将由数点集中的物料送往一处或由一处分散往数点的远距离操作；,优点,1、设备构造简单，制造、加工、安装都比较方便，控制费用少，建设时间短。2、输送效率高，设备无回程运输。3、有利于实现散装运输，节约包装材料，节省运输成本。4、劳动卫生条件好5、在输送过程中，还可以只进行分选、干燥等

41、中间处理。6、可以输送处于加热状态的物料，并在输送过程中起到冷却的作用,2、气流输送流程,按输送气流的压力和设备组合不同可分为以下几种（1）吸引式输送流程（又称吸入式、真空输送）（2）压送式输送流程（3）混合式输送流程,生物反应物料输送设备,气流输送流程 根据设备组合不同，气流输送装置可分为真空输送、压力输送和压力真空输送。,真空输送,（1）真空输送-吸引式输送流程与原理,又称吸入式、真空输送，靠装在系统尾部的风机(罗茨真空机)将管道内抽成负压，气流和物料从吸嘴被吸入输料管，经分离器后物料和空气分开，物料从分离器底部的卸料器卸出，含有细小物料和尘埃的空气再进入除尘器净化，然后排入大气。,低真空

42、吸送气力输送系统优点（低压）,稀相中、低真空吸送气力输送系统是以罗茨真空泵为气源，连续吸送物料的一种气力输送系统。该系统具有把物料从数处向一处集中输送；输送压力低、输送可靠、设备简单；由于系统内压力低于大气压力，被输送物料不会从系统中逸出；由于吸嘴吸料，可避免取料点的粉尘飞扬，生产效率高,（2）压送式输送流程(高压、低压),靠装在系统前端的鼓风机（低压）（压缩机，高压）将空气压入管道造成正压，物料经喉管与空气混合送至分离器，被分离出的物料由卸料器的下方卸出，空气进入净化器后排入大气。输送强度较大，还可输送潮湿物料。,稀相（低压）惰性气体循环气力输送系统：以罗茨鼓风机为气源，惰性气体为输送介质连

43、续输送物料的一种循环式气力输送系统，该系统适宜输送化学性质不稳定的片状、粉状与粒状物料。,密相（高压）气力输送系统（空压机形式为气源）,密相高压气力输送系统（仓泵式）,该系统是以空压机为气源、发送罐输送物料的一种密相高压气力输送系统。流速低、耗气量小、适宜长距离、大容量输送对于透气性好的物料，便于实现流态化输送具有噪声低、破碎少的特点。适宜输送粉料、水泥、粉煤灰、矿粉、铸造型砂、化工原料等磨削性较大的物料。,生物反应物料输送设备,气流输送流程,如何选择压送式气力输送方式？选择输送方式时，应根据物料的特性、输送量、输送距离、线路状况、动力消耗等因素，综合进行考虑。一般对于大麦、大米等松散的粒状物

44、料，最适宜用气流输送；而较大的块状物料或过细的粉状物料，气流输送时困难较大。输送量大且能连续运行的操作，宜用气流输送；输送量少且是间歇操作的，不宜用气流输送。对短距离输送，宜用低压压送；长距离输送，则以高压压送有利。,生物反应物料输送设备,气流输送流程,压力输送,（3）混合式输送流程,前两种方式的结合；将风机装在系统中间，前段为吸入式，后段为压送式，可以从数点吸入压送至较远，较高的地方。但是结构复杂，空气含粉尘较多,压力真空输送,生物反应物料输送设备,气流输送流程,压力输送,压力真空输送,（4）几种流程的比较：,吸入式需要排料器（闭风器），防止在排料时发生物料反吹，可自动加料；压送式需要加料器

45、，防止在加料处发生物料反吹，可自动卸料；压送式较吸入式采用较细的管道，因为前者操作压力较后者为大。从几个不同地点，向一个送料点送料时，采用吸入式最合适；从一个加料点向几个不同的地方送料时，采用压送式最合适。,移动式气力输送系统,3、气流输送的主要配套设备,七种组成设备：进料装置、输料管道、分离装置、闭风器、风机、除尘器和空气管道。,（1）进料装置(吸送式气力输送)：吸嘴单管吸嘴：管内无空气或仅进入少量空气而达不到输送物料的气流量。b.带二次进风口的单管吸嘴：有二次空气的进风口。c.喇叭型双筒吸嘴：为防止物料堵塞空气的进入，喇叭型双筒吸嘴被设计出来。吸料口做成喇叭形，外筒和内筒的环隙是二次空气通

46、道。环隙面积与吸入口面积=0.2-0.8,长度小于0.9m;d.固定型吸嘴,吸嘴,筒形吸嘴,吸嘴,（2）.闭风器（关风器）旋转加料器广泛应用在中、低压的压送式气力装置中，或在吸送式气力装置中作卸料用，主要由圆柱形的壳体及壳体内的叶轮组成。,（3）分离装置a.旋风分离器：是利用离心力来分离捕集粉粒体的装置。b.重力式分离器又叫沉降器，有各种结构形式。（3）空气除尘装置a.旋风分离器b.布袋滤尘器c.湿式除尘器,生物反应物料输送设备,物料分离装置,旋风分离器,生物反应物料输送设备,物料分离装置,重力式分离器（沉降器）,生物反应物料输送设备,空气除尘装置,空气除尘器的作用：回收粉状物料，减少损失；净

47、化排放空气；防止尘粒损坏真空泵。,常用空气除尘器：旋风分离器、袋滤器和湿式除尘器。,生物反应物料输送设备,空气除尘装置,袋滤器,湿式除尘器,移动式气力输送系统,密相高压气力输送系统（空压机罗茨风机形式）,风机进口产生一定负压力的气体，物料从吸嘴吸入，运送到分离器，物料在重力作用下进入卸料器，在电机带动下均匀供料。风机出口产生一定压力的高压气体，携带物料运送到指定位置。适用于需要或经常移动的场所,正压密相仓式气力输送系统通过脉冲气力把管道中的物料切割成一段段料栓和气栓，利用料栓两端的静压差来推动料栓运动。密相气力输送系统的核心部分是一只仓储式气力发送泵,该系统是以双级罗茨鼓风机或空气压缩机为气源，产生高压气体，连续压送物料的一种气力输送系统。适用于从一处向多处进行分散输送具有压力高、密封可靠、对物料起到烘干和分级的作用；适宜中长距离输送，输送比重较大、磨损性较小的粉状和粒状物料。,