КАЛИНУШКИН М. П., ОРЛОВСКИЙ 3. э.,
СЕГАЛЬ И. С.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ
ТРАНСПОРТ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ. АРХИТЕКТУРЕ
И СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
М осква —1961
Книга содержит сведения о современных отечественных и
зарубежных машинах и установках пневматического транс-
порта Приводятся 'технические характеристики основных ма-
шин и устройств. Даны принципы расчета трубопроводов и вы-
бора соответствующего оборудования для разных случаев при-
менения систем пневматического транспорта в строительстве
работников, занятых в строительной промышленности и строи-
тельстве.
ВВЕДЕНИЕ
Семилетним планом развития нашего народного хозяйства
намечается решение многих задач, требующих применения вы-
сокопроизводительного, удобного и легко автоматизируемого в
управлении транспорта порошкообразных и кусковых материа-
лов. Перемещение таких материалов в настоящее время во мно-
гих случаях с успехом осуществляется пневматическим транспор-
том по трубам в потоке воздуха.
Пневматический транспорт является одним из прогрессивных
видов транспорта, и применение его расширяется с каждым го-
дом во всех Отраслях народного хозяйства, Отсутствие в совре-
менной литературе достаточно обоснованнных методов расчета
и рекомендаций по применению установок пневматического
транспорта приводит иногда к неправильным решениям и сни-
жает техническую и экономическую эффективность работы
установок.
; На крупных строительных площадках и на заводах строи-
тельной индустрии широко применяется пневматический транс-
порт для перемещения цемента, гипса, песка, извести, шлака,
|>пилок, стружек и других материалов. Также широко применяет-
ся пневматическая разгрузка силосов, вагонов, судов и автомо-
билей. Перемещение гравия, щебня и других кусковых материа-
лов в строительной промышленности производится почти исклю-
Ййтельно механическим транспортом, однако можно высказать
Уверенность, что в дальнейшем и здесь получит применение пнев-
матический транспорт.	?
В Можно указать на пример отечественной и зарубежной гор-
й промышленности, где уже в течение многих лет для засыпки
работанного пространства с успехом применяется пневматиче-
ский транспорт коренных горных пород с размером кусков до
|К) мм и с объемным весом их до 3 200 кг!м3.
fc При строительных работах применяется также транспортиро-
вание по трубам растворов и бетонов, однако эти вопросы в дан-
|и)й книге не рассматриваются.
^Применение пневматического транспорта позволяет увеличить
^йэизводительность труда, сократить потери, а за счет ликвида-
3
ции или сокращения пыления — существенно улучшить условия
труда.
Пневматическое транспортирование сыпучих материалов осу-
ществляется по трубам сравнительно небольшого диаметра, .кото-
рые в зависимости от потребности .можно прокладывать под лю-
бым углом к горизонту, с необходимыми поворотами, что за-
частую невозможно для устройств механического транспорта.
Любая установка пневматического транспорта сыпучих или
порошкообразных грузов, .встречающаяся на строительстве или
при перемещении строительных материалов, состоит из загрузоч-
ного устройства (насос, питатель, сопло), транспортного трубо-
провода, переключателя трубопровода, отделителя и пылеулови-
теля, воздуходувных машин и приборов управления.
Схемы установок пневматического транспорта отличаются
в основном видами загрузочных устройств, давлением или по
весовым соотношениям транспортируемых потоков материала и
воздуха, так называемой концентрацией смеси (рис. 1а, 16, 1в,
1г, 1д, 1е, 1ж, 1з).
Установки пневматического транспорта компактны, они хо-
рошо компонуются с основным заводским оборудованием, управ-
ление работой может быть полностью автоматизировано. Дви-
жущихся деталей, требующих наблюдения и периодического ре-
монта и замены, в установках пневматического транспорта мень-
ше, чем при механическом транспортировании.
Известны действующие установки пневматического транспор-
та, производительность которых достигает 700 т!час, дальность
транспортирования без перегрузки материала — 2 км, высота
подъема — 300 м, весовая концентрация смеси—больше 100.
К числу недостатков обычных установок пневматического,
транспорта относится сравнительно высокий расход энергии (1^-
4 квт-ч на 1 т перемещаемого материала), быстрый износ трубо- ’
проводов и некоторого другого оборудования при транспортиро-
вании материалов с высокой абразивностью, затруднительность
или даже невозможность перемещения комкующихся (влажных)
и слипающихся материалов. Поэтому многие исследовательские
работы направлены на решение задач снижения энергоемкости
установок и повышения срока службы трубопроводов, т. е. на по-,
вышение общей экономичности и надежности установок пневмаг
тического транспорта. Успехи, достигнутые в этом направлении,
пока невелики, и предстоит сделать еще очень много.
Одним из современных достижений пневматического транс- •
порта является горизонтальное и вертикальное перемещение
сухих сыпучих материалов в аэрированном состоянии, при кото-
ром расход энергии резко сокращается и составляет 0,01 —
0,2 квт-ч на 1 г.
Пневматический транспорт может осуществляться и с малыми
весовыми' концентрациями смеси (рн < 1) — при аспирации
пыли и различных отходов производства (пылесосные, стружко-
4
Рис. la. Установка нагнетательного типа высокого давления
1 — камерный питатель; 2 — транспортный трубопровод; 3 — переключатель
трубопровода; 4 — бункера
Рис. 16. Установка *
нагнетательного типа
высокого давления
I — винтовой пневматиче-
ский питатель; 2—транс-
поотный трубопровод;
3— переключатель трубо-
провода; 4 — бункера
Рис. 1 в. Установка
нагнетательного типа
среднего давления
1 — загрузочное устрой-
ство — шлюзовой затвор;
2 — транспортный трубо-
провод; 3 — бункер-отде-
лнтель
5
Рис. 1г. Установка всасыва-
ющего типа
1 — всасывающее сопло; 2 —
транспортный трубопровод: 3 —
отделитель: 4 — пылеуловитель-
цнклон; 5 — шлюзовой затвор;
6 — воздуходувка
Рис. 1д. Установка всасыва-
юще-нагнетательного типа
1 — всасывающее сопло; 2 —
транспортный трубопровод; 3 —
отделитель; 4 — пылеуловитель-
циклон; 5 — шлюзовой затвор;
‘6 — отделитель: 7 — воздуходув-
ка
Рис. 1е. Пневмоподъемник
(аэролифт) непрерывного
действия
1 — винтовой питатель с аэриру-
ющей камерой: 2 — транспорт-
ный трубопровод; 3 — бункер
6
отсасывающие и другие аспирационные установки, являющиеся
элементами оснащения промышленных и гражданских сооруже-
ний).
В зависимости от условий работы трубопроводы пневматиче-
ского транспорта могут находиться под разрежением или избы-
точным давлением. Всасывающие системы обычно применяются
при разгрузке и сборе материала в одно место, а нагнетатель-
ные— при погрузке и раздаче материала в ряд мест.
Пневматический трубопроводный транспорт может осуще-
ствляться путем переноса твердых частиц обтекающим их воз-
Рис. 1з. Автоцементовоз
с пневматической выгруз-
кой
1 — цистерна с аэрирующим
лотком; 2 — транспортный
трубопровод: 3 — бункер
Рис. 1ж. Пневмоподъем-
пик периодического дей-
ствия
1 — камера с аэрирующим
дном; 2 — транспортный тру-
бопровод: 3 — бункер
душным потоком, путем выдавливания воздухом скоплений твер-
дых частиц и путем аэрирования (насыщения воздухом) сыпуче-
го материала, который при этом приобретает текучесть.
Все эти виды и способы пневматического транспорта, а также
основные элементы установок рассматриваются ниже.
Авторами сделана попытка обобщить отечественный и зару-
бежный опыт врименения пневматического транспорта в строи-
тельстве, собрать и обработать данные по проектированию и
эксплуатации всех элементов установок, наметить перспекти-
вы дальнейшего их усовершенствования и развития.
Недостаточность накопленного опыта, сложность многих яв-
лений, противоречивость некоторых данных — все это поставило
перед авторами много трудных, в ряде случаев еще не разрешен-
7
ных задач. Авторы будут весьма благодарны за все полезные за-
мечания по их работе.
Главы I и II настоящей книги написаны совместно 3. Э. Ор-
ловским и М. П. Ка лмнушкины м, главы III и VI —
И. С. Сегалем и 3. Э. Орловским, глава V — И. С. С е г а-
л е м, главы IV и VII — М. П. К а л инуш киным.
Глава I
РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ТРАНСПОРТА
1. ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ПО ТРУБОПРОВОДАМ
ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
Характер движения частиц перемещаемого материала в зна-
чительной мере определяет потери давления на транспорт и тем
самым — удельный расход электроэнергии, а также интенсив-
ность износа трубопроводов. Вследствие этого правильное по-
нимание механизма движения частиц в трубопроводах имеет
существенное практическое значение.
Перемещение твердых частиц по трубопроводам происходит
за счет энергии потока под влиянием аэродинамических сил, воз-
никающих в результате взаимодействия между частицами и по-
током, который обтекает и увлекает их.
Изучение особенностей обтекания тел жидкими и газовыми
потоками является предметом специальных разделов гидро- и
аэродинамики, которые создавались на протяжении столетий.
Тем не менее обтекание тел неправильной формы, которые
обычно перемещаются в системах пневматического транспорта,
изучено все еще недостаточно.
Характер движения частиц зависит не только от формы, раз-
меров частиц, но и от их веса, скорости потока, концентрации и
ряда других факторов, трудно поддающихся аналитическому рас-
чету.
Экспериментальные исследования показали, что во многих
Случаях единичные частицы движутся в горизонтальных каналах
ркачкообразно: вначале частица, находящаяся под влиянием
«аэродинамической силы Т, действующей в сторону течения, и
рилы тяжести G (рис. 2) падает по параболической траектории и
'катится или скользит по дну трубопровода. В связи с наличием
у стенок значительного градиента скорости возникает подъемная
сила, и частица вновь взлетает вверх и далее снова падает по
параболической траектории1. «Шаг» такого скачка зависит от
-	1 Непосредственной причиной подъема может быть также упругий удар
частицы о стенку трубопровода или поперечный турбулентный обмен масс,
возникающий в потоке,
| <>
соотношения действующих сил и может быть весьма значитель-
ным, вследствие чего на отдельных участках траектория при-
обретает вид горизонтальной прямой.
Новейшие исследования [16] показывают, что в наиболее об-
щем случае на движение частиц влияют также центробежные
силы С, возникающие вследствие вращения всего потока в целом
(рис. 3). Такое винтовое вращение наблюдается очень часто
(вследствие нарушения устойчивости потока под влиянием
местных сопротивлений), например после протекания через
тройники и другие фасонные части трубопроводов.
Рис. 2. Скачкообразное движение Рис. 3. Винтовое движение
Вращение потока препятствует накоплению осаждающихся
частиц в горизонтальных трубопроводах.
В некоторых случаях может оказаться целесообразным спе-
циально сообщить течению устойчивое вращение, с тем чтобы
снизить за счет этого скорость транспортирующего воздуха.
Вращение потока приводит к некоторому увеличению потерь
вследствие трения частиц о стенки трубопроводов. Для устра-
нения этого влияния следует избегать создания источников воз-
никновения крутки потоков.
В том случае, когда центробежная сила больше силы тяжести
и достаточна для прижатия твердой частицы к стенкам трубопро-
вода, траектория движения частицы представляет собой винто-
образную линию, т. е. движение будет поступательно-вращатель-
ным. Такое движение специально осуществляется, например, в
центробежных пылеотделителях — циклонах.
Если же центробежная сила мала по сравнению с весом ча-
стиц, то движение (в зависимости от веса частиц) будет характе-
ризоваться перемещением частиц по дну трубопровода либо дви-
жением частиц по пологим траекториям.
При винтовом движении можно меньше опасаться выпадения
твердых частиц, чем при плоском, а следовательно, в трубопро-
водах можно принимать меньшие скорости транспортирования и
устанавливать вентиляторы с меньшей производительностью и
давлением. Следует напомнить, что силовая мощность установки
пропорциональна кубу скорости транспортирования.
Теория движения твердых частиц в трубопроводах обычно ба-
зируется на дифференциальных уравнениях движения изолиро-
ванной твердой частицы, интегрирование которых позволяет вы-
10
числить ее скорость в зависимости ют времени и построить траек-
торию движения.
Такого рода математическое решение—-весьма трудоемкое —
при настоящем состоянии теории движения двухфазных потоков
возможно производить только при больших допущениях. Оно
имеет главным образом . теоретическое значение, так как
транспортирование -отдельных твердых частиц почти никогда не
производится, и построенные траектории движения частиц не
находят практического применения при расчетах трубопроводов.
Частица будет двигаться по винтовой линии вдоль стенок
трубопровода в том слу-
чае, если в наименее бла-
гоприятном для нее по-
ложении, т. е. в верхней
части трубопровода
(рис. 4), центробежная
сила окажется больше ра-
диальной составляющей
силы тяжести, т. е. С>0.
Центробежная сила
равна:
v2R
(!)
где т — масса части-
цы;
vR— скорость вра-
щатель н о го
движения ча-
 ГТМ11„.	гис. 4. Л вычислению критерия при-
с ицы,	жатия
— радиус трубо-
провода.
При движении твердой частицы вдоль стенок трубопровода по
винтовой линии из треугольника скоростей (см. рис. 4) следует
vR = nMsins,
(2)
где с'и — абсолютная скорость поступательного движения ча-
стицы;
:	е — угол скоса.
После подстановки этого значения в формулу (1) получаем
Z-. «м sin г
с — т-------.
Радиальная составляющая силы тяжести в наклонных трубо-
проводах 'равна
G = mg cos р,
где р— угол наклона трубопровода к горизонту.
И
Отношение этих двух сил представляет собой безразмерную
величину, названную М. П. Калинушкиным критерием прижатия:
ir _ С __ (Ум sin £Р	/т
п G
При Лп>1, т. е. когда центробежная сила больше силы
тяжести, движение будет винтовое, а если Кп<1, т. е. сила тя-
жести больше центробежной, движение будет плоское.
Для вертикального трубопровода вследствие отсутствия ста-
билизирующего влияния силы тяжести вращательное движение
твердых частиц возможно даже при самом ничтожном угле ско-
са. Действительно, в этом случае |3 = 90° и cos Р = 0, а значит, и
JCn>l(/Cn=TO).
2. СКОРОСТИ ВИТАНИЯ, ТРОГАНИЯ, ВЕЯНИЯ
Если твердое тело весом G поместить в вертикальный трубо-
провод, в котором имеется выровненный восходящий воздушный
поток, то при некотором значении скорости воздуха аэродинами-
ческая сила уравновесит силу тяжести и тело будет «витать» в
трубопроводе. Эта величина скорости воздуха, измеряемая в сво-
бодном, незатесненном сечении трубы, носит название скорости
витания ови.
Величина лобовой аэродинамической силы Р, действующей на
витающее тело, может быть выражена формулой
У2
p=KSu-^,	(3)
2g
где К — коэффициент сопротивления;
—площадь миделевого сечения витающего тела (части-
цы), т. е. величина проекции тела на плоскость, нор-
мальную к потоку.
Если витающее тело представляет собой шар диаметром d,u
из материала с удельным весом ум, то из равенства Р = G можно
после подстановки соответствующих значений определить, что
скорость витания равна	"
^„^3,62-1/d-^-M м/сек;	(4)
У Кш 7
здесь — в м; ум — в кг/м\ Кт=<К.
Ряд исследований [4] показал, что Кш = f (Re) *.
На рис. 5 представлены результаты экспериментальных ис-
следований, которыми можно пользоваться для практических
расчетов.
Очевидно, что для возможности перемещения материала по
вертикальному трубопроводу скорость транспортирующего воз-
1 Re — ~ —критерий Рейнольдса.
12
Рис. 5. Зависимость коэффициента сопро-
тивления. шара Кш от критерия Re
духа должна быть больше скорости витания наиболее
крупных и тяжелых кусков этого материала. Величина скорости
витания является одной из основных «сходных данных расчета
Систем пневматического транспорта, и правильное определение
этой величины чрезвычайно важно.
Формула (4) показывает, что нельзя рассматривать величи-
ну скорости витания материала безотносительно к давлению и
температуре воздуха в трубопроводе, от которых зависит у, при
этом следует учитывать, что изменения параметров транспорти-
рующего воздуха по длине трубопровода особенно значительны
в высоконапорных установках.
Неудобства практи-
ческих расчетов по
уравнению (4) заклю-
чаются в том, что при-
ходится предваритель-
но задаваться ориенти-
ровочной величиной г’ви,
чтобы посчитать Re и
выбрать соответству-
ющее значение К,л , а
затем, после определе-
ния %и по формуле
(4), уточнить весь про-
деланный расчет.
Если уви выразить через соответствующее этой скорости Re,
то из выражения (4) можно получить следующую зависимость:
у d3
/CmRe2= 13,1	(5)
-р2
На основе имеющихся опытных данных о зависимости величи-
ны Кш от Re и уравнения (5) И. С. Сегалем [51] составлена но-
мограмма (рис. 6), значительно облегчающая определение ско-
рости витания ови при параметрах воздуха, указанных на но-
мограмме или близких к ним.
При значениях р или t, заметно отличающихся от 760 мм рт.
ст. и 15°, пользоваться номограммой нельзя.
: Диаметр частиц dm в номограмме дан в микронах.
13
Fh кг/м3	*4		4	?e		1)в„см/сек	
С—10000 1- 9000 1- 8000		-ID1 r/S"	|<«э co . .L.lil,	^5.10s			^-10000 =z 8000 6000
к 7000 к 6000 к 5000	(ттттт Qj Ъ *	И"	H H	^-10s			|- oooo |- 2000
4000			-^-10*	'^-10^			1-/000
	—	s-W	E-3				=2 800
— зооо		twjwtto _s		1 4	'^103			=2 600 |- 400
-	—		=-				
^ 2000 Ё 44 '(р	IlLuihlllllllllllUI	w rVfi rtO*	'гг ^-!0J = 8 7-6	11 | IlLllIlllllliil I II			200 '—100 E 80 60
			i-0	'=~,D	(2^		1- 40
'—1000 =- 900 Г 800		±nfl					|- 20
к 700		5^					
к 600	11	И	'^io3' =.8				^-10 = 8,0
к 500	.п-1 :		7^6				7r 6,0
ООО	M	rz	|-4	^m~r			f-4,0
300	10'Ц 10'3-i	r®	kz	Zs-10'2			i~ 2,0
— 200	Ю'Ц		'^10' = 8 '^6				5Л§ ilihlllili
	4	j	l-o				|- 0,4
	1O'54						
			rf^		—			
	wQ	к	'-2	z—10^			Г °'г
'—100	=	E	:—io°				—0,1
I	sms			7		J	0
Г-1,226 Кг/м3;
V = 0,145см 2/сек, (при t-15°C и Р'- 760 ммрт. ст)
„ Тм-Ош-КшРе-Ле (Т)
Ключ ” „
Рис. 6. Номограмма для определения скорости витания шаро-
образных частиц
14
Формулой (4) и номограммой (рис. 6) часто пользуются при
расчетах транспорта частиц, существенно отличающихся по фор-
ме от шара, например стружка, шлак, щебень. При этом за с1ш
принимают диаметр «эквивалентного шара».
В литературе описаны различные способы определения «экви-
валентного шара» [4, 9]. Наиболее обоснованным следует считать
определение, предложенное С. Е. Бутаковым. Однако в формулу
Бутакова входит коэффициент, который должен определяться
опытным путем, вследствие чего пользование этой формулой за-
труднено.
В. М. Грушко [10] на основе обработки своего обширного экс-
периментального материала предложил другой способ расчета
скоростей витания кусковых материалов произвольной формы,
который приводится ниже.
Для расчета скорости витания по способу В. М. Грушко необ-
ходимо знать:
1)	давление р и температуру t транспортирующего воздуха;
2)	диаметр транспортного трубопровода d\
3)	максимальный вес кусков материала, подлежащих транс-
портированию, G,. кг, а также характер (внешний вид) его по-
верхности;
4)	площадь наименьшего миделевого сечения самых крупных
кусков S м2; ее легко вычислить планиметрированием очерченно-
го контура тени куска, освещаемого с большого расстояния поме-
щенн'ой над ним электролампой.
Следует оговориться, что введение в расчет наименьшей пло-
щади миделевого сечения (что связано с особенностями экспери-
ментов) создает некоторый «запас надежности» в величине ско-
рости витания.
Расчетом следует определить Go — относительный вес вита-
ющего куска, равный его весу, отнесенному к единице площади
наименьшего миделевого сечения:
Go = GK: 5 кг!м2.
Кусковые материалы произвольной формы можно разделить1
на две группы:
группа А — кусковые материалы с гладкой поверхностью и
округлой формой, как, например, оплавленные мелкие куски шла-
ка, мелкая галька и т. п.;
группа Б — кусковые материалы с шероховатой поверхностью,
покрытой мелкими впадинами и выступами, с острыми ребрами
 (дробленый антрацитовые и доменные гранулированные шлаки,
щебень кирИщчнЫй, бутовый и из ракушечника, кусковая пемза,
термозит и т. п.).
В расчеты вводятся два безразмерных критерия: критерий 7<с,
представляющий собой некоторую меру соотношения массовых и
вязких сил, и критерий витания Ави , являющийся мерой соотно-
1 В целях упрощения расчетов нами внесены некоторые изменения в раз-
бивку материалов на группы, предложенную В. М, Грушко.
15
шения между массовыми и динамическими силами, действующи-
ми на витающий образец [9]:
На основании опытов можно принять в пределах значений
/Сс <5для группы А Кви = 1,75; для группы Б в пределах значе-
ний Кс 25
/Сви= 1,6 -0,01/<с.	(8)
Из формулы (7) скорость витания равна
®'ви =	М;сек.	(9)
На рис. 7а и 76 даны номограммы, значительно облегчаю-
щие расчеты1 2.
Формула (9) не учитывает стеснения сечения трубопроводов
самим витающим телом, поэтому расчетная величина скорости
витания уточняется по формуле1
^bh = ^bh(1 — В),	(10)
где
8 = 50:0,785 d2.
Пример 1. Определить для трубопровода диаметром 15 см при дав-
лении 1,05 ата и температуре воздуха 50° скорость витания шлака, имею-
щего шероховатую поверхность, максимальный вес кусков 50 г, площадь
наименьшего миделевого сечения 21 см2.
По формуле (6) или номограмме (рис. 7а) определяем: Л'с = 14.
По формуле (8) находим
К,и = 1,6-0,01-14=1,46.
Относительный вес образца
Go = 5O:21=2,4 г/см2.
По формуле (9) или номограмме (рис. 76) определяем величину ско-
рости витания шВи=21,2 м!сек.
Расчетная скорость витания по формуле (10)
/	21	\
о и = 21,2 1 —-------—1 = 18,7 м!сек.
ви \	0,785-152/	'
Нужно отметить, что все формулы, рекомендуемые различ-
ными авторами для определения скорости витания кусковых
материалов, базируются на экспериментах, при которых в тру-
бе находился всегда только один образец. В действительных же
условиях в поперечном сечении транспортного трубопровода в
1 Здесь р и -г;—плотность и абсолютная вязкость воздуха.
2 При составлении номограммы (рис. 76) длй большого удобства поль-
зования величина Go была принята в г1см2.
16
ЮО-г
t
-г зоо
so-
60-
50^
--250
*С
-т-35
-30
25
-20
^.-15
t
т-20
30- --200
25
20 
— —180
15--
--160
--to
 9
' 8
-	- 7
	- 6
-5
	-Ч
	’3
--1А0
.2
Рата
^гЗ,0
 • 2,75
- -2,50
2,25
 2,0
..1,8
-.1,6
..1,А
-1,2 '
--го
--АО
--60
--80
--100
<3
10-
9-.
8--
6--
5--
--120
- -100
-SO
f,5
-.0,6
0,9
 -0,8
-0,7
0,6
- -ПО
--1А0
- -too
— —180
0,5
0,5
--200
3--
--6А
--250
--АО
--300
•05-
-1-350
--0 .
. АО-
4
г
1
--0
±-20
Рис. 7а. Номограмма для определения критерия Сыркина Кс
GrK~Bec куска в г; / — температура транспортирующего воздуха в °C при
его давлении, равном р ата.
Примечание, Шкалой температур воздуха 1° следует пользоваться
вместо шкалы /при pssl ата.
Решение: /-’/’-»/Яс
Зак. 396
17
Р,ата
18
каждый момент времени находится не одна частица (кусок), a
более или менее значительное количество их.
Сложные явления, связанные с взаимодействием частиц, не
поддаются аналитическому учету, однако целый ряд исследова-
ний показывает, что скорость витания, подсчитанная по приве-
денным выше формулам (для одиночной частицы), всегда прак-
тически заключает в себе некоторый «запас надежности».
Перед проектированием установок для пневматического транс-
портирования еще не изученных материалов целесообразно уста-
навливать опытным путем величину скоростей витания этих ма-
териалов. Для этого их подвергают продувкам на специальных
стендах, устройство которых достаточно описано в литера-
туре’191.
Само собой разумеется, что о скорости витания можно гово-
рить только применительно к вертикальным каналам с восходя-
щим потоком. При расчетах же горизонтальных (и наклонных)
каналов следовало бы исходить из так называемых скоростей
трогания и веяния.
Скоростью трогания называют ту минимальную скорость воз-
духа (осредненную по поперечному сечению трубопровода), при
которой одиночная твердая частица, лежащая на «дне» трубо-
провода, под влиянием увеличивающегося лобового давления
воздуха сдвигается с места и начинает перемещаться по «дну»
трубы. Опыты, проведенные с крупными телами (весом 2—30 г)
неправильной формы, показывают, что при скоростях возду-
ха, равных скоростям трогания, эти тела передвигаются в трубо-
проводе, как правило, скольжением и лишь в виде очень редко-
го исключения — перекатыванием по дну трубы.
Скоростью веяния называют ту минимальную скорость воз-
духа -(также осредненную), при которой одиночное твердое тело,
введенное в воздушный поток (в трубопровод), не оседает на
дне трубы, a-транспортируется этим потоком, хотя бы и с ничтож-
но мдлой скоростью *.
К сожалению, изучение скоростей трогания и вообще усло-
вий перемещения частиц в горизонтальных воздушных потоках
проведено пока в недостаточном объеме [24, 56]. Вследствие
этого на практике величина скорости витания очень часто при-
нимается за -основу расчета также и горизонтальных трубопрово-
дов.
5? Поэтому особенный практический интерес приобретает приво-
димая в разделе 5 настоящей главы формула, предложенная
ЙИ. С. Сегалем, позволяющая выбирать расчетную скорость транс-
портирующего воздуха без предварительного определения скоро-
стей трогания и веяния.
Следует отметить, что многочисленные опыты многих экспе-
риментаторов показывают, что для пневматического транспорта
|(как и для гидротранспорта) так называемая размывающая ско-
Е- 1 Эту скорость применительно к двухфазному потоку в трубопроводе, а не
& одиночной частице, называют обычно «критической скоростью».
19
рость, т. е. скорость потока, необходимая для размывания' (сду-
вания) слоя частиц, отложившихся на дне трубопровода (изд
русла), значительно (иногда в 2—3 раза) превышаем критиче-
скую скорость. Это объясняется различием в характере обтека-
ния неподвижных и движущихся частиц, затенением с тыльной
стороны частиц и другими факторами, достаточно подробно осве-
щенными в специальной литературе [6, 33].
3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
Транспортный трубопровод является важнейшим элементом
установок пневматического транспорта. От правильности расчета
и устройства трубопровода зависят экономичность и надежность
работы всей установки.
При заданной производительности транспортирующей, уста-
новки GM кг!час внутренний диаметру трубопровода d опреде-
ляется уравнением неразрывности струи, которое может быть на-
писано в следующем виде:
3 600-0,785	= Оы,
откуда
d = 0,019 1/"— м.	(11)
у ЩР-н
При движении воздуха в трубопроводах давление его падает,
а вместе с ним соответственно уменьшается и объемный вес воз-
духа у. При изотермическом движении и неизменности диаметра
по всей длине трубопровода скорость транспортирующего возду-
ха v возрастает по длине в той же степени, в какой убывает дав-
ление воздуха; таким образом, величина «весовой скорости» оу
остается неизменной на всем протяжении трубопровода.
Проектировщик может выбирать значения скорости, а также
концентрации смеси рн в довольно широких пределах. Однако
правильный выбор этих величин в каждом конкретном случае
представляет немало трудностей, так как он должен обеспечи-
ватывозможность транспортирования заданного материала и од-
новременно удовлетворять экономическим требованиям. Из вы-
ражения (11) видно, что с увеличением расчетных значений оу
и ра уменьшается потребный диаметр транспортного трубопрово-
да, т. е. снижаются капитальные затраты и амортизационные
расходы по установке. Вместе с тем увеличение скорости и кон-
центрации, как будет показано ниже, ведет к повышению расчет-
ной потери давления в трубопроводе, т. е. к увеличению потреб-
ной мощности и расхода электроэнергии.
В трубопроводах «чистого» воздуха потери давления подсчи-
тываются по общеизвестным формулам аэродинамики.
Введем обозначения:
ртр — потеря давления от трения в кг/л2;
1 рн=Ом  О, где G — расход транспортирующего воздуха в кг!час.
20
А.е—потеря давления в местном сопротивлении в кг/м*-,
А —'коэффициент трения чистого воздуха;
Асм — коэффициент трения смеси;
С — коэффициент местного сопротивления;
I—геометрическая длина в м;
/экв— «эквивалентная» длина, заменяющая местные сопротив-
ления;
к
4Пр —приведенная длина;
^•пр “I- ^экв)
Общая потеря давления на трёние и местные сопротивления
для данного участка трубопровода равна
/7 = /7тр4-Аг.с = (х 1--4-кг!м\	(12)
\ d ) 2g
где	?
Ар^А-у"?1 кг!м'1'	(13)
ркс=^^- кг!м\	(14)
 Формулами (12), (13) обычно пользуются и при расчетах тру-
бопроводов пневматического транспорта, подставляя вместо X
величину Хсм. При этом полная потеря давления равна
 pZil =	кг;м\	(15)
Р d 2g
Потерю давления в загрузочных устройствах, разгрузителях,
фильтрах обычно вычисляют по формуле (14); некоторые опыт-
ные значения коэффициентов С приводятся ниже.
Если в выражении (15) заменить скорость v через соответ-
ствующий расход воздуха Q, то получим
P^ = CQ\	(16)
гед С — постоянная для данного трубопровода величина, кото-
рую легко определить из уравнения (15) после подста-
новки в него значения
Q
/	v =-------.
3 600-0,785 d3
Выражением (16) пользуются для построения характеристи-
ки трубопровода в координатах р—Q.
Коэффициент трения Хсм учитывает не только потери энер-
гии на трение воздуха и транспортируемых частиц о стенки тру-
бопровода, но и потери энергии на поддержание частиц во взве-
шенном состоянии в горизонтальных трубопроводах и пр.
21
При движении смесей по вертикальным и наклонным трубо-
проводам к потерям, подсчитанным по уравнению (15), следует
добавлять потери давления на подъем транспортируемого мате-
риала. Для определения этой потери введем обозначения:
Ом — секундный расход материала, отнесенный к 1 ju2 по-
перечного сечения трубопровода;
Gm = “ПРи кг]сек .и2;
у — среднее значение объемного веса воздуха на вертикаль-
ном участке в кг/м?;
hr — геодезическая высота подъема в .м;
т—длительность прохождения частиц через вертикальный
участок;
т = hr:v сек.
Потеря давления на подъем материала
Рвз = G'mt = Агурн кг/м2.	(17)
Скорость движения кусковых материалов в трубопроводах vM
всегда значительно меньше скорости транспортирующего возду-
ха v (в 1,5—2 раза и более), и поэтому применение уравнения
(17) для этих материалов приведет к значительной ошибке.
Для вертикальных трубопроводов
г'м ~	- ^ви-
Это равенство можно с некоторым допущением принять и
для наклонных трубопроводов при угле наклона их к горизонту
более 45°.
Тогда
__ Лг _ hr
vM V — vB„
и потеря давления на подъем кусковых материалов по вертикаль-
ным и наклонным трубопроводам определится уравнением
Рвз = G> = /гг-пгн—— кг/ж2.	(18)
V — г»ви
Совершенно очевидно, что частицы любого материала, имею-
щие различные размеры, а значит, и неодинаковые значения vM
и ^ви» будут проходить через вертикальный участок в различные
отрезки времени. Для расчета потерь на подъем при транспорти-
ровании полидиспероного материала необходимо вычислить сред-
невзвешенный размер частиц, определить для них скорость вита-
ния и эту скорость подставить в выражение (18).
Дробный множитель в формуле (18) всегда больше единицы;
нетрудно заметить, что этот множитель, а значит, и потери на
22
подъем быстро растут с уменьшением отношения — , что иллю-
^ВИ
етрируется следующей табличкой:
— = 2; 1,5; 1,25; 1,1
^ВИ
-^— = 2- 3;	5; Ю.
V— «ВИ
Следует напомнить, что, как видно’ из приведенных выше
формул, с уменьшением отношения — (при некотором неиз-
^ВИ
менном значении, v3K для каждого материала (и прочих неиз-
менных параметрах транспортирования) потери давления на
трение быстро падают. Такая же закономерность обнаруживает-
ся и<для потерь давления на разгон частиц (см; ниже).
На участках, следующих за местом загрузки материала в
трубопровод, где скорость материала обычно ничтожно мала (и
ее принимают равной нулю), а также на поворотах трубопровода
следует учитывать потери давления на разгон транспортируемых
частиц.
' Потери давления на разгон после колен обычно учитываются
величиной соответствующего коэффициента С или /экв и зависят
главным образом от радиуса колена и от угла поворота. Для
загрузочных устройств потеря давления на разгон частиц также
иногда включается в величину коэффициента местного сопротив-
ления этих устройств. В тех случаях, когда это не сделано, поте-
ря давления на разгон должна быть вычислена по формуле
=	кг/мг	(19)
g
(начальная скорость частиц принята равной нулю).
Для очень мелких частиц обычно принимают vM~v, т. е.
„ =	кг1М2,	(20)
У	' g
"а для кусковых материалов в вертикальных трубопроводах,
(где vM v — т/вд, соответственно
р =	кг/м2.	(21)
g v
Для горизонтальных трубопроводов можно принимать
— пве,	(22)
^де v ве—скорость веяния.
: - Тогда потеря давления в них на разгон кусковых материалов
«будет равна
Др = — pav(v — -рВе) кг/м2.	(23)
23
К1к видно из вышеизложенного, суммарная потеря давления
в трубопроводе пневматического транспорта (как для всасыва-
ющих, так и для нагнетательных систем) в общем случае выра-
жается формулой
a 2g
+ -^-рн^м кг/м2.	(24>
g
Величину и закономерность изменения коэффициента трения
Хсм в настоящее время еще нельзя считать достаточно изученны-
ми. Большинство исследователей принимает, что этот коэффи-
циент равен
=	(25>
где к — коэффициент трения воздуха, движущегося в тех же
условиях, что и рассматриваемая смесь.
При турбулентном течении в гидравлически гладких трубах
можно для определения X воспользоваться, например, форму-
лой П. К- Конакова
1.8 lg Re- 1,5,	(26}
которая справедлива в пределах
2300 < Re < 10'.
К — опытный коэффициент, зависит от очень многих фак-
торов: от вида транспортируемого материала, размера и формы
частиц, от скорости и характера движения, от крутки потока, от
диаметра трубопровода и др.
Опыты В. А. Успенского [62] с угольной пылью при концентра-
циях ри = 0,9ч-3,1, опыты 3. Э. Орловского [34, 36] с песком, шла-
ками, термозитом и горелой породой при концентрациях 0,1-нЗг
опыты И. Гастерштадта [7] с пшеницей и викой при концентра-
циях 0,9ч-15, а также опыты М. П. Калинушкина [17] с древес-
ными отходами при концентрациях 0,05 : 0,1 показали, что изме-
нение концентрации в указанных пределах существенно не вли-
яет на величину К.
Влияние диаметра транспортного трубопровода на величину
К изучено еще недостаточно. Теоретические и эксперименталь-
ные исследования Л. С. Клячко 1241, В. А. Успенского 1621,
И. С. Сегаля [511, Г. Зеглера [12] и др. показывают, что К возрас-
тает с увеличением диаметра трубопровода, однако характер свя-
зи у всех исследователей получен различный. Отсюда ясно; что
имеющийся материал еще недостаточен для обобщающих выво-
дов о влиянии величины диаметра на значение К. Исследование
этого вопроса еще должно продолжаться.
Влияние скорости воздуха на величину А изучено довольно^
широко. И. Г. Гастерштадт [7] исследовал транспортирование
24
пшеницы и вики, М. П. Калинушкин [171—опилок, стружек и тор-
фа; В. А. Успенский [621 проводил опыты с угольной пылью и
мелкой золой (0,142—0,82 мм), 3. Э. Орловский [34, 361 — с пес-
ком, шлаками 0—20 мм, горелой породой 10—40 мм и термози-
том 10—40 мм. На рис. 8 представлены результаты опытов 134,
361 со шлаками подмосковского (бурого) угля, типичные и для
других исследованных материалов.
Все перечисленные выше экспериментальные исследования
обнаружили одну и ту же закономерность изменения K=f(v),
которая представлена на рис. 8.
При сравнительно неболь-
ших скоростях величина К
убывает с Увеличением скоро-
сти воздуха; эту зону назы-
вают «областью неравномерно-
го движения» (на рис. 8, на-
пример, для кривой II эта об-
ласть ... лежит в пределах
v< 19—20 м/сек). По достиже-
нии некоторого предельного
значения скорости г>пред даль-
нейшее возрастание ее не влия-
ет на коэффициент А, величи-
на его остается неизменной;
это так называемая «область
равномерного движения» (на-
пример, на рис. 8 для кривой
II эта область лежит в преде-
лах’ ^пред, равной 23 —
24 м/сек). Между названными
двумя областями имеется еще
достаточно явно выраженная
«переходная область», в кото-
рой К также является убывающей
сколько иной закономерностью, че
Рис. 8. Зависимость коэффици-
ента К от скорости воздуха V
для шлака подмосковного угля
с размером частиц
I - 10-Н5 мм; II —5—10 мм;
---- для «чистых» трубопроводов;
—---для трубопроводов с подсти-
лающим -слоем
функцией скорости, но с не-
и в области неравномерного
движения.
Границы указанных здесь «областей» зависят от размеров,
формы и плотности частиц, а также от других факторов и могут
быть определены в каждом отдельном случае только опытным
путем.
Обширные опыты [36] показали, что в области неравномерно-
го движения различных материалов, как «в чистых» трубах, так
и при наличии в них «подстилающего слоя», т. е. отложений
транспортируемого материала на «дне» трубопровода, связь
между коэффициентом А для различных материалов и скоро-
стью воздуха v может быть представлена в виде зависимости
к = (—Г
\ V )
(27) ‘
25-
Значения полученных опйтных коэффициентов К, А и п при-
ведены ниже, в табл. 1.
Влияние гранулометрического состава, точнее — среднего
размера частиц транспортируемого материала, на величину ко-
эффициента К также изучалось [59, 36], но этих исследований
гще недостаточно, чтобы можно было сделать вполне определен-
ные и исчерпывающие выводы. Так, например, опыты В. А. Ус-
пенского показали, что с увеличением размера частиц золы с
0,142 до 0,82 мм К возрастает во всем диапазоне изученных ско-
ростей.
Совершенно иную закономерность обнаружили опыты с более
крупными кусковыми материалами [36]. Как видно из рис. 8, в
области равномерного движения (при гэ>г?пред), т. е. в области,
которая в настоящее время считается единственно приемлемой
при проектировании установок пневматического транспорта, ко-
эффициент К уменьшается с увеличением размера частиц (при
неизменных значениях скоростей и концентраций), а при умень-
шении скоростей воздуха ниже опрэд значения К для крупных
частиц больше, чем для мелких.
Эта закономерность, выявленная при лабораторных опытах
с различными материалами, хорошо согласуется с обширными
данными практических наблюдений над работой отечественных
установок пневматического шлако-золоудаления, а также пнев-
матических закладочных машин в Кузнецком бассейне и в Гер-
мании (подробнее см. [36]).
Из сказанного можно сделать вывод, что в случае примене-
ния предварительного искусственного дробления материалов
специально для пневматического транспортирования их вопрос о
выборе оптимального размера дробленых частиц не должен ре-
шаться по широко распространенному принципу «чем меньше,
тем лучше», так как этот вопрос связан и с величиной коэффи-
циента трения (как было показано выше), и с другими факто-
рами.
Имеющийся опыт позволяет предполагать, что для установок
пневматического транспорта с предварительным искусственным
дроблением материала, рассчитанных для работы в области
у>уПРед- оптимальный размер частиц составляет около 20 мм при
условии, что диаметр трубопровода равен не менее 70 мм.
Крутка потока, как показали эксперименты М. П. Калинуш-
кина, значительно влияет на величину А. Так, например, для
стружек, опилок и фрезерного торфа этот коэффициент резко
увеличивается со значения К~0,4 при плоском движении до
К~ 1,4 при винтовом.
А. Е. Смолдырев [41] сделал попытку обобщить результаты
исследований Гастерштадта, Гончаревича и Петера по опреде-
лению величины Хсм, однако предложенное им зависимости не
всегда подтверждаются другими экспериментальными исследова-
ниями [36].
26
' В настоящее время не представляется возможным предло-
жить единую методику подсчета или выбора величины-коэффи-
циента К для разных материалов и параметров низконапорных
транспортных установок’.
Приводимая ниже справочная табл. 1 с рекомендуемыми зна-
чениями К может быть использована для расчетов только тех
установок, параметры которых совпадают с указанными в таб-
лице. Приведенные в этой таблице значения К следует считать
минимальными, они применимы только для области равномер-
ного движения, т. е. при транспортировании материалов со ско-
ростями воздуха У>^пред и при 10 (за исключением п. 10).
Факторы, влияние которых учитывается величиной коэффи-
циента К, сказываются, конечно, и на величине потерь в местных
сопротивлениях. В связи с этим формула (14) в расчетах при-
меняется в виде
Рм.с = С ^-(1 + Ку^кг'м1 2.	(28)
2^-
Данные о значениях С для различных местных сопротивле-
ний приводятся в справочниках. При пользовании выражением
(28) можно принимать те же значения К, что и в смежных пря-
мых участках.
Следует, однако, иметь в виду, что расчет по формуле (28)
не может считаться в достаточной мере подтвержденным экспе-
риментами, так же как и использование тех значений «эквива-
лентных длин» для различных местных сопротивлений, которые
приведены ниже.
Типичными для всасывающих и нагнетательных схем пневма-
тического транспорта являются местные сопротивления: загру-
зочные или всасывающие устройства, разгрузители, фильтры
или иные пылеуловители, колена и отводы, тройники, двухходо-
вые переключатели. К местным сопротивлениям относится обыч-
но и потеря динамического давления на выходе.
Потерю давления в загрузочных устройствах, разгрузителях
и пылеуловителях низконапорных установок принято подсчиты-
вать по формуле (28). При расчете высоконапорных установок
потерю давления в этих элементах, как и во всех прочих, удоб-
нее вести по «эквивалентным длинам», подсчитывая
Лсм
Эквивалентную длину двухходовых переключателей, обычно
применяемых при транспортировании пылевидных материалов,
можно принимать /экв =8 м [51].
1 Для высоконапорных установок пневматического транспорта при высо-
ких концентрациях И. С. Сегалем [51] предложена обобщенная методика вы-
бора коэффициента, аналогичного коэффициенту трения, пригодная для любого
насыпного материала и для многообразных условий транспортирования. Эта
методика описана ниже.
27
Таблица 1
Сводка опытных значений коэффициентов К, А и п
№ н/н	I	Транспортируемый материал и средний размер его частиц	Объемный вес в кг/м3	Условия проведения опытов				Расчетный коэффи- циент К		Для „чис- тых* трубо- проводов		Для трубо- провода^ с подсти- лающие слоем	
			трубопровод		v в м1 се к	а в мм	для „чистых* трубопроводов	для труб с подсти- лающим слоем	А	п	А	п
1	Древесные стружки, опилки, фрезерный торф	—	Горизон- тальный	0,05—0,2	10-17	270	Плоское движение 0,4	—	—	—	—	—
2	Песок речной до 0,5 мм			я	0,1—3	11—28	150	Винтовое движение 1,4 0,5	0,9	16,7	4	18,8	4
3	Шлак антрацитовый 0—10 мм		940	»	0,1—3	12—29	150	0,3	0,8	18,2	3	22,2	3
	То же, 10—15 мм . .	940	я	0,1—3	11—27	150	0,5	0,9	20,2	3	24,4	3
4	Шлак подмосковного угля 5—10 мм ....	1 100—1 600	»	0,1—3	13—27	150	0,4	1.2'	18,2	3	24,6	3
	То же, 10—15 мм . .	1 100—1 600	»	0,1—3	13—27	150	0,3	0,5	19,3	4	22	4
5	Термозит 10—20 мм .	950—2 000	я	0,1—3	13—29	150	0,4	1,1	—	—	—	—*:
	То же 20—40 мм . .	950—2 000	»	0,1—3	13—29	150	0,15	0,45	17,8	3	26,3	2
Продолжение табл, Z,
1	li/и	Транспортируемый материал и средний размер его частиц	Объемный вес в кг/м3	Условия проведения опытов				Расчетный коэффи- циент Я		Для „чис- тых* трубо- проводов		Для трубо- проводов с подсти- лающим слоем	
			трубопровод		v в м/сек	d в мм	для „чистых* трубопроводов	ДЛЯ Труб с подсти- лающим слоем	А	п	А	п
6	Горелая порода 10—20 мм		1 500—2 500	Горизон-	0,1—3	/ 13—29	150	0,9	1.6								
			тальный									
	То же, 20—40 мм . .	1 500—2 500	я 	0,1—3	13—29	150	0,25	1,05	23	3	32	2
7	Цемент, гипс, тонко- молотая известь ....	—	—	—	10—30	—	0,5	—	—	—	—	—
8	Угольная пыль любая	900—1 600	Все случаи	<1	14—30	—	1	—	—	—	—	—
	То же, бурого угля 0,105 мм . 			900—1 200	Горизон-	0,9—3,1	14—30	41	0,1	—	—	—	—	
			тальный									
9	Зола угольная ....	173т/мЗ	—	<10	20—40	—	0,8 :тз	—	—	—	—	—-W
	То же, 0,14—0,82 мм	—	Г оризон- тальный	—	12—32	30—41	0,25—1,12	—	—	—	—	
10	Глинистые сланцы и песчаники 20—80 мм .	2 400—2 600	Горизон- тальный и	15—25	180—110 (40—80	150—200	1	0,05 (0,12—0,05	—	—	—	—	,—
			наклонный									
Примечание. № 1 — по опытам М. П. Калинушкииа [171; № 2—6— опытам 3. Э. Орловского [34, 36]; № 7 — по различным литератур-
ным данным- № 8 — верхняя строка — по «Нормам расчета и проектирования пылеприготовительных установок»,	ЦКТИ—ВТИ. Госэнерго-
издат, М.-Л. 1958: нижняя строка - по опытам В. А. Успенского [627; № 9 - верхняя строка — iiq «Руководящим указаниям» Уралсибэнерго.
чермета; нижняя строка — по опытам В. А. Успенского [62]; (К возрастает с увеличением размера частиц и диаметра трубы); № 10 по
ср Смолдыреву [521.
Эквивалентные длины чугунных и стальных колен круглого
сечения с углом поворота ср = 90° можно принимать по табл. 2
в зависимости от вйда транспортируемого материала и от отно-
шения радиуса колена 7? к диаметру трубы d. При иных значе-
ниях <рследует к величине /экв вводить поправочный множитель-
М по табл. 3; составленной нами на основании литературных
данных [13].
Таблица 2"
Значение длин 1ЭКВ эквивалентных коленам (<р =90°) [51]
Вид материала	^экв В М ПРИ различных 7?/сГ			
	4	6	10	20
Пылевидный 	•	 Зерновой однородный 	 Мелкокусковой неоднородный 	 Крупнокусковой неоднородный 		1111 QO	5—10 8—10	6—10 12—16 28—35 60—80	8—10 16—20 38—45 70—90
Таблица 3
Поправочный множитель М к /экв
ч>°	15	30	45	-i		80
				60	70	
М	0,15	0,2	0,35	0,55	0,7	0,9
Для уменьшения интенсивности истирания колен применяют-
ся различные (описанные ниже) износоустойчивые конструкции,
однако значения 1Экв для них изучены пока недостаточно.
Потеря динамического давления на выходном конце трубо-
проводов высоконапорных установок, транспортирующих куско-
вые материалы непосредственно в штабель, бункер или простей-
ший разгрузитель, может достигать величины 0,5 атм. Эту по-
терю можно учитывать в расчетах по формуле [53]
Лых = -7вЬ'Х-?(1 + 0,64Ин) 10-* атм.'	(29)
2g
Здесь т>вых и 7ВЫХ—скорость в м!сек и объемный вес воздуха
в кг/м? в выходном конце трубопровода.
4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ БОЛЬШИХ
ПЕРЕПАДАХ ДАВЛЕНИЯ
Уравнения (12), (13), (15), (24) не учитывают работу расши-
рения газа в трубопроводе и поэтому ими можно пользоваться
только для низконапорных всасывающих и нагнетательных си-
стем пневматического транспорта, в которых общая потеря дав-
ления не превышает 5 000 кг/м.2 (0,5 атм).
30
В высоконапорных (нагнетательных) системах, .где потеря'
давления составляет 2-—5 атм, пренебрежение работой расшире-
ния воздуха в транспортном трубопроводе может привести к
весьма серьезным ошибкам, т. е. к значительному преувеличению
расчетной величины падения давления Др' и потребного началь-
ного давления р' по сравнению с действительным перепадом Д/?
и необходимым давлением Рь
Для учета работы расширения газа в трубопроводе можно
воспользоваться уравнениями прикладной газовой динамики [651.
Изменение количества движения газа определяется выражением
vdv = — ——X — dx.‘	(30)
Р 2d	'
Если пренебречь ничтожно малыми силами инерции газа, то
выражение (30) для установившегося изотермического течения
газа в трубе после некоторых преобразований и интегрирования
может быть приведено к виду
pS-^ = 4,88 7Ynp	(31)
откуда
рх =<	/?2 + 4,88 Ткг/м'2.	(32)
Здесь Pi и р2 — абсолютные давления в начале и конце трубо-
провода (участка) в кг/м2-,
G — расход газа в кг!сек-,
Т — абсолютная температура газа в трубе.
Формула (32) может быть написана в виде
т/^ + З-Ю-8^ — /—— 'fama.	(33)
'	|/	2	р d \0,785<?7
Уравнением (32) или (33) следует пользоваться при расче-
те трубопроводов для чистого воздуха с большими перепадами
давления, ведя расчет от конечной точки (с заданным давлени-
ем р2) к началу трубопровода.
Некоторые авторы пользуются . уравнениями (12) также и
для систем с большим перепадом давления (до 4 атм), учитывая
при этом изменение о и у по длине трубопровода (от уменьше-
ния давления) путем введения в расчет их средних значений. Та-
кой метод расчета ближе к изложенному выше, но и он дает
значительное преувеличение расчетного падения давления.
На рис. 9 показано фиктивное распределение давлений р'в
прямой трубе, подсчитанное без учёта расширения газа в трубе,
а также линия истинного падения давления р, имеющая вид па-
раболы, вершина которой находится на оси абсцисс на расстоя-
нии x=Lnp от начала координат. Из выражения (32) можно по-
лучить уравнение этой параболы
р = V 2/(Znp-x').	(34)
31
Здесь фокальнвш параметр параболы
/=2,44кГО24/-8>
(35)
Рис. 9. Изменение давления
р и скорости газа v по дли-
не трубопровода
Из уравнений (34) и (35) видно, что с увеличением диаметра
при прочих неизменных параметрах парабола, изображающая
падение давления в трубопроводах, получается более пологой.
, Концевой участок трубопровода, в котором давление прибли-
жается к 1 ата, является наиболее невыгодным в гидравлическом
отношении, так как давление в нем падает очень быстро и одно-
временно значительно возрастает
скорость (см. рис. 9).
Распределение давлений и ско-
ростей по длине трубопроводов вы-
соконапорных установок пневмати-
ческого транспорта может быть в
некоторых случаях значительно
улучшено за счет применения сту-
пенчатого увеличения диаметра
транспортного трубопровода по его
длине [34].
Выражение (31) применяют и
при расчетах потери давления
в трубопроводах пневматического транспорта, внося соответст-
вующую поправку на величину коэффициента трения, т. е. заме-
няя к на ксм; это равнозначно условной замене транспортиру-
ющего воздуха, движущегося изотермически в трубопроводе,
другим, условным газом, обладающим тем же объемом, плотно-
стью и скоростью движения, что и воздух, но иным коэффициен-
том трения1. Действительно, если предварительный расчет пока-
зал, что на всем протяжении трубопровода скорость воздуха
у>упРед< то. как видно из приведенных выше графиков, /(=const,
и, следовательно, Хсм, определяемое равенством (25), также по-
стоянно по всей длине. При этом условии интегрирование урав-
нения (30) приводит к выражению (31) с коэффициентом Хсм
вместо X. Следовательно, при и>гпред и рн<10 выражениями (32)
и (33) можно пользоваться и для трубопроводов высоконапор-
ного пневматического транспорта, заменив в них X коэффициен-
том трения двухфазного потока Хсм.
В необходимых случаях к подсчитанному значению рх следу-
ет добавлять величину потерь давления на взвешивание частиц,
подсчитанную по уравнению (18), а также потерю на разгон час-
тиц за загрузочным устройством, определяемую выражениями
1 Объем, занимаемый транспортируемым материалом в трубопроводах,
обычно ничтожно мал по сравнению с объемом несущего воздуха.
-32
(20), (21) и (23), если эта потеря не была включена в величину
коэффициента местного сопротивления загрузочного устройства,
т. е. не вошла в Lnp.
Таким образом, при о>опред, т. е. когда Хсм = const по всей
длине трубопровода, на основе уравнения (33) можно считать
Pi—l/-1 + 3-10-8TZnp^(oT)2 + pB3+рр10~4 ата. (36)
‘Здесь р2 принято равным 1 ата;
я?—весовая скорость воздуха в трубе в кг/сек м2-,
1	0,785	’
В ряде случаев может оказаться, что в головной части или
даже по всей длине трубопровода скорость воздуха о<опред, т. е-
значения К и Хсм переменны. Если принять на основе описанных
выше опытов К = (—'Г, то интегрирование выражения (30) в
\ v /
общем виде, т .е. при любом значении п, невозможно Найден-
ные частные решения при п = 2 и п=4 довольно сложны матема-
тически и, кроме того, не могут удовлетворить всех потребностей
практики.
Поэтому для вычисления потребного начального давления
воздуха Pi в трубопроводах высоконапорного пневматического
транспорта с переменными по длине значениями Д' и Хсм мож-
но порекомендовать излагаемый ниже метод последовательных
приближений.
Если предварительный прикидочный расчет изменения ско-
ростей показал, что по всей длине трубопровода будут иметь ме-
сто скорости о<УПред, то из сказанного выше о зависимости меж-
ду величинами К hv должно следовать, что изменение коэффи-
циента К по длине того же трубопровода будет выглядеть так,
как показано на рис. 10 слева.
Вычислим среднее значение 7(ср в общем виде, приняв на
основе упомянутых выше опытов [36] зависимость
/С = Д1‘Ц~Л,
где п и Ai=An — опытные величины (см. табл. 1), свойственные
каждому определенному транспортируемому материалу при
концентрации смеси <рн<30.
Из рис. 10 имеем
пл, ЬВСс = J Kdv,
V1
откуда после подстановки вышеприведенного значения К и ин-
щ
тегрирования получаем
„ пл. ЬВСс д
СР ,1  «>.	1 (п—l)(v3—v4)
(37)
у2 — V,
1 По этому вопросу см. (36].
3—396
33
Весьма возможно и такое распределение скоростей в трубо-
проводе, как показано на рис. 10 (справа), когда на некоторой
длине его 1\ величина Ki переменна, а на остальной его длине /2
К2 неизменна.
Очевидно, что для участка длиной значение /Лср можно
вычислить по уравнению (37), а среднее значение Лср для все-
го трубопровода будет
vl ^пред
1 1 (П—IX^npea—2
Лср” “ МЛ
(38>
Отметим, что для практического использования уравнений
(37) и (38) несомненно требуется знание опытных величин А, п,
^2 И ^пред*
Таким образом, предлагаемый метод последовательного при-
ближения для вычисления потребного начального давления воз-
духа pi сводится к следующему.
Зная скорость витания материала, подлежащего транспорти-
рованию, выбираем, как обычно, концентрацию ун и начальную
скорость воздуха в трубопроводе Vi. Задаемся ориентировочно
величиной начального давления воздуха р. Зная (по опытным
данным) величину предельной скорости ипред, выше которой
/C=const, определяем по уравнению изотермического движения
давление воздуха Рпр , соответствующее точке трубопровода, где
0=упРед- После этого определяем длины участков трубопровода
z’i, на котором Ki переменно, и /2, на котором Л2 постоянно. Вы-
брав (по опытным данным) значения А, п и /С2, определяем по
формуле (38) /<ср и затем — по выражению (33)—рь
Если полученная расчетом величина давления р отличается
от предварительно принятой не более чем на ±0,5 атм, то на
этом расчет и заканчивается; в противном же случае следует
34
задаться новым (полученным) значением рх и .проделать вновь
весь расчет.
Практическое пользование предлагаемым методом последо-
вательного приближения легче всего разобрать на приводимом
ниже примере расчета.-
Пример 2. Требуется рассчитать установку Для пневматического
транспортирования горелой породы производительностью 25 м3/час (GM—
= 16 кг/сек)-, размер кусков породы 20—40 мм; общая приведенная длина
трубопровода ДПр = 300 м; температура воздуха Т=283°К.
Принимаем начальную скорость воздуха в трубопроводе nt=15 м/сек,
и ориентировочное давление в этой точке pi = 5 ата; давление воздуха в кон-
це трубы рг~ 1,04 ата; коэффициент трения воздуха А =0,02; концентрация
р-и =10. Предполагая, что головная часть трубопровода длиной /( будет рабо-
тать с переменным значением К, принимаем для нее по приведенной выше
табл. 1 Л = 32 и п = 2, а для остальной части трубопровода длиной /2 — из той
же табл. 1—/<2=0,25.
Объемный вес воздуха в начале трубопровода приближенно равен
273
П = 1,293-5 — = 6,24 кг/м*.
1	283
Расход воздуха
Q = QM : рн = 16:10 = 1,6 кг/сек,
или	f
Q= 1,6:6,24 = 0,26 м^сек.
Диаметр трубопровода
--------= 1/ -----------и 0,15 .и.
0,785 ц, |/ 0,785-15
Из экспериментов [36] известно, что предельная скорость,
выше которой K=const, равна с’1;рид = 34 м/сек. Этой скорости в
рассчитываемом трубопроводе соответствует некоторое давление
Дпр, величину которого легко найти из уравнения изотермиче-
ского движения воздуха в трубе
ДпрДпкд = Pl'Vv
откуда
/?пр == 5 • 15 :34 = 2,2 ата.
Для определения длины /2, на протяжении которой давление
падает от рпр до р2, воспользуемся выражением (33), из которо-
го находим
,	(Х;р—р1)</5-°,7852-108	(2,22— 1,042)0,155.0,62-108
г 9   ---------------1---- -- -------------------------- - 110 М»
2XC,,7'Q3	3(3,5-0,02)283-1,62
Здесь
Хсм = (1 + 0,25-10)г0,02 = 3,5-0,02.
= 300 - 115 = 185 М-, Д, = Ап = 322 = 1 024.
3*	35
По уравнению (38)
1 _1_
1 024-185—---^--}-0,25-115
К =-----------34—15------------ = j 34
А ср	300
Х'р = 0,02 (1 4- 1,34  10) = 0,29.
По уравнению (33)
= V 1,042 + 3- 1U-8-300-0,29-283-1,62-1,272-0.15~5 = 4,9 ата.
Результат расчета хорошо совпал с предварительно принятым
значением р-, но если -бы этого не случилось, то следовало бы
задаться новой величиной р| и повторить снова весь проделанный
расчет. Практика показывает, что со второго, максимум — с
третьего приближения всегда можно добиться совпадения рас-
четной величины потребного начального давления с предвари-
тельно принятым его значением.
В настоящее время многие установки пневматического транс-
порта работают с очень высокими концентрациями (до 100 и бо-
лее). Выше уже было указано, что при р.н >10 нельзя пренебре-
гать влиянием концентрации на величину коэффициента К и, сле-
довательно, на Хсм, но это влияние изучено пока еще недоста-
точно, а поэтому пользоваться выражением (36) для расчетов
при Р-нне рекомендуется.
И. С. Сегаль [511 на основе теоретических и эксперименталь-
ных исследований предложил нижеследующую формулу для оп-
ределения потребного начального давления воздуха в транс-
портном трубопроводе, учитывающую потери давления от тре-
ния и местных сопротивлений и пригодную для любых концен-
траций смеси при р-н>10:
для нагнетательных систем
р)н = ф 1 4- ps ата\
(39)
36
для всасывающих систем
р1в = 1^1 — PS ата.	(40)
В формулах (39) и (40) давление в конце нагнетательного и
в начале всасывающего трубопроводов принято равным 1 ата\
(3 — опытный коэффициент, зависящий от величины S и опреде-
ляемый для нагнетательных систем по графику рис. 11. Для вса-
сывающих, обычно коротких, систем |3 принято постоянным:
3=0,15 - 10-6;
При пользовании формулами (39) и (40) потери давления
на взвешивание и разгон частиц должны учитываться дополни-
тельно, как было показано выше. Отсюда окончательно:
Z’iк = 14-PS+ (рВз+Др)ата-,	(42)
Ав = /1 -Р5+(раз4-рр)10-4 ата.	(43)
5 ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
И СКОРОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ
4
Выше уже было указано: от правильного выбора величин рн
и v в значительной,степени зависят надежность и экономичность
работы установки.
Для ориентировочных расчетов нагнетательных и всасываю-
щих установок можно при выборе jj.h пользоваться графиками
рис. 12, составленными И. С. Сегалем на основе обработки ряда
экспериментальных и эксплуатационных данных 151]. По эконо-
рис. 12. Графики для выбора весовой концентрации р-н в зависимости от
приведенной длины трубопровода ЬПр
а— для сыпучих материалов: /— для сухих, легкосыпучих материалов с большим удель-
ным весом (Т'м =2,54-3,2 т/л(3); // — для материалов с меньшим удельным весом
(VM = 1,84-2,5 т/мЗ), повышенной влажности, сильно абразивных; б — для зернистых
материалов
37
мическим и иным соображениям в процессе дальнейших расче-
тов возможны отступления от выбранного по графику значения.
о.н . Например, во всасывающих и низконапорных нагнетатель-
ных установках (с перепадом давления до 0,5 атм) ограничен-
ность рабочего давления может заставить в конце расчета сни-
зить предварительно принятую величину концентрации.
Для выбора расчетной величины скорости воздуха v в низко-
напорных установках при невысоких концентрациях (р-в<10)
современная теория пневматического транспорта не дает надеж-
ных обобщающих формул. Общепризнано, что скорость воздуха
как в вертикальных, так и в горизонтальных трубопроводах
должна превышать скорость витания уви самых крупных частиц
из числа транспортируемых. Однако рекомендации авторов ио
выбору величины отношения у/уви весьма (разноречивы.
Учитывая отмеченное выше, в разделе 2, наличие «запаса»
в расчетных величинах скорости витания, мы полагаем, что для
вертикальных трубопроводов низконапорных установок, а также
для горизонтальных трубопроводов, проектируемых с подстила-
ющим слоем', отношение у/ови должно равняться 1,1 —1,2, а для
горизонтальных линий без подстилающего слоя—1,3—1,4.
Новизна вопроса о проектировании установок с подстилаю-
щим слоем, а также условность применения понятия и величины
скорости витания к горизонтальным трубопроводам (о чем было
сказано выше) могут в некоторых случаях привести к тому, что
для создания стабильного- подстилающего слоя в трубопроводе
в процессе наладочных испытаний установки придется снизить
скорости воздуха против указанных выше значений.
Расчетную скорость транспортирующего воздуха v для высо-
конапорных установок на вертикальных или горизонтальных
участках -с давлением, близким к атмосферному, т. е. на выпуске
в нагнетательных системах и у загрузочного устройства — во
всасывающих можно для «чистых» трубопроводов без подсти-
лающего слоя), рассчитываемых на работу пр'и рн >10, опреде-
лять по уравнению [54]
v= ajf т'м -f- В£пР и!сек,	(44)
Таблица 4 где а — коэффици-
Значения коэффициента а			ент, учи- тывающий
			
Род материала	Размер частиц в мм	а	крупность частиц
			транспор-
Пылевидный 	 Зернистый однородный . . . Мелкокусковой	,	... Среднекусковой	,	...	0—1 1—10 10—20 40—80	10—16 16—20 20—22 22—25	тируемого материала (табл. 4); Тм'~ Удельный
			вес -материала в г/ж3;
1 О подстилающем слое см. ниже.			
38
Л — коэффициент, завйсящий от характера транспортируе-
мого материала;,
В = (2 -? 5) 10-\
причем меньшие значения следует принимать для сухих пыле-
видных материалов.
Для установок, имеющих/.пр<100 м, вторым слагаемым пра-
вой части уравнения (44) можно пренебречь ввиду его незначи-
тельности.
Выбрав значения и V, можно по заданной производитель-
ности установки GM кг/час определить потребный расход воз-
духа;
О =	'• Р-н кг/час
и диаметр трубопровода по формуле (11).
Приняв ближайший стандартный диаметр трубы, уточняют
значения у, рн и G.
Пример 3. Рассчитать установку нагнетательного типа, предназначен-
ную для пневматического транспортирования цемента на строительстве со
склада на бетонный завод. Задано: производительность устройства Ом=
= 50 т/час; удельный вес цемента уи' =3,2 т/м?; приведенная длина трубо-
провода Цпр=250 м, в том числе вертикальный участок Лг=25 м.
1. Определяем скорость транспортирующего воздуха по уравнению (44):
v = а	12/ЗД Д-З-10—5-2503 =23,5 м/сек.
2. По опытной кривой I графика зависимости р.„ от Цпр (рис. 12,а)
определяем весовую концентрацию смеси ^=35.
3. Внутренний диаметр трубопровода по уравнению (11) при «стан-
дартном» воздухе (7 = 1,2 кг/м3)
а = 0,019 1 /'-^- = 0,019 1 f —---------- —0,135 м.
|/ m ‘ |/ 23,5-1,2-35
По ГОСТ 301-53 подбираем стальную бесшовную трубу ближайшего
размера с внутренним диаметром 136 мм н наружным— 146 мм.
4. Потребный расход воздуха
Q = 0,785cflv =0,785-0,1362-23,5 = 0,33 м*/сек.
5. Потребное давлейне воздуха р, в начальной точке транспортного
Для определения его предварительно найдем вспомогатель-
S по уравнению
S — L
находим значение
трубопровода,
ную величину
(41):
= 250
35-23,52
0,136
коэффициента 3 =0,25- 106 (см. рис. 11).
3,6-Ю6,
а затем по S
Пользуясь выражениями (42) и (17), определяем
у 1 4-	р-н- 10~4 = /1 4- 0,25-36 + 25-1,8-35-10“* « 3,5 ата.
Здесь у-=1,8 кг/м3 — примерный средний объемный вес воздуха на
вертикальном участке трубопровода.
6. Потребная производительность компрессора (при атмосферном дав-
лении) с учетом 10% утечек воздуха
Q = 0,33-1,1 -60 х 22 -м^/мин.
Принимая потерю давления в форсунках загрузочного устройства в
,20% от pi и в воздухопроводе — 0.3 атм, получаем потребное давление
сжатого воздуха у компрессора
рк = 3,5-1,2-{- 0,3=4,5 ата = 3,5 ати.
39
•I ' "	‘	~	’’ л	, .	.. ’	'	' ' ~
& БОРЬБА С ИСТИРАНИЕМ ТРУБОПРОВОДОВ
Многочисленные лабораторные опыты различных исследова-
телей [17, 32, 56, 59 и др.] показали, что при тех скоростях, кото-
рые обычно применяются в современных пневматических уста-
новках высокого давления, подавляющая часть транспортируе-
мого материала передвигается по «дну» (горизонтальных) тру-
бопроводов. При этом перемещение материала по «дну» приво-
дит к истиранию горизонтальных трубопроводов пневматическо-
го (как и гидравлического) транспорта преимущественно вдоль
их нижней образующей на протяжении примерно 20—25% дли-
ны окружности, что подтверждается длительными и обширными-
эксплуатационными наблюдениями над очень многими установ-
ками.
Стандартные стальные трубы с нормальной толщиной стенок
протираются насквозь на прямых горизонтальных участках за
время от 1—2 месяцев до 2—3 лет и более, в зависимости от
степени абразивности транспортируемого материала, от концен-
трации, скорости и особенностей движения потока. Срок исти-
рания вертикальных прямых участков трубопроводов при таких,
же параметрах транспортирования больше, чем горизонтальных,
что объясняется лучшим, т. е. более равномерным, распределе-
нием материала в поперечном сечении трубы.
Срок службы горизонтальных трубопроводов может быть
увеличен в 2—3 раза за счет поворачивания их (в соответствую-
щие сроки) вокруг продольной оси на 120°, что и применяется
обычно в установках пневматического (как и гидравлического)
транспорта.
Наиболее быстро изнашиваются колена и другие места изги-
ба трубопроводов, а поэтому для защиты их.и увеличения срока
службы применяется целый ряд мероприятий, преимущественно
конструктивных, описанных ниже.
Существуют различные способы увеличения срока службы
трубопроводов (не считая такого невыгодногоу как увеличение
толщины стенок труб), в частности применение износоустойчи-
вых материалов. Например, молибденовая сталь, по опытам
НКТИ [30], имеет относительную истираемость на 20% меньше,
чем углеродистая и хромомолибденовая стали, однако, по эконо-
мическим соображениям нельзя в настоящее время считать оп-
равданным применение труб из молибденовой стали для устано-
вок пневматического транспорта.
В некоторых странах, например в Чехословакии, для транс-
портирования муки довольно широко применяются стеклянные-
трубопроводы, однако в отечественной практике по ряду при-
чин такие трубы почти совершенно не применяются в пневмати-
ческом транспорте, и их сопротивление истиранию у нас еще не
изучено.
Трубопроводы из отбеленного чугуна широко применяются-
в установках пневматического транспорта в США, однако вопрос-
40
об ихустойчивости против истирания следует считать спорным..
Так, по некоторым отечественным н зарубежным данным, отно-
сительное истирание чугунных труб примерно вдвое меньше, чем
у стальных, а по опытам ЦКТИ [30], отбеленный чугун имеет
истираемость в 3,4 раза больше, а серый чугун — в 4,7 раза боль-
ше, чем углеродистая сталь. К этому следует добавить, что вслед-
ствие большого количества фланцевых соединений монтаж чу-
гунных трубопроводов сложнее и дороже, чем стальных сварных,
а эксплуатация — значительно менее, надежна. Поэтому чугун-
ные трубы в отечественных установках пневматического транс-
порта имеют весьма малое распространение, и применение их
следует считать неоправданным.
Для увеличения срока службы трубопроводов иногда приме-
няется индукционная закалка внутренней поверхности труб, а
также внутренняя обкладка их (армирование) литым диабазом,,
базальтом, износоустойчивой эмалью и тому подобными мате-
риалами, хорошо сопротивляющимися истиранию и ударам. Од-
нако применение таких вкладышей возможно только в трубах
сравнитедрно большого диаметра; монтаж их и особенно замена
довольно сложны; обкладка изнутри стальных труб требует уве-
личения их диаметра по сравнению с расчетным. При транспор-
тировании золы и шлаков из-под котлов и топок температура
стенок трубопроводов может достигать 300°; при такой темпе-
ратуре базальтовые вкладыши растрескиваются. Массовое за-
водское изготовление подобных вкладышей в Советском Союзе
не организовано, и распространения они в наших установках
пневматического транспорта пока не получили.
В 1951 г. 3. Э. Орловским [35] было предложено для защиты
горизонтальных трубопроводов пневматического транспорта от
быстрого истирания проектировать и эксплуатировать их таким
образом, чтобы на «дне» труб создавался и сохранялся «подсти-
лающий слой» (подобно тому, как в гидротранспорте применяет-
ся— с теми же целями — преднамеренное частичное заиливание
пульпроводов). При толщине защитного подстилающего слоя
0, Id длина закрываемой им дуги в «донной» части трубы состав-
ляет 22% от всего периметра, а при толщине его 0,2d— 30%. Та-
ким образом, подстилающий слой толщиной (0,l-:-0,2)d позво-
ляет в наиболее интенсивно истираемой части трубопровода за-
менить трение транспортируемого материала по стенке трубы
трением материала по материалу. Целесообразность такой заме-
ны, с точки зрения увеличения срока службы трубопровода, тем
больше, чем выше абразивность транспортируемого материала.
Для создания (в горизонтальных) трубопроводах устойчиво-
го подстилающего слоя необходимо при проектировании прини-
мать значительно меньшие скорости и большие концентрации,
чем это принято в настоящее время. При скоростях, близких к
«критическим», происходит выпадение материала из потока и
оседание его неподвижным слоем на «дне» трубопровода. Боять-
ся такого выпадения частиц несхватывающегося (неслеживаю-
41-
щегося) материала в правильно рассчитанной установке не сле-
дует, так как трубопроводы пневматического транспорта (как и
гидравлического) обладают свойством саморегулирования: при
появлении слоя неподвижного материала на «дне» трубы ско-
рость воздуха в оставшейся (суженной) части поперечного сече-
ния автоматически возрастает до величины, обеспечивающей
транспортирование материала по трубопроводу.
Описанное возрастание скорости потока, а также значитель-
ное увеличение шероховатости «дна», вызываемые появлением
подстилающего слоя, должны быть заранее учтены при расчете
сопротивлений трубопровода и подборе воздуходувной машины,
что является основной предпосылкой для надежной работы уста-
новки.
Возможность создания стабильного подстилающего слоя в
трубопроводе низконапорной установки проверена многочислен-
ными лабораторными опытами [34, 36], а также независимо от
них — на нескольких производственных установках. На москов-
ском заводе «Борец» работают две установки для пневматиче-
ского транспорта формовочной земли и одна —для песка; на По-
дольском заводе тяжелого машиностроения — для транспорта
песка. Все эти установки эксплуатируются в течение двух и бо-
лее лет с подстилающим слоем в трубопроводе, и за этот срок в
нем не было обнаружено никаких следов истирания1.
Как уже отмечалось, в трубопроводах высоконапорных уста-
новок возрастание скорости воздуха по длине трубопровода
(вследствие падения давления и расширения воздуха) может
быть весьма значительным, что создает опасность сдувания
подстилающего слоя именно в той части трубопровода, где он
больше всего нужен. Однако выше указывалось, что для «раз-
дувания» слоя, лежащего на «дне» трубы, т. е. для подъема
частиц из неподвижного слоя, нужно иметь скорость воздуха,
значительно превышающую ту скорость, при которой эти части- -
цы выпадают из потока.
Ступенчатое увеличение диаметра трубопровода по длине
его позволяет значительно уменьшить скорости воздуха в трубо-
проводе [36], что при правильном конструировании и аэродина-
мическом расчете трубопровода будет способствовать сохране-
нию в нем (по всей длине) защитного подстилающего слоя.
Для решения вопроса о целесообразности применения под-
стилающего слоя в трубопроводах пневматического транспорта,
весьма существенным является влияние этого мероприятия на
экономичность установок.
Из приведенной выше табл. 1 видно, что опытный коэффи-
циент К для труб с подстилающим слоем значительно выше, чем
для «чистых» труб, в которых транспортируется тот же матери-
ал, при тех же скоростях и концентрациях. Однако этого недо-
статочно для суждения об экономичности.
1 По сообщению Московского института охраны труда.
42
Трубопроводы с подстилающим слоем должны проектиро-
ваться, а также и эксплуатироваться для значительно меньших
скоростей воздуха и больших концентраций, чем «чистые» трубо-
проводы. Из уравнений (15), (28) и приводимых ниже (см. гл. II)
формул видно, что мощность N, потребляемая вентилятором или
другой воздуходувной машиной, создающей давление или разре-
жение меньше 0,5 кг/см2, прямо пропорциональна кубу скорости
v и коэффициенту a== 1
Мощность привода N любой воздуходувной машины при дав-
лении сжатия больше 0,5 кг/см2 определяется логарифмическим
выражением и также зависит от v
Трубопроводы с подстилаю-
щим слоем проектируются и ра-
ботают при значениях у, мень-
ших, а р-н — больших, чем «чис-
тые» трубопроводы; значения К у
«чистых» труб также меньше,
следовательно, для труб с подсти-
лающим слоем расчетная величи-
на v, влияющая на потребляемую
мощность N, меньше, а коэффи-
циент а больше,- чем для «чис-
тых» труб.
Таким образом, при переходе
от «чистых» труб к трубопрово-
дам с подстилающим слоем мощ-
ность N, или, иначе говоря, рас-
ход электроэнергии, может либо
возрастать, либо убывать, в за-
висимости от того, насколько
уменьшено v и увеличено рн, а
также насколько круто возра-
стает кривая значений К при
уменьшении v (см. рис. 8). Зави-
симость К. от v, как уже было от-
мечено выше, весьма разнообразна
Теоретическое исследование данного вопроса [34] показало
большое разнообразие закономерности изменения N при умень-
нении v и соответствующем увеличении рн в трубопроводах с
подстилающим слоем.
и а, но в меньшей степени.
потребляе-
мощности
диаметре
скорости
Рис. 13. Изменение
мой компрессором
N при постоянном
трубы, снижении
транспортирования v (м/сек) и
соответствующем увеличении
концентрации р-н
1 — шлак антрацитовый 0—10 мм;
2 — песок речной: 3 — шлак под-
московного угля 5—10 мм; 4 — тер-
мозит 10—20 мм
для различных материалов.
На рис. 13 представлены частично результаты расчетов, про-
изведенных для конкретной установки с подстилающим слоем в
трубопроводе при L„p =1 000 м, 7=293° К, </=0,1 м, X = 0,016,
P2=ara.
За 100°/о принят для сравнения расход энергии (мощность)
при транспортировании материалов по «чистым» трубопроводам
при скорости воздуха 28 м/'сек и концентрации рн=4. В этих
расчетах зависимость /< от о принята по формуле (27) и табл. 1.
43
Из рис. 13 видно, что для некоторых исследованных материа-
ле® (щлак антрацитовый, песок) снижение расчетной скорости
транспортирования и повышение концентрации при переходе йа
работу с подстилающим слоем (при неизменном диаметре трубо-
провода и производительности установки) приводит к экономии
электроэнергии, а для других, как, например, термозита и шлака
подмосковного угля, кривые N—v показывают перерасход энер-
гии при некоторых значениях v. Однако и эти кривые могут
быть снижены до значений Af<lOO°/o путем увеличения диаметра
труб на один размер.
Величины изменения N, показанные на рис. 13, не имеют
обобщенного значения: при других параметрах установки и дру-
гих материалах величина N, разумеется, изменяется, однако
общий характер кривых сохраняется. Для вентиляторных уста-*
новок характер изменения N резко отличается от показанного^
на рис. 13 [34].
Увеличение расчетного диаметра труб на один размер, кото-
рое в некоторых случаях может оказаться необходимым для со-
здания стабильного подстилающего слоя (или для уменьшения
расхода электроэнергии), вызовет некоторое увеличение капи-
тальных затрат, однако, как показывают расчеты и имеющий-
ся опыт эксплуатации, эти затраты окупаются за счет значи-
тельного увеличения срока службы труб.
По опытным данным ЦКТЙ, абразивный износ труб пропор-
ционален третьей степени скорости запыленного газового потока
[30]. Таким образом, при применении трубопроводов с подсти-
лающим слоем значительное уменьшение истирания их будет
происходить как вследствие уменьшения скорости транспортиро-
вания по всей длине, так и за счет защиты наиболее подвержен-
ной износу части периметра труб лежащим в них слоем ма-
териала.
В некоторых случаях при проектировании можно допустить
и такое снижение расчетных скоростей транспортирования, кото-
рое вызывает некоторое увеличение количества потребляемой
энергии, но тогда необходимо сопоставлять расчетом абсо-
лютную стоимость перерасходованной энергии с величиной
уменьшения амортизационных расходов по трубопроводам.
Глава II
ВОЗДУХОДУВНЫЕ МАШИНЫ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗДУХОДУВНЫХ МАШИН
Роль воздуходувных машин в установках пневматического
транспорта очень велика. От правильного выбора их зависит
экономичность и надежность эксплуатации всей системы.
Экономичность эксплуатации обеспечивается высоким к. п. д.
воздуходувной машины и совершенством регулирования, а на-
Рис. 14. Схема классификации воздуходувных машин по прин-
ципу их действия
дежность— простотой и прочностью конструкции машины, удоб-
ством регулирования. Последнее обстоятельство особенно суще-
ственно, так как режим эксплуатации систем пневматического
транспорта обычно подвержен существенным колебаниям. Суще-
ствующие современные воздуходувные машины и аппараты могут
быть по принципу действия классифицированы в соответствии со
схемой, представленной на рис. 14.
В объемных машинах (поршневых, зубчатых, пластинчатых)
мощность передается воздуху посредством сжатия его рабочим
•органом, в лопаточных машинах (центробежных, осевых, вихре-
вых)— вследствие закручивания воздуха вращающимся коле-
сом, а в струйных аппаратах — в результате смешивания струй.
Воздуходувные лопаточные машины, создающие давления не
свыше 0,15 атм. (1 500 кг/м2), называются вентиляторами, а ис-
пользуемые для создания больших давлений — компрессорами.
45
рассчитанные -на, давленой до 3 otot, часто здйё» '
нуд$сц воздуходувками, а компрессоры^ рассчитанные на создай^ л'
ние глубокого разрежения, — вакуум-насосами. При работе нж i
всасывание величина'разрежения (вакуума) физически ограни-
чена одной атмосферой, а при работе на нагнетание величина
давления (избыточного) ограничивается только конструктивны-
ми особенностями машины и может достигать многих атмосфер.
Для обслуживания систем пневматического транспорта обыч-
но применяются следующие воздуходувные машины: поршневые
зубчатые (восьмерочные типа Рута) и пластинчатые (ротацион-
ные) компрессоры, центробежные одноступенчатые вентиляторы, ’
центробежные многоступенчатые турбокомпрессоры, струйные
аппараты с использованием в качестве активной струи воздуха
(эжекторы) или пара (инжекторы).	*
Струйные аппараты в установках пневматического транспор-
та обычно используются только при работе на всасывание, а все^
остальные машины — как на всасывание, так и на нагнетание.
Наиболее высокий к. п. д. имеют поршневые воздуходувные
машины, несколько ниже — пластинчатые, зубчатые, лопаточные.
Очень низкий к. п. д. у водокольцевых компрессоров и особенно—
у струйных аппаратов. Струйные аппараты наиболее просты по
конструкции, однако создаваемое ими разрежение обычно не
превышает 0,3—0,4 атм, а поршневые и другие объемные (кро-
мр водокольцевых) — более сложные, но могут создавать любое-
практически необходимое давление.
Мощность привода воздуходувных машин, создающих давле-1
ние до 0,5 ати, подсчитывается по формуле
3 600-102 v] ’
где Q — производительность машины в м3/час;
р — полная расчетная потеря давления в системе в кг/м2‘
т] — к. п. д. (в справочниках обычно приводится без учета
механических потерь в передаче, которые следует учи-
тывать дополнительно).
При давлениях сжатого воздуха более 1,5 ата во избежание
значительных ошибок следует пользоваться более точной фор-
мулой	, .
23 030----------ь 21 кет,
3600-102 т) р,	-
где До и р> — начальное и конечное абсолютные давления воздуха^
в ата.
Если принять, как это почти всегда имеет место, давление '
всасываемого воздуха р0 = 1 ата, производительность, как при-
нято в справочниках для компрессоров, Q м3[м.ин по атмосфер-
ному воздуху, то потребную мощность привода можно' будет вы-
разить формулой
jV = 3>77—Igpj кеш.
7)
46
от спосооа сжатия газа, рас-
Рис. 15. Схема поршневого
компрессора
Формулы для недочета & в установках пнейматияеского? : ,
"4рай>слорта были приведены в главе I. -	‘ «Л
При- выборе электродвигателя учитываются, как было упомя-
' нуто выше, механические потери в передаче, а также принимает-
ся запас в 10—20%.
2 КОМПРЕССОРЫ
По ршневые ком,прессоры. "Современные поршневые
компрессоры разнообразных типов и конструкций могут быть,
классифицированы в зависимости
положения цилиндров и др.
Сжатие газа может происхо-
дить в одном и в нескольких ци-
линдрах, соединенных последо-
вательно или параллельно в так
называемых одноступенчатых
(рис. 15, в), многоступенчатых
(рис. 15, а) ив многоцилиндро-
вых (рис. 15, б) Компрессорах.
Кроме того, сжатие может осу-
ществляться одной или обеими
сторонами поршня, в зависимо-
сти от чего различаются ком-
прессоры простого (рис. 15, в) и
двойного (рис. 15, г) действия;
сжатие может происходить
сплошным или проходным порш-
нем, в соответствии с чем комп-
рессоры называются непрямоточ-
ными (рис. 15, в) и прямоточны-
ми (рис. 15, д).
Начиная с давления воздуха
5—6 ата, ввиду значительного
повышения температуры резко
'понижается к. п. д. и затрудняет-
ся смазка компрессора. Поэтому при необходимости получить,
большие давления процесс сжатия разбивают На несколько сту-
пеней, а между отдельными ступенями или группами ступеней
.устанавливают холодильники для понижения температуры газа.
Повторное сжатие газа может производиться также в полости
одного и того же цилиндра. Параллельное соединение цилинд-
ров в многоцилиндровых компрессорах производится для дости-
жения . большой производительности. При наличии проходного-
,поршня обеспечивается вне зависимости от его хода неизменное
 по направлению прямоточное движение газа.
Цилиндры могут . быть расположены горизонтально
^(рис. 15,е), вертикально (рис. 15,в) и наклонно (рис. 15,ж).
Горизонтально расположенные цилиндры наиболее удобны
для наблюдения и обслуживания.
При расположении цилиндров вертикально, а при группе их—
наклонно обеспечивается, однако, существенная экономия зани-
тмаемой площади, равномернее происходит износ, лучше осу-
ществляется смазка.
Одним из признаков,
по которому производит-
ся классификация порш-
невых компрессоров, яв-
ляется способ охлажде-
ния цилиндров — водой
или воздухом. Водяное
охлаждение осуществля-
ется пропуском холодной •
проточной воды через по-
лости вокруг цилиндров
(водяные рубашки), а'
воздушное — принуди-
тельным обдуванием ци-
линдров, снабженных для
лучшей теплоотдачи реб-
рами и выступами.
В настоящее время
почти во всех случаях го- .
ризонтальные компрессо-
ры вытесняются более!
компактными, быстроход-
ными и надежными вер- ‘
тикальными или наклон-
ными компрессорами.
Конструкция компрес-'
соров всех систем состоит
из следующих основных
элементов: станины, ци--
линдров (одного или не-
скольких), поршней, кла-
панов, шатунов (также иногда и крейцкопфов), вала, подшипни-
ков, сальников. Кроме того, компрессоры оборудуются маслопд-’
деляющими устройствами, регуляторами, предохранителями, 
запорной арматурой, контрольными приборами и др.
Контроль за действием компрессора осуществляется с по-
мощью расположенных перед и за компрессором газовых мано-
метров и масляного манометра. Регулировку компрессоров вы-
годнее всего производить посредством .изменения числа оборотов
(подробнее —см. ниже).
Регулировка поршневых компрессоров путем дросселирова-
ния существенного эффекта не дает и способствует значительно-
48
му снижению к. п. д. При неизменном числе оборотов регулиров-
ку иногда производят путем перепуска воздуха со стороны на-
гнетания на сторону всасывания, а иногда его частичным сбро-
сом. Такая регулировка может осуществляться автоматически и
полностью срабатывать, например, в случае пуска компрессора
при закрытом нагнетательном вентиле. Регулировку компрессо-
ров специальных конструкций можно производить путем увеличе-
ния вредного пространства, т. е. части объема цилиндра между
крышкой и поршнем в его крайнем положении (при нормальных
условиях оно составляет 3—5®/о от всего объема цилиндра). При
такой регулировке это пространство увеличивается присоедине-
нием к нему камер, расположенных вокруг цилиндров.
На рис. 16 представлен воздушный одноступенчатый верти-
кальный компрессор одинарного действия с водяным охлаждени-
ем.
Воздух очищается от механических примесей в фильтре 1 и
по всасывающему патрубку 2 поступает к всасывающему клапа-
ну 3, а через него — в полость цилиндра 4. Далее воздух, сжа-
тый поршнем 5, через нагнетательный клапан 6 проходит в кла-
панную коробку, а из нее — в воздухосборник. В верхней крышке
клапанной коробки расположен регулятор давления 7, связан-
ный трубкой 8 с отжимным устройством 9 всасывающего кла-
пана.
Регултяор 7 срабатывает в том случае, когда давление в воз-
духосборнике увеличивается и подачу нужно приостановить. При
этом через трубку 8 давление из воздухосборника передается к
обжимному устройству, и всасывающий клапан 3 остается от-
крытым даже при поступательном движении поршня.
Вода для охлаждения цилиндра поступает в рубашку 10 по
патрубку 11 и выходит из нее по патрубку 12. Масло для смазки
собирается в картере 13, засасывается через фильтр 14 и по-
дается к отдельным частям компрессора при помощи зубчатого
насоса (на рисунке не виден). Поршень 5 приводится в поступа-
тельное движение шатуном 15, соединенным через кривошип с
валом 16.
Непосредственно за поршневым воздушным компрессором
обычно устанавливается газосборник (ресивер, рис. 17).
Газосборник 1 представляет собой прочный резервуар ем-
костью не менее 20-кратного объема цилиндров компрессора. Он
предназначен для выравнивания давления подаваемого толчками
газа, улавливания увлекаемого с воздухом масла и сбора кон-
денсирующейся влаги. Для очистки газа приходится устанавли-
вать дополнительные масло-и влагоуловители. Перед газосборни-
ком и компрессором устанавливаются обратные клапаны 2, не-
обходимые для предотвращения обратного течения газа в случае
разрыва линии. По существующему законоположению газосбор-
ник в целях безопасности должен быть расположен вне помеще-
ния. Это обеспечивает и его лучшее охлаждение. Газосборник
4 Зак. 396
49
снабжен предохранительным клапаном 3, спускным краном 4 и
манометром 5.
Перед воздушным поршневым компрессором 6 обязательно
должен быть установлен фильтр 7 для тонкой очистки воздуха
(обычно масляного типа), так как в случае’ проникания в ком-
прессор вместе с воздухом механических примесей возможно
заедание клапанов или образование царапин на внутренних
стенках цилиндров.
Турбокомпрессоры. Турбокомпрессоры могут быть
центробежными и осевыми. Давление турбокомпрессоров про-
Рис. 17. Установка воздушного поршневого компрессора
порционально плотности жидкости, коэффициенту давления и
квадрату окружной скорости на концах лопаток колеса:
, 2
р =
Для большинства колес турбокомпрессоров коэффициент-'
давления ф значительно больше, чем для осевых, а следователь-
но, при прочих равных условиях и больше развиваемые ими дав-
ления. Наибольшее распространение получили центробежные
турбокомпрессоры.
Окружная скорость на концах лопаток колес турбокомпрес-
соров лимитируется прочностью материала и может превосхо-
дить скорость звука.
Для особенно прочных колес на каждой ступени при сжатии
воздуха удается получить отношение давления при выходе к
давлению при входе равным 1,5 и более.
Турбокомпрессор обычно представляет собой многоступенча-
тую конструкцию, между колесами каждой из ступеней которой
устанавливаются направляющие аппараты ( рис. 18).
Охлаждение турбокомпрессоров высокого давления осущест-
вляется устройством водяной рубашки или, что в настоящее вре-
50
мя применяется чаще, промежуточными холодильниками. Не-
обходимое уплотнение в местах прохода вала, а также между
входной кромкой колеса и' патрубком кожуха достигается набив-
ными сальниками и лабиринтными уплотнителями.
Турбокомпрессоры выгоднее поршневых компрессоров при
больших производительностях. У нцх нет клапанов, проще осу-
ществляется регулировка (можно применять дросселирование),
подаваемый газ не загрязняется маслом, установка получается
легче, компактнее.
Рис. 18. Турбокомпрессор
1 — направляющие аппараты; 2 — колеса
Другие типы компрессоров. Кроме описанных выше,
имеют распространение пластинчатые компрессоры, в которых
сжатие происходит при вращательном движении (рис. 19). Объ-
ем, отсекаемый пластинками, по мере поворота ротора умень-
шается вследствие его эксцентричности, и воздух, заключенный
в этом объеме, сжимается.
Стенки кожуха пластинчатого компрессора охлаждаются с
помощью водяной рубашки.
Пластинчатые компрессоры очень чувствительны к загрязне-
нию, а потому должны снабжаться на всасывании фильтром. Для
улавливания масла, обильно покрывающего стенки кожуха, за
компрессором устанавливается маслоуловитель. Для увеличения
сжатия пластинчатые компрессоры можно устанавливать по-
4*	-	51
следовательно, но при обязательном промежуточном охлажде-
нии.
В качестве компрессоров используются также зубчатые ма-
шины с двумя парами зубьев, имеющих форму восьмерки —
так называемые воздуходувки Рута (рис. 20).
Рис. 19. Пластинчатый комп-
рессор
1 — ротор; 2 — пластина; 3 — объем
сжимаемого газа; 4 — водяная ру-
башка; 5 — корпус компрессора
Рис. 20. Зубчатый
компрессор (воздухо-
дувка Рута)
1 — рабочий орган; 2 —
объем перемещаемого га-
за; 3 — кожух
Рис. 21. Схема действия водокольцевого компрес-
сора
Весьма интересны по принципу устройства водокольцевые.
компрессоры, относящиеся к пластинчатым компрессорам
(рис. 21). Внутри цилиндрического кожуха 1 (рис. 21,а) эксцен-
трично размещен ротор 2, снабженный выступающими ребрами 3
(пластинами). .Перед пуском в кожух заливается вода, которая
при вращении ротора равномерно отжимается к стенкам, образуя
кольцо (рис. 21,6). Вода заливается в таком количестве, чтобы
между ротором и внутренней поверхностью водяного кольца об-
52
разевалось серпообразное воздушное пространство 4, перегора-
живаемое ребрами '3. Воздух засасывается через отверстие 5,
расположенное в самой широкой части этого серпообразного
пространства, и увлекается к отверстию 6, расположенному в са-
мой узкой части, в результате чего происходит сжатие. Вода,
нагревающаяся при вращении, постепенно заменяется. Водоколь-
цевые компрессоры просты по конструкции и надежны в эксплуа-
тации. С их помощью можно создать очень глубокий вакуум, но
у них низкий к. п. д., так как большая часть мощности расходует-
ся на трение при вращении водяного кольца.
3. СТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ
В струйных аппаратах мощность передается в результате
взаимодействия струй. В процессе турбулентного перемешивания
потоков (струй) происходит обмен количеств движения между
Рис. 22. Струйным аппарат с эпюрой давлений
частицами, обладающими различными скоростями. Перенос ко-
личества движения осуществляется благодаря поперечному
движению частиц, свойственному турбулентным потокам.
Струйный аппарат обычного типа (рис. 22) состоит из сопла
/, расположенного во всасывающем трубопроводе II, к которому
примыкает смесительный патрубок III, диффузор IV и нагнета-
тельный трубопровод V.
В конструктивном отношении струйные аппараты очень прос-
ты и не требуют никакого ухода при эксплуатации. Они могут
быть отлиты из чугуна или другого материала, а также сварены
из стальных труб.
53
Сопло струйного аппарата (насадка) вытачивается из каче-
ственной'стали и тщательно, шлифуется внутри. Оно должно
иметь коническую, сужающуюся по направлению потока форму,
с углом между образующими около 60°. .На конце его после
плавного перехода предусматривается цилиндрическая часть
длиной 0,25—0,5 калибра (калибр — длина, равная диаметру).
В струйных аппаратах сопло следует располагать в трубе
соосно, обеспечивая подсасывание через кольцеобразную пло-
щадь. Смесительный патрубок должен иметь постоянное попереч-
ное сечение длиной в 6—9 условных диаметров, выражаемых
как разность между диаметрами смесительной камеры и сопла
на выходе, Оба эти диаметра определяются расчетом.
Расстояние от сопла до начала смесительного патрубка долж-
но составлять не более одного калибра (по отношению к диамет-
ру сопла на выходе).
Переходный патрубок между всасывающим трубопроводом и
смесителем, в котором располагается сопло, должен иметь фор-
му конфузора с углом сужения, соответствующим углу сужения
сопла (около 60°).
Наиболее простым является конический диффузор с углом
раскрытия в 6—8°.
Весьма наглядно работу струйных аппаратов характеризует
эпюра давлений, представленная на рис. 22.
На верхней проекции схематически представлен струйный ап-
парат с присоединенными к нему всасывающим и нагнетатель-
ным трубопроводами. На нижней проекции в виде горизонталь-
ной линии показана линия атмосферного давления (а, д).
Полное давление во всасывающем трубопроводе изображено
линией а, проходящей ниже линии атмосферного давления. Еще ,
ниже проходит линия б статического давления во всасывающем 
трубопроводе.
Полное давление в нагнетательном трубопроводе представ-
ляется линией в. Ниже проходит линия статического давления г,
которая в точке 3 смыкается с линией статического давления во
всасывающем трубопроводе б.
Полное давление в питающее трубопроводе изображено ли-
нией д, которая смыкается в точке 1 с линией потери полного
давления в нагнетательной части струйного аппарата (смеси-
тельный патрубок и диффузор), и трубопровода (линия в). Ме-
жду точками 2 и 7 располагается линия е, графически выража-
ющая рост полного давления в смесительном патрубке за счет
работы нагнетаемой струи.
Статическое давление в питающем трубопроводе при истече-
нии из сопла должно быть равно статическим давлениям во вса-
сывающей и нагнетательной частях струйного аппарата, т. е. его
линия ж смыкается линиями б и г в точке 3.
Динамическое давление струи, вытекающей из сопла, опреде-
ляется отрезком 1—3. Полное давление, которое должно быть
создано нагнетателем, питающим сопло, определяется динамиче-
54
ским и статическим давлением вытекающей через сопло струи, а
также потерями давления в питающем трубопроводе, т. е. опре-
деляется отрезком рзатр. Получаемое полезное давление рпол
равно сумме потерь во всасывающем и нагнетательном трубопро-
водах и выражается алгебраической разностью значений полных
давлений в точках 4 и 5.	\
При построении эпюры для большей наглядности было допу-
щено, что поля скоростей равномерные, а смешивание начинает-
ся в сечении сопла и тем обеспечивается равенство статических
давлений всех струй потока.
Струйные аппараты по конструкции значительно проще объ-
емных и лопаточных машин, которые рассчитываются только в
отдельных случаях, а обычно подбираются из числа стандарт-
ных по характеристикам. Однако подбор струйных аппаратов по
характеристикам, к сожалению, до сих пор еще не получил рас-
пространения.
Основной целью расчета 1 является определение скоростей
и размеров струйного аппарата, обеспечивающих наиболее эко-
номичное перемещение заданных расходов жидкости.
Проф. П. Н. Каменев [22] рекомендует вести расчет струйных
аппаратов, исходя из наименьших потерь в смесительном патруб-
ке и диффузоре.
Расчет струйных аппаратов по способу проф. П. Н. Каменева
производится по следующим формулам:
v' =4,43-1 Л^+а)(1+Сд)
3	|/ 7-«2Т(1-Кд)

v3
1 + ^д
-о2 = n/vz,
= (1+ q — nq) cos аг'3,
где v3'— наивыгоднейшая скорость после перемешивания
в м/сек;
-п3 — скорость в горловине смесителя в м/сек;
г>2 — скорость подсасываемого потока в м/сек;
ту — скорость истечения через сопло в м/сек;
(/’г+Рз) — полная потеря давления во всасывающей и нагне-
тательной частях сети в кг/м2;
— коэффициент сопротивления диффузора струйного
аппарата;
у— объемный вес жидкости в кг/м2;
а= —-----отношение подсасываемого и нагнетаемого расхо-
__________ ДОВ.
1 В области разработки методов расчета струйных аппаратов известны
исследования К- К. Баулина, И. С. Бермана, С. Е. Бутакова, П Н. Каме-
нева, С. Ф. Копьева, Е. Я. Соколова, А. Цейнера и др.
55
п=—у-—отношение скоростей (принимается по графику,
V3
составленному проф. П. И. Каменевым, в зависи-
мости от q);
Расчет эжекторов высокого давления, а также инжекторов,
производимый с учетом сжатия и возникающих термодинамиче-
ских процессов, здесь не рассматривается (см. [32]).
4. ВЕНТИЛЯТОРЫ
Вентиляторы используются при давлениях _ не более
1 500 кг!мг'.
Вентиляторы бывают центробежные и осевые. В установках
пневматического транспорта осевые вентиляторы не применя-
ются.
Обычный центробежный вентилятор (рис. 23) представляет
собой расположенное в спиральном кожухе 1 лопаточное колесо
Рис. 23. Схема центробежного
вентилятора
2, при вращении которого газ, по-
ступающий через входное отвер-
стие 3, попадает в каналы между
лопатками колеса 4. Под дейст-
вием центробежной силы газ пе-
ремещается по этим каналам, со-
бирается в спиральном кожухе и
направляется в его выпускное от-
верстие 5.
Центробежные вентиляторы
состоят из трех основных элемен-
тов (см. рис. 29): центробежного колеса с рабочими лопатка-
ми 1, кожуха 2 и станины 3.
Центробежные колеса обычного типа состоят из лопаток 4,
заднего диска 5, ступицы 6 и переднего кольца 7. Лопатки в за-
висимости от типа вентилятора имеют различную форму и уста-
навливаются в разном количестве.
Спиральные кожухи преимущественно сваривают или склепы-
вают из листовой стали. Применяются также литые спиральные
кожухи, имеющие хорошую в аэродинамическом отношении фор-
му, но при больших размерах вентиляторов они чересчур тяжелы.
Спиральные кожухи больших вентиляторов устанавливают на
самостоятельных опорах, а спиральные кожухи малых вентилято-
ров крепятся к станинам.
Если вентиляторы предназначаются для ременной передачи,
то на вал между подшипниками (рис. 24, в) или консольно
(рис. 24,6) насаживаются шкивы. Колеса на валы чаще всего
насаживаются консольно. При двустороннем всасывании
(рис. 24, ж), однако, консольное расположение колеса на валу
1 Здесь и далее давление вентиляторов и других воздуходувных машин
указывается применительно к газу с объемным весом 1,2 кг/м3, что соответ-
ствует объемному весу воздуха при нормальных атмосферных условиях.
56
невозможно. Установка колес на валах между двумя опорами-
(рис. 24, д, е, ж) обеспечивает более спокойную работу вентиля-
тора, но усложняет конструкцию, монтаж и присоединение к сети.
Значительные преимущества в части компактности, экономич-
ности и бесшумности имеют вентиляторы, колеса которых наса-
живаются непосредственно на валы двигателей (рис. 24, а). Та-
кая посадка колеса возможна, однако, лишь при малых размерах^
Рис. 24. Конструктивные схемы соединения центробеж-
ных вентиляторов с двигателями
Прайме
Рис. 25. Обозначение положения спиральных
кожухов
вентиляторов; при больших размерах соединение колес вентиля-
торов с валами двигателей можно осуществлять с помощью муф-
ты (рис. 24, г, е). Вентиляторы, в которых колеса вращаются по
часовой стрелке, если наблюдать со стороны станины, называют-
ся правыми, а вращающиеся против, — левыми. Колеса при этом
должны вращаться в сторону разворота спирали кожухов. При
вращении против разворота спирали производительность резко
уменьшается. Положение кожуха принято обозначать литерами
(рис. 25). Кожух с расположением выходного отверстия вверх
57
обозначается литерой В, вниз — Н, вправо П, влево — Л. Воз-
можны промежуточные положения (под углом 45°) —ВЛ, ВП,
НЛ и НП. Кроме того, следует указывать и направление враще-
ния (правое или левое). Ранее применявшиеся обозначения по-
Рис. 26. Центробежный вентилятор
низкого давления
Рис. 27. Центробежный вен-
тилятор среднего давления
Рис. 28. Центробежный пы-
левой вентилятор
Рис. 29. Центробежный вентилятор
высокого давления
рядковыми литерами (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3) менее наглядны.
Очень большое значение для увеличения прочности, сохран-
ности подшипников и уменьшения шума при работе вентилято-
ров имеет надлежащая балансировка колес.
До недавнего времени наиболее широкое распространение
имели вентиляторы низкого давления «Сирокко» (ГОСТ 90033-40,
рис. 26), вентиляторы среднего давления «Сирокко» (ГОСТ
.58
4550-41, рис. 27), пылевые вентиляторы ЦАГИ (ГОСТ 649-41,
рис. 28) и вентиляторы высокого давления, разработанные на
заводе «Сирокко» (рис. 29).
Позднее были сконструированы и внедрены в серийное про«
изводство вентиляторы ВРН, ВРС, ЭВР (вентиляторы конструк-
ции С. А. Рысина низкого и среднего давления и' штампованные
вентиляторы, предназначенные для непосредственного соедине-
ния с электродвигателями). Штампованные вентиляторы этого
типа со Шкивами именуются ВР.
Также были выпущены вентиляторы типа Ц9-55 (или, как они
иногда обозначались, ЦВ-55), ЦАГИ-СТД, Ц6-46 (видоизменен-
ные пылевые вентиляторы ЦАГИ) Ц7-40 (пылевые вентиляторы
Боброва, доработанные МИИГСом и ВНИИСТО), Ц4-70 и не-
которых других типов.
Некоторые вышеупомянутые типы вентиляторов не удовлет-
воряют полностью требованиям новых ГОСТов и производство
их прекратилось.
С 1956 г. введен в действие новый ГОСТ 5976-55, в котором
содержатся основные технические требования к вновь проекти-
руемым вентиляторам для систем вентиляции, воздушного отоп-
ления, пылеотсасывания и дутья. В ГОСТе указываются основ-
ные размеры колес и кожухов вентиляторов, устанавливается
определенная номенклатура (нумерация, маркировка), форма их
исполнения и способы соединения с двигателями.
Особо важным требованием нового ГОСТа является обеспече-
ние максимально высокого к. п. д. вентиляторов. Значение к. п. д.
должны быть не ниже 0,6—0,7, в зависимости от типа машины
(для вентиляторов малых размеров допускается некоторое сни-
жение).
Вентиляторы выпускают сериями, состоящими из ряда вен-
тиляторов, отличающихся по размерам, но геометрически подоб-
ных. Номер, обозначающий вентилятор в серии, определяется
наружным диаметром колеса, измеренным в дециметрах.
Пример подбора вентилятора приведен в главе VII.
5. ВЫБОР ТИПА МАШИНЫ И РЕГУЛИРОВАНИЕ
В процессе эксплуатации установок пневматического транс-
порта возможно временное увеличение сопротивления сети,
вызванное той или иной причиной: изменением гранулометричес-
кого состава или влажности транспортируемого материала, час-
тичным прилипанием его к стенкам трубопровода; застреванием
отдельных, наиболее крупных кусков или длинных волокон в
коленах, тройниках и иных местах; нарушением режима работы
питателя, подающего материал в трубопровод, и др.
Рассмотрим влияние переменного сопротивления сети на ра-
боту различных типов воздуходувных машин. Производитель-
ность объемных воздуходувных машин (поршневых и пластин-
чатых) при неизменном числе оборотов практически почти по-
59
стоянна (рис. 301, т. е. у этих машин при изменении противодав-
ления подача меняется сравнительно мало — в основном толь-
ко за счет изменения коэффициента подачи.
У лопаточных машин, обладающих пологой характеристикой
(рис. 30, 2), при постоянном числе оборотов давление изменяет-
ся в сравнительно небольших пределах при широком диапазоне
изменения производительности. Из рис. 30 видно, что в случае
даже небольшого возрастания сопротивления сети (переход с ха-
рактеристики сети 0—1 на
0—1Г) рабочая точка при
неизменном числе оборо-
тов п перемещается из А
в В, т. е. производитель-
ность сильно уменьшает-
ся (с Qi до Q2).
Снижение подачи воз-
духа вызывает соответст-
вующее увеличение кон-
центрации и дальнейшее
прогрессирующее возра-
стание сопротивления се-
дти и уменьшение подачи
воздуха; в результате это-
го скорость воздуха в тру-
бопроводах может ока-
заться недостаточной для
транспортирования, что
повлечет за собой обра-
зование завалов, т. е. пол-
ное прекращение работы
Рис. 30. Кривые производительности и дав-
ления для лопаточных (1) и объемных (2)
машин
системы.
У объемных машин даже значительное возрастание сопротив-
ления рабочего трубопровода приводит при постоянном числе
оборотов п' лишь к незначительному уменьшению подачи воз-
духа с Q'i до Q'2 (переход с рабочей точки D в точку Е (см.
рис. 30). Этим обеспечивается большая устойчивость и надеж-
ность работы систем пневматического транспорта, оборудован-
ных объемными машинами, чем у систем с лопаточными маши-
нами.
Разумеется, автоматическое повышение рабочего давления
воздуходувной машины, вызванное увеличением сопротивления
транспортного трубопровода, не должно выходить за пределы,,
допустимые по соображениям прочности машины и всеп? обору-
дования сети; это обеспечивается «регулятором безопасности»,
которым должны снабжаться все объемные воздуходувные
машины.
Переход с точки D в точку Е (рис. 30) вызовет повышение на-
грузки на привод. Поэтому для установок, в которых возможно
60
при эксплуатации значительное увеличение сопротивления про-
тив нормального расчетного, машину следует выбирать с не-
которым запасом по давлению и по мощности привода. При вы-
боре следует стремиться к тому, чтобы отклонения к. п. д. маши-
ны при различных режимах ее работы от оптимального значения
были по возможности минимальными.
Примерные границы рационального применения воздуходув-
ных машин различного типа для нагнетательных установок пнев-
матического транспорта показаны в табл. 5.
Следует по возможно-
сти избегать применения
поршневых, зубчатых и
пластинчатых компрессо-
ров в нагнетательных
установках для переме-
щения цемента, гипса, му-
ки, зерна и тому подоб-
ных материалов, когда не
допускается даже нич-
тожное содержание мас-
ла или влаги в транспор-
тирующем воздухе. В слу-
Давление в атпи
До 0,15
0,1—1
1—4
1—4 и выше
2—4 и выше
Таблица 5
Рекомендуемые типы
машин
Центробежные вен-
тиляторы
Зубчатые компрессо-
ры типа Рута
Пластинчатые ком-
прессоры
Турбокомпрессоры1
Поршневые компрес-
соры
чае же применения машин
вышеуказанных типов (имеющих обильную смазку рабочих ор-
ганов), необходимо устанавливать между машиной и ресивером
надежные маслоотделители и водопоглотители.
Во всасывающих установках пневматического транспорта,
когда не исключена возможность попадания транспортируемых
твердых частиц или пыли в машину, из-за опасения быстрого
повреждения нельзя применять поршневые, пластинчатые или
зубчатые компрессоры. Для отсасывания слабо запыленного воз-
духа могут быть использованы эжекторы, водокольцевые, пла-
стинчатые или лопаточные компрессоры.
Для установок пневматического транспорта с малыми кон-
центрациями смеси (пылесосных, стружкоотсасывающих), когда
расходы воздуха относительно велики, целесообразнее выбирать
лопаточные машины.
Центробежные вентиляторы со специальным колесом пылево-
го типа могут быть использованы не только для запыленного
воздуха, но и для транспорта стружки, волокна и т. п.
Применяемые в установках пневматического транспорта ком-
прессоры отечественного производства, как правило, не имеют
регулировки числа оборотов и снабжены автоматическими регу-
ляторами, работающими по принципу поддержания постоянного
давления в ресивере и воздухопроводе: когда возрастает про-
тиводавление, срабатывает регулятор, который либо уменьшает
1 При производительности более 50 нл'А'мин.
61
подачу воздуха в сеть, либо полностью прекращает подачу его*
на некоторое время. В результате этого материал начинает
быстро накапливаться в трубопроводе, противодавление у воз-
духодувной машины продолжает расти и она не подает возду-
ха в трубопровод. Если при этом питатель не будет выключен
(автоматически), а будет продолжать подавать материал в тру-
бопровод, то очень скоро частичный «завал» в трубе превратит-
ся в плотную «пробку», поиски и ликвидация которой отнима-
ют у персонала много времени.
Йз сказанного ясно, что применяемые в настоящее время схе-
мы регулирования воздуходувных машин, используемых в уста-
новках пневматического транспорта, зачастую служат источни-
Рис. 31. Кривые регулирования установки
изменением числа оборотов
а —с лопаточным нагнетателем; б — с объемным на-
гнетателем
Рис. 32. Кривые регулирования дросселирова-
нием установки с лопаточным нагнетателем
ком образования пробок (закупорки) в трубопроводах этих уста-
новок. Следует применять такие схемы регулирования, которые
при возрастании противодавления (т. е. при увеличении сопро-
тивления транспортного трубопровода) обеспечивали бы автома-
тическое повышение создаваемого машиной давления при не-
изменном или увеличивающемся количестве подаваемого воз-
духа. Достигнуть этого можно различными, уже известными спо-
собами, которые пока почти не применяются в установках пнев-
матического транспорта. Наиболее эффективным и экономичным
способом регулирования воздуходувных машин всех типов яв-
ляется автоматическое изменение числа оборотов, осуществляе-
62
мое с помощью реостата, включенного в цепь ротора электро-
двигателя (при постоянном токе), или путем прямого воздей-
ствия регулятора на тепловой двигатель, приводящий в работу
воздуходувную машину, либо с помощью гидромуфты или элек-
тромагнитной муфты, устанавливаемой между приводом и маши-
ной, или иным экономичным способом.

Рис. 33. Автоматический регу-
лятор «Бриден»
. Для поршневых и пластинча-
Работа машин с регулируемым числом оборотов в установ-
ках пневматического транспорта будет характеризоваться кри-
выми, показанными на рис. 31.
При работе установки с «нормальной» характеристикой тру-
бопровода ОА подача воздуха машиной Qi и развиваемое ею
давление pi при числе оборотов ni определяются рабочей точкой
В, лежащей на пересечении линии ОА с характеристикой воз-
духодувной машины. При по-
вышении сопротивления трубо-
провода (по какой-либо из
указанных выше причин) его
новая характеристика будет
О А', а новая рабочая точка —
В' или С при условии, что ав-
томатический регулятор увели-
чит число оборотов, соответст-
венно до /г2 или п3. Из рис. 31
очевидно, что точкам В' соот-
ветствует новое, повышенное
давление p'i при неизменной
подаче воздуха Qi, а точкам
С—более высокие значения
давления р2 и подачи Q2.
Другим возможным спо-
собом регулирования воздухо-
дувных машин в установках
пневматического транспорта
можно считать регулирование
путем дросселирования сети
при неизменном числе обороте
тых компресоров этот способ мало эффективен. Возрастание
противодавления (т. е. сопротивления транспортного трубопро-
вода) влечет за собой автоматическое увеличение открытия
дросселя на всасывающей трубе, чем обеспечивается неизмен-
ность или увеличение подачи воздуха при одновременном повы-
шении его давления. Сказанное иллюстрируется кривыми регу-
лирования на рис. 32.
Здесь показаны характеристики турбокомпрессора (линия /,
II, III) при различных открытиях дроссельного клапана (и неиз-
менном числе оборотов) в сочетании с характеристиками транс-
портного трубопровода ОА и ОА'. Как и в разобранных выше
примерах (по рис. 31), при повышении сопротивления трубопро-
бз
вода (переход с линии ОА на ОА'} автоматический регулятор,
воздействуя на компрессор, переводит его с рабочей точки В на
В' или на С, т. е. обеспечивает повышение давления воздуха
до pi или р2 при неизменной или увеличенной подаче его (и по-
стоянном числе оборотов).
Значительный интерес представляет регулятор фирмы «Бри-
ден», применяемый в пневматических закладочных установках
на некоторых шахтах Западной Германии [671. Этот регулятор
(рис. 33) ставится непосредственно на трубопроводе сжатого
воздуха, перед местом загрузки материала в транспортный тру-
• бопровод (считая по ходу воздуха), и автоматически уменьшает
или увеличивает подачу воздуха, в зависимости от изменений
-сопротивления транспортной системы, чем бы они ни были
вызваны.
Воздух от компрессора проходит через регулятор в направле-
нии, показанном на рис. 33 стрелками; выходное отверстие 1 ре-
гулятора закрывается штоком 2 с помощью пружины. При уве-
личении противодавления за регулятором (т. е. возрастании
сопротивления транспортной системы) шток 2, преодолевая со-
противление пружины, будет приподниматься, увеличивая раз-
мер отверстия для прохода воздуха. С уменьшением пбдпора
шток 2 опускается, уменьшая тем самым подачу воздуха в трубо-
провод. Первоначальная настройка пружины регулятора в за-
висимости от расчетного рабочего давления производится с по-
мощью натяжного клина 3 и регулирующего болта 4 на рычаге
5. Этот же рычаг позволяет открывать (вручную) максимальный
проход для воздуха вне зависимости от величины противодавле-
ния, что необходимо при продувках трубопровода и в некоторых
иных случаях.
Глава III
ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА, ТРУБОПРОВОДЫ
И АРМАТУРА СИСТЕМ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
1. КАМЕРНЫЕ ПИТАТЕЛИ
Загрузочные устройства в виде питателей-насосов служат для
введения мелкозернистых или порошкообразных материалов в
транспортный трубопроводов из пространства, в котором давле-
ние отличается от давления воздуха в транспортном трубопро-
воде.
Основными загрузочными устройствами — питателями — в
установках нагнетательного типа являются: камерные питатели
(насосы), винтовые питатели (насосы) и шлюзовые затворы. В
установках всасывающего типа применяются всасывающие
сопла.
Камерный питатель представляет собой цилиндрический со-
суд с верхним сферическим и нижним коническим днищами.
Транспортируемый материал вводится через отверстие в верх-
нем днище, плотно закрывающееся клапаном. После загрузки
материала и герметизации резервуара в камеру подается сжа-
тый воздух: в нижнюю часть — для интенсивного аэрирования,
в верхнюю часть — для создания необходимого давления и в фор-
сунку— для образования смеси определенной концентрации.
Взрыхленная воздухом аэрированная масса материала вхо-
дит под действием разнбсти давлений в транспортный трубопро-
вод и, смешиваясь с воздухом, идущим из форсунки и аэрирую-
щих устройств, движется в транспортном трубопроводе до места
назначения.
Существует много разновидностей камерных питателей, име-
ющих различное конструктивное исполнение. Здесь рассмотрены
два основных типа камерных питателей, отличающихся способа-
ми аэрирования и ввода смеси материала и воздуха в трубопро-
вод.
На рис. 34, а показана схема камерного питателя (так назы-
ваемого «Цера-насоса») с вводом материала в трубопровод че-
рез нижнее коническое днище и специальный, плавно суживаю-
5
Зак. 396
65
Щййй-йерйсбд. Аэрирующий воздух Додаемся черёз- трубку1,	Z
бдййй«|'воздух
Ш рис. 33, б показана схема камерного питателя с верхйУВ
выдачей, у которого транспортный трубопровод введен внутрь
камеры. Аэрирование производится специальными устройствами,
расположенными в нижнем коническом днище, и клапаном-*—
кольцевой фороунской в нижней части конуса, которая служит
одновременно для ввода необходимого количества транспорт»-,
рующего воздуха. Схема эта отличается от предыдущей мень-
шими габаритами и надежностью рыхления. Наиболее совершен-
ны конструкции камерных питателей с верхней выдачей и аэри-
рующими устройствами, осно-
ванными на применении кера-
мических или тканых пористых
плит.
Камерные питатели работа-
ют периодически, поэтому для
увеличения производительно-
сти и создания непрерывности
процесса транспортирования
применяют сдвоенную установ-
ку питателей, работающих на
одну линию.
На основании ряда иссле- <
довательских работ ВНИИПТ-
Маша впервые в СССР был
пущен и отрегулирован пол-
ностью автоматизированный
камерный питатель промыш-
ленных размеров, который был
испытан в работе на апатито-
вом концентрате, фосфоритной
муке и цементе [481.
Особенностями этого ка-
мерного питателя являются
Рис. 34
а — схема пневматического питателя с ниж-
ней выдачей: б —схема пневматического
камерного питателя с верхней выдачей
верхняя выдача сыпучего гру-
за по вертикальному трубопроводу, а также. аэрируемое с по- .
мощью керамических пористых плит днище. Это создает надеж-
ные условия для обеспечения текучести материала при вводе его
в трубопровод и ликвидирует своды в сыпучем материале, что .
важно для обеспечения автоматичности работы и повышения
коэффициента использования камеры.
Питатель такого типа (рис. 35) представляет Собой цилинд-
рический резервуар 11 с нижним коническим и верхним сфериче- .
ским днищами. Начальный участок транспортного трубопровода
12 введен в резервуар по вертикали. Рабочий воздух поступает,
снизу через самозакрывающуюся кольцевую форсунку 20. В ниж-
ней части камеры вмонтированы пористые плитки 21, сквозь ко-
66
торые додается аэрирующий воздух Сыпучий груз я&бхнкера 3 '•
загружается.в камеру4последовательно через коййчёшЙ 'кла- ’
пан 10, донный пневмовыгружатель 5 и винт 6.
Рис. 35. Камерный пневматический питатель с автоматическим
управлением
Загрузка производится до тех пор, пока не сработает сигна-
лизатор уровня 7; посылающий импульсы в электрическую схему
управления.
Для надежности и быстроты загрузки воздух, вытесняемый
из камеры, отводится через специальный выпускной клапан 2 в
бункер. В камеру по трубопроводу через верхнее днище можно
подавать также и воздух противодавления. На этом трубопрово-
* Описание пористых керамических плиток — см. главу VI.

67
це установлен контактный манометр 1. Рабочий воздух подается
к камере через специальную задвижку 19, управляемую силовым
пневмоцилиндром 9. Воздух управления к цилиндрам задвижки
конического и выпускного клапанов подается с помощью элек-
тропневматического золотника 17, управляемого электромагни-
том 13. На валу конического клапана 10 установлены ртутные
контакты 8, которые управляют пуском загрузочного винта 6.
Как показано на рис. 34, система аэрирования в донном вы-
гружателе и, следовательно, подача к винту материала вклю-
чаются автоматически в работу при срабатывании второго пнев-
матического золотника 16 с электромагнитом 14 и управляемой
задвижки 15.
Порядок работы камерного питателя с автоматическим управ-
лением следующий.
При открытом пусковом кране 18 воздух поступает в маги-
страль управления и затем через золотник 17 — в цилиндры, от-
крывает конический клапан 10 и выпускной клапан 2. При опу-
скании конического клапана замыкаются контакты 8, которые
пускают привод винта питателя, включают золотник 16, откры-
вающий задвижку 15, после чего воздух, поступая в донный вы-
гружатель, подает материал через винт в камеру.
Камера загружается материалом, и воздух, вытесняемый из
камеры, выпускается через открытый клапан 2. После заполни
ния камеры до определенного уровня срабатывает указатель
уровня 7, его электрический импульс выключает золотник 16.
При этом прекращается подача воздуха через задвижку 15 и
останавливаются винт патателя и подача материала через дон-
ный выгружатель 5. Затем включается золотник 17, который за-
крывает конический клапан 10 и выпускной клапан 2. При закры-
вании конического клапана 10 размыкаются контакты 8, после' .
чего открывается задвижка 19, и рабочий воздух через форсун-
ку 20 и аэрирующие плитки 21 поступает в камеру, смешивается
с материалом, и эта смесь транспортируется по трубопроводу..
Нарастающим давлением воздуха в камере размыкаются кон-
такты манометра 1.
После освобождения камеры от материала давление в трубо- 
проводе падает, контакты манометра 1 замыкаются, выключает-
ся электропневматический золотник 17, задвижка 19 закрывает-
ся, и после опускания конуса 10 цикл автоматически повторяет-
ся вновь.
Камерный питатель с автоматическим управлением включает
в себя следующие устройства:
1)	конический клапан с силовым пневматическим цилиндром z
(рис. 36), служащий для надежной герметизации камеры при'
транспортировании материала; этот клапан закрывается и от- •
крывается с помощью силового цилиндра и системы рычагов;
камера загружается при опущенном коническом клапане;
2)	воздушную самозакрывающугося форсунку (рис. 37), кото-
рая служит для образования кольцевого факела при истечении
68
рабочего воздуха, интенсивно рыхлящего груз в горловине кор-
пуса, а также для предотвращения попадания материала в воз-
духовод, когда -нет подачи воздуха;
3)	клапан выпуска воздуха (рис. 38), предназначенный для
ускорения загрузки материала в камеру; воздух, находящийся
в камере и препятствующий загрузке, выпускается через этот
клапан;
4)	электропневматический золотник (четырехходовой кран,
рис. 39), представляющий собой устройство для подачи воздуха
к силовым цилиндрам конического клапана, задвижки и выпуск-
ного клапана; электрический импульс, обеспечивающий работу
золотника, подается указателем уровня или контактным мано-
метром;	'
5)	шаровой указатель уровня (рис. 40), представляющий со-
бой стальную колбу, подвешенную несколько выше центра тяже-
сти на кронштейне; эта колба содержит ртутный контакт; сыпу-
чий груз поднимает колбу и замыкает ртутный контакт; на ряде
материалов эти указатели уровня не дают устойчивой работы;
вместо шаровых могут быть установлены электронные сигнали-
заторы уровня типа ЭСУ-1 (ЭСУ-3 и МЭСУ-1);
6)	задвижку, управляемую силовым цилиндром (рис. 41), че-
рез которую впускается в камеру рабочий воздух для транспор-
тирования груза и подается воздух аэрирования.
На рис. 42 изображена принципиальная схема электрической
части автоматического камерного питателя.
Первоначальный импульс для работы электрической схемы
задается открыванием вентиля воздухопровода вручную. После
этого сжатым воздухом открывается конический клапан камеры
и замыкается контакт конуса IKK, в результате чего посред-
ством пускателя В включается электродвигатель шнека (на схе-
ме не показан). При этом пускатель В самоблокируется своим
нормально открытым контактом и включает катушку пускателя
1М1. Одновременно с двигателем питающего винта посредством
пускателя 1М1 включается электромагнит (на схеме не показан),
который открывает золотник воздухопровода, тем самым вклю-
чая аэрирование материала, подаваемого шнеком в камеру.
Как только камера наполнится, срабатывает контакт ука-
зателя уровня КУ, магнитный пускатель 1М4 включается и свои-
ми нормально открытыми контактами блокирует контакт уровня
КУ и включает катушку пускателя 1М2. Такая блокировка пред-
охраняет от преждевременного отключения пускатель 1М4, так
как при уплотнении аэрированного материала его уровень пони-
жается и контакт КУ при этом размыкается. Включаясь, катуш-
ка 1М2 своим нормально замкнутым контактом отключает элек-
тродвигатель шнека (загрузка камеры прекращается) и вклю-
чает электромагнит ЭМ2 (на схеме не показан).
Электромагнит ЭМ2 включаясь ставит золотник в такое по-
ложение, при котором воздух управления закрывает конический
69
Рис. 36. Конический клапан
t — седло; 2 — корпус; 3 — конус клапана
Рис. 39. Электропневматический золотник
/ — пневматический золотник; 2 — кожух; 3 — элек-
тромагнит
Рис. 40. Шаровой указатель уровня
1 — стальная колба; 2 — кронштейн; 3 — ртутный кон-
такт
Рас. 41. Задвижка с силовым приводом	Рис. 42, Схема электрической части автоматцч^-
- задвижка; 2 — пневматический енлоной ни.яиндп	ского ка/лерного питателя
72
и выпускной клапаны камеры, а задвижка рабочего воздуха от-
крывается;, сжатый воздух поступает через форсунку в нижнюю
часть камеры, образуя смесь воздуха с материалом. В резуль-
тате этого давление в камере повышается и начинается транс-
портирование материала.
С повышением давления в камере вначале размыкается нор-
мально замкнутый контакт контактного- манометра.
При дальнейшем нарастании давления в камере замыкается
второй (нормально разомкнутый) контакт контактного маномет-
ра 1КМ2 в целй катушки пускателя 1М5. При этом катушк'1 пу-
скателя 1М5 самоблокируется своим нормально открытым кон-
тактом в цепи катушки пускателя 1МЗ.
Так как нормально замкнутый контакт контактного маномет-
ра 1К.М при наличии давления в камере разомкнут, катушка пу-
скателя 1МЗ при замкнутом контакте 1М5 обесточена в течение
всего времени транспортирования материала из камеры.
При полностью загруженной камере и проходе сыпучего гру-
за через весь трубопровод давление в камере падает, нормаль-
но открытый контакт контактного манометра 1КМ2 размыкает-
ся, а нормально закрытый контакт 1КМ^ замыкается, катушка
пускателя 1МЗ получает питание. При этом нормально замкну-
тый- контакт 1МЗ в цепи катушки пускателя 1М4 размыкается,
катушка пускателя 1М4 обесточивается, пускатель 1М4 отклю-
чается, так как контакт 1М4 в цепи его катушки разомкнут, а
нормально замкнутый контакт 1М2 в цепи В замыкается. Вслед-
ствие этого электромагнит ЭМ2 обесточивается, его якорь, опу-
скаясь, переключает золотник воздухопровода. Сжатым возду-
хом закрывается задвижка, открываются выхлопной и кониче-
ский клапаны камеры. Контакт конуса IKK замыкается, пуска-
телем В включается электродвигатель шнека, включается по-
средством пускателя 1М1 электромагнит ЭМ1, и подается воздух
для аэрирования.
Аэрированный материал вновь загружается в камеру, после
чего начинается следующий цикл.
На рис. 43 показана диаграмма давлений по времени, запи-
санная самопишущим манометром. По этой диаграмме, фикси-
рующей ход автоматической работы питателя, можно судить об
установившемся характере процесса, о производительности уста-
новки, о сопротивлении трубопровода и о таких физико-механи-
ческих свойствах материала, как влажность, комкуемость, абра-
зивность, которые изменяют форму зубца диаграммы.
При работе однокамерного питателя транспортируемый груз
доставляется порциями, равными полезному объему камеры. Во
время загрузки камеры движения материала в трубопроводе нет.
Следовательно, однокамерный питатель работает периодически.
Чтобы материал транспортировался непрерывно, устанавливают
две камеры, работающие на один трубопровод. На рис. 44 изо-
бражена схема двухкамерного питателя с автоматическим управ-
лением, работающего аналогично описанному.
73

Камерные питатели с автоматическим управлением значи-
тельно более экономичны, многие эксплуатирующиеся камерные
питатели имеют ручное управление. Применение их значительно
увеличивает коэффициент заполнения и время использования
камеры, что повышает производительность на 40%. Кроме того,
за счет лучшего заполнения камеры и уменьшения перерывов
между циклами расход воздуха уменьшается на 30—35%.
Применение аэрируемого днища уменьшает период выпуска
из камеры остатка материала, благодаря чему производитель-
ность этой автоматической системы по сравнению с производи-
тельностью автоматических систем камерных питателей загра-
ничных фирм (например, фирмы «Смидт» — Дания или фирмы
«Фуллер» — США) становится на 30% больше. Обслуживающий
персонал такой системы состоит из одного наблюдателя. Суще-
ствует ряд систем автоматического управления камерными пита-
телями. В настоящее время Павшинский механический завод
освоил серийное производство камерных питателей по проек-
ту ЦПКО СПМ, отличающихся от описанного системой гидрав-
лических датчиков. Ориентировочные параметры камерных пита-
телей приведены в табл. 6.
Таблица 6
Характеристика камерных питателей
Диаметр камеры в мм	Высота питателя в мм	Производительность (ориентировочно) в ml час		Давление воздуха в атм
		двухкамерного питателя	однокамерного питателя	
1000	2 000	10—20	6—12	3—6
1 400	3 000	20—50	12—30	3—6
1 800	3 400	40—110	24—60	3—6
2 200	3 800	110—170	—	3—6
2. СТАЦИОНАРНЫЕ ВИНТОВЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
ПИТАТЕЛИ (НАСОСЫ) [45]
Пневматический винтовой питатель состоит из следующих
основных частей (рис. 45): дифференциального винта 1, корпуса
/полого вала с подшипниками 2, загрузочной воронки 3 с ци-
линдром, броневыми вкладышами 4, обратного клапана 5, сме-
сительной камеры 6 и набора форсунок (сопел) 7.
i Во время работы питателя транспортируемый материал из
/бункера через открытый шибер, поступает в приемную воронку
3, откуда винтом 1 увлекается в цилиндр 4, где уплотняется за
счет постепенного уменьшения шага винта.
Уплотнение материала можно регулировать изменением ве-
личины «пылевой пробки», определяемой расстоянием между
(торцом винта и седлом обратного клапана. Это изменение соз-
дается перемещением цилиндра в сторону смесительной камеры.
75
Степень .уплотнения Материала винтом регулируется грузным
клавайом 5, который служит также и для предохранения
.теля от попадания воздуха через винт в бункер при продувке
трубопровода сжатым воздухом.	'
Трубки-форсунки, расположенные в два ряда по высоте, на-
ходятся в нижней части смесительной камеры. Уплотненный сы-
пучий материал, падая на дно смесительной камеры, разрых-
ляется струями воздуха и уносится в смеси с воздухом по транс-
портному трубопроводу до места назначения.
Для предохранения подшипников от попадания в них пыли
применяется специальное сальниковое уплотнение, к которому
Рис. 45. Винтовой пневматический питатель
подается сжатый воздух в специальное кольцевое пространство, ,
предусмотренное в литом корпусе питателя. Воздух отбрасывает
частицы от зазора между корпусом и валом винта в сторону за--
грузочной воронки. Отбрасыванию частиц способствует также
работа крыльчатки, насаживаемой на вал.
Достоинством винтовых пневматических питателей являются
непрерывность подачи материала и малые габаритные размеры
по высоте. Недостатки заключаются в том, что’ для вращения
винта требуется дополнительный расход энергии, а также в бы-7
стром износе винта и смежных броневых вкладышей.
В табл. 7 приведены некоторые характеристики стационар-
ных винтовых пневматических питателей.
Таблица 7\
Диаметр винта в мм	Производительность в час	Давление воздуха в смесительной камере в ата	Мощность иа валу винта в кет
100	8—16	1,8—2,5	14—30
150	25—35	1,8—2,5	35—50
200	35—80	1,8—2,5	60—120
250	80—160	1,8—2,5	150—240
76
Г На рис.. 4в показан, общий вид пятимоторного передр^жного
Читателя производительностью до 50 т/час, успешно-эксплуати-
ровавшегося на больших строительствах в США [49]. Двухдис-
*ковый подающий механизм 1 перемещает материал к первым
виткам консольного винта 2, являющегося продолжением вала
^основного двигателя 3 мощностью 125 л. с. Винт, делающий
;1 200 об/мин, имеет переменный шаг витков, поэтому подавае-
мый цемент по мере уменьшения шага винта уплотняется, соз-
давая пробк^, препятствующую прониканию сжатого s воздуха
Рис.- 46. Передвижной винтовой пневматический насос
г
из трубопровода через винт наружу. Воздух подается в трубо-
провод через круглую чугунную форсунку 6, и создаваемая та-
ким образом смесь воздуха с цементом транспортируется далее,
по трубопроводам. Передвижение питателя осуществляется с
помощью двух колес и поддерживающего ролика 5, имеющих
самостоятельный привод от электродвигателей. Дистанционное
управление передним ходом, обратным ходом и поворотом колес
осуществляется с переносного пульта, находящегося в руках
рабочего.
Эта машина позволяет достигнуть высокой производительно-
сти транспорта — 50 т цемента в 1 час в результате применения
двухмоторного двухдискового подающего механизма.
Перегрузка двигателя при слишком высокой производитель-
ности устраняется автоматической подачей воздуха к первому
витку винта, что препятствует подаче материала в питатель.
Диаметр первого витка винта увеличен по сравнению с
остальными, а для защиты подшипников применено масляное
уплотнение 4, й котором давление воздуха использовано для
прижима уплотняющих колец и оттдува цемента от винта.
77
Моторы дисковых питателей автоматически пускаются в ход
вместе с основным двигателем. При перегрузке основного дви-
гателя моторы питателей выключаются с помощью реле макси-
мального тока, отрегулированного на 125—15О°/о от полной на-
грузки.
Работа питателя происходит и при его передвижении.
Вес машины достигает 4 000 кг. Данные о расходе энергии
электродвигателем винта, давлении и расходе воздуха даны в
табл. 7.
4.	ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПОДВЕСНОЙ ВИНТОВОЙ
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПИТАТЕЛЬ
Вертикальный винтовой питатель является подвесным устрой-
ством для забирания материала сверху, в частности из морских
и речных судов. Основной винт вертикального винтового пита-
теля во время работы питателя расположен вертикально.
Материал подается к винту (рис. 47) двумя питающими ди-
сками /, которые врезаются в материал при опускании всего
питателя. Винт 2 захватывает материал с дисков, спрессовывает
его и подает, как и в остальных конструкциях винтовых питате-
лей, в смесительную камеру. От этой камеры смесь материала и
воздуха транспортируется сначала по гибкому резиновому шлан-.
ту, а затем по стационарному транспортному трубопроводу.
Вращение питающих дисков производится одним электромо-
тором 3. Винт совершает столько же оборотов, что и мотор,— .
1 000 об/мин, а питающие диски соединяются с мотором через
плоский зубчатый редуктор 4, снижающий число оборотов до 30.
Сжатый воздух к питателю подводится по гибкому резиново-
му трубопроводу. Электроэнергия для мотора вертикального
винтового питателя подводится по гибкому бронированному ка-
белю.
Управляет винтовым питателем рабочий, находящийся на спе-
циальном месте, иногда значительно удаленном от места рабо-'
ты питателя. Рабочий при помощи механических подъемных
устройств опускает вертикальный питатель до требуемого уров-
ня, пускает в питатель сжатый воздух, включает мотор питателя
(винт и питающие диски) и регулирует давление воздуха, по-
даваемого к питателю. Характеристика вертикального винтового
пневматического питателя приведена ниже.
Производительность в т!час.............. 30—35
Длина транспортирования в м.............100—140
Высота подъема вл...-...................до 30
Диаметр транспортного трубопровода в лл 100—150
Расход воздуха в мг/час................. 10—12
Давление . в ата........................ 3,5
Мощность электромотора питателя в кет . .	30
Вес питателя в кг.......................1 400
Высота „ вл............................. 2,5
78
79>
5.	ШЛЮЗОВЫЕ ЗАТВОРЫ
В нагнетательных системах среднего перепада давления за-
грузка материала производится весьма часто при помощи шлю-
зовых затворов. Такие затворы употребляются и в отделителях,
например циклонах, как при всасывающей, так и при нагнета-
тельной системе.
Назначение шлюзового затвора — передавать материал из
пространства с более низким давлением в пространство с более
высоким давлением или наоборот.
Наибольшим распространением пользуются шлюзовые затво-
Рис. 48. Шлюзовой затвор
ры барабанного типа. Эти за-
творы осуществляют беспрерыв-
ную равномерную подачу и дают
высокую производительность при
небольших размерах барабана.
На рис. 48 изображена схема
барабанного шлюзового затвора.
Через патрубок материал посту-
пает в ячейки вращающегося ба-
рабана и высыпается под дей-
ствием собственного веса вниз
из ячеек в нагнетательный тру-
бопровод, где и увлекается струей
воздуха. Барабан, плотно сопри-
касаясь с кожухом, препятствует
просачиванию воздуха из трубо-
провода в бункер.
При положении барабана,
изображенном на рис. 47, ячей-
ки 1 и 6 находятся под высоким
давлением, ячейки 4, 3 и 2—под атмосферным и ячейка 5, со-
общающаяся через отверстия и трубку с внешней амтосфе-
рой, — тоже под амтосферным.
Предварительное снижение давления в ячейке делается во
избежание расширения заключенного в ней воздуха под отвер-
стием бункера, так как при этом ухудшается наполнение ячейки
материалом.
Число оборотов шлюзовых затворов обычно принимается в
пределах от 20 до 60 в 1 мин.
6.	ВСАСЫВАЮЩИЕ СОПЛА
Для ввода пылевидных, мелкокусковых и зернистых материа-
лов в транспортный трубопровод всасывающей установки слу-
жат всасывающие сопла, принцип работы которых заключается
в следующем. Сопло (рис. 49), подвешенное к гибкому элементу
трубопровода, погружается в материал. Вследствие наличия пе-
репада давлений начинается движение воздуха, который частич-
8п
ио проходит через материал, частично подводится (добавочно)
через регулируемую щель из кольцевой полости сопла. Воздух,
проходя через материал, подхватывает частицы и увлекает их в
трубопровод.
В последнее время в установках всасывающего типа, служа-
щих для транспортирования цемента и других пылевидных гру-
зов, применяют всасывающие сопла со специальными механиче-
скими рыхлящими устройствами, представ-
ляющими собой гребки диаметром 0,6—1 м,
вращающиеся вокруг вертикальной оси в
зоне работы сопла. Эти рыхлящие устрой-
ства обеспечивают равномерность обруше-
ния слежавшегося материала.
7.	КОНСТРУКЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ
Трубопроводы пневматического транс-
порта, предназначенные для аспирации и
перемещения на короткие расстояния при
малых концентрациях таких неабразивных
материалов, как органическая пыль, опил-
ки, стружки и т. п., изготовляются обычно
из кровельной листовой стали толщиной
0,8—1,2 мм, диаметром от 60 до 800 мм
и более. Повышение жесткости тонкостен-
Рис. 49. Всасыва-
ющее сопло
ных трубопроводов больших диаметров достигается «зиговкой»
их, устройством специальных колец жесткости и 'другими
способами.
В некоторых случаях, при возможности корродирования труб
или абразивного износа их, а также при очень больших диамет-
рах, для изготовления труб применяется листовая сталь толщи-
ной до 3—4 мм со сваркой продольных и поперечных швов.
До последнего времени в трубопроводах из кровельной стали
наиболее широко применялось соединение продольных швов в
виде двойного лежачего фальца, а поперечных швов — одинар-
ным стоячим фальцем с уплотнением обоих типов швов замаз-
кой. Однако в настоящее время в отечественной практике начали
выполнять продольные швы трубопроводов из стали 0,8—1,2 мм
автоматической точечной сваркой.
Изготовление и монтаж подобных трубопроводов и их фасон-
ных частей подробно описаны в обширной литературе по венти-
ляции и поэтому здесь не приводятся (см., например, Р. Н. Брен-
нер, Монтажные работы по отоплению, тепло-газоснабжению и
вентиляции, М. 1957).
Методика расчета разветвленных систем трубопроводов с пе-
ременными по длине диаметрами и расходами воздуха излагает-
ся в главе VII.
Разветвленный трубопровод высоконапорных нагнетательных
схем пневматического транспорта, обслуживаемых компрессора-
6 Зак. хм
81
ми, а также всасывающих систем с эжекторами и вакуум-насо-
сами может иметь значительное количество (до 20—30 и более)
точек загрузки и выгрузки материала (у бункеров, силосов и
пр.), но, как правило, проектирование и эксплуатация этих си-
стем ведутся таким образом, что в каждый момент времени ра-
ботает только одна точка загрузки (приемник) и только одна
точка выгрузки материала. Поэтому обычно транспортный тру-
бопровод имеет постоянный по всей длине и на всех ответвле-
ниях диаметр.
В системах с большой протяженностью магистрального тру-
бопровода и с перепадом давления в нем 3—5 ати диаметр труб
может быть увеличен по ходу воздуха, о чем упоминалось уже
выше. Диаметр транспортного трубопровда может увеличивать-
ся по длине трубопровода также и в том случае, когда проекти-
руется параллельная (одновременная) работа нескольких воз-
духодувных машин на один нагнетательный трубопровод.
В разделе «Борьба с истиранием трубопроводов» уже указы-
валось, что преимущественное, почти исключительное, примене-
ние в системах пневматического транспорта имеют стальные
трубы. Обычно применяются стандартные трубы диаметром от 50
до 250 мм с нормальной толщиной стенок 4—5 мм или для транс-
портирования абразивных материалов — бесшовные горячеката-
ные стальные трубы с толщиной стенок 8—10 мм. Трубы соеди-
няются сваркой, однако через каждые 10—40 м, а также у каж-
дого колена следует ставить фланцевые соединения для облегче-
ния разборки трубопровода в случае образования в нем «проб;
ки», а также для поворачивания его вокруг продольной оси —
для получения более равномерного истирания труб по пери-
метру. Прокладка трубопроводов должна обеспечивать легкий к
ним доступ для обслуживания.
Прокладочный материал для фланцевых соединений — рези-
ну, проолифленный картон, асбест, паронит — выбирают в зави-
симости от температуры транспортируемой смеси.
При проектировании трубопроводов для транспортирования
горячей золы, шлаков или иных материалов при высоких темпе-
ратурах необходимо учитывать температурные удлинения трубо-
проводов и использовать в максимальной степени возможность
их самокомпенсации. В необходимых случаях следует устанав-
ливать компенсаторы, причем из всех известных типов можно
рекомендовать только сальниковые компенсаторы. Лирообраз-
ные и П-образные компенсаторы создают значительные сопро-
тивления и дополнительные очаги возможного возникновения
«пробок», а линзовые компенсаторы не могут нормально рабо-
тать, так как их складки забиваются, по крайней мере в нижней
части окружности, транспортируемым материалом.
Конструкции сальниковых компенсаторов и методы их под-
бора и установки, а также расчет самокомпенсации весьма под-
робно описаны в имеющейся обширной литературе и поэтому
здесь не приводятся.
«2
Как в сварных, так и в фланцевых соединениях при монта-
же должны очень строго соблюдаться соосность труб и прямо-
линейность трубопровода. Даже незначительные нарушения со-
осности приводят к местному истиранию трубопровода вблизи
неправильно сделанного соединения; >это истирание проявляется
особенно быстро при транспортировании кусковых материалов,
а также порошкообразных, обладающих повышенной абразив-
ностью.
Переносные транспортные трубопроводы применяются при
разгрузке вагонов и судов, при подаче материала в бункер или
штабель с переменным местоположением его, при закладке вы-
работанного прстранства в рудниках и шахтах и т. п. В таких
установках отдельные звенья трубопровода для облегчения раз-
борки, переноски и сборки делают короткими и снабжают быст-
роразъемными соединениями (рис. 50, а). Возможно также вы-
полнение быстроразъемного соединения с помощью разрезных
муфт по рис. 50, б.
Рис. 50
а — быстроразъемное соединение труб: 1 и 2 —
кольца, приваренные к трубам; 3 — резиновое
кольцо; 4 — вращающаяся кольцевая обойма;
5 — проволочное кольцо, приваренное к трубе;
6 — кулачковые рычаги; 7 — рукоятка; 8 — че-
ка, фиксирующая положение рычагов; б — бы-
строразъемное соединение труб: 1 — разрезная
муфта из двух половин; 2 —шарнир; 3 — ко-
нические фланцы, приваренные к трубам
Стандартные чугунные трубы диаметром 50—200 мм как
раструбные, так и фланцевые, изготовляются из серого, неотбе-
ленного чугуна, длиной 2—4 м и толщиной стенок 7—10 мм (в
зависимости от диаметра). Большое количество раструбных или
фланцевых соединений значительно усложняет и удорожает мон-
таж и снижает надежность эксплуатации по сравнению со свар-
ными соединениями стальных труб.
При специальном изготовлении труб из отбеленного чугу-
на с гладкими двумя концами (без буртиков, раструбов и флан-
цев) можно применять для их соединения лабиринтовые муфты
(рис. 51), хорошо показавшие себя в эксплуатации [59]. Кольце-
вые канавки муфт на нагнетательных трубопроводах быстро за-
биваются тонкими фракциями транспортируемого материала,
6*	83
что способствует уплотнению соединения. Кольцевые выточки на
обоих торцах муфты должны быть заполнены уплотняющей на-
бивкой, герметичность которой особенно важна для всасываю-
щих трубопроводов. Сохранение плотности этой набивки в про-
цессе эксплуатации возможно только при условии стабильности
температуры труб. В ином случае соединительная муфта может
работать как сальниковый компенсатор, даже при наличии спе-
циальных компенсаторов на трубопроводе, и охлаждающиеся
трубы будут (при сокращении своей длины) выдергивать торцо-
вую набивку из муфт.
Для соединения передвижных всасывающих сопел и само- ’
ходных пневматических разгрузчиков с неподвижными трубо-
проводами применяются гибкие шланги различных типов и кон-
струкций.
Рис. 51. Лабиринтовая муфта для соеди-
нения чугунных, труб
Общие требования к таким шлангам — герметичность, гиб-
кость, незначительный собственный вес — почти невозможно со-
вместить и удовлетворить, поэтому шланги обычно либо быстро
изнашиваются, либо обладают большим весом и ограниченной
гибкостью, затрудняющей работу оператора.
Все транспортные трубопроводы по окончании работы долж-
ны продуваться чистым воздухом, который нагнетается в трубо-
провод или просасывается через него работающей воздуходувной
машиной. Помимо этого, в нагнетательных схемах параллельно
с.транспортным трубопроводом в некоторых случаях проклады-
вается от компрессора воздухопровод небольшого диаметра для
продувки трубопровода в случае аварийной закупорки его. От-
ветвления от этого воздухопровода, снабженные запорными вен-
тилями, присоединяются к транспортному трубопроводу через
каждые 20—40 м его длины, а также к каждому колену на слу-
чай чрезмерного скопления транспортируемого материала или
образования «пробки». Во всасывающих схемах устройство про-
дувочных штуцеров на транспортном трубопроводе также целе-
сообразно, но лишь в тех случаях, когда на предприятии имеет-
ся компрессорная установка.
Не всегда удается раздуть сжатым воздухом образовавший-
ся в трубопроводе «завал» материала, а поэтому необходимо,
84
помимо продувочных штуцеров, устраивать на транспортном
трубопроводе между штуцерами, на одинаковых с ними рас-
стояниях, лючки для механической очистки трубопровода в ава-
рийных случаях. На рис. 52* показаны несложные конструкции
лючков, оправдавшие себя на практике.
Наиболее интенсивно истираются во всех установках пневма-
тического транспорта колена и места изгиба трубопровода, даже
при небольших углах поворота, так как в этих местах неизбеж-
ны удары транспортируемых частиц о стенки.
Поэтому при монтаже трубопроводов, предназначенных да-
же для транспортирования материалов с невысокой абразивно-
стью, устанавливаются износоустойчивые колена. При небольших
углах поворота (примерно до 20—30°) стальной трубопровод
утолщают путем приварки стальной накладки по внешней полу-
окружности, т. е. на выпуклой части трубы, на длине примерно
(5-г-8) d.
Существует большое количество типов износоустойчивых ко-
лен, в которых используются различные способы борьбы с исти-
ранием. На рис. 53, а, представлена конструкция колена со
сменными вкладышами, применяемая при транспортировании
крупнокусковых материалов. Вкладыши выполняются из марган-
цовистой стали, базальта, диабаза или иного материала с повы-
шенным сопротивлением истиранию. Отдельные вкладыши не
должны плотно соприкасаться между собой, чтобы они могли
вибрировать при ударе крупных кусков материала, что способ-
ствует уменьшению истирания.
На рис. 53, б показано также довольно сложное колено, в ко-
тором увеличение срока службы достигается тем, что частицы с
помощью сжатого воздуха (подводимого от компрессора к осо-
бым каналам, отлитым в теле колена) отжимаются от подверга-
ющейся истиранию поверхности.
На рис. 53, в показано значительно более простое износо-
устойчивое чугунное колено, широко применяемое в отечествен-
ной практике для углов поворота 90—135°. После истирания ма-
териала в основном теле колена будет вырабатываться наклад-
ная плита, выполняемая обычно из чугуна. Ремонт колена сво-
дится к быстрой и легкой замене плиты.
Оправдывают себя и широко применяемые на практике коле-
на с «карманом», литые или сварные, по типу рис. 53, г. «Кар-
ман» колена будет сразу забиваться транспортируемым материа-
лом, который в дальнейшем воспринимает на себя удары и тре-
ние транспортируемых частиц. Фланец, закрывающий «карман»,
может быть использован для продувки и прочистки трубопрово-
да. Следует отметить, что колена, в особенности при переходе с
горизонтального иа вертикальный трубопровод, являются наи-
более опасным местом в смысле засорения, а также отложения
* Здесь и ниже звоздочкой помечены номера рисунков, выполненных по
чертежам Южэнергочермета.
85
86
крупных инородных тел, которые часто содержатся в цементе,
песке и других порошкообразных и мелкофракционных мате-
риалах.
Произведенные в Днепропетровском химико-технологическом
институте испытания показали, что наибольшей устойчивостью
против истирания обладают фарфоровые колена, однако практи-
ческого применения они пока еще почти не получили.
Влияние радиуса кривизны колен на их истирание изучено
Рис. 53
< — колено с износоустойчивыми вкладышами; б — износоустойчивое колено с под-
дуванием; в — чугунное колено с накладной плитой; г — колено с защитным «карма-
ном»
пока еще недостаточно. В практике транспортирования материа-
лов с малой абразивностью (опилки, мука и др.) не применяют
специальных износоустойчивых колен, а обычно ставят колена с
большими радиусами кривизны — до (20 : 30)cZ. Во всех случаях
колена с радиусом менее (Зч-4)с? в схемах пневматического
транспорта ставить не рекомендуется.
Ответвления от магистрали — тройники — в схемах высоко-
напорных нагнетательных установок, как и во всасывающих схе-
87
мах, должны выполняться с углом присоединения к магистрали
15—45°. В местах удара частиц, меняющих направление своего
движения, стенки тройников или трубопроводов следует усили-
вать. На рнс. 54* показан подобный чугунный тройник с утол-
щенной стенкой и накладной плитой.
Неработающие ответвления должны быть надежно отключе-
ны от сети с сохранением герметичности. В высоконапорных ус-
тановках для выключения ответвлений диаметром 50—200 мм
применяются массивные задвижки и краны, как например, проб-
Рис. 54. Тройник с местным утолщением стенки и накладной
плитой
ковые краны, изображенные на рис. 55*. Конструкция крана
(рис. 55, б) довольно сложна, но она оправдывается при боль-
ших диаметрах весьма малой площадью трения.
Для переключения подачи материала на то или иное ответ-
вление, а также для отключения отдельных питателей (насосов)
в высоконапорных установках применяются также, помимо проб-
ковых кранов, двухходовые переключатели (рис. 56), снабжае-
мые ручным или дистанционным электропневматическим управ-
лением.
В переключателе (рис. 56, а) два патрубка перекрываются
поочередно коническим клапаном (в «клапанных переключате-
лях») или плоской задвижкой (в «дисковых переключателях»).
Шарнирные соединения, применяемые в дисковых переключате-
лях, обычно не обеспечивают плотного прилегания задвижки к
седлу, тем более, что все детали внутри переключателя подвер-
гаются забиванию или истиранию транспортируемым мате-
риалом.
Неплотное прилегание задвижки или клапана к седлу вызы-
вает нежелательные утечки воздуха и материала в отключенный
трубопровод, причем это происходит зачастую при больших ско-

88
89
ростях, что приводит к весьма интенсивному износу рабочих
поверхностей седла и запорного органа. Кроме того, поверхность
седла неотключенного (работающего) патрубка также изнаши-
вается от трения и ударов частиц движущегося материала. Реви-
зия переключателей этого типа затруднительна.
Более прост и надежен в работе двухходовой переключатель,
приближающийся по своему устройству к пробковым кранам
(рис. 56, б).
Рис. 56
& — двухходовой дисковый переключатель; б — двухходовой переключатель; в — четы-
рехходовой переключатель
Многоходовые переключатели (рис. 56, s) применяются толь-
ко в тех установках, где переключение на ту или иную линию
требуется производить изредка и вручную.
Если материал подается не в разгружатель, а непосредствен-
но в штабель, на конце транспортного трубопровода устанавли-
вают отражательные насадки. Для борьбы с пылением конец
трубы может быть снабжен оросительным устройством.
Ремонт трубопроводов. При периодическом поворачи-
вании транспортного трубопровода на 90—120° вокруг продоль-
ной оси истирание его будет примерно равномерным по всей дли-
90
Рис. 57. Подварка горизонтальных
трубопроводов при ремонте
не окружности. В случае же местного износа обычно ставят мест-
ные «заплаты» — накладки. При этом можно рекомендовать про-
изводить подварку износившихся мест швеллерами, угловой
сталью или сегментами из
труб меньшего диаметра, как
показано на рис. 57. При та-
ком методе подварки прост-
ранство под поврежденными
местами трубопровода будет
быстро забито транспортируе-
мым материалом, и этот со-
здавшийся естественно подсти-
лающий слой будет предохра-
нять трубы от дальнейшего
истирания. Трубы, отремонтированные таким методом, при даль-
нейшей эксплуатации, разумеется, не следует поворачивать.
8.	СИГНАЛИЗАТОРЫ УРОВНЯ
Для автоматизации транспорта цемента и других материалов
в условиях строительства, на силосных складах, бетонных заво-
дах, при разгрузке и погрузке бункеров и силосов необходимы х
устройства, направляющие поток сыпучих материалов в места
приема и производящие дистанционное или автоматическое пере-
ключение транспортных трубопроводов.
Основными приборами, выполняющими эти функции, являют-
ся сигнализаторы уровня заполнения сыпучим грузом емкостей,
а также двухходовые переключатели трубопроводов.
Основное назначение этих сигнализаторов — показывать за-
полнение или опорожнение емкости (бункера, силоса или резер-
вуара) до заданного уровня и посылать электрический импульс
в систему управления транспортирующей системы или устрой-
ство для переключения транспортного потока на другое направ-
ление. Конструкции сигнализаторов весьма разнообразны.
Известны устройства, в которых применены лопатки, откло-
няемые материалом в сторону и замыкающие контакты электри-
ческой цепи; вращающиеся крыльчатки, останавливающиеся при
заполнении их материалом; колбы, наклоняющиеся под действи-
ем- материала при изменении уровня; мембранные сигнализато-
ры, посылающие импульс при изменении давления на мембрану,
электронные и др. Наиболее надежными следует считать элек-
тронные сигнализаторы.
Электронный сигнализатор уровня типа ЭСУ-1 завода «Физ-
прибор» (рис. 58) работает на принципе изменения электриче-
ской емкости систему «электродатчик—измеряемая среда». Из-
менение электрической емкости этой системы находится в прямой
зависимости от изменения уровня измеряемой среды. Удаление
или приближение измеряемой среды к стержню емкостного дат-
чика вызывает изменение электрической емкости, которая воз-
действует на схему электронного блока.
91
Схема генератора электронного блока настраивается таким
образом, что при изменении емкости датчика в пределах свыше
5 мкф происходит срыв высокочастотных колебаний.и анодный
ток резко возрастает; срабатывает реле типа МКУ-48, включен-
ное в анодную цепь лампы 6Н8С, и происходит замыкание или
размыкание контактов реле. Настройка схемы электронного бло-
ка производится поворотом
ручки конденсатора перемен-
ной емкости.
Все детали электронного
блока емкостного сигнализато-
ра уровня собраны на общем
стальном шасси, установлен-
ном в корпусе на амортизато-
рах. На шасси имеется вывод-
ная клеммная колодка с де-
сятью контактами, к которым
Рис. 59. Емкостный датчик типа ДЕ
Рис. 58. Электронный сигнализатор
уровня типа ЭСУ-1
подводятся провода от питающей сети, а также выход от контак-
тов реле на сигнальное или исполнительное устройство и под-
ключение кабеля датчика типа ДЕ.
Датчик емкостного сигнализатора уровня (рис. 59) укреп-
ляется непосредственно к вертикальной или горизонтальной стен-
ке бункера или резервуара, в котором находится материал. Кон-
92
струкция и размера электрода датчика выбираются в зависи-
мости от свойств рабочей среды и условий монтажа. Электроды
датчика могут быть голыми металлическими для сред диэлек-
триков или покрытыми электроизоляционной оболочкой для из-
мерений в токопроводящих средах. Емкостный датчик соединяет-
ся с электронным блоком при помощи коаксиального кабеля, за-
ключенного в металлический рукав.
Глава IV
СЕПАРАТОРЫ
1. ТИПЫ СЕПАРАТОРОВ
Под названием сепараторы или пылеотделители в пневмати-
ческом транспорте подразумеваются устройства для отделения
материалов и пыли от переносящего их воздуха. Воздух по срав-
нению с транспортируемыми материалами имеет во много раз
меньшую плотность (для дерева — в 700—800 раз, для цемента в
2 500 раз и т. д.), а поэтому наиболее простым является гравита-
ционный способ сепарации, основанный на выпадении твердых
частиц под действием силы тяжести из транспортирующего воз-
душного потока. Таким простым способом обычно и улавливают-
ся крупные твердые частицы (рис. 60). Что касается пылевидных
частиц, то уловить их значительно труднее. Приходится приме-
нять более сложные устройства, использовать, кроме гравита-
ционного, и другие физические принципы. Такие пылеотделители
применяются не только для улавливания перемещаемых пневма-'
тически пылевидных материалов, но и в качестве второй ступени
очистки воздуха при сепарации крупных материалов, так как за
счет ударов, истирания и пр. всегда образуется пыль. Эта пыль
может содержать ценные примеси, но в основном ее необходимо
улавливать из санитарно-гигиенических соображений — для пре-
дохранения воздушной среды от загрязнения.
На рис. 61 представлена рекомендуемая нами схема класси--
фикации различных пылеотделителей.
В инерционных пылеотделителях используются
силы инерции, возникающие при вращательном движении (цик-
лоны, центробежные скрубберы, турбоклоны) или при поступа-
тельном движении (жалюзийные пылеотделители).
В гравитационных пылеотделителях, как выше указы-
валось, отделение происходит за счет использования силы тяже-
сти (осадители, отстойники).
В поглощающих пылеотделителях твердые частицы сма-
чиваются и смываются жидкостью (водой). Это может осуще-
ствляться в результате промывки запыленного газа распылен-
94
ной водой или барботирования (пробулькивания) через слой
воды.
В электрических пылеотделителях твердым частицам
сообщается электрический заряд, под действием которого они
осаживаются на электродах.
В пористых пылеотделителях твердые частицы задержи-
ваются в порах или на поверхности фильтрующего материала,
которым могут служить различные ткани, слои бумаги, сетки и
самые разнообразные набивки (гравий, шлак, стружка, фарфо-
ровые кольца).
Рис. 60. Сепаратор для улавливания
крупных частиц
| Сепараторы |
\цикмы4 {ндльтиц- 11 ТцрЪог. fi7\jci<pgmept | Матерч7\[шпага1П. |	| [сегпочн. |
Рис. 61. Схема классификации пыле-
отделителей
Набивные, а также и центробежные пылеотделители для луч-
шего действия могут смачиваться жидкостями.
Успешно применяются масляные фильтры, в которых набивка
из фарфоровых колец, металлических сеток или стружек покры-
вается слоем масла, а также циклоны с водяной пленкой (их
часто называют центробежными скрубберами).
Для более эффективного улавливания в тех или иных пыле-
отделителях дисперсные пыли можно предварительно1 укрупнять
(коагулировать) с помощью ультразвука или увлажнения.
При выборе типа пылеотделители следует учитывать количе-
ство и состояние очищаемого газа (температура, влажность), вид
пыли (прежде всего ее дисперсность), начальную и остаточную-
запыленность, а также технико-экономические показатели.
В гигиеническом отношении главное значение имеет остаточ-
ная запыленность.
95-
Рис. 62. Схема пылеосадочной
камеры,
а — разрез: б — план
Поэтому эффективность пылеотделителей целесообразно
•сравнивать не по значению к. и. д., равного отношению весов
уловленной пыли к поступающей:
== СУЛОВЛ — Спост Сунос
^пост	^пост
а по значениям уносов (остаточной зыпыленности сун0С).
Тогда, например, если один пылеотделитель имеет т] = 0,9, а
другой — 0,95, то второй лучше первого не на 95—9О = 5°/о, а в
1—0,9 о
------------------------------= 2 раза.
1—0,95 н
Пылеотделитель любого типа может быть установлен как на
линии нагнетания, так и на линии
всасывания.
Пылеотделители, работающие
под разрежением (на линии вса-
сывания), приходится в целях
предотвращения больших подсо-
сов тщательно герметизировать,
снабжать специальными опорож-
нительными устройствами (шлю-
зовыми затворами, мигалками),
в результате чего 'конструкция и
эксплуатация усложняются, удо-
рожаются.
Такие установки приходится
применять, например, во всасы-
вающих системах пневматическо-
го транспорта для защиты от повреждения пылью некоторых ви-
дов воздухонадувных машин (см. гл. III).
Пылеосадочные камеры. В пылеосадочных камерах (рис. 62)
пыль выпадает из движущегося с небольшой скоростью потока
под действием собственного веса (гравитационной силы). Такие
камеры обычно имеют большие размеры и применяются для
улавливания из сильно запыленного потока крупных и плотных
твердых частиц: механических примесей, недожога твердого топ-
лива, металлической пыли.
Если предположить, что поперечное сечение пылеосадочной
камеры равномеро заполнено потоком и известны расход очи-
щаемого газа и размеры поперечного сечения И (высоты) и В
(ширины), то средняя скорость потока составит
Улавливаемая твердая частица движется вдоль камеры со
скоростью, близкой к скорости потока v, и, кроме того, оседает
со скоростью w. В этом случае минимальная длина камеры мо-
96
жет быть определена из условия равенства времени переноса и
осаждения, т. е.
= н_
V W 1
откуда
1=Н — .
W
Из этой формулы следует, что при заданных скоростях v ка-
меры получаются тем короче, чем меньше их высота (практиче-
ски не менее 15—20 мм для пыли). Уменьшение высоты при со-
хранении v может быть достигнуто при пропорциональном увели-
чении ширины или при перегораживании камеры по высоте.
В действительности при входе потока в камеру ее поперечное
сечение не заполняется равномерно, возникают дополнительные
циркуляционные потоки, поэтому вышеприведенной формулой
можно пользоваться только с большим приближением.
Сопротивление пылеосадочных камер обычно определяется
коэффициентом С = 1 (по отношению к скорости входящего по-
тока) .
Установку перегородок в камерах следует производить с осто-
рожностью, так как возможен и отрицательный эффект. Хоро-
шие результаты получены в пылеосадочной камере лабиринтного
типа с поперечными перегородками, предложенной проф. В. В.
Батуриным.
Циклоны и мультициклоны. Циклоны являются весь-
ма компактными устройствами инерционного типа и успешно
используются для очистки сильно запыленного газа от сравни-
тельно крупных твердых частиц (больше Юр).
Схема простейшего циклона представлена на рис. 63. Очи-
щаемый газ через тангенциально присоединенный патрубок на-
правляется в закрытое сверху пространство между стенками
цилиндра и трубы, приобретая там вращательное движение. При
вращении твердые частицы, имеющие большую плотность по
сравнению с переносящим их газом; отжимаются возникающей
центробежной силой к стенкам цилиндра и соскальзывают вниз,
высыпаясь в бункер через отверстие в нижней части конуса.
Очищенный газ через трубу выходит наружу.
В отечественной практике получили применение циклоны из
листовой стали конструкции НИИОГ, ЛИОТ, СИОТ, Гил-
родрева (для древесных стружек и опилок) и др. Данные для
подбора этих циклонов, а также и других сепараторов приводят-
ся в справочниках.
Коэффициент полезного действия циклона, равно как и вся-
ких других пылеотделителей, зависит от рода пыли.
Для циклонов ЛИОТ № 1-и 2 к. п. д., по данным лаборатор-
ных испытаний, например, для фракций 0—Юр составляет 0,6—
0,8, а для фракций 70—100р —до 0,99.
7 Зак. 396	97
При эксплуатации циклонов весьма важно не допускать вы-
бивания или подсоса воздуха через пылеотводящее отверстие и
плотно закрывать бункер-пылесборник. Течки желательно де-
лать длиной не менее 10 диаметров пылеотводящего отверстия
с клапаном-мигалкой на конце.
Опытами установлено, что лучше всего улавливаются более
плотные и крупные частицы, что до определенного предела (10—
25 м/сек) следует увеличивать скорость ввода потока в циклон
и что эффективнее работают меньшие по размерам циклоны.
Последнее обстоятельство привело к конструированию муль-
тициклонов— небольших чугунных или стальных циклонов (диа-
Рис. 63. Циклон
Рис. 64, Мультициклон (батарейный циклон)
метром 40—250 мм), которые параллельно соединяются (до не-
скольких сот штук) в батареи (рис. 64). Газ поступает из камеры
в отдельные циклонные элементы сверху и закручивается, на-
пример посредством розеток. Уловленная пыль попадает в бун-
кер, а очищенный газ поднимается в сборную камеру. Батарей-
ные циклоны (мультициклоны) конструкций треста «Газоочист-
ка) с успехом используются в котельных для улавливания золы.
Сопротивление нормально эксплуатируемого батарейного
циклона составляет 50—60 кг]м2. Коэффициент полезного дей-
ствия для летучей золы и других аналогичных материалов — не
выше 0,8.
Центробежные скрубберы. Центробежный скруббер (рис. 65)
представляет собой прямоточный циклон (без внутренней тру-
бы) с водяной пленкой, образуемой на поверхности стенок. В
98
центробежных скрубберах пыль отжимается к стенкам и смачи-
вается водой, благодаря чему она лучше удерживается у поверх-
ности кожуха и легко смывается.
Шлам из конуса поступает в отстойник, из которого отводит-
ся осветленная вода. Центробежные скрубберы применяются
конструкции ЛИОТ (под названием циклон с водяной пленкой)
и конструкции ВТИ.
Коэффициент полезного действия центробежных скрубберов
выше, чем циклонов. Например, для золы с размером частиц
более 20 мк он превышает 0,9.
Турбоклйны. Центробежная сила может возникать не только
при вращении потоков в неподвижном аппа-
рате (циклоне), но и при вращении рабоче-
го органа аппарата.
Простейшие турбоклоны (пылеотд ел ите-
ли турбинного типа) представляют собой
центробежные вентиляторы, в кожухах ко-
торых, имеющих особую конструкцию, пыль
при вращении отделяется от газа.
На рис. 66 представлена схема одной из
разновидностей турбоклонов — турбоклон
типа ЦРП конструкции Розенкранца и Пре-
чистенского.
Очищен-
ный газ
Рис, 65. Центро-
бежный скруббер
Агрегат представляет собой центробежный вентилятор двусто-
роннего всасывания 1, на валу которого по обе стороны от рабо-
чего колеса симметрично расположены два ротора 3 с радиаль-
ными отверстиями—каналами. Запыленный воздух поступает в
кожух 2 турбоклона и просасывается вентилятором через рото-
ры. Воздух проходит этот путь без затруднений, но значительно
более плотные твердые частицы не могут преодолеть действие
центробежной силы в каналах роторов, отбрасываются в кожух
и далее попадают в бункер 4.
7*	.	9д
Применение турбоклонов весьма перспективно, однако в на-
стоящее время из-за сложной конструкции и недостаточной эко-
номичности они еще не получили распространения.
Жалюзийные пылеотделители. В жалюзийных или
инерционных пылеотделителях (рис. 67) очищаемый газ направ-
ляется в суживающийся канал, выполненный из наклонно уста-
новленных пластинок. Газ, изменяя
из этого канала через щели меж-
ду пластинками, а твердые части-
цы, имеющие большую массу и
инерцию, не успевают повернуть-
ся вместе с газом, отражаются от
пластинок и проскакивают даль-
ше. Из канала твердые частицы
Рис. 68. Матерчатый
фильтр типа МФ
Рис. 67. Установка жа-
люзийного пылеотдели-
теля
с небольшим количеством газа поступают в небольшой циклон и
собираются в его бункере.
Выпускаемый из циклона газ может быть направлен для до-
полнительной очистки обратно в инерционный пылеотделитель.
Инерционные пылеотделители компактны, но менее эффективны
по сравнению с циклонами. Их не следует применять при волок-
нистой, влажной или липкой пыли. При улавливании золы к. п. д.
жалюзийных пылеотделителей конструкции ВТИ не превышает
0,7 при сопротивлении 40—50 ка/м2.
Тканевые фильтры. Сухой, не горячий и умеренно за-
пыленный воздух хорошо очищается от пыли, проникая через
ворсистую ткань типа бумазеи, байки и т. д. Пыль задерживает-
ся ворсом и застревает в глубине ткани. После некоторого перио-
да эксплуатации она должна быть удалена путем встряхивания
ткани и обратной продувки ее.
Оптимальные условия эксплуатации матерчатых фильтров,
характеризующихся высокой пылезадерживающей способностью
100
и небольшим сопротивлением, определяются воздушной нагруз-
кой в 100—200 м3/час м2.
Нагрузка зависит от сорта ткани, вида пыли, начальной
запыленности воздуха. Для развития фильтрующей поверхности
ткань зигзагообразно натягивают на рамки или сшивают в ру-
кава.
В настоящее время употребляются рукавные самовстряхива-
ющиеся и продуваемые фильтры МФ и РФГ, а также рукавные
самовстряхивающиеся (но не продувные) фильтры СТЗ и ДИЗ.
Фильтр МФ (рис. 68) состоит из ряда секций, имеющих по
нескольку рукавов. С помощью короба 1 фильтр соединяется
со всасывающим патрубком вентилятора. Запыленный воздух
поступает в фильтр через короб 2 и направляется в распредели-
тель 3, с которым сообщаются входные отверстия подвешенных
вертикально рукавов 4. При работе фильтра запыленный воздух
просасывается через эти рукава, оставляет на их внутренней по-
верхности пыль и поступает в короб 1. Через некоторое время
начинается другой цикл, во время которого специальным меха-
низмом секции одна за другой отключаются от короба 1. Одно-
временно открывается клапан 6, соединяющий корпус секции с
атмосферой (помещением). Поступающий в корпус наружный
воздух проходит через ткань рукавов в обратном направлении.
Одновременно механизмом 5 эти рукава встряхиваются, пыль
выпадает вниз и с помощью разгружателя 7 отводится из бун-
кера.
Разновидностью тканевых фильтров являются фильтры из
слоев пористой бумаги (алигинина, шелковки), располагаемой
зигзагообразно по сетчатому каркасу кассеты (рис. 69).
Бумажные фильтры применяются для очистки воздуха от ма-
лых количеств весьма дисперсной пыли.
При нормальной воздушной нагрузке в 500—600 м31час м2 в
зависимости от сорта бумаги и числа слоев сопротивление со-
ставляет 5—20 кг/м2, а к. п. д. очистки — 0,95—0,98. Для улав-
ливания волокнистых примесей могут быть использованы сетки,
сплетенные из органических или металлических нитей, а также
и шпагата.
Набивные фильтры. В набивных фильтрах очищаемый
воздух пропускается через слой пористого материала, обычно
смачиваемого для лучшего улавливания водой или маслом.
Наиболее дешевыми заполнителями являются гравий, кокс,
шлак с размерами кусков 20—30 мм. На рис. 70 показан гра-
вийный фильтр с водяным- орошением, применяемый для сред-
ней очистки воздуха повышенной влажности.
При толщине слоя 150—250 мм воздушную нагрузку можно
принять (в зависимости от начальной запыленности) в пределах
от 1500 до 5 000 м31часм2, расход орошающей воды — 0,5—
1 л]м3, сопротивление — 20—30 кг/л2 и к. п. д.—до 0,9.
Восьма удобными заполнителями в фильтрах кассетного ти-
па (с обычным размером кассеты 500x500x75 мм) являются
101
фарфоровые или металлические кольца (кольца Рашига). Коль-
ца вместе с кассетой опускаются в ванну с висциновым, веретен-
ным или парфюмерным маслом (эти масла не имеют запаха,
медленно сохнут). Затем дают возможность лишнему маслу
стечь. Запыленный воздух проходит сложный извилистый путь
между кольцами. Пылинки в результате поворотов и изменения
скорости оседают на покрытых масляной пленкой поверхностях.
После определенного срока эксплуатации и загрязнения фильтр
может быть промыт горячим содовым раствором, просушен,
смазан и снова использован.
Масляные кассетные фильтры (рис. 71) применяются для
очистки слабо запыленных газов и при воздушной загрузке
Рис. 69. Кассета бу-
мажного фильтра
Рис. 70. Гравийный фильтр
/ — решетка; 2 — слой гравия; 3 — труба
для подачи воды; 4 — водоотводящая тру-
ба
4 000—5 000 м31час м? (по отношению к габаритной поверх-
ности). Они имеют к. п.д. до 0,99 при сопротивлении 6—10 кг]м2.
Кассеты могут быть также заполнены смачиваемыми маслом,
гофрированными сетками (фильтры конструкции Е. В. Рекка),
металлической стружкой и т. д.
В самоочищающихся панельных масляных фильтрах (рис.
72) из отдельных элементов образуется замкнутая вертикальная
лента, передвигаемая специальным устройством. Внизу располо-
жена наполненная маслом ванна, в которой смывается и оса-
живается с загрязненных элементов фильтра пыль. Воздушная
нагрузка для самоочищающихся фильтров может быть доведе1
на до 10 000 м31час м2.
Промывные камеры. В промывных камерах движущий-
ся пылевоздушный поток встречается с потоком мелко разбрыз-
гиваемых водяных капель. При этом пылинки смачиваются и
выпадают на дно камеры, а затем смываются водой.
Цилиндрическую камеру с коническим дном, через нижнюю
часть которой подается очищенный воздух, а через верхнюю —
разбрызгиваемая форсунками вода, называют скруббером
102
(рис. 73). Внутри скруббера для лучшего контакта воздуха с во-
дой могут быть установлены насадки из пористого материала.
Обычные скрубберы применяют для улавливания из дымо-
вых газов золы с одновременной очисткой газов от химических
примесей (например, сернистых газов).
Барботеры. В барботерах очищаемый газ пропускается
через слой воды.
Барботер конструкции А. А. Курникова (рис. 74), используе-
мый в пылесосных установках жилых и общественных зданий,
имеет резервуар с водой, в который опущена труба с насадкой,
через которую подается пылевоздушная
смесь. Вода хорошо перемешивается с
воздухом, причем образуется эмульсия,
которая хорошо смачивает и поглощает
Рис. 71. Кассета масля- Рис. (2. Самоочищаю- Рис. 73. Скруббер
ного фильтра	Щий МаСЛЯНЫй фильтр 1 — водораспределитель; 2 —
1 - ванна с маслом; иасадки: А - вода; Б - очи-
2__штопки	щеииый газ; В — очищаемый
газ; Г — шлам
пылинки. Загрязненную воду периодически сливают в канали-
зацию.
Сопротивление барботера определяется в основном глубиной
погружения в воду подающей трубы и обычно составляет
250—300 кг/.и2. Расход воды на очистку каждой тысячи кубиче-
ских метров- газа в среднем составляет 200 л, а воздушная на-
грузка (по отношению к зеркалу резервуара) — 1 000 м?[час м2.
Пенные пылеотделители. Очищаемый воздух про-
пускается снизу вверх через небольшие отверстия в решетках
(перфорированных стальных листах), залитых слоем проточной
воды (рис. 75). Вода пронизывается струйками воздуха, и об-
разуется эмульсионная пена, которая активно поглощает пыль,
а затем стекает в отстойник.
103
Пенные пылеотделители поярилнсь сравнительно яедашф^
5 но''ЯЙг'вУйи успешно использованы в ряде случае^ Область Ж
применения и расчетные параметры, однако, еще, недостаточно;
определены.	'
Рис 74. Барботер (раз-
меры в % от диаметра)
Рис, 75. Пенный пылеотдели-
тель
А — вода: Б — газ: В — пена;
Г — шлам
Электрические фильтры. Электрические фильтры яв-
ляются эффективными пылеотделителями и при надлежащих ус-
ловиях обеспечивают хорошую очистку газа. В наиболее рас- •
пространенных конструкциях очищаемый газ пропускается через
Рис. 76. Электри-
ческий фильтр
заземленную стальную трубу — канал (рис.
76), внутри которой изолированно распола-
гается коронирующий электрод. Проходя-
щие через 'канал вместе с газом твердые
частицы приобретают заряд и отбрасывав,
ются силой электрического поля к стен-
кам канала. Вследствие периодического
встряхивания пыль поступает из канала в
пылесборник.
Для ючцстки дымовых газов с успехом
применяются пластинчатые электрические
^фильтры типа ДВП (вертикальные) или
ДГП (горизонтальные). Перед электриче-
ским фильтром в качестве первой ступени
грубой очистки целесообразно устанавли-
вать мультициклоны. Сопротивление элек-
трических фильтров обычно не превосходит
10 кз/ж2.
104
Для- очень тонкой очистки мало -запыленного газа получил
применение электрический фильтр типа РИ0Н. К Злёйтриче-
ским'могут быть отнесены ионизационные фильтры, способные
улавливать самую тонкую пыль.
2.СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ
' В установках пневматического транспорта для улавливания
пыли могут применяться все рассмотренные выше пылеотделите-
ли (сепараторы).
Оценку качества тех или иных пылеотделителей следует про-
изводить по к. и. д. и остаточной запыленности выпускаемого
воздуха. Кроме того, следует учитывать гидравлическое со-
противление, стоимость эксплуатации, первоначальные затраты,
металлоемкость, габариты, удобство эксплуатации и т. д.
Ниже приведена сравнительная таблица технико-экономиче-
ских показателей различных пылеотделителей (табл. 8). Стои-
мость, расходы электроэнергии, воды, металла указаны при-
менительно к "очистке 1 000 м3 воздуха нормальной плотности
(Т - 1,2 кг/м3).
Таблица составлена на основе экспериментальных данных,
приведенных в книге В. В. Кучерука (281.
Таблица 8
1 М П/n	1	Типы пылеотделителей	К. п. д. очистки	Сопротивление в кг/м"1	Расход			Стоимость на 10 000 М 3	
				воды в л)час	электро- энергии в квт-ч	металла в кг	1 эксплуа- тация, коп.	строитель- ство, руб.
1	Циклон ЛИОТ . . .	0,7—0,9	50			0,28	55	6,3	8,5
2	Мультициклон . . .	Около 0,8	55	—	0,31	150	7,6	30
3	Циклон с водяной пленкой ЛИОТ . .	0,9—0,99	45	240	0,26	50	8	8 ‘
4	Центробежный скруббер 		9,9—0,95	50	180	, 0,29	! 180	8,8	28
5	Инерционный пыле- отделитель . . .	0,6—0,8 '	50			0,27	15	7,1	12,5-
6	Жалюзийный золо- уловитель ВТИ . .	0,5—0,7	45	—	0,25	75.	6,4	15
7	Матерчатый фильтр МФУ . 			0,99	ТОО			0,58	380	17,7	175
8	Матерчатый фильтр СТЗ 			0,97—0,99	100	—,	0,55	'350	16,3	160
9	Сетчатый фильтр ВНИИСТО ....	0,5—0,98	6	-	0,04	13	2,1	12
10	Бумажный фильтр .	0,95—0,98'	12	—	0,07	' 9	2,7	8,5-
11	Гравийный фильтр .	0,85—0,9	30	750	0,17	 315	11,5	63,5'
12	Электрический фильтр ДВП . . .	0,9—0,95	то.		0,2	325-	13,8	175
13	Электрический фильтр с мульти- циклоном .	. .	0,95—0,98	65-	——	0,51	475	20,7	200
			1 -' ' S					105.
Глава V
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ МАТЕРИАЛОВ
В АЭРИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ
1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПОДЪЕМНИКИ (АЭРОЛИФТЫ)
За последние годы в СССР и за границей наметилась общая
тенденция перехода на пневматическое транспортирование сы-
пучих материалов с малым расходом воздуха или со сверхвысо-
кой концентрацией смеси ( р>100). Исследовательские и кон-
структорские работы показали, что при этом для коротких рас-
стояний и в особенности на вертикальных участках создаются
особо выгодные условия транспортирования: так как материал
в трубе движется с малыми скоростями, то для преодоления со-
противлений движения достаточно сравнительно небольшого
давления — всего лишь несколько больше веса столба смеси ма-
териала и воздуха.
При воздействии воздуха на слежавшийся материал снизу
вверх, материал разрыхляется. Для многих сыпучих материалов
равномерно распределенный восходящий поток воздуха, про-
низывающий слой материала, изменяет объемный вес и придает
материалу текучесть. Вследствие этого он подобно жидкости
может двигаться по слегка наклонной поверхности, выжиматься
из резервуара в трубопровод, вытекать из отверстия и т. д.
Важным условием сохранения свойств текучести материала
является непрерывное поддержание процесса аэрирования, т. е.
создания восходящего тока воздуха в местах, где необходимо
движение материала со свойствами жидкости.
На этой основе возникли специальные пневматические подъ-
емники.
Конструкция пневматических подъемников, работающих со
сверхвысокой концентрацией смеси, была разработана во
ВНИИПТМАШе с использованием принципа бесфорсуночного
ввода материала в трубопровод, предложенного инж. Н. В. Сте-
пановым.
На рис. 77 представлена схема пневматического подъемника
для сыпучих материалов. Пневматический подъемник представ-
ляет собой цилиндрический резервуар 1 с нижним коническим
и верхним сферическим днищами. Начальный участок 2 традс-
106
портного трубопровода 3 введен в резервуар по вертикали.
Нижняя часть резервуара имеет воздушную камеру 4 со
встроенной в нее пористой перегородкой 5. Подача сжатого воз-
духа в камеру осуществляется по трубопроводу 6, на котором
установлена задвижка 7 с пневматическим приводом. Верхняя
часть резервуара имеет загрузочное устройство с коническим
клапаном 8. Открывание и закрывание конического клапана
осуществляются при помощи
системы рычагов. Для выхода
вытесняемого воздуха из ре-
зервуара в процессе его за-
грузки предусмотрено устрой-
ство 10, приводимое в действие
сжатым воздухом. Наполнение
резервуара материалом отме-
чается установленным внутри
резервуара указателем уров-
ня 11. Для приема транспорти-
руемого материала установлен
бункер-отделитель, над кото-
рым для очистки воздуха смон-
тирован рукавный фильтр. Уп-
равление механизмами подъ-
емника осуществляется при
помощи электропневматическо-
го золотника вручную или ав-
томатическим золотником.
При ручном управлении
для загрузки резервуара ма-
пневматического цилиндра 9 и
Рис. 77. Схема пневматического подъ-
емника периодического действия
териалом рукоятка золотника
ставится в положение, при ко-
тором сжатый воздух откры-
вает конический клапан и кла-
пан выхлопа воздуха, а задвижка запирает воздушный трубо-
провод. Материал из бункера поступает через конический кла-
пан в резервуар 1 до тех пор, пока не сработает указатель уров-
ня 11. При соприкосновении материала с указателем уровня
ртутный контакт замыкает электрическую цепь и загорается
сигнальная лампа «Загружено». После этого рукоятку переклю-
чателя ставят в положение Б, изменяя таким образом направле-
ние движения воздуха, управляющего коническим клапаном вы-
хлопа воздуха. Открывается задвижка воздушного трубопрово-
да, сжатый воздух поступает в камеру, аэрирует материал и
транспортирует его по трубопроводу в бункер-отделитель.
По опорожнении резервуара давление в нем резко падает;
это является сигналом для повторения цикла.
Завод ВНИИПТМаш выпустил серию подъемников с авто-
матическим управлением.
107
Кроме пневматических подъемников периодического дей-
ствия, описанных выше, уже разработаны и успешно испытаны
в эксплуатации конструкции пневматических подъемников .не-
прерывного действия, работающие со сверхвысокой концентра-
цией смеси. Для непрерывной работы пневматической установки
загрузка смесительной камеры должна производиться при по-
Рис. 78. Схема пнев-
матического подъем-
ника непрерывного
действия
1 — приемный бункер: 2—
дифференциальный винт;
3 — электродвигатель; 4—
смесительная камера; 5—
пористая перегородка;
6 — транспортный трубо-
провод: 7 — штуцер под-
вода сжатого воздуха;
8 — пористая перегородка
- Z5W
-ж
мощи винтового питателя (насоса), барабанного шлюзового
затвора или другого непрерывно действующего питающего
устройства вместо периодически действующего питателя с кони-
ческим клапаном.
Наряду с совершенно очевидными преимущестами пневмати-
ческие подъемники непрерывного действия имеют, однако, и не-
достатки, в частности дополнительный расход энергии, идущей'
на привод винта, а также повышенный износ винта и броневых
вкладышей при транспортировании абразивных материалов.
На рис. 78 показана схема конструкции пневмовинтового
подъемника, разработанная Ленинградским филиалом ВНИИ-
Стройдормаша, эксплуатирующаяся в Ленинграде на заводе
железобетонных изделий и на строительстве Кременчугской
ГЭС. Аналогичные конструкции осуществлены ВНИИПТМашем.
Как видно из схемы, винт с дифференциальным шагом вво-
дит цемент в камеру 5 с пористой перегородкой 8, обеспечи- 
вающей рыхление материала.
Для рыхления требуется ограниченное количество воздуха,
а для подъема достаточно создать давление, лишь немного пре-
108
вышающее вес столба материала в вертикальной трубе, т. е.
р > 7y-fCM-.10—4 кг/см2,
где р —давление в смесительной камере в кг[см2-,
Н —высота подъема в м;
Тсм— объемный вес смеси в кг]м3.
По этой схеме Ленинградский завод строительных машин с
1959 г. производит и будет производить пневматические подъем-
ники (эрлифты) типа С-558, С-88, С-670, С-671, С-672.
Этот пневматический подъемник предназначен для подачи
цемента, поступающего на склад в крытых железнодорожных
вагонах обычного типа или в специальных цементовозах.
Техническая характеристика пневматических
подъемников
С-558	С-671
Производительность в т1час . . .	100	40
Высота подъема в м..............до 25	25
Горизонтальная подача в м . ...	, 20	20
Диаметр транспортного трубопро-
вода .в мм....................... 150	125
Давление в смесительной камере
в ати.............................. 1,2	1,2
Емкость смесительной камеры в л	120	60
Удельный расход воздуха в м3/т .	3—4	4—5
Мощность на винте в кет ....	40	20
Число оборотов винта в мин. . . .	980	980
Вес в кг........................ 1 800	1 200
2. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
В СИЛОСАХ С ПОМОЩЬЮ ПОРИСТЫХ ПЕРЕГОРОДОК (ПЛИТ)
Для разрыхления порошкообразных материалов в силосах и
бункерах к материалу снизу подводится тщательно очищенный
от влаги и масла1 сжатый воздух, равномерно распределенный
по поверхности соприкосновения со стенками дна. Равномер-
ность распределения достигается применением специальных
пневматических аэрирующих плит, укладываемых на днище.
Способ установки пневматических аэрирующих плит зависит от
его формы, а число их —от площади поперечного сечения сило-
са. Обычно такими плитами выкладывается до 25% всей площа-
ди поперечного сечения силоса.
Пневматические аэрирующие плиты изготовляются двух раз-
меров: с активной поверхностью 0,25 и 0,125 м2.
Конструкция подобной плиты изображена на рис. 79. Она
представляет собой плоский чугунный корпус, в верхней части
которого, на особых заплечиках, лежат керамические пористые
плитки, вмазанные с помощью специальной замазки. Эта замаз-
ка изготовляется из жидкого стекла, шамота и цемента. В плиту
1 При эксплуатации следует уделять особое внимание отделению кон-
денсированной воды и масла, так как от этого зависит надежность работы
аэрирующих устройств.
109
0,25 л2 вмазываются две пористые плитки, а в плиту 0,125 ж2 —
одна, размером 250 X 500 мм, толщиной 20 мм. В нижнюю часть
коробки герметически ввертывается трубка, имеющая фланец и
резиновую прокладку. Через отверстия трубки, расположенные в
шахматном порядке, подается воздух в пространство под пори-
стой плиткой. Проходя сквозь поры плитки, воздух, разбитый на
Рис, 79. Пневматическая аэрирующая плита поверхностью 0,25 м2
1 — пористая перегородка; 2 — корпус; 3 — замазка
многочисленные струйки, проникает в лежащий над ней ма-
териал и равномерно аэрирует его.
Крепление плиток производится с помощью болтов.
В табл. 9 приведены технические показатели описываемых
•	Таблица 9
Активная поверхность плит, производя- щая аэрирование, в м2	 Внешние габариты в мм	 Присоединяющий патрубок диаметром в дюймах 	 Рабочее давление в кг/см2 	 Число пористых плиток 	 Размеры пористых плиток в мм	 Размеры пор керамической плиты в мк .	0,25 1 035X270X56 ’А 3 2 500X250X20 40	0,125 520X270X56 ' ’А 3 1 500X250X20 ' 40
Воздухопроницаемость керамической пли-		
ты в л)час см2		45	45
Сопротивление плитки в мм вод. ст. . .	200	200
Вес одной пористой плитки в кг .... Общий вес одной пневматической аэри-	3	3
рующей плиты в кг ..........	27	16
Расход воздуха в м31мин		0,075	0,038
ПО
пневматических аэрирующих плит по данным завода-изготови-
теля.
Сжатый воздух для аэрирования из магистрального трубо-
провода подается внутрь силоса через подводящие патрубки
диамертом 1". К каждому патрубку подсоединяется 4—6 пнев-
матических плит, для чего от патрубков делают ответвления
диаметром 1/л" к каждой пневматической плите. Особенностью
работы такой системы является возможность местного аэрирова-
ния, которое можно производить одной группой плиток или при
необходимости — несколькими группами одновременно. Каж-
дая группа одновременно работающих пневматических плит
включается и выключается с помощью запорного вентиля, уста-
новленного на щите управления вне силоса.
Примерное расположение пневматических плит в силосе по-
казано на схеме рис. 80, причем одинаково заштрихованы пнев-
матические плиты, включающиеся одновременно. Нецелесооб-
разно включать все плитки одновременно, так как это может
привести к резкому увеличению давления на стенки силоса и к
излишнему расходованию энергии.
Соединительные воздухопроводы укладываются непосредст-
венно на дно силоса или же в специальные каналы.
Остановимся на некоторых особенностях установки пневма-
тических плит для силосов.
В силосах, имеющих диаметр 10 м, порошкообразный ма-
териал выпускается через два окна (рис. 80). К 'каждому окну
подводится аэрирующая дорожка, наклонная под углом 10° и
составленная из пневматических плит площадью 0,125 м2. Эти
дорожки разделяются бетонной седловиной, на которой мон-
тируются на небольшом расстоянии друг от Друга пневматиче-
ские плиты площадью 0,125 м2. Пневматическими плитами об-
кладываются также бетонные откосы, идущие под углом 50° к
стенкам силоса.
Для силоса диаметром 10 м обычно устанавливается 50 пнев-
матических плит с поверхностью 0,125 м2 и 46 плит поверх-
ностью 0,25 м2.
Для непосредственной погрузки цемента в вагоны навалом
каждый силос снабжается дополнительным аэрирующим устрой-
ством, расположенным на уровне бетонной седловины силосного
днища.
Для обеспечения устойчивого вытекания материала бетон-
ная седловина скашивается в направлении разгрузочного окна,
причем на поверхность скоса дополнительно устанавлив-ается
несколько пневматических плит, -которые обеспечивают подачу
материала к разгрузочному окну. Погрузка в вагоны -осуществ-
ляется из разгрузочного окна с помощью специального боково-
го выгружателя (описание приводится дальше), трубопровода и
гибкого шланга.
111

Рас. 80. Схема расположения, пневматических аэрирую-
щих плит в силосе диаметром 10 м
112
3, ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ВЫГРУЖАТЕЛИ ИЗ БУНКЕРОВ
И СИЛОСОВ
Кроме устройств, производящих аэрирование материалов,
хранящихся в бункерах и силосах, в комплекс устройств для
регулируемой пневматической выгрузки порошкообразных ма-
териалов с помощью пневматических плит входят специальные
.устройства — пневматические выгружатели для боковой и дон-
ной разгрузки.
Рис. 81. Боковой пневматический выгружателъ
цемента из силосов
Выгружателъ для боковой разгрузки представляет собой за-
порный клапан, который устанавливают с боковой стороны си-
лоса. Он служит для того, чтобы регулировать поток аэрирован-
ного материала, притекающего к выпускному отверстию, и для
обеспечения непрерывной загрузки железнодорожного вагона
или транспортного органа (например, пневматического транс-
портного желоба), подсоединенного к выгружатели»1.
Выгружатель состоит из конического клапана с резиновым
кольцом на седле 1 (рис. 81), чугунной опорной плиты 2 с сед-
лом клапана, стальной плиты 3, корпуса 4, шпинделя 5 и махо-
вика 6. Чугунная опорная плита с седлом клапана и корпус кла-
1 Выгружателъ осуществляет грубую регулировку выгрузки, ио не может
выть дозатором.
В, Зак. 396	’
пана прикрепляются непосредственно к стальной плите. Сайа
стальная плита укрепляется на бетонной стенке силоса при по-
мощи анкерных болтов. На плите клапана расположена запор-
ная задвижка 7. Эта задвижка, управляемая рычагом 8, .служит
для того, чтобы одним движением быстро включать или выклю-
чать выгружатель без изменения оптимального режима выгруз-
ки, устанавливаемого положением конуса клапана. Задвижка
служит также для того, чтобы при заполненном силосе можно
было произвести демонтаж остальных деталей клапана при не-
обходимости замены резинового кольца или конуса клапана.
Регулировка потока аэрированного материала осуществляется
движением шпинделя. Производительность выгрузки может
контролироваться с помощью имеющейся шкалы 9 с указате-
лем. Для установки необходимой максимальной производитель-
ности предусматриваются сменные резиновые опорные кольца
с внутренним диаметром 60, 80 и 110 мм.
При заполненном силосе и интенсивном аэрировании нахо-
дящегося в нем материала можно с помощью одного нпсвмади-
ческого выгружателя достигнуть установившейся производи-
тельности 150 т]час при диаметре трубопровода 100 м.
При транспортировании цемента возможны следующие уста-
новленные на опыте соотношения между отверстием резинового
опорного кольца и производительностью выгружателя.
Порошкообразный матери-
ал протекает через выпускной
штуцер в пневматический же-
лоб или другое транспортное
устройство без дополнительно
добавляемого воздуха. Соеди-
нение осуществляется при по-
мощи гибкого шланга диамет-
ром 100 мм, имеющего чугун-
ные фланцы.
Диаметр отвер- стия в кольце в мм	Производительность разгрузки в mjHac
60	До 20
80	» 50
110	Свыше 60
При погрузке вагонов навалом на химических, цементных и
других заводах, производящих порошкообразные продукты, эти
вытружатели применяются с успехом. Но в ряде случаев для
погрузки вагонов требуется увеличенная длина транспортирова-
ния, при этом сопротивление трубопровода между силосом (бу ну-
кером) и вагоном будет сравнительно велико. Поэтому необхо-
димо уменьшать концентрацию транспортируемой смеси, что до-
стигается введением дополнительного воздуха через специаль-
ное чугунное сопло в начальный участок трубопровода.
Надежная работа выгружателя возможна при хорошем аэри-
ровании содержимого силосов. Поэтому выгружатель особо
выгодно применять в сочетании с системами аэрирования
порошкообразных материалов в силосах.
Пневматический выгружатель для донной разгрузки пред-
ставляет собой устройство, служащее для непрерывной выдачи
114
аэрированного порошкообразного материала из бункера или
силоса через днище в какое-либо транспортное устройство или
резервуар при условии, что материал к выпускному отверстию
притекает самостоятельно.
Пневматический выгружатель для донной разгрузки (рис.
82), присоединяемый к выпускному отверстию, состоит из чугун-
ной переходной воронки 1, чугунного корпуса выгружателя 2,
корпуса пневматической аэрирующей плиты 3 и пневматическо-
го выгружателя бокового типа 4, описанного выше. В чугунный
корпус пневматической аэрирующей плиты подается сжатый
воздух, который, проходя через пористую керамическую плиту
5, аэрирует лежащий над ним материал. Дополнительный воз-
дух, необходимый для дальнейшего транспортирования ма-
териала, подводится через, специальную трубку 6 в корпусе вы-
гружателя. Перед трубкой помещается небольшой фильтр 7 из
пористой перегородки, который препятствует попаданию ма-
Таблица I
Характеристика пневматических выгружателей
Основные показатели	Тип	
	боковой	донный
Производительность в т!час.		
нормальная 		45	45
? максимальная 	 ’			150	150
Диаметр трубопровода в мм 	 Удельный расход воздуха (средний) в м31т,	100	100
включая систему аэрирования		1	1
Давление воздуха в ата 		2—3	2—3
Вес выгружателя в кг		250	450
8* %		115
L		
териала в трубку. Между корпусом выгружатели и чугунной
переходной воронкой располагается плоский шибер 8, который
позволяет производить разборку и ремонт выгружателя три за-
груженном бункере или силосе.
Регулирование потока материала осуществляется выгружа-
телем для боковой разгрузки.
Подобные выгружатели с ручным и дистанционным управле-
нием выпускаются заводом «Молот» (г. Новороссийск).
4 ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ ЖЕЛОБА
(АЭРАЦИОННЫЕ ЖЕЛОБА) [46]
Пневматические транспортные желоба представляют собой
разновидность пневматических устройств и предназначены для
горизонтального транспортирования сухих, хорошо аэрируемых,
т. е. легко насыщаемых воздухом, пылевидных материалов.
Желоб (рис. 83) состоит из двух коробов 1 и 2, изготовлен-
ных из листовой стали и соединенных болтами. Между коробами
помещается пористая перегородка 3, которая может быть 'Кера-
мической или матерчатой, тканой, цельной или составной.
В нижнюю часть транспортирующего желоба от вентилятора 4
подается воздух, который равномерно распределяется по всей
поверхности перегородки и, проходя сквозь нее, аэрирует с-лой
материала, приводя его в состояние текучести. Благодаря до-
стигаемой при этом легкой подвижности груза движение его в
желобе возможно при уклоне всего 0,04—0,05.
Пройдя сквозь слой 'материала, воздух удаляется через ма-
116
терчатые фильтры 5, расположенные в окнах по. всей длине
крышки желоба.
К достоинствам пневматического желоба относятся простота
конструкции, дешевизна, отсутствие движущихся изнашиваю-
щихся деталей, малый расход энергии (см. табл. 12), большая
производительность при малых габаритных размерах, простота
монтажа и регулировки. Поэтому в ряде случаев желоб вы-
годнее, например, винтовых или качающихся конвейеров, а так-
же конвейеров с погруженными скребками.
К недостаткам пневматических желобов, ограничивающим
область их применения, следует отнести необходимость прида-
ния им наклона, а также ограничение по роду перемещаемых
грузов. ।
В пневматическом желобе хорошо транспортируются только
сухие грузы: цемент, зола, угольная пыль. Не транспортируются
влажные грузы с комками, слеживающиеся и слипающиеся.
Проведенные экспериментальные, работы (ВНИОМС) с же-
лобом шириной 250 мм и матерчатой пористой перегородкой
показали, что устойчивая работа желоба с минимальной затра-
той воздуха получается при удельном расходе воздуха на 1 м2
активной поверхности(Пористой перегородки:
= 120 мучаем2 независимо от уклона.
Для указанного удельного расхода воздуха произодитель-
ность установки при высоте слоя материала h = 100 мм зависит
от уклона и достигает следующих величин:
для уклона i = 0,04 Q = 90 т/час
i=0,03 Q = 70	„
г = 0,02 Q = 50	„
При этом сопротивление пористой перегородки составляет
Яп=90—100 кг/лс2.
Опыты ВНИИПТМаша. а затем и ВНИОМСа показали, что
движение смеси воздуха и цемента в желобе подчиняется зако-
нам движения жидкости.
Поэтому основной зависимостью для определения скорости
движения, смеси является уравнение для безнапорного движе-
ния жидкости в открытом канале (желобе)—так называемое
уравнение Шези:
^см = с V R'h
где оси —-скорость движения смеси в м/сек-,
С —коэффициент, установленный опытами;
I —уклон желоба;
R — гидравлический радиус, равный отношению площади
живого сечения потока смеси к «смоченному перимет-
ру» (см. рис. 7), т. е.
р = .	_
117
Коэффициент С может быть определен с достаточной для
pl/*
практических целей точностью по формуле С = —, где п —
коэффициент шероховатости.
На основании опытных данных получены значения коэф-
фициентов С и п для цемента.
Таблица 11
Производительность в т!час	Уклон 1	Скорость смеси г^см в Mjcefc	С	п
90	0,04	1,25	26,5	0,023
70	0,03	0,97	24	0,025
50	0,02	0,7	21,2	0,029
Эти данные позволили определить зависимость производи-
тельности от ширины при разных углах наклона желоба. Эта
зависимость графически дана на рис. 84.
Ширина тэрожелойа 3 им
Рис. 84. Зависимость между
шириной пневматического же-
лоба. производительностью и
уклоном для цемента.
Рис. 85. График для определе-
ния расходов воздуха по ши-
рине и длине желоба
Определение потребного расхода воздуха может быть про-
изведено по графику (рис. 85).
Основные параметры пневматических транспортных желобов
приведены в табл. 12.
Высота верхней части желоба принимается из расчета вы-
соты нижней части его й2 (воздуховод) и высоты слоя смеси с
учетом превышения последней при наплывах и волнообразова-
нии:
Ztj 2/za Zt2.
118
Таблица 21
Техничес- кая произ- водитель-1 ность Q в т1час	Ширина в мм	Длина L в м	Высота воздухо- вода h2 в мм	Диаметр подводя- щего воз- духовода d в мм	Расход воздуха Q в м31час	Полное давление вентиля- тора в мм вод. ст.	Мощность электро- двигателя в кет
		10	50	50	120	240	0,6
25	100	20	70	75	240	260	0,6
		30	100	75	360	280	1
		40	100	75	480	300	1,7
		10	50	50	180	240	0,6
45	150	20	70	75	360	260	1
		30	100	100	540	280	1,7
		40	100	100	720	300	1,7
		10	50	75	240	240	0,6
65	200	20	70	75	480	260	1
		30	100	100	720	280	1,7
		40	100	125	960	300	2,8
		10	50	75	300	240	1
90	250	20	70	100	600	260	1,7
		30	100	100	900	280	2,8
		40	100	125	1 200	300	2,8
		10	50	75	360	240	1
115	300	20	70	100	720	260	1,7
		30	100	125	1080	280	1,8
		40	100	150	1 440	300	3,5
		10	50	75	480	240	1
165	400	20	70	125	960	260	2,8
		30	100	150	1 440	280	2,8
		40	100	150	1 920	300	4,5
Сопротивление пористой перегородоки со слоем материала
в расчете следует принимать не менее 200 кг/м2.
Потери давления в воздухоподводящем трубопроводе рас-
-считываются по обычной методике.
Выбор вентилятора можно произвести по заданной произво-
дительности желоба Q и его длине L.
Необходимый расход воздуха
-	Q = bLQy м?[сек,
давление
Н = Н,1	+ E/Zc кг/м2,
119
ff = Aa7CM,
где
Тем 0,75
S/fc— сумма сопротивлений в сети трубопроводов, под-
водящих воздух.
По Q и Н подбирается, как обычно, вентилятор и двигатель
к нему.
1 Движению в пневматическом желобе цемента становится вовможным при
уменьшении его объемного веса на 25%.
Глава VL
'ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВОК
ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
1. МАШИНЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ
РАЗГРУЗКИ КРЫТЫХ ВАГОНОВ, ГРУЖЕННЫХ ЦЕМЕНТОМ
И ДРУГИМИ ПОРОШКООБРАЗНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ БЕЗ ТАРЫ
Вакуум-разгрузчики конструкции Лен филиа-
ла ВНИИСтройдормаша типов С-347 и С-362 (рис. 86) [21. Так
же как и в пневматическом винтовом питателе, цемент подается
к загрузочному патрубку — всасывающему соплу заборного
устройства 1 с помощью двух подгребающих дисков и под дей -
Рис. 86. Общий вид всасы-
ствием вакуума, создаваемого в системе с помощью специаль-
ного вакуум-насоса .(водокольцевого типа —РМК), засасывает-
ся в гибкий транспортный трубопровод 2, по которому транспор-
тируется до осадительной камеры бункера-отделителя 3. В ка-
мере происходит резкое падение скорости воздуха, цемент
осаждается на дно бункера, а запыленный воздух проходит
через рукавный фильтр, снабженный механическим встряхива-
нием, и далее — в воздуходувную машину.
Из отделителя, находящегося под разрежением, цемент вы-
дается в приемный бункер склада с помощью винтового питате-
121
ля, сходного по конструкции с винтовым питателем, описанным
выше, в главе III.
В этом разгрузчике работа с высокой концентрацией смеси
достигается при очень коротких участках транспортирования.
При этом чем выше разрежение в системе и чем короче трубо-
провод, тем выше получаемая концентрация смеси.
Основные технические показатели вакуум-разгрузчиков при-
ведены в табл. 13.
Таблица 13
Наименование показателей	Единица измерения	Тип разгрузчика	
		С-347	С-362
Производительность: расчетная 		т! час	60	40
эксплуатационная		я	30	20
Дальность транспортирования . .	м	10	10
Высота подачи		у.	3	3
Рабочее разрежение в системе .	мм рт. ст.	350—400	350—400
Тип вакуум-насоса		—	РМК-4	РМК-3
Расход воздуха 		лг/час	860	280
Мощность электродвигателя ва- куум-насоса 			кет.	70	28
Общая установленная мощность электродвигателей 				104,5	48,5
Общий вес установки		кг	5300	4 200
Для обслуживания железнодорожного вагона всасывающее
сопло вместе с подгребающими дисками установлено на колес-
ный ход. Привод колес — независимый, так же как и подгребаю-
щих дисков. Развороты приемной части могут производиться на
малых радиусах. Управление — дистанционное электрическое.
Пульт управления находится на расстоянии от входа в вагон
или баржу (такое устройство может эксплуатироваться и в
плоскодонной барже).
Основными недостатками данной конструкции являются: не-
возможность транспортирования на большую длину и высоту,
сложность и громоздкость всего комплекта оборудования и
большая установленная мощность электродвигателей.
Тем не менее эти погрузчики при надлежащей эксплуатации
могут удовлетворительно работать, как это было на Ленинград-
ском заводе бетонных и железобетонных изделий, на Куйбышев-
гидрострое и др.
Харьковский и Ленинградский заводы строительных машин
начали изготовлять разгрузчики аналогичных конструкций, но
более совершенные (С-559, С-577 и С-578).
122
?	2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЦЕМЕНТА В
<	ЕМКОСТЯХ (РЕЗЕРВУАРАХ И ЦИСТЕРНАХ)
v	С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКОЙ [44]
В последние годы появилась тенденция транспортировать це-
мент и другие сыпучие материалы в цистернах, резервуарах,
бункерах и пр.- с пневматической разгрузкой. Разновидностей
этих устройств имеется много.
Преимущества бестарной перевозки цемента и других по-
рошкообразных материалов общеизвестны.
Они заключаются в отсутствии необходимости загружать це-
мент специальными механизмами в тару, транспортировать и
укладывать мешки в железнодорожные вагоны, разгружать ва-
гоны, растаривать мешки. При перевозке в бумажных мешках
и бочках много материала остается в таре (1—2%); стоимость
мешков, которые служат лишь один раз, составляет 2О°/о от
стоимости упакованного цемента; много цемента просыпается
через разрывы в мешках, цемент засоряется рваной бумагой
при, растаривании. Производительность по погрузке и разгрузке
не может сравниться по величине с непрерывной разгрузкой кон-
вейерами.
Однако перевозка материалов навалом в обычных крытых
вагонах и автомашинах также имеет свои недостатки: большие
потери материалов при погрузке вагонов на заводах-изготови-
телях, сложность создания удобных и экономичных механизмов
для разгрузки обычных крытых вагонов и транспортирования
материала в прирельсовые склады, большой удельный расход
энергии и пыление при разгрузке.
Коэффициент использования механизмов, хак правило, очень
.низок, так как железноодрожный вагон не может находиться
'под загрузкой времени больше, определяемого нормами МПС.
, Этих недостатков не имеют железнодорожные и автотранс-
портные цементовозы специальных конструкций, что и опреде-
.лило быстрое развитие этого вида транспорта.
Во всех рассматриваемых здесь конструкциях цистерн и ре-
зервуаров по существу рыхление и выгрузка материала про-
изводятся с помощью аэрирования. Следует только различать,
каком случае эти операции сопровождаются наименьшим рас-
ходом воздуха, наибольшей производительностью, полным
опорожнением резервуара и устойчивостью работы.
В В основе большинства конструкций пневматических цистерн
шли резервуаров лежит современный камерный питатель (на-
кос) .
Е. Известные конструкции цистерн (резервуары, контейнеры
или камеры) можно классифицировать по следующим при-
Взнакам:
е' 1) по способу выдачи материала в трубопровод; аналогично
йсамерным насосам цистерны могут иметь верхнюю или нижнюю
^выдачу;
Г	. 	123

2)	по способу аэрирования в зависимости от того, чем оно
производится: форсунками, аэрирующими плитками или рука-
вами;
3)	по форме сосудов: цилиндрические, цилиндро-конические,
призматические, шаровые, бункерного типа;
Рис. 87. КсассисЬикация основных видов резервуаров и цистерн с пневма-
тической и аэрационной выгрузкой
а — нижняя выдача с форсункой; б —с аэрирующей' перегородкой; в — верхняя вы-
дача с аэрирующими перегородками: г — цилиндро-конического типа; д — цилиндри-
ческого типа: с — цистерна с верхней выдачей и аэрирующей перегородкой; ж — ша-
рового типа
Рис, 88. Автопоезд-цементовоз
4)	по величине концентрации смеси. Если устройство соот-
ветствует обычно применяемым установкам пневматического
транспорта нагнетательного типа, то у. = 25—60 кг/кг, если име-
ет место верхняя выдача и движение происходит в плотной фазе
с концентрациями ;л = 120—250 и если применяется аэрирова-
124
йие пористыми плиткамй'с движением по лотку вниз, то кон-
центрация может достигнуть значений р. =600.
Все указанные выше цистерны могут быть установлены на
различные тележки и суда, причем эта установка может быть
•стационарной либо разборной.
Наибольшее распространение получили так называемые
.автоцементовозы с пневматическим опорожнением, у которых
несколько резервуаров (2—3) устанавливается на тягач и еще
2—3 — на прицеп к нему. В результате образуется автопоезд с
общей грузоподъемностью 25—30 т цемента.
Рис. 89. Автоцементовоз с пневморазгружой
Имеется ряд типов цистерн, устанавливаемых на железно-
дорожные платформы и на речные суда. Таким образом, эти
устройства могут классифицироваться также и по видам транс-
портных средств.
На рис. 87 дана классификация основных видов цистерн,
произведенная на основании указанных выше принципов.
На рис. 88 показаны пневматические резервуары с верти-
кальной осью (стоячие, изготовляемые рядом заводов: Павшин-
ским механическим заводом в СССР, заводом «Cobolt» в Гам-
бурге, «Kaelble» в Бакнанге, «Polysius» в Нейбекуме (ФРГ)).
Недостатки пневматических резервуаров этого типа заклю-
чаются в сравнительно высоком расположении центра тяжести
• и неполном использовании площади кузова машины. В пневма-
тических цистернах с горизонтальной осью объем используется
полнее, кроме того, более низкое расположение центра тяжести
системы дает лучшее отношение веса конструкции к полезному
объему. Эти цистерны имеют полезную емкость от 5 до 24 г и
изготовляются в виде прицепов, полуприцепов и автомашин,
'	- ’	125
ь.. .
.снабженных пневматической опорожняющей системой,, анало-
гичной пневматическим цистернам с вертикальной осью;
Для стока материала к месту выгрузки производится аэри-
-рование через пористые плитки, уложенные по всему дну ци*
стер с уклоном в сторону выгрузки.
Сжатый воздух подается от компрессора, установленного на
складе или на самом тягаче.
На рис. 89 изображен автоцементовоз такого типа грузоподъ-
емностью 12 т, изготовляемый Павшинским заводом строитель-
ных машин. Павшинский механический завод приступил в
1959 г. к серийному выпуску таких цементовозов грузоподъем-
ностью 12 т (по проекту ВНИИСтройдормаша), а в 1960 г., кро-
ме серийно изготовляемых 1-т и 12-т автоцементовозов, готовился
к выпуску автоцементовоза грузоподъемностью 24 т.
Техническая характеристика автоцементовозов
Грузоподъемность в m . .
Шасси автомобиля . . . .
Емкость цистерны в мг
Наибольшее давление
В KZjCM?..............
Расход воздуха в hmzImuh
Производительность раз-
грузки в т/час .........
7 ЗИЛ-ММЗ-164Н 7,4	12 МАЗ-200 12,6
3	3
3,5	4
60	60
Для разгрузки автоцементовозов «Vogtle» (ФРГ) для аэри-
рования материала и его пневматической выгрузки используют-
ся выхлопные газы автомобильного двигателя. Пневматическая
цистерна (горизонтального типа) устанавливается на автомаши-
ну или прицеп, снабженные гидравлическими силовыми цилин-
драми. Одно из днищ цистерны выполнено в виде конуса. Необ-
ходимо отметить, что наряду с хорошим исполнением этого уст-
ройства примененная конструкция с нижней выдачей материала
и плохим аэрированием снижает производительность установки.
Выхлопные газы развивают в цистерне давление от 1 до
1,5 атм. Для такой системы могут применяться только четырех-
тактные автомобильные двигатели. При двухтактных двигателях
требуется установка компрессора.
Некоторые заводы изготовляют пневматические цистерны с
горизонтальной осью, разбитые на отсеки, каждый из которых
представляет собой по существу пневматический резервуар с
вертикальной осью. В таких конструкциях используются пре-
имущества первой и второй конструкций (т. е. удобство кон-
структивного оформления загрузки и разгрузки), свойственные
вертикальным пневматическим цистернам, и лучшая устойчи-
вость, более рациональное использование металла и кфмпакт-
ность, характерная для пневматических цистерн, расположенных
горизонтально.
126
па. рис-, зи показана схема опытною железнодорожного ва*-
гона-пневморезервуара с вмонтированными внутрь него аэри-
рующими плитками. Вагон был испытан на транспорте цемента.
В результате опытов был найден способ переоборудования обыч-
ных крытых товарных вагонов в саморазгружающиеся с по-
мощью аэрирующих плит (рис. 91). Усовершенствованные боль-
шегрузные вагоны подобного
типа в количестве 12 шт. в те-
чение трех лет успешно экс-
плуатировались на юге Евро-
пы для транспорта глинозема,
причем они работали на коль-
цевом маршруте с дальностью
в 270 км. Уклон центральной
аэрирующей дорожки в этих
вагонах был равен 10%.
Ждановский завод тяжело-
го машиностроения изготовил
по проекту ВНИИСтройдорма-
ша железнодорожный цемен-
товоз грузоподъемностью 60 т
с пневматической выгрузкой
на базе горизонтальной же-
лезнодорожной цистерны. Це-
ментовоз прошел успешные
испытания, и с 1960 г. нача-
лась опытная эксплуатация
Рис. 90. Опытный вагон-пневморезер-
вуар с вмонтированными аэрирующи-
ми плитами
партии таких цементовозов.
В конструкциях оборудования саморазгружающихся судов,
транспортирующих бестарный цемент и другие порошкообраз-
ные грузы, приходится решать сложную задачу по перемещению
больших масс материала внутри судна, в условиях, когда до-
Рис. 91. Крытый вагон обычного типа, оборудованный системой аэрирующих-
плит
127'
ступ к механизмам, перемещающим грузы, значительно ослож-
нен.
В Англии, ФРГ и США имеются саморазгружающиеся суда
для перевозки цемента с применением аэрируемых днищ для
перемещения цемента в плотной фазе к месту выгрузки.
В Фульгеме (Англия) недавно построен большой механизи-
рованный склад с общей емкостью силосов 6000 т цемента. Це-
мент подается к складу идущими от цементного завода баржа-
ми. Одновременно под разгрузку становится три саморазгру-
жающиеся баржи. Производительность разгрузки составляет
/	2
Рис. 92. Саморазгру-
жающаяся баржа
1 — скребковый конвейер-
подъемник:	2 — маги-
страль сжатого воздуха;
3 — привод конвейера;
4 — аэрирующий желоб;
5—разводка сжатого воз-
духа; 6 — цемент; 7 —
аэрирующие желоба; 8 —
бункер: 9 — транспорти-
руемый груз
7
50 т!час. Всего между цементным заводом и складом циркули-
рует девять таких барж, изображенных на рис. 92. Баржа
снабжена двускатным аэрирующим днищем, имеющим уклон к
средней части баржи. Каждый скат представляет собой поверх-
ность с восемью желобами трапециевидного сечения, аэрируе-
мыми снизу сжатым воздухом через пористую перегородку.
В средней части баржи, нормально к ее продольной оси,
установлен скребковый конвейер 1 для подъема цемента от сре-
дины баржи к бункеру малой емкости 8, установленному на па-
лубе, из которого цемент поступает в элеватор.
Следует указать, что в одновременной подаче воздуха ко
всем желобам нет необходимости. Такая подача привела бы
к излишней затрате сжатого воздуха, а значит, и электро-
энергии.
Береговые приемные устройства снабжены ковшовым эле-
ватором, подвешенным к бункеру на барже таким образом, что
вертикальная ось элеватора при изменении осадки баржи
остается параллельной самой себе.
128
Аналогичные, но более мощные устройства имеются в само-
рзагружающихся судах морского типа, курсирующих с 1949 г.
в США. В этих судах желобчатое днище устлано пористыми
плитками, к. которым снизу подается сжатый воздух от рота-
ционного компрессора. В результате аэрирования цемент сте-
кает к продольным винтовым конвейерам, подающим его к ста-
ционарному пневматическому питателю. Винтовой питатель вво-
дит цемент в транспортный трубопровод и в смеси со сжатым
воздухом выдает его на берег в приемные устройства. Соеди-
нение с береговыми трубопроводами производится с помощью
гибких труб.
Рис. 93. Схема загрузки саморазгружающейся баржи, оборудован-
ной камерными пневматическими насосами
1 — бункер; 2 — боковой пневмовыгрздкатель; 3 — аэрационный желоб; 4 —
транспортный трубопровод; 5 — фильтр; 6 — пневматические резервуары-на-
сосы ; 7 — камерные пневмонасосы «Рвеитех»; 8 — компрессор
В Дуйсбурге (Рурская область) была построена специаль-
ная баржа грузоподъемностью 500 т для транспортирования
порошкообразного кварцита. . На этом судне кварцитная мука
доставлялась от мельницы в Нейссе на Рейне до потребляющего
предприятия в Мангейме. Мука перевозится насыпью в двад-
цати специальных резервуарах емкостью 24 м3 каждый, вмон-
тированных в корпус корабля. Загрузка и выгрузка баржи
производятся с помощью сжатого воздуха камерными питателя-
ми с верхней выдачей и аэрирующим днищем (типа «Рпеишех»,
изготовляемыми заводом «Polysius» в Нейбекуме, Вестфалия).
Помимо значительной экономии рабочей силы, такой способ
перевозки столь вредных для здоровья материалов, как квар-
цит, значительно оздоровляет условия труда рабочих, занятых
на погрузочно-разгрузочных работах. На рис. 93 показана схема
9 Зак. 396	129
загрузки судна из бункера на складе. Материал из бункера, че«
рез боковой пневматический выгружатель, регулирующий произ-
водительность загрузки, попадает в короткий питающий пневма-
тический транспортный желоб, откуда — в камеру пневматиче-
ского питателя с верхней выдачей и аэрирующим днищем.
После загрузки камеры она перекрывается с помощью кониче-
ского клапана, и материал после аэрирования подается по тру-
бопроводу в одну из камер аналогичного типа, установленных
на судне. Обеспыливание производится с помощью подвесного
фильтра, устанавливаемого над камерой с помощью легкой
стрелы. Транспортирование ведется по трубопроводу диаметром
100 мм, причем производительность достигает около 120 т!час
при подаче на расстояние 60 м, расходе воздуха 10 мЧмин и дав-
лении 2—2,5 ати. Опыты показали, что загрузка камеры ем-
костью 25 т продолжается 10—12 мин. Погрузка всего судна
происходит за 10 час. Разгрузка производится аналогично по-
грузке.
Бункер предприятия потребителя находится на расстоянии
225 м от судна, и подача производится на высоту 27 м. Разгруз-
ка одной камеры емкостью 20—25 т длится 20—25 мин., что со-
ответствует технической производительности 60 11ч.ас.
На рис. 94 показаны принципиальные схемы организации
работ по погрузке и разгрузке пневматических резервуаров и
цистерн в типичных случаях; на железной дороге, на заводах-
производителях, на централизованных складах цемента, на
стройках и у других потребителей.
При такой организации полностью устраняются потери ма-
териала и промежуточные устройства, механизмы и емкости.
На рис. 94,а показана схема погрузки специальной железно-
дорожной пневматической цистерны 4 на цементном заводе.
Цистерны загружаются из силосного хранилища /, оборудован-
ного аэрирующими днищами и стандартными донными и боко-
выми пневматическими выгружателями для регулируемого вы-
пуска аэрированного цемента. Заполнение пневматических ци-
стерн на автомобильном ходу 5 (рис. 94,6) на централизованном ,
складе 1 цемента силосного типа производится аналогичным
образом.
Выгрузка цемента из пневматических цистерн 4 и 5 произво-
дится так, как это изображено на рис. 94,в. Работа производится
в следующем порядке: к цистерне с помощью штуцера 3 при-
соединяется гибкий трубопровод 6 и шланг для подвода сжа-
того воздуха 9, после чего начинается выгрузка материала по
вертикальному трубопроводу 8 в бункер 2. Отделение материала
происходит в бункере, а пыли — в фильтре 7. Особенность при-
водимой здесь системы заключается в применении только вер-
тикальных участков транспортирования в «плотной фазе».
Следует указать, что в ряде случаев при наличии приемных
бункеров, расположенных ниже уровня движения автотранспор-
130
та, или при наличии мощных приемных устройств весьма целе-
сообразно применение- автопоездов с цистернами бункерного
типа, снабженных только аэрирующими устройствами. В этом
случае самый процесс выгрузки получается наиболее экономич-
ным по расходу энергии, а производительность може1' быть рав-
ной 150—250 т!час.
Как показали экономические подсчеты ВНИИСтройдормаша,
при радиусе пробега автомашин и железнодорожных вагонов не
выше- 50—300 км, стоимость транспортирования и перегрузки
1 т порошкообразных продуктов будет наименьшей при приме-
нении пневмоцистерн.
3. СОВРЕМЁННЫЕ СХЕМЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
РАЗГРУЗОЧНЫХ УСТАНОВОК
На Стэлинградстрое Ш применялся ряд новых схем
по транспортированию цемента, прибывающего на строительство
в крытых вагонах общего назначения, баржах и специальных
10—396
131
саморазгружающихся 60-т вагонах-цементовозах, выпускаемых
Днепродзержинским заводом имени «Правды».
На рис. 95 показана схема выгрузки цемента из крытых ва-
гонов общего назначения на два бетонных завода. Для разгруз-
ки вагонов применялись описанные выше конструкции пневма-
тических разгрузчиков С-347 и С-362А. Оборудование прирель-
совых приемных устройств, кроме пневматических разгрузчиков,
состояло еще из бункеров 3 и винтовых пневматических насосов
(питателей) 4, подававших цемент в силосы складов цемента S
и от силосов склада к бункеру бетонного завода 7.
Рис. 95. Схема выгрузки цемента из крытых вагонов
1 — вагон; 2 — разгрузчик цемента; 3 — бункер; 4 — пневматический винто-
вой насос; 5 — пневмопровод; 6 — силос; 7 — бункер бетонного завода; 8 —
трубопровод сжатого воздуха
Пневматические винтовые насосы с диаметром винта 200 мм
изготовлены Павшинским механическим заводом. Диаметр
транспортного трубопровода 175 мм. В процессе эксплуатации
был выявлен ряд недостатков в конструкциях пневматических
разгрузчиков и дефектов в их изготовлении, к которым следует
отнести: жесткость металлических рукавов, ненадежность филь-
тров, частое цементирование рабочих полостей йодокольцевых
вакуум-насосов, большой расход энергии (3,2 квт-ч[т).
Отделом испытаний и исследований Сталинградгидростроя
разработана и внедрена другая, более совершенная схема транс-
портирования цемента. Приемные устройства (рис. 96) пред-
ставляют собой бункера емкостью 6 ж3, оборудованные аэри-
руемыми днищами, днища наклонены к горизонту под углом
18°. Воздух для аэрирования цемента подается из компрессорной
бетонного завода через штуцер 9 в количестве 1 м?!мин. При
этом удельный расход воздуха составляет 0,9—0,6 нмЧминм*
132
(объем указан при атмосферном давлении и нормальной темпе*
ратуре).
Выгрузка цемента организована следующим образом: це-
ментовоз 7 с помощью паровоза накатывают на приямок, закры-
тый решетками аэробункеров 2, затем открывают шиберные за-
творы цементовозов, и цемент самотеком подается в аэробун-
кера, откуда он поступает в бункер 3 пневматического винтового
насоса 4. Винтовой насос аналогично предыдущей схеме достав-
ляет цемент по трубопроводу 5 диаметром 175 мм на расстояние
до 250 м в силосы 6 склада.
Из силосов цемент подается также с помощью винтового
пневмонасоса 8 в бункера 7 бетонного завода. Разгрузка цемен-
товоза длится около одного часа и обслуживается одним мало-
квалифицированным рабочим. Стоимость выгрузки 1 т цемента
около одной копейки, расход электроэнергии 0,06 квт-ч)'?.
Большой интерес представляет комплексная механизация
загрузки цемента из речных барж и транспортирование его в
силосы склада при помощи плавучего пневматического перегру-
жателя конструкции Сталинградгидростроя (рис. 97). Этот пере-
гружатель представляет собой металлический понтон водоизме-
щением 200 т, на котором смонтированы паровой стреловой кран
на железнодорожном ходу и два пневматических разгруз-
чика С-347.
В трюме понтона расположены два стационарных винтовых
пневматических насоса Павшинского механического завода.
При разгрузке барж заборные устройства пневматического
разгрузчика С-347 опускают в трюм баржи. Управление разгруз-
чиком дистанционное, с помощью переносного пульта управле-
ния. Смесь воздуха с цементом поступает из баржи по гибкому
р'укаву в осадительные камеры пневматического разгрузчика,
10*
138
установленные на палубе перегружателя. Из камеры, отделен-
ной от воздуха, цемент выдается с помощью шнека в промежу-
точный бункер, а оттуда — в приемную воронку пневматического
винтового насоса, установленного в трюме перегружателя. 14а-
сос подает цемент в силосы причального склада по трубопроводу
диаметром 200 мм. На расстояние примерно 140 Л1 сжатый воз-
дух поступает к перегружателю от компрессорной станции по
трубопроводу диаметром 127 мм на расстояние 600 м.
Техническая производительность перегружателя 70 т'час, экс-
плуатационная — 50 т!час. Дальность транспортирования це-
Рис. 97. Схема выгрузки цемента из баржи
/ — баржа; 2— плавучий пневматический перегружатель: 3 — силосы при-
чального склада: 4 — двухкамерный пневматический насос; 5 — силосы
склада цемента бетонного завода; 6 — пневматический винтовой насос; 7 —
бункер бетонного завода; 8 — пневмопровод; 9 — трубопровод сжатого воз-
духа
мента 150 м, высота подъема 32 м. Общая установленная мощ-
ность электродвигателей 374 кет. Расход сжатого воздуха
80- м3/мин. Длина понтона перегружателя 30 м, его ширина
8,2 м, осадка 0,55 м. Вес перегружателя 91,7 т.
Из силосов склада на речном причале цемент транспорти-
ровался в бункера бетонного завода при помощи двухкамерных
пневматических насосов диа-метром 1 800 мм, имеющих верхнюю
выдачу в трубопровод, конструкции ЦПК.О, СИМ и
ВНИИПТМаша. Эта установка интересна тем, что прр диамет-
ре трубопровода 175 мм впервые в СССР была достигнута для'
цемента дальность подачи 760 м, высота подъема 30 м при про-
изводительности 50 т/час.
Механизированные склады цемента. Прирельсо-
вые бункерные или силосные склады для механизированного
приема цемента весьма разнообразны по своему устройству.
В США применяется главным образом следующая схема: це-
мент поступает в приемный бункер (воронку), расположенный
между рельсами железнодорожного пути. Под бункером уста-
навливается конвейерное устройство, подающее цемент в бункер
134
склада. Этот бункер может быть промежуточным в зависимости
от того, где производится разгрузка, а также от того, каких
размеров склад и каково расстояние до него.
Раньше в США применялись винтовые конвейеры (шнеки)
и цепные скребковые конвейеры, которые расходуют сравни-
тельно больше энергии. Быстрый износ деталей, замена их, а
также частый ремонт удорожают эскплуатацию этих конвейе-
ров. Часто наблюдаются случаи выхода винтовых конвейеров
из строя из-за образования закупорок у промежуточных опор
винта.
Но при использовании на
имеют место большие потери
разгрузке ленточных конвейеров
цемента.
На рис. 98 представ-
лена другая, более целе-
сообразная схема приема
и пневматического транс-
портирования цемента,
перевозимого в самораз-
гружающихся железнодо-
рожных цементовозах.
6
9
схе-
9 — ковшовый
10 —- компрессор; 11 —бун-
приема цемента из авто-
цементовозов
Put. 98. Принципиальная
ма применения пневматических
желобов на механизированных
складах цемента в США
1 — соединительный патрубок; 2 —
пневматический транспортный же-
лоб: 3 — затвор: 4 — стационарный
винтовой пневматический насос; 5—
транспортный трубопровод; 6— двух-
ходовой переключатель; 7 — бункер
склада; 8 — фильтр;
элеватор;
кер для
На рис. 98 представлена другая, более целесообразная схе-
ма приема и пневматического транспортирования цемента, пе-
ревозимого в саморазгружающихся железнодорожных цементо-
возах.
Здесь цемент из цементовоза через соединительный'патрубок,
расположенный под железнодорожными путями, подается в аэ*
рационный желоб. Далее стационарный винтовой питатель, ко*
135
торый транспортирует материал на значительное расстояние и
высоту, подает цемент в бункер склада. Этот способ следует
признать рациональным и экономичным при использовании ва-
гонов бункерного типа.
Несколько по-иному осуществлялась подача цемента на
строительстве Норфолк (США). Здесь цемент из приемного
бункера, расположенного под железнодорожными путями, посту-
пал непосредственно в камерный пневматический насос, который
транспортировал его на расстояние 200 м в промежуточный ме-
таллический силос емкостью 850 т. При помощи другого пневма-
тического насоса цемент направлялся в бункера бетонного за-
вода. Расстояние подачи по горизонтали было 520 м, а по вер-
тикали — 60 м.
Преимущества схемы, приведенной на рис. 98, заключаются
в непрерывности разгрузки приемных бункеров и в уменьшении
общих объемов строительных и земляных работ; достоинства
схемы строительства Норфолк — эксплуатационная надежность,
более экономичное расходование энергии и возможность пре-
одоления больших расстояний.
4. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ЗОЛЫ И ШЛАКОВ
Почти на всех современных мощных теплоэлектростанциях
применяется гидравлический способ удаления шлаков и золы
(ТЗУ), однако устройство ТЗУ связано с большими капиталь-
ными затратами и требует значительных расходов воды и элек-
троэнергии, а также большой площади для золоотвалов, кото-
рая, как правило, отсутствует вблизи котельных, находящихся
в черте города. Поэтому в котельных неббльшой и средней мощ-
ности в настоящее время часто применяется механическое и
пневматическое удаление шлаков из-под топок и золы-уноса из
различных точек газового тракта с последующей перегрузкой их
из сборного бункера в автомашины или железнодорожные ва-
гоны.
Капитальные затраты на устройство пневматического шлако-
золоудаления (ПЗУ) составляют 350—750 руб. на 1 TjHac
удаляемых шлаков и золы (примерно в 3 раза меньше, чем на
ГЗУ), а эксплуатационные раходы при ПЗУ и ГЗУ мало раз-
нятся.
Котельные шлаки и зола в последние годы широко приме-
няются в Советском Союзе и за границей для производства шла-
коблоков, шлакоцемента, золопенобетона и пр. Применение гид-
розолоудаления в этих случаях нежелательно, так как увлаж-
нение угольной золы и шлаков снижает их качества как сырья
при производстве вяжущих; по этой же причине смачивание
сланцевой золы, подлежащей использованию, совершенно не-
допустимо.
136
В связи со значительным ростом потребности в сухой золе
для производства цемента и различных строительных изделий
в последние годы многие крупные электростанции за границей
(с котельными производительностью до 1 700 т пара в 1 час)
переводятся с гидравлического золоудаления на пневматиче-
ское [62]. В Советском Союзе эта тенденция намечается пока
еще очень слабо
При расположении цехов и заводов, перерабатывающих шла-
ки я золу, на расстоянии не более 0,5—1 км от котельных, при-
менение1 ПЗУ с пневматической подачей золы й шлаков непо-
средственно в бункера потребителя позволяет отказаться от до-
рогостоящей перевозки и двойной перегрузки шлаков.
В настоящее время применяются две основные схемы пнев-
матического шлако-золоудаления: нагнетательная и всасы-
вающая.
Схема нагнетательной установки ПЗУ представлена на
рис. 99. Шлак из бункера 1 и зола из бункера 2 после откры-
тия затворов (на чертеже не показаны) попадают в шлако-зо-
лоприемники эжекторного типа 3, к которым по трубе 4 подве-
ден сжатый воздух от компрессора; перед поступлением в при-
емник 3 шлак проходит через дробилку 6.
От приемников 3 воздух транспортирует шлаки и золу по
напорному трубопроводу к бункеру 9, который может находить-
ся на значительном расстоянии и обслуживать несколько кот-
лов; над бункером установлен циклон-разгружатель 8, от кото-
рого запыленный воздух 10 выбрасывается в атмосферу через
1 Несомненно, что с дальнейшим ростом удельного значения газа и мазута
в топливном балансе страны необходимость получения сухой золы и шлаков
от крупных котельных (электростанций) для нужд бурно растущего произ-
водства предприятий строительной индустрии выдвинет на первый план пнев-
матическое шлако-золоудаление.
137
матерчатый фильтр, скруббер или иной пылеотделитель. Раз-
грузка бункера производится через шибер прямо в автомашину,
железнодорожный вагон и пр. Для поочередного включения и
выключения отдельных шлако-золоприемников служат краны .5
пробкового типа.
Шлакодробилка 6, помимо своего основного назначения, вы-
полняет также роль «питателя», предохраняющего шлакоприем-
ник 3 от завала материалом. Для регулирования работы золо-
приемника 3 служат задвижки 7.
Схема всасывающей установки ПЗУ представлена на рис. 100.
Эта схема в основном состоит из тех же элементов, что и
Рис. 100. Схема всасывающей установки
шлако-золоцдаления
1 — шлаковый бункер котла; 2 — эоловый бункер
котла; 3 — шлакоприемник; 4 — золоприемник; 5—
кран пробкового типа; 6 — шлакодробилка; 7— за-
движка; 8 — циклон; 9— приемный бункер; 10—
отвод запыленного воздуха (по месту); 11— паро-
вой эжектор: 12 — пылеотделитель
нагнетательная схема по рис. 99, с тем же функциональным на-
значением их и с теми же цифровыми обозначениями.
Отличительной особенностью этой схемы является то, что.
магистральный транспортный трубопровод и все его ответвления
находятся под разрежением, создаваемым эжектором. И. Шла-
коприемники 3 и золоприемники 4 во всасывающих схемах
имеют открытое (регулируемое) отверстие для входа атмосфер-
ного воздуха. На этой схеме, помимо циклона-разгружателя 8,
показана и вторая ступень очистки воздуха — пылеотдели-
тель 12.
При подаче золы и шлаков по схемам, рис. 99 и 100 непо-
средственно на отвал, без последующей их перегрузки или ис-
пользования, надобность в приемном бункере 9 отпадает.
В Советском Союзе созданы и успешно работают многосоп-
ловые паровые эжекторы 162]. Для создания разрежения во вса-
сывающих схемах ПЗУ применяются, помимо эжекторов, ва-
138
куум-насосы, а также — при небольшом сопротивлении систе-
мы —- высоконапорные вентиляторы.
При работе эжектора циклон и пылеотделитель, как и вся
система, должны находиться под значительным разрежением,
которое не удается создать, если затворы на выпускных патруб-
ках циклона и пылеотделителя не будут герметичными. Циклон-
разгружатель должен иметь достаточную емкость, чтобы вме-
стить шлаки и золу из бункеров хотя бы одного котла, по- окон-
чании их разгрузки вакуум «снимается» с системы, заслонки на
циклоне и пылеотделителе открываются и их содержимое вы-
сыпается в бункер; затем весь этот цикл повторяется снова для
другого котла. Все описанные процессы желательно и возможно
автоматизировать.
Как всасывающая, так и нагнетательная схема обычно при-
меняется разветвленная, т. е. обслуживающая все котлы, уста-
новленные в данной котельной. При этом в целях удешевления
все элементы схемы рассчитываются на одновременное удаление-
золы и шлака только от одного котла в течение такого проме-
жутка времени, который позволял бы поочередно обслужить
все котлы.
Во избежание нарушений нормального режима работы топ-
ки следует избегать открывания кранов 5 (см. рис. 99 и 100),
т. е.‘ включения в работу ПЗУ котла до закрытия шиберов под
шлаковым бункером котла.
В настоящее время применяются главным образом всасываю-
щие схемы ПЗУ. Основным достоинством этих схем обычно счи-
тают отсутствие пыления при появлении неплотностей в систе-
ме, избежать которых в эксплуатации практически невозможно.
Однако устранение этих неплотностей, особенно в труднодоступ-
ных местах, весьма затруднительно, а это приводит к ухудше-
нию и в некоторых случаях к полному прекращению работы си-
стемы. В нагнетательных же схемах пыление немедленно обна-
руживает появление неплотности и она может быть быстра
устранена.
Разрежение, создаваемое во всасывающих схемах ПЗУ раз-
личными воздуходувными машинами, сравнительно невелико:
при работе вентилятора — до 1 500 кг!м2, при паровом эжекторе-
и вакуум-насосе — до 300—400 мм рт. ст. Такой вакуум в свою
очередь ограничивает допустимую протяженность шлакопровода
несколькими десятками метров при вентиляторах и величиной
150—200 м — при эжекторах и вакуум-насосах.
Нагнетательные схемы получают от компрессоров сжатый
воздух любого необходимого давления и поэтому они могут
иметь весьма значительный радиус действия — до 1,5—2 км и
позволяют применять более высокие концентрации, т. е. меньший
диаметр транспортного трубопровода, чем при всасывающей
схеме. При транспортировании золы и ‘шлаков на столь значи-
139-
тельные расстояния нагнетательные схемы отличаются от изо-
браженной на рис. 99.
К числу достоинств нагнетательных схем относится также
полное отсутствие износа воздуходувных устройств частицами
летучей золы (который в той или иной степени имеет место во
всасывающих системах), отсутствие необходимости в установ-
ке обслуживаемого оборудования на больших высотах, а также
наличие в схеме циклонов значительно меньшей емкости, чем
при всасывающих схемах. Ликвидация «завалов» в транспортном
трубопроводе, образование которых возможно при эксплуата-
ции, проще в нагнетательных схемах, чем во всасывающих си-
стемах, так как для этой цели обычно имеется разводка сжато-
го воздуха вдоль основного рабочего трубопровода.
Преимуществом всасывающих схем является также то, что
в настоящее время конструкции всасывающих шлако-золопри-
емников полнее и лучше отработаны, чем эжектирующие прием-
ники для нагнетательных систем [62]. Однако это преимущество
носит временный характер. Также можно указать на то, что
паровые эжекторы имеют невысокую стоимость и изготовить их
можно своими силами даже на небольшом предприятии.
Поэтому в установках с небольшой протяженностью транс-
портного трубопровода всасывающие установки, несомненно,
могут применяться с достаточно высоким технико-экономиче-
ским эффектом, а при значительном расстоянии транспортиро-
вания, безусловно, должны применяться нагнетательные уста-
новки. Возможно также применение в последнем случае комби-
нированных схем: от всех котлов зола и шлаки забираются вса-
сывающей системой пневматического транспорта и собираются
в бункере под циклоном, а из этого промежуточного бункера зо-
ла и шлаки поступают в камерный насос нагнетательной систе-
мы, который подает их к концевому бункеру (или на отвал) по
трубопроводу, длина которого может достигать 1,5—2 и1.
Каждый котел может иметь один или несколько шлаковых
бункеров и, как правило, несколько золовых бункеров. В зави-
симости от количества подлежащего удалению шлака, произ-
водительности шлакодробилки и местных компоновочных воз-
можностей шлак из нескольких бункеров котла направляют к
одной дробилке (см. рис. 99 и 100) или к нескольким
(рис. 101) 2.
На рис. 102* показано удаление уноса от четырех золовых
бункеров двух котлов, объединённое в два золоприемника вса-
сывающей системы ПЗУ.
На схемах рис. 99 и 100, как и на всех других встречающих-
ся схемах пневматического (и гидравлического) шлако-золоуда-
1 Более подробно о проектировании и эксплуатации систем ПЗУ, а так-
же пневмогидравлического транспорта золы и шлаков [62].
2 Здесь и ниже звездочкой помечены номера рисунков, выполненных по
чертежам Южэнергочермета.
140
Рис. 101. Узел удаления шлака от двух котлов
бункер котла; 2 — шлакодробилка; 3 — всасывающий шлакоприемник
141

пения, транспорт золы, осевшей в бункерах котла, циклонах
и пр., объединяется с транспортом шлака. Шлако-золовую смесь
направляют на отвал, а перегрузочный бункер, шлакоблочный
завод и т. п. Однако при проектировании ПЗУ для действующих
котельных не следует принимать такую стандартную схему без
предварительной проверки наличия горючих в уносе (золе).
В некоторых эксплуатируемых установках содержание углерода
в уносе доходит до 40—60% и более, и эта ненормальность не
всегда может быть устранена путем наладки топочного режи-
ма. В тех котельных установках, где по, местным условиям сни-
зить содержание горючих в уносе хотя бы до 15--20% невоз-
можно,. следует отказаться от удаления золы-уноса совместно
со шлаком и проектировать пневматический возврат уноса в
топки непосредственно или через топливный бункер. Такое раз-
деление транспортирования шлаков и золы особенно важно при
использовании шлаков для производства шлакоцемента и шла-
коблоков, так как большой процент содержания горючих невы-
годен не только для котельной установки (как потеря топлива),
но и для шлакоблочного завода, так как прочность шлакоблоков
и вяжущие свойства шлакоцемента значительно ухудшаются
при повышенном содержании несгоревшего угля в исходных
материалах.
В случаях, когда унос возвращается непосредственно в топ-
ку на колосниковую решетку, рационально его объединить с
вторичном дутьем, если оно имеется, путем некоторых переде-
лок в схеме.
Применяемый во многих котельных установках пневматиче-
ский возврат уноса (мелочи) из газоходов котла, боровов и дру-
гих мест в топки или, реже, в топливные бункера в настоящее
время решается, как правило, в виде самостоятельной схемы,
совершенно не связанной с устройством вторичного дутья. Это
приводит к излишним материальным затратам, к усложнению
управления топочным процессом.
Одним из авторов предложена [35) принципиальная схема,
объединяющая пневматический возврат уноса в топки в единую
систему с вторичным дутьем.
Количество воздуха, отбираемое вентилятором вторичного
дутья после воздухоподогревателя, составляет около 10% от об-
щего количества воздуха, подводимого к топке.
Около 90% от всего отбираемого воздуха этот вентилятор
подает непосредственно в сопла вторичного дутья, и лишь 10%
(т. е. 1% оТ общего количества воздуха) используется для пнев-
матического транспорта уноса в топку котла.
Устройство и методы расчета вторичного дутья подробно из-
ложены в имеющейся литературе 18, 30].
Глава VII
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ПРИ МАЛЫХ
КОНЦЕНТРАЦИЯХ СМЕСИ
1, ОСОБЕННОСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ПРИ
МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ СМЕСИ
С малыми концентрациями смеси работают установки пнев-
матического транспорта, которые одновременно осуществляют
вентилирование, т. е. отсасывание больших объемов воздуха:
(установки стружкоотсасывающие, аспирационные).
При малых концентрациях смеси, когда перемещаемые твер-
дые частицы свободно обтекаются воздушным потоком и ха-
рактер силового взаимодействия изменяется, несколько видоиз-
меняется и сам механизм транспортирования.
Экспериментальные исследования подтверждают, что расчет-
ные коэффициенты, полученные при больших концентрациях сме-
си (Рн>1)> существенно отличаются от значений, полученных
при малых концентрациях (^н<1).
Установки для пневматического транспорта при малых кон-
центрациях смеси получили большое распространение.
Для обслуживания общественных, коммунальных, жилых и
промышленных зданий применяются пылесосные установки.
В промышленности, в том числе и строительной, широко исполь-
зуются аспирационные и стружкоотсасывающие установки.
Все эти установки однотипны по назначению и могут быть
объединены под общим названием «обеспыливающие», но неко-
торые из них имеют целый ряд специфических, конструктивных
и расчетных особенностей.
2.	ПЫЛЕСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
До сих пор для пневматического удаления пыли и смета в
общественных, жилых и промышленных зданиях чаще всего ис-
пользовались ручные и передвижные пылесосы.
Однако мощность ручных пылесосов ограничена, эффектив-
ность их пылеотделителей недостаточна, а опорожнение неудоб-
но. Также недостаточна мощность выпускаемых отечественной
промышленностью передвижных пылесосов (типа ПП).
144
Более удобны и эффективна централизованные пылесосные
установки. Они весьма .просты-по своему устройству (рис. 103).
В подвале или в каком-либо другом подсобном помещении зда-
ния устанавливаются воздуходувная машина с двигателем и
пылеотделителы От воздуходувной машины к обслуживаемым;
помещениям подводятся трубы диаметром 40—50 мм, снабжен-
ные на ответвлениях герметическими кла-
панами. При уборке помещений эти клапа-
ны открывают и подключают к трубопро-
воду гибкие резиновые шланги со щетка-
ми-пылеуловителями, посредством которых
происходит отсасывание смеси, воздуха с
пылью и сметой. Пыль и смет улавливают-
ся в пылеотделителе, устанавливаемом пе-
ред воздуходувной машиной или за ней, а
очищенный воздух* выпускается наружу.
Пылеуловитель вместе с гибким шлан-
гом является тем инструментом, которым
пользуются непосредственно при уборке.
Все остальное (трубопровод, пылеотдели-
тель и воздуходувная машина с двигате-
лем) обслуживается специальным техни-
ческим персоналом.
Гибкий шланг должен быть такой дли-
ны, чтобы пылеуловителем можно было
пользоваться в любом месте помещения.
Обычно эту длину принимают равной 15 м;
при меньшей длине приходится в помеще-
нии располагать большее количество присо-
единительных штуцеров.
Целесообразнее всего шланг собирать из
двху или трех звеньев длиной по 5 или
7,5 м. Применение более коротких звеньев
нежелательно, так как при этом увеличи-
вается количество соединений, которые мо-
гут явиться источником подсоса или засо-
рения. Соединения шланга удобнее и про-
Рис. 103. Схема
централизованной
пылесосной уста-
новки
1 — гибкий шланг со
щеткой-пылеуловите-
лем: 2 — выпуск обес-
пыленного воздуха;
3 — стояк; 4 — шту-
цер; 5 — воздуховса-
сывающая машина;
6 — фильтр мокрого
типа; 7 — канализа-
ция
ще всего делать вдвижными, коническими,
так, чтобы соединительный патрубок каждого предыдущего
звена (по движению потока) вдвигался в патрубок последую-
щего звена. Внутренний диаметр шланга может быть от 25 до»
50 мм< Чем меньше диаметр, тем шланг легче и удобнее в
работе..
Однако при увеличении диаметра резко уменьшается сопро-
тивление шланга; при постоянном расходе сопротивление умень-
шается пропорционально пятой степени отношения диаметров.
Поэтому выгоднее применять шланги диаметром 40—50 мм.
Гибкий шланг должен быть воздухонепроницаемым, иметь
145.
хорошую продольную гибкость, жесткость поперечного сечения
и гладкость внутренней поверхности, быть легким и удобным в
работе. Этим условиям наиболее полно удовлетворяют резино-
вые шланги со спиральной или кольцевой армировкой стенок
с наружной стороны (рис. 104). Вес 1 м такого шланга диамет-
ром 50 мм типа «пылесосный» (производства московского за-
вода «Каучук») составляет около 0,5 кг.
Применение выпускаемых гибких металлических шлангов для
пылесосных систем недопу-
стимо, так как они не обес-
печивают герметичности, тя-
желы и имеют большое аэро-
динамическое сопротивле-
ние.
Шланг вместе с пыле-
уловителем присоединяется
к трубопроводу выведен-
ным в помещение штуцером,
снабженным клапаном.
Штуцер является концом
/234
Рис. 104. Гибкий пылесосный шланг
1 — наружная обмотка: 2 — спираль из
стальной проволоки; 3 — тканевая проклад-
ка; 4 — внутренний резиновый слой
тупикового ответвления тру-
бопровода или ответвления через тройник. Для удобства
присоединения и расположения шланга штуцер обычно выво-
дится у пола. Диаметр его чаще всего равен 50 мм. Штуцер
может выступать за поверхность стены (рис. 105,а), может
быть заделан заподлицо (рис. 105, б) или располагаться в спе-
циально устроенной нише (рис. 105,в).
Наиболее рациональна заделка заподлицо, но в обществен-
ных помещениях, чтобы исключить возможность доступа посто-
ронних лиц к штуцеру, лучше располагать его в закрываемой
нише.
Рис. 105. Присоединительные штуцера
1 — дверка; 2 — ниша
Шланг рекомендуется соединять со штуцером посредством
конического соединения, причем патрубок шланга должен вдви-
гаться в штуцер. При расположении штуцера под некоторым уг-
лом к полу (см. рис. 105, а) такое соединение благодаря тяжести
шланга становится более надежным.
146
В качестве воздуходувных машин в ряде пылесосных устано-
вок были применены водокольцевые и пластинчатые компрессо-
ры. Эти.машины объемного типа при различных режимах экс-
плуатации обёспечивают практически неизменную производи-
тельность, в связи с чем подключение каждого нового штуцера
пропорционально уменьшает отсос через другие штуцера. Водо-
кольцевые компрессоры, как уже указывалось в главе III, про-
сты по конструкции, но расходуют большое количество проточ-
ной воды и, главное, имеют очень малый к. п. д. (практически не
свыше 0,2). •	(
Пластинчатые компрессоры значительно экономичнее, но
сложны по конструкции и в эксплуатации.
Расчетами, а также лабораторными и натурными исследова-
ниями доказано, что для небольших установок при нормальных
условиях эксплуатации воздуходувная машина должна разви-
вать давление 500—I 000 кг!м2, т. е. взамен компрессоров могут
быть использованы обычные центробежные вентиляторы высоко-
го давления, а в случае нужды — два вентилятора в последова-
тельном соединении.
Центробежные вентиляторы, как машины лопаточного типа,
работая в пылесосных системах, при подключении новых шту-
церов наращивают свйно производительность, а при отключе-
нии — снижают. В результате такой саморегулировки не заме-
чается резких колебаний производительности при отсосе через
отдельные штуцера при подключении новых.
Центробежные вентиляторы крайне просты по конструкции,
экономичны в эксплуатации и по всем показателям значительно
превосходят объемные компрессоры.
Очень существенно, что через центробежные вентиляторы
можно пропускать запыленный воздух и их можно ставить перед*
пылеотделителями, а объемнее компрессоры в целях обязатель-
ной защиты от засорения необходимо ставить за пылеотделите-
лями, т. е. пылеотделители располагаются в месте наибольшего
разрежения и для устранения подсосов должны быть тщательно
герметизированы.
В качестве пылеотделителей ' в' пылесосных установках до
сих пор применялись герметичные циклоны небольших размеров,
матерчатые фильтры и барботеры.
При расположении труб (стальных, бесшовных, соединяемых
с помощью сварки) следует предпочитать вертикальную про-
кладку с нижней разводкой, так как в этом случае можно мень-
ше опасаться засорения, поскольку пыль движется сверху вниз.
Для прочистки труб следует использовать продувку, предусмат-
ривая для этого в сборных трубопроводах клапаны, через кото-
рые может подсасываться с повышенной скоростью наружный
воздух.
Если диаметр штуцеров, а соответственно и гибких шлангов
принять равным 50 мм, а нормативную производительность от-
147
coca через пылеуловитель — 120 м?/ч.ас, то получается скорость
17 м/сек. Для надежного транспортирования по трубам пыли и
смета эта скорость излишне велика (достаточно 10—12 м/сек),
но большее увеличение диаметров нежелательно.
При расчете трудоемкости уборки следует для пола прини-
мать норму на одного рабочего 180 м2/час, вводя для стен (вы-
ше 2 ж), потолков и карнизов понижающий коэффициент 1.5
(норма 120 м2/час), а для ограждений, завешенных портьерами
и занавесами, а также полов, заставленных оборудованием и ме-
белью, — коэффициент 2 (норма 90 м2/час).
Количество отасываемой пыли и смета зависит от характера
помещения, вида очищаемой поверхности, периодичности убор^
ки; обычно оно находится в пределах 1 —10 г/м2.
О методике расчета пылесосных установок см. 121].
3.	СТРУЖКООТСАСЫВАЮЩИЕ И ДРУГИЕ АСПИРАЦИОННЫЕ
УСТАНОВКИ
Аспирационные установки предназначаются для отсасывания
пыли от укрытий пылящего оборудования. Наиболее широко
распространенными и характерными аспирационными установ-
ками являются так называемые стружкоотсасывающие установ-
ки. Они предназначаются для удаления стружек, опилок, пыли
и других отходов, образующихся при обработке древесины. Со-
временные строгальные, сверлильные, фрезерные, распиловоч-
ные, шипорезные и другие деревообрабатывающие станки имеют
весьма большую производительность и выделяют большое ко-
личество отходов, которые должны быть своевременно удалены;
Эти отходы опасны в пожарном и взрывном отношении; они
могут также явиться причиной производственных травм (напри-
мер, засорения глаз). Поэтому стружкоотсасывающие установ-
ки (их иногда называют эксгаустер ны ми установками) в дере-
вообделочных цехах устраиваются в обязательном порядке.
Наиболее распространен следующий тип стружкоотсасываю-
щей установки: через уловители, присоединенные к станкам, от-
сасывается воздух, увлекающий отходы. Эта смесь направляется
по трубопроводу к вентилятору, проходит через него и далее
нагнетается в циклон, где отходы отделяются от перенесшего
их воздуха.
Уловители приспосабливают по возможности непосредствен-
но к режущим элементам станков с учетом естественной траек-
тории движения образующихся отходов. Во многих современных
образцах станков эти уловители встраиваются в конструкцию
и входят в комплект поставляемого заводом оборудования.
Уловители соединяются с трубопроводом, обычно выполняе-
мым из тонкой листовой стали и располагаемым над станками
или полом.
При подпольной прокладке отсутствуют мешающие стояки,
цех не загромождается трубопроводом и его подвесками, но
148
такая прокладка дороже, возникают затруднения при возмож-
ном изменении расположения оборудования. '
Отводы делают как можно более плавными (7?>ЗН), ответ-
вления Ь тройниках предусматриваются с небольшим углом
(а<30°) и обязательно сбоку или сверху, чтобы избежать воз-
можности выпадения твердых частиц и засорения ответвления.
Из опасения засорения нельзя допускать установку отключаю-
щих ответвления устройств, а также всякого рода шиберов,
дросселей или диафрагм.
Скошенные шиберы, рекомендуемые в некоторых пособиях,
также не оправдывают себя при эксплуатации.
Регулировку трубопровода можно производить при наладке
системы. путем подгонки диаметров или изменения длины от-
ветвлений. Из-за трудности регулировки, а также в целях боль-
шей надежности эксплуатации йе следует стремиться к проекти-
рованию протяженных трубопроводов, обслуживающих большое
количество станков. Оптимальным по размерам обычно являет-
ся трубопровод протяженностью 20—30 м, обслуживающий не
больше 20—30 уловителей. Таких систем в цехе может быть не-
сколько. Конфигурация трубопровода намечается с учетом всех
местных условий, но следует располагать ответвления к улови-
телям наиболее мощных станков как можно ближе к вентиля-
тору, а вентилятор располагать не в конце трубопровода, а в его
середине. Это способствует и значительному снижению потреб-
ляемой вентилятором мощности.
В целях обеспечения герметичности фальцы трубопроводов
желательно пропаивать или сваривать фланцы необходимо
снабжать упругими прокладками. В конце всасывающего тру-
бопровода, перед вентилятором, полезна установка отделителя
случайно попавших металлических и других тяжелых предме-
тов. Простейший такой отделитель представляет собой неболь-
шую камеру, врезанную в днище трубопровода.
При расположении вентилятора перед циклоном через него
проходят механические примеси, и в этом случае приходится
применять, специальные колеса с редко расставленными лопат-
ками. Такие центробежные' пылевые вентиляторы типа ЦАГИ
или Ц7-40 (конструкции Боброва) работают безотказно, пропу-
ская через себя длинные стружки и даже крупные чурки. Влия-
ние механических примесей, однако, сказывается на увеличении
потребляемой мощности и, по данным М. П. Калинушкина [181,
может быть учтено по ,формул,е	.. .
^ем ~ -^чист (1 "4“ Рн),
где рн — весовая концентрация смеси.
Можно предотвратить прохождение отходов через вентиля-
тор, располагая его за циклоном, но в этом случае несколько
усложняется монтаж циклона, который приходится тщательно
герметизировать (рис. 106). Поэтому для обычных стружкоот-
11—396	149
сасывающих установок, как правило, вентилятор располагают
перед циклоном.
Из вентилятора смесь направляется к циклону по нагнета-
тельному трубопроводу, обычно располагаемому вне цеха. При
использовании одноступенчатых центробежных пылевых венти-
ляторов типа ЦАГИ или Ц7-40 длина нагнетательного трубо-
провода может достигать 100 м. При еще большем удалении
циклона возможно последовательное присоединение добавочных
вентиляторов (рис. 107).
Если нагнетательный трубопровод проложен на улице, а цех,
Рис. 106. Установка вентилято-
ра за циклоном
1 — шлюзовой затвор циклона
Рис. 107. Последовательное
присоединение вентиляторов
из которого производится отсасывание, отапливается, то в зим- '
нее время в трубопроводе возможно образование и замерзание
конденсата, закупорка трубопровода. Поэтому приходится пре-
дусматривать теплоизоляцию или осуществлять прокладку та-
кого трубопровода в подземных каналах. Подземная прокладка
значительно дороже, но удобнее обычной воздушной подвески
йа мачтах (рис. 108).
В качестве пылеотделителей для стружкоотсасывающих уста-
новок, ка правило, применяются простейшие циклоны (см. гл. V).
Циклоны весьма удобно располагать над местом утилизации
отходов — над бункером перерабатывающего цеха или котель-
ной. Возможно обслуживание одним циклоном нескольких
стружкоотсасывающих установок, а при значительном удалении
места утилизации отходов может оказаться целесообразным
применение последовательной установки двух или более венти-
150
Рис. 109. Установка для перекачки
ляторов с циклонами по схеме рис. 109: отходы собираются в
установленном йозле цеха циклоне, а из его бункера «перека*
чиваются» во вторичный циклон. Такую «перекачку» выгодно
осуществлять при значительно увеличенной концентрации сме-.
си, что позволяет уменьшить диаметр трубопровода.
За последнее время получили применение стружкоотсасы-
вающие установки с магистралями постоянного поперечного се-
чения.	•,
В обслуживаемом цехе, обычно под перекрытием, распола-
гается (рис. ПО) коллектор
(магистраль) постоянного по-
перечного сечения, присоеди-
ненный к вентилятору. К кол-
лектору сбоку или сверху под-
водятся ответвления от стан-
ков. Отсасываемые отходы по-
подают в коллектор и ввиду
незначительной скорости в
нем, особенно в начальной ча-
сти, могут выпадать. На дне
коллектора	располагается
транспортер (ленточный,
скребковый, винтовой), который перемещает выпадающие от-
ходы к спускной воронке и вентилятору. Вместо механическо-
го транспортера может быть использован располагаемый у дна
коллектора поддувной канал (рис. 111). Через щели этого ка-
нала с помощью специального вентилятора подается воздух,
поддувающий осаждающиеся отходы и способствующий их пе-
ремещению к вентилятору. Ввиду того что по мере приближе-
Рис. ПО. Стружкоотсасывающая установка с магистралью постоянного
сечения
i — магистраль; 2 — присоединение ответвлений; 3 — вентилятор: 4 — транспортер

11*
151
лектс^:(около трети). Аналогичный эффект может быть дб^.
стйгяут без специального поддувного вентилятора: в дне кол-
лектора устраиваются щели, через которые подсасывается на-
ружный воздух.
 Важным преимуществом стружкоотсасывающих установок
с магистралью постоянного поперечного сечения является неза-,
виеймость их действия от перестановки в цехе оборудования, от-
ключения или добавления отсосов. В таких случаях нормальная
работа обычных стружкоотсасывающих установок нарушается,
сборный трубопровод (магистраль) приходится переделывать.
и циклоид
Рас. 111. Магистраль с поддцвным каналом
/ — магистраль; 2 — присоединение ответвлений; 3 — веитилято;
поддува; 4 — поддувной каиал
К бен/пи
лятору
Стружкоотсасывающие установки с магистралями постоян-
ного поперечного сечения, однако, дороже как по первоначаль-
ным затратам, так и в эксплуатации1.
4.	ПРИМЕР РАСЧЕТА СТРУЖКООТСАСЫВАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ
Требуется спроектировать и рассчитать стружкоотсасываю-.
щую установку обычного типа для деревообделочного цеха.
Сообразуясь с технико-экономическими соображениями и
местными условиями, выбрано место установки циклона, вен-
тилятора, намечено расположение трубопровода (рис. 112), и в
результате построена в масштабе аксонометрическая расчетная
схема (рис. 113).
В расчетную таблицу (табл. 13) в соответствии со схемой
записывают номера участков трубопровода (графа 1), причем
для наглядности участки ответвлений обозначены арабскими
цифрами, а сборные участки — буквами русского алфавита.
Также записываются наименования участков (графа 2), дли-
ны участков (графа 3) и суммарные коэффициенты местных
сопротивлений на участках (графа 4). Коэффициенты местных
сопротивлений принимаются по справочным данным в зависи-
мости от выявленной на схеме конфигурации трубопровода и в
1 О расчете стружкоотсасывающих установок с магистралями постоянного
поперечного сечения см. [61].
152
соответствии с типовой'. конструкцией выбранного к данному
станку пылеуловителя.	. ,;1
Например, на участке 1 имеются 4 отвода (под углом 90Г*и с
радиусом закругления 3—4 см) с коэффициентом сопротивления
0,1 каждый, штангообразный тройник на ответвление (сопротив-
подпольный люк-уловитель, коэффициент сопротивления кото-
рого принимается равным 1.
Суммарный коэффициент местных сопротивлений на участ-
ке 1, таким образом, получается равным 0,1 X 4 + 1 = 1,4. .
Затем для всех ответвлений в зависимости от типа и мощно*
сти станка (в нашем примере типы станков для упрощения не
указываются) принимают по нормативным данным рекоменду-
емые значения расходов воздуха Q и диаметры труб d, которые
записываются в графах 5 и 6 расчетной таблицы (при последу-
ющем расчете диаметры могут быть уточнены).	'
153

( 1 ;'f ' 'i	(		I гяг1	ЕС	Q в м31час	| d в лл	v в м/сек	о’ — в кг/м3 2g	X d	d	ЕС + 1——- d	р в кг/л’	* л* я о.	1 Др в кг/ж’ |
участков	Наименование участков ч												
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	от люка	7	1,4	1 000	150	15,8	15,2	0,109	0,77	2,17	33	33		
а	сборный учас- ток 1—2	2	0	2000	215	15,3	14,3	0,073	0,15	0,15	2,1	35,1	
б	то же а—3	2,5	0	2650	235	17	17,7	0,064	0,16	0,16	2,8	37,9	___
в	.	6—4	2,5	0	3 650	285	15,9	15,4	0,051	0,13	0,13	2	39,9		
г	Q	$	2'	0	4 300	320	14,9	13,6	0,045	0,09	0,09	1,2	41,1		
д	2г	6	1	0.2	4 950	320	17,1	17,8	0,044	0,04	0,24	4,3	45,4		
Л	к вентилятору	5	0,2	10 450	495	15,1	14,0	0,027	0,14	0,34	4,8	51,2		
м	к циклону ч	30	1,5 •	10 450	495	15,1	14,0	0,027	8,0	9,50	133	184,2	—
2	от люка	7	1,4	1000	150	15,8	15,2	0,109	0,77	2,17	33	33	0
3	от станка П	6	1,9	650	130	14,7	13,2	0,137	0,82	2,72	36	35,1	0,9
4	.	. I	6	1,8	1000	150	15,8	15,2	0,109	0,65	2,45	37,2	37,9	0,9
5	.	, IV	7	2,0	650	130	14,7	13,2	0,137	0,96	2,96	39,1	39,9	0,8
6	.	1П.	7	2,0	650	130	14,7	13,2	0,137	0,96	2,96	39,1	41,1	2
7	от люка	7	1,4	1000	150	15,8	15,2	0,109	0,77	2,17	33	33	_	
е	сборный учас-												
	ток 7—8	2	0	2 000	215	15,3	14,3	0,073	0,15	0,15	2,1	35,1		
ж	то же е—9	1	0	2 750	235	17,6	19,0	0,050	0,05	0,05	1,0	36,1		
3	,	ж—10	5,5	0	3 500	265	17,7	19,2	0,050	0,27	0,27	5,2	41,3		
и	. <11	1	0	4 500	320	19,7	15,1	0,045	0,05	0,05	0,8	42,1	—
к	„ и—12	2,5	0,1	5 500	320	19	22,1	0,050	0,611	0,21	4,6	46,7	1,3
8	от люка	7	1,4	1000	150	15,8	15,2	0,109	0,77	2,17	33	33	0
9	от станка VIII	6	1,5	750	130	15,7	15,1	0,133	0,80	2,30	34,8	35,1	0,3
10	, VII	6	1,7	750	130	15,1	14,0	0,133	0,80	2,50	35	36,1	1,1
11	. V	5	1,4	1000	140	18,1	20,0	0,118	0,59	1,99	3^,9	41,3	1,4
12	*	. VI	5	1.6	1000	140	18,1	20,0	0,118	0,59	2,19	43,8	42.1	1,7
Расчет йачинают с наиболее удаленного от вентилятора
участка — с участка А
Для облегчения расчета можно цользоваться таблицей (см.
справочники), в которой для ряда d (горизонтальная строчка)
И v (вертикальная строчка) вычислены значения Q и —.
d
. В колонке таблицы, соответствующей принятому для участ-
ка 1 значению <Z=-150 мм, находим ближайшее к заданному
154
ся в горизонтальной-строке при о'=15,5 м/сек. Путем таблич-
ной интерцоляции находим, что в точности заданному значению
<? == 1000 мЧчас соответствует о = 15,8 м/сек (можно также
о. 4	• л
воспользоваться формулой v -------—, где Q в м^/час) и
3 600 nd3	’
-	1	t \	.
— =0,109).
4	}
Во вспомогательной колонке таблицы, рядом со значением
V, находим и интерполируем соответствующие значения
г»2 — = 15.2 кг/м2
2g
(при объемном весе воздуха у = 1,2 кг/м2). Полученные значения
записываем в графы 7, 8 и 9 расчетной таблицы.
Для удобства дальнейшего расчета сначала подсчитываем
I— =7 • 0,109 = 0,77 (графа 10), затем
d
' fsc+Z—W 1,4 4- 0,77 = 2,17 (графа 11),
\ d /
и, наконец, для определения потери давления на участке / по
известной формуле
р = (SC4-1 —	= 2,17• 15,2 = 33 кг/м2
\ d } 2g
получаем в графе 12 результат путем перемножения цифр из
граф 11 и 8; графы 13 и 14 пока не заполняем.
- Для сборного участка а (потерями давления в местных со-
' противлениях здесь можно пренебречь’, т. е. SC =0) прежде
всего подсчитываем Q, равное сумме расходов через участки
1 и 2, т. е. 1000 + 1 000 = 2 000 мЧчас.
, Вспомогательной таблицей на этот раз пользуемся несколь-
ко иначе. Задаемся значением скорости v' =16 м/сек (равной
или несколько большей по сравнению со скоростью в предыду- .
щем участке) и в соответствующей строке находим ближайшее
к заданному значению Q = 2 090 м?/ча.с и рядом — = 0,072,
d
расположенные в колонке для d = 215 мм. В результате таблич-
ной интерполяции вычесляем и записываем4 в расчетную табли-
цу	,
«1 = 215 мм и — = 0,073, и — 15,3 м/сек, ®2 — =14,3 кг/м2,
.	. d	2g
прбизводим вычисление р=2,1 кг!мг.
В графу 13 записываем нарастающим итогом потерю давле-
ния к концу участка а, т. е. р' = 33 + 2,1 = 35,1 кг/м2.
Аналогичным способом рассчитываем сборные участки б, в, г,
S, л, м. Перед началом расчета ответвлений проставляем в гра-
155
фе!3 раецодагаемые Для них давления/заиметвуя их к^графМ
ГЗ длх йагйстралв.
В тйашем случае невязка (графа 14) составляет не более 5%,
что находится в пределах точности расчета и не вызывает необ-
ходимости в изменении диаметров ответвлений.
В случае расширения ассортимента «стандартных» диамедг-
Рис. 114. Анализ, работы вентилятора
в сети
ров невязка давлений может
быть еще больше снижена, еще
больше выравнены скорости в
участках магистрали.
В случае слишком большой
невязки новый диаметр может
быть найден из отношения
d = / р' У/5
Д' \ р )
Общая потеря давления в
трубопроводе для чистого воз-
духа определена (с округлени-
ем) Аис—185 кг1м^ при расхо-
де Q = 10 450 м3/час.
В соответствии с нагрузкой
станков и их производительно-
стью подсчитан расход стружек
и опилок <?м =6 300 кг!час, откуда весовая концентрация смеси
Ом 6300 л к
= — =--------------= 0,о.
От 10 450-1,2
Принимая для древесных стружек и опилок при разветвлен-
ном трубопроводе и явно закрученном потоке К= 1,4, получаем
общую потерю давления в трубопроводе с учетом влияния ме-
ханических примесей к воздуху
Ли = ЛИет(1 + КРн)= 185(1 + 1,4-0,5) = 315 кг!м\
Подбираем центробежный вентилятор нылевого типа Ц7-4О
по Q = 10 450 м’Ччас и рсм = 315 «г/лс2.
По характеристике (см. справочник) находим, что вентиля-
тор Ц7-40 № 6 должен быть использован при 2 100 об/мин и
к. п. д. 0,51.
— (1 +ц„) = _10-422-^....- (1 + 0,5) = 24,5 кет.
3600-102	'	3600-102-0,55 '
Необходимо также проверить режим работы вентилятора а
случае прекращения подачи в систему механических примесей,
т. е. при Q = 10450 мЧчас и рчист= 185 кг/м2
Этот режим, как видно из размерной характеристики подоб-
ранного вентилятора типа Ц7-40 № 6 (рис. 114), мог быть обе-
спечен при п' = 1700 об/мин и 71=0,49.
156
4 При • уже вЫбрайидм т£==2100 об/мин • получаем в соответ-
ствии с формулами подобия
Q'== Q — t=10450 -	____________
4 п	1700
И
= 280 кг!м2,
Р'-Р-^ V -185
откуда мощность (без запасов)
яг,	Q'p'	12 900-280	ОЛ
дг' —---------=-------------= 20 кет,
3 600-102 <	3 600-102-0,49
т. е. меньше подсчитанной с учетом влияния механических при-
месей (24,5 кет).
При подборе электродвигателя следует учесть механические-
потери в подшипниках вентилятора (т]п='0,97) и в устанав-
ливаемой клиноременной передаче (т)р = 0,9).
Также для выбранного центробежного вентилятора следует
предусмотреть запас в 20%, откуда расчетная мощность элек-
тродвигателя
-	7VP=^-
Ыр
Из числа стандартных подбираем электродвигатель ближай-
шей большей установочной мощностью в 40 кет при 1 440 об/мин,,
типа А-81-4.
Циклон подбираем, пользуясь справочником, по расчетной
производительности Q='10450 м?1час типа «Гипродрев» № 5,
24,5-1,2 Q.
—--------= 34 кет.
0,97-0,9
ЛИТЕРАТУРА
1.	Аматов Н. И, Токарев М. В., Выгрузка и транспортирование це-
мента на Сталинградгидрострое, «Механизация трудоемких и тяжелых работ»
№ 7, 1957.	 -
2.	Б а у м а н В. А., .О создании новых машин для производства бетон-
ных работ на строительстве гидроэлектростанций, «Строительное и дорожное
машиностроение № 3, 1957.
3.	Богачевский С. И., Пневмотранспорт цемента на бетонострои-
тельной установке, «Механизация строительства» № 9, 1958.
4.	Бутаков С. Е., Аэродинамика систем промышленной вентйляции,
Профиздат, М., 1949.
5.	Вайнштейн Г. М., Пневмоустановки для транспортирования бе-
тснной смеси по трубам, «Транспортное строительство» № 5, 1957.
6.	Великанов М. А., Динамика русловых потоков, Гидрометеоиздат,
Л. 1949.
7.	Гастерштадт И., Пневмотранспорт, изд. Сев.-Зап. обл., Промбю-
ро, ВСНХ, Л., 1927.
8.	Грановский Р. Г., Острое дутье в топочных устройствах, Госэнер-
гоиздат, М. 1947.
9.	Гринев К- М., Крашенинников М. И., Кроткое А. П.,
Пневматический транспорт в цементной промышленности, Промстройиздат,.
1951.
10.	Грушко В. М., Определение скорости витания кусковых строитель- .
ных материалов, Сборник трудов РИСИ, вып. V, Госиздат, Ростов-на-Дону,
1956.
11.	Донат Е. В., Промышленные пылесосные установки, Машгиз, 1956.
12.	Зег л ер Г., Транспортирование зерна пневматическим способом,
Госнаучтехиздат Украины, Харьков — Киев, 1937.	. .
13.	И д е л ь ч и к И. Е., Справочник по гидравлическому сопротивлению
фасонных и прямых частей трубопроводов, ЦАГИ, М., 1950.
14.	К а л и и у ш к и н М. П., Пылесосные установки, изд. МКХ РСФСР,
4951.	'	.
15.	Калинушкин М. П_, Мероприятия по уменьшению запыленности
городов и зданий. Сборник «Новости техники коммунального хозяйства»,
изд. МКХ РСФСР, 1954.
16.	Калинушкин М. П., О винтовом движении в трубопроводах,
«Известия АН СССР — ОТН» № 3, 1952.
17.	Калинушкин М. П., Влияние механических примесей к воздуху
на потери в трубопроводе, Труды ЦАГИ, вып. 266, 1936.
18.	Калинушкин М. П., Влияние механических примесей к воздуху
на работу центробежных вентиляторов, Труды ЦАГИ, вып. 168, 1933. .
19.	Калинушкин М. П., Вентиляторные установки, изд. МКХ РСФСР,
М„ 1956.
20.	Калинушкин М. П., Гидравлические машины и холодильные
установки, Стройиздат, 1957.
21.	К а л и и у ш к и н М. П., Обеспыливающие установки изд МКХ РСФСР,
1957.	’
158	‘	.	.	'
% К ам-еквЛ'И. Н, Ги^»«»*е**торы я другие струйные аппараты, \
МайЙр0йизда+,’1Ж.	< ' '
23.	К л я ч к о Л. С, Пневматический транспорт отбросов и мелких изде-
лий на деревообрабатывающих Предприятиях, «Лесное хозяйство и лесная
промышленность» № 1—4, 1929.
24.	К ля ч ко Л. С., Обоснование минимальных скоростей воздуха в воз-
духопроводах обеспыливающих вентиляционных установок, сборник ВНИИОТ.
.«Теория и практика обеспыливающей вентиляции», Профиздат, М., 1952.
25.	К о з м и н П. С., Элеваторы, транспортеры и конвейеры, Машгиз, 1929.
26.	Копьев, Теплоснабжение, Госстройиздат, М., 1953.
27.	Коузов П. А., Очистка воздуха от пылн в циклонах, изд. ЛИОТа,
1938.	’
28.	Кучерук В. р., Очистка от пыли вентиляционных и промышленных
выбросов, Стройиздат, 1955.
29.	Львов ич А. Е., Пневматический транспорт на текстильных пред-
приятиях Гизлегпром, 1935.
30.	Л я х о в с к и й Д. Н., Сыркин С. Н., Применение острого дутья
в топках, Информационное письмо Уральского отделения ЦКТИ № 14,1944.
31.	Никольский Ю. Н., Исследование процесса изнашивания трубо-
проводов при пневматическом транспортировании цемента, «Цемент» №3, 1959.
32.	Мойер Д., Ф и т т ц Р, Кондиционирование воздуха, Пищепром-
издат, 1940.
33.	Невельсон С. П., Паровые котлы на местном топливе, Госэцер-
гоиздат, Л.-М., 1950.
34.	Орловский 3. Э„ Пневматическое шлако-золоудаление, Сборник
трудов РИСИ, вып. III, Росиздат, Ростов-на-Доиу, 1952.
35.	Орловский 3. Э., Вопросы повышения экономичности систем
пневматического транспорта сыпучих и кустовых материалов, Сборник тру-
дов РИСИ, вып. IV, Госстройиздат, М., 1955.
36.	Орловский 3. Э., Влияние подстилающего строя в трубопроводах
пневматического транЬпорта на его экономику, Сборник трудов РИСИ, вып. V,
Росиздат, Ростов-на-Дону, 1956.
37.	Орловский 3 Э., Объединенная схема вторичного дутья и пнев-
матического возврата уноса в топки, Сборник трудов РИСИ, вып. V, Росиздат,
Ростов-на-Дону, 1956.
38.	Орловский 3. Э., Выбор некоторых расчетных величин при проек-
. тировании установок пневматического транспорта, Сборнйк трудов РИСИ,
вып. IX, Ростов-на-Дону, 1957.
39.	Орловский 3. Э., К вопросу об улучшении схем пневматического
транспорта на цементных заводах,. Сборник трудов РИСИ, вын. XV, Ростов-
на-Дону, 1958,
40.	Орловский 3. Э., Соловьев М. И., Выбор типа воздуходувной
-машины для установок пневматического транспорта, Сборник трудов РИСИ,
вып. IX, Ростов-на-Дону, 1957.
41.	Обеспыливающие вентиляционные установки, Стройиздат, 1951.
42.	П а н ч е н к о А. В., Вентиляционные установки элеваторов, изд. 2-е,
Заготиздат, 1954.
43.	Поляков ский В. И., Вентиляторы,, воздуходувки, компрессоры,
Машгиз, 1938.
44.	С е г а л ь И. С., Прогрессивные способы транспортирования порошко-
образных грузов, «Механизация трудоемких и тяжелых работ № 7, 1957.
45.	Сегаль И. С., Расчет и конструкция винтовых пневматических пи-
тателей, ВНИИПТМаш, «Новая Подъемно-транспортная техника», сборник
№ 5, 1946.
46.	Сегаль И. С., Пневматические транспортные желоба, Машгиз, 1950.
47	С е г а л ь И. С., Пневматический транспорт в литейном производстве,
1957.
48.	Сегаль И. С., Механизация транспортирования сыпучих грузов
автоматическими камерными питателями, ЦБТИ, М., 1956.
159
49; Сег гьль И. С., Современные машЯИы и установки для- трачсвсщти-
ройання цемента йа крупных строительствах и цементных заводах СЮЙ,
«Американская техника и, промышленность» № 9, 1940.
50.	'Сегаль И. С., раздел «Оборудование пневматического транспорта»,.
«Машиностроение», энциклопедический справочник, 1949.
51.	Сегаль И. С., раздел «Пневматический транспорт», справочник по-
строительным машинам.
52.	Смолдырев А. Е., Некоторые закономерности пневматического-
транспорта насыпных материалов по трубам, Доклады АН СССР, 1954;
ХСУ, № 3.
53.	Смолдырев А. Е., Гидравлический и пневматический транспорт,
на угольных предприятиях. УглетехиздаТ, М., 1956.
54.	С м у х и и н П. Н., Коузов П. А., Центробежные пылеотделители —.
циклоны, ОНТИ, 1935.
55.	С п и в а к о в с к и й А. О., Конвейерные установки, ч. 4, 1934.
56.	Спиваковский А. О., Дьячков В. К-, Транспортирующие ма-
шины, Машгиз, М. 1955.
57.	Стцахович К- И., Основы теории и расчета пневматических тран-
спортных установок, ОНТИ, 1934.
58.	Сыркин С. Н., Исследование условий пневматического транспорта
ныли по трубам, Центральный кареотурбинный институт (ЦКТИ), Л., 1935.
59.	Теория и практика обеспыливающей вентиляции, сборник ЛИОТа,
Профиздат, 1952.
60.	Т у р и ц ы и Б. Ф., К теории процесса перемещения материалов пнев-
матическим способом, «Отопление н вентиляция» № 1, 1935.
61.	Тройтельман Г. Я., Пневматический транспорт на деревообра-
батывающих предприятиях, Гослесбумиздат, 1956.
62.	Успенский В. А., Пневматический транспорт, Металлургиздат,
Свердловск, 1959.
63.	Фильтры для очистки воздуха от пыли, сборник ЛИОТа, 1949.
64.	Фукс Н. А., Механика аэрозолей, изд. АН СССР, 1955.
65.	Христианович С. А. и др., Прикладная газовая динамика,
М., 1948.
66.	X у д я к о в Г Н., О движении твердых частиц в газовзвеси, «Изве-
стия АН СССР — ОТН» № 7, 1953.
67.	Веттон и Синх, Пневматическая закладка выработанного прост-
ранства с помощью машин «Бриден», «Coll. Engineering», vol. XXIX, № 315,
1950.
68.	Пневматическое транспортирование и рыхление цемента в строитель-
ной промышленности, «Engineering», vol. XXXV № 3, 1955.
69.	Р а т с м а н Е., Пневмоустановки для транспорта бетона, «Deutsche
Bau Zeitschrift» № 8, 1955.
70.	Транспортировка н разгрузка цемента, Acier, Mai, 1955 № 10.
<	ОГЛАВЛЕНИЕ .
Стр.
Введение ,	.	•.	.	.	.	.	'				3
Глава I. Расчет трубопроводов пневматического транспорта
1.	Движение твердых частиц по 'трубопроводам пневматиче-
ского транспорта	................................... 9
2.	Скорости витания,	трогания,	веяния ....... 12
3.	Гидравлический расчет	трубопроводов...............................20
4.	Особенности расчета трубопроводов при больших перепадах .
давления ................................................30
5.	Выбор расчетных значений концентрации и скорости тран- i
спортирования .	.	.	........ 37
6.	Борьба с истиранием трубопроводов .............................. 40
Глава II. Воздуходувные машины
1.	Классификация воздуходувных машин.................................45
2.	Компрессоры	  47
3.	Струйные аппараты .	.	......................53
4.	.Вентиляторы	.	..............................56
5.	Выбор типа машины и регулирование.................................59
Глава III. Загрузочные устройства, трубопроводы и арматура
систем пневматического транспорта
1.	Камерные питатели .	.	.................... . 65
2.	Стационарные винтовые пневматические	питатели	(насосы)	75
3.	Передвижной пневматический питатель (насос) ... 77
4.	Вертикальный подвесной	винтовой	пневматический питатель	78
5.	Шлюзовые затворы...................................80
6.	Всасывающие сопла...................................—
7.	Конструкции трубопроводов....................... .	.81
8.	Сигнализаторы уровня .	.	......................91
Глава IV. Сепараторы
1. Типы сепараторов .	.	................94
2. Сравнение различных пылеотделителей .	.	... 105
Глава V. Пневматический транспорт материалов в аэрированном
состоянии
1.	Пневматические подъемники (аэролифты)............................106
2.	Устройство для аэрирования материалов в силосах с по-
мощью пористых перегородок (плит).......................109
3.	Пневматические выгружатели из бункеров и силосов .	. ИЗ
4.	Пневматические транспортные желоба (аэрационные желоба) 116
161
A J *V 3»	-гй5***^ T Л if
1	. Машины и установки для пневматической разгрузки крутых
вагонов груженых цементом и другими порошкообразными
материалами без тары....................................
2	Устройства для транспортирования цемента в емкостях
(резервуарах и цистернах) с пневматической разгрузкой
3	Современные схемы пневматических рагрузочиых установок
4	Пневматический транспорт золы и шлаков
121
Глава VII. Пневматический транспорт при малых концентра-
циях смеси
1.	Особенности пневматического транспорта при малых кон-
центрациях смеси....................................144
2	Пылесосные установки	—
3	Стружкоотсасывающие	и	другие	аспирационные	установки 148
4	.	Пример расчета стружкоотсасывающей	‘установки	152
Литература....................................:	.	.	,	. 158
Калинушкин М. П.,
Орловский 3. Э.,
Сегаль И. С.
пневматический транспорт в строительстве
♦	♦ *
Госстройиздат
Москва, Третьяковский проезд, д. 1
♦	♦ ♦
Редактор издательства Л. М Бекасова
Технические редакторы В, М, Абрамова, 3 С Мочалина^
Корректор М В Иванова
Сдано в набор 24/11—1961 г. Подписано к печати 18/V—1961 г
Т—06420	Бумага 60x921/Jee5,13 бум л = 10 25 печ л
(10,2 уч -изд л) Тираж 5 500 экз Изд. № VI 2682 Зак. № 396
Цена 51 коп -4-переплет № 5 — 10 коп
Типография № 3 Государственного издательства литературы
п« строительству, архитектуре и строительным материалам,
Москва. Куйбышевский пр , 6/2
Вышли из печати и поступили
в продажу
-Алексеев А. Г., Ганяев Б. Д., Маркелов В. В., Индустриальный
крупноблочный монтаж электрооборудования промышленных
предприятий, 124 стр., цена 39 коп.
Барановский А. Г., Организация автотранспорта в строительстве,
216 стр. цена 82 коп.
ВДНХ, колл, авторов, Альбом-каталог новой строительной тех-
ники, рекомендуемой к внедрению. Выпуск 3. Энергетическое
строительство. Электромонтажные работы, 44 стр., цена 43 коп.
ВДНХ, колл, авторов, Альбом-каталог новой строительной тех-
ники, рекомендуемой к внедрению. Выпуск 6. Санитарно-тех-
ническое строительство, 32 стр., цена 33 коп.
Колл, авторов, под ред. А. П. Станковского, Справочник механика
(на строительстве, изд. 2-е, 820 стр., цена 3 р. 17 к.
Корнеев Г. К., Установка лифтов в жилых, общественных и про-
мышленных зданиях, 112 стр., цена 35 коп.
 Лисицын С. И., Новые типы креплений для электромонтажных, г
санитарно-технических и строительно-монтажных работ,
изд. 2-е, 100 стр., цена 33 коп.
Мандрик П. Е., Пособие для механика строительного участка,
268 стр., цена 99 коп.
Новодворский В. В., Битман Л. Г., Горизонтальный и вертикаль-
ный транспорт в строительстве, 148 стр., цена 77 коп.
НИИОМТП, Строительные и монтажные краны. Справочное по-
собие, изд. 2-е, 412 стр., цена 1 р. 56 к.
Солонин А. Т., Расчет производительности погрузочно-разгрузоч-
ных машин, 96 стр., цена 30 коп.
•Фейгин Л. А., Яковлев Ю. М., Ерецкий М. И., Вишнеполь-
ский А. М., Эксплуатация строительных машин, 260 стр.,
цена 70 коп.
С ЗАКАЗАМИ ИА КНИГИ ОБРАЩАЙТЕСЬ В МЕСТНЫЕ КНИЖНЫЕ МАГАЗИНЫ
ИЛИ КНИГОТОРГИ