关于剪切流均化库使用中的几个问题

1　卸料器转速
　　

我厂的QJK库在试产过程中发现卸料器不能起动，在运行中还出现堵转和扭断螺旋体联接销、扭破十字滑块联轴器等事故。考察邻近厂家的使用情况也存在上述问题，几个厂家都很难实现8台卸料器的循环工作，只能是能开几台就开几台。这样，剪切流均化库变成了普通储存库。有1个厂家将库底板上设置的卸料器改到库底板下。这样由于土建结构的制约只能由原设计的线卸料变为点卸料，均化作用已经大打折扣。
　　

笔者发现，卸料器设计转速为40r/min，这基本上是U型螺旋输送机的参数，而在库内，卸料器的充填系数不是25%～40%而是100%，这样其负荷矩明显上升。在库压作用下，粉体堆积密度增加加重了负荷矩，同时，螺旋体有较大的弯矩也给拖动带来很大困难。为此，我们将卸料器转速调整为16r/min，堵转问题基本得到解决。

2　螺旋体结构
　　

在第1次试产失败后，我们曾从另外1个厂家订购了1套螺旋体，结果同样不能正常使用。从拖出的损坏螺旋体看，从中部到外侧的螺旋叶全部压倒。2个螺旋体均为两头大中间小的变径螺旋，见图1。笔者认为这种结构是不对的。
　　

图2左端1片大螺叶为机头密封叶，中部变径变距叶为卸料叶，右端大螺叶为出库输送叶。 

若螺旋体为等径等距螺旋，在螺旋体旋转时螺旋叶形成的空间首先被靠近库壁的粉体占据，并不断推向前进，库内侧粉体由于螺旋空间已被外侧进入的粉体占据，不能进入螺旋体而无法卸出。 
　　

若螺旋体为外大内小的变径螺旋，在螺旋体旋转时靠近库壁的螺旋叶形成的进动空间大，输送能力大。而内侧螺旋叶变小，螺旋叶进动空间减少，输送能力下降，由外侧输送来的粉体将不能完全被送走而在内侧发生滞留。滞溜粉体不断增多并向周围挤压，使输送区域的粉体堆积密度不断上升，输送阻力越来越大，以致压倒螺旋叶。现场情况也说明了这个问题。 
　　

对于均匀变径变距的螺旋体，由于进动过程中不断有新增空间出现，在整个库体径向范围粉体才能被均匀卸出。 

3　嵌入体 

　　根据詹尼克提出的平面流动对称比轴线流动对称对物料流动的促进作用更大的理论，在斗仓内设置嵌入体可以改善斗仓的流动性。对于QJK库而言，设置嵌入体不但可以使流动带加宽，有利于料层切取面的衔接以提高均化指标。同时库压完全作用在嵌入体上，使螺旋体压力很小。这样，一方面消除螺旋体挠度，减少了附加阻力矩，减少卸料器功率消耗，另一方面由于螺旋体压力小，便于检修时抽出。 
　　

我们曾在水泥散装库中使用过嵌入体，水泥散装车装满1车所需时间由使用前的15～30min变为稳定在7min。说明库内流动性提高、流态稳定。嵌入体结构如图3所示。 
　　

嵌入体是一个设置在卸料口上方的锥体，它将卸料口原来的中心卸料通道改变为周边卸料通道。由于嵌入体的加入使卸料通道面积加大，通道位置提高，大大削弱了结拱条件，使库内流动性提高。嵌入体的设计有2种方法:图解法和计算法。 
　　

1)图解法 
　　

按比例作出卸料口附近的库结构图，从卸料口两端的A、A′点分别作射线A-T、A′-T′，射线与卸料口的中心线成β角，β=0.4(90°-φ)。以库壁内表面(倾角θ)为基准作距离为HB≥dsinφ的平行线交A-T和A′-T′于K、K′点，联接K、K′点，即确定了嵌入体的底面最小直径bmin和底面位置。 
　　

其中:φ为物料休止角；θ为库壁倾角；d为卸料口直径。 
　　

2)计算法 
　　

卸料通道最小宽度:HBmin=dsinφ 
　　嵌入体最小直径:bmin=2tsin[0.4(90°-φ)]+d 
　　嵌入体设置最小高度:Hmin=tcos[0.4(90°-φ)] 
　　其中:t=HB/sin(54°+0.4φ-θ) 
　　

需要指出的是: 
　　

①原参考文献β为0.5(90°-φ)。若如此处理，为保持通道宽度HBmin，嵌入体的位置偏高、直径偏大，故笔者做了适当调整。实践中未见不良影响。 
　　

②原参考文献HB=d/(2cosφ)，通过几何分析笔者认为该式调整为HB=d sinφ为宜。 
　　

③原参考文献中t=HB/sin[0.5(90°-φ)]，调整时除将0.5(90°-φ)改为0.4(90°-φ)外，由于原式未考虑仓壁倾角θ影响，计算结果不能保证各约束条件的满足，故计算式进行了调整。 
　　

另外，应根据物料有效内摩擦角δ、仓壁摩擦角θ′和倾角θ，计算嵌入体外通道与嵌入体半径之比，来确定嵌入体位置和尺寸。但δ和θ′难以获得，故用文中的方法进行近似处理。 
　　

嵌入体的尺寸和位置允许适当调整，应保证通道宽度HB，但也不宜过大，否则库压将会传递到卸料口，重新出现结拱条件。同时b两端也不宜落在A-T和A′-T′线内。 
　　

对于QJK库，嵌入体不是圆库中的圆锥体结构，应为三角锥体。 

4　卸料器的切换程序 

　　卸料器的切换按时序控制程序执行，但其工作时间不是任意确定的，而应根据入库能力和出库能力来确定。确定依据是以库上部开始形成中心流动为临界点。卸料时间过短不能实现有效的层面切割；卸料时间过长则形成中心流动而失去均化作用。 
　　

还有一点需要引起重视，QJK库的实际工作状况并不是理想的持续时序转换。由于窑的烧成能力和均化库的出库能力很难平衡，所以窑前均设有生料小仓。当生料小仓满仓后，均化库出库被停止，控制程序中断。若控制程序中断后再执行都要回到初始状态的话，可能使实际运行的卸料程序只是在初始状态设定的前两三台卸料器中转换。这样也就失去了层面切割作用而变成漏斗流。所以，在程序编制的时候应考虑当程序中断后的再次恢复，应该从间断点开始执行，并完成该段步长。这样卸料器之间的切换才能不断的进行下去。