Na fábrica moderna há algo invisível.“Transportador”Trabalhar dia e noite——É um sistema de transporte de energia. Imagine um pó ou um material granulado.“Carro expresso de ar”Para chegar ao destino de forma rápida e eficiente em tubos fechados, todo o processo é quase sem vigilância, que é a tecnologia de transporte pneumático. Materiais em pó ou granulados são coletivamente chamados de materiais dispersos, por isso a explicação profissional do transporte pneumático éTecnologia para transportar materiais dispersos dentro de tubos com gás de certa energia- É.

1,Princípios básicos do transporte pneumático

O princípio básico do transporte pneumático não é complicado: o uso de gás como veículo para transportar materiais através de tubos. Assim como beber água através de uma suga, a transferência aerodinâmica cria uma diferença de pressão que permite que o material se mova pela tubulação à medida que o ar flui. Ou seja,A potência do transporte pneumático vem da diferença de pressão do ar ao longo do tubo.Quando a velocidade de transporte do ar é alta o suficiente, as partículas de material são suspensas sob a força de elevação e tração e se movem na direção do fluxo de ar. De acordo com a velocidade do fluxo de ar e a concentração do material, o transporte pneumático apresenta diferentes estados de fluxo (tipo de fluxo), principalmente divididos em duas categorias de transporte de fase rara e transporte de fase densa. A fronteira entre a fase rara e a densa pode ser dividida de acordo com a relação de gás sólido (a relação entre a massa do material disperso transportado ao mesmo tempo e a massa do gás, também conhecida como relação de mistura). O gás sólido é maior que15 kg / kgO processo de transporte pneumático pode ser identificado como transporte de fase densa, caso contrário, como transporte de fase rara.

À medida que a velocidade de transporte do ar diminui, os tipos de fluxo que podem aparecer no tubo horizontal são mostrados1mostrado. Quando a velocidade do ar é elevada, o material é suspenso na corrente de ar, envolvido pela corrente de ar. Neste momento, o fluxo é chamadoFluxo de suspensãoA característica é alta porosidade e campo de concentração relativamente uniforme, o movimento das partículas é dominado pela turbulência do fluido e o efeito de colisão é fraco. À medida que a velocidade de transporte do gás diminui, a eficiência da transmissão do momento de fixação do gás diminui, a tendência ao sedimento de partículas aumenta e a camada de sedimento de partículas estática ou móvel é formada no fundo do tubo. Grupos de partículas comFluxo stratificadoO transporte é caracterizado por uma redução significativa da porosidade e uma concentração de partículas muito maior na parte inferior do tubo do que na parte superior. À medida que a velocidade de transporte do ar diminui ainda mais, as áreas locais da camada de sedimento formam uma duna de areia asimétrica. Grupos de partículas comFluxo de DunasO transporte é realizado, caracterizado pela presença de estruturas em forma de dunas significativamente acima das camadas sedimentares e acompanhado por um transporte pulsante. Se continuar a reduzir a velocidade de transporte do ar, a haste em forma de duna de areia evolui para a haste em forma de coluna em um tubo transversal, e o fluxo evolui paraSeção de fluxoA cabeça do parafuso produz um efeito de retração de partículas devido à aceleração do fluxo de ar, e a cauda produz deposição de partículas devido à diminuição da velocidade, formando um equilíbrio dinâmico do comprimento do parafuso. Nesta fase, quanto menor a velocidade do ar de transporte, maior o comprimento da rosca, até que o fluxo de obstrução do segmento ocorra.Fluxo de colunasA transformação. Quando a velocidade do gás de transporte é reduzida para a velocidade crítica do gás de obstrução, a taxa de enrolamento da cabeça do parafuso continua a ser maior do que a taxa de sedimentação da cauda, causando um aumento rápido do comprimento do parafuso, o que finalmente resulta na tubulaçãoBloqueio- É.

Gráfico1 Fluxo em diferentes velocidades de transporte em tubos horizontais

Claro, nem todos os materiais de partículas de pó apresentam o tipo de fluxo acima, porque o tipo de fluxo de transporte pneumático, além de estar relacionado com a velocidade de transporte do gás, também está estreitamente ligado aos parâmetros físicos do material (tamanho e distribuição de partículas, densidade, permeabilidade, capacidade de armazenamento de gás, etc.) e parâmetros de tubulação.

2,Principais tipos de transporte pneumático

O transporte pneumático de acordo com o princípio de funcionamento pode ser dividido principalmente em três tipos básicos de pressão negativa, pressão positiva e mistura. O transporte a pressão negativa também é conhecido como transporte a vácuo, assim como um aspirador doméstico, onde o material é inalado em um tubo e transportado ao destino. Transporte de pressão negativa2Como mostrado, a bomba de vácuo é geralmente instalada no extremo do sistema, a pressão negativa causada pela bomba de vácuo aspira o ar e o material para o tubo, transporta para o separador para separação, o ar é enviado pela saída superior para o removedor de poeira para purificação, e o material é retirado da parte inferior do separador. O transporte de pressão negativa tem as vantagens de operação simples, baixo custo, baixo risco de vazamento de material e é adequado para transporte centralizado. A desvantagem é que a distância de transporte é relativamente curta e a relação de gás sólido é relativamente baixa, o que dificulta o transporte de fase densa.

Gráfico2 Transporte de pressão negativa

Transporte de pressão positiva como ilustrado3Como mostrado, o ar comprimido é produzido na extremidade frontal do sistema de transporte por meio de um compressor ou soprador, formando a diferença de pressão entre o ponto inicial e o ponto final do tubo, que impulsiona o transporte de material para o separador para separação. A vantagem do sistema de transporte de pressão positiva é que a distância de transporte é longa, a manutenção é simples e é adequada para transporte descentralizado. A desvantagem é o risco de vazamento de materiais e o custo relativamente alto.

Gráfico3 Transporte a pressão positiva

O transporte híbrido combina as vantagens do tipo de pressão negativa e positiva, com alguns tubos em estado de pressão negativa e alguns em estado de pressão positiva. Este sistema é adequado para requisitos de processo complexos e pode atender às necessidades de transporte de setores especiais.

Três,Componentes do sistema de transporte pneumático

O sistema de transporte pneumático geralmente inclui os seguintes componentes: a fonte de gás (a pressão positiva é transportada por soprador ou compressor, a pressão negativa é transportada por bomba de vácuo) como fonte de energia para o transporte pneumático; Dispositivo de alimentação (tanque de alimentação a pressão ou rotativo)válvulapara controlar a taxa de entrada de materiais em tubos de transporte; Tubos de transporte (tubos horizontais, verticais e curvados) como canais para o fluxo fixo de gás; Dispositivos de ligação e separação (tanques de ligação, removedores de poeira); Sistema de Controle (do PLCeDCSUtilizado para implementar o controle automatizado e o monitoramento de falhas do sistema de transporte pneumático para garantir a operação estável e eficiente do sistema.

4 ePor que escolher o transporte pneumático?

Em comparação com outros métodos de transporte mecânico (transportadores espirais, transportadores de correia, transportadores de caixa, etc.), o transporte pneumático tem as seguintes vantagens significativas, que também é a razão pela qual é amplamente utilizado em várias indústrias:

①Proteção ambiental fechada: o material é transportado em tubos totalmente fechados, sem vazamento de poeira durante a operação normal, melhorando radicalmente o ambiente de trabalho e atendendo aos rigorosos requisitos de proteção ambiental da indústria moderna.

②Layout flexível: os tubos de transporte podem ser flexíveis ​​de acordo com a estrutura da fábrica, podem ser instalados horizontalmente, verticalmente ou inclinadamente, com longas distâncias de transporte (podem exceder1000 metrosCapaz de se adaptar a uma variedade de terrenos complexos e layouts de processo.

③Alto grau de automação: o sistema de transporte pneumático é fácil de automatizar, reduzindo significativamente os custos de mão-de-obra e a intensidade de trabalho.

Além disso, o transporte pneumático tem vantagens como uma pequena área de ocupação, a possibilidade de realizar várias operações de processo simultaneamente durante o transporte (como mistura, secagem, resfriamento, etc.) e baixos custos de manutenção.

5 eAplicações de transporte pneumático

A tecnologia de transporte pneumático é amplamente aplicada e abrange quase todas as indústrias envolvidas no processamento de materiais de partículas de pó. Na indústria de gasificação, as matérias-primas de gasificação de partículas de pó (pó de carvão, biomassa, etc.) são geralmente transportadas pelo transporte pneumático para o forno de gasificação; Na indústria elétrica, o transporte pneumático é amplamente utilizado para transportar carvão em pó e cinzas de carvão em pó; Na indústria alimentar, o transporte de matérias-primas alimentares como farinha, açúcar e leite em pó depende de sistemas de transporte pneumático; A indústria química usa-a para transportar resinas,do PVCmatérias-primas químicas como pó. Na indústria de materiais de construção, o transporte de cimento e pó de cal usa em grande parte a tecnologia de transporte pneumático; Na indústria farmacêutica, o transporte de pó farmacêutico exige altas condições de higiene, e as propriedades fechadas do transporte pneumático satisfazem essa necessidade. Na indústria de cereais e petróleo, os principais adsorbentes (terra branca, barro convexo) e os auxiliares de filtro (terra de silícias) podem alcançar alta relação de gás sólido e alta concentração de transporte de fase densa com excelente capacidade de transporte de fase densa. Nos últimos anos, a transmissão pneumática tem sido amplamente utilizada em áreas emergentes de alta tecnologia, como materiais de bateria de íons de lítio e materiais poliméricos, mostrando sua forte adaptabilidade e avanço. A demanda do mercado para o transporte de energia aérea no futuro continuará a se expandir.

6 eDesafios e tendências futuras

Apesar das muitas vantagens do transporte pneumático, ele também enfrenta alguns desafios, como o consumo de energia relativamente alto e a dificuldade de transportar materiais viscosos.

No futuro, a tecnologia de transporte de energia está se desenvolvendo em várias direções:

①Inteligente, auto-otimização do sistema através de sensores e algoritmos de controle avançados, melhorando constantemente o nível de automação operacional.

②Baixo consumo de energia, com base nas propriedades físicas das partículas de pó e no ambiente de transporte, melhorar direcionadamente o modo de transporte, melhorar o nível de transporte de fase densa com baixo desgaste, baixo consumo de gás, alta relação de gás sólido e alta capacidade de transporte.

③Padronização, o desenvolvimento de padrões unificados para promover o desenvolvimento de normas da indústria. por exemplo2024No ano passado, a China lançou o trabalho de elaboração de padrões nacionais de "Requisitos Gerais do Sistema de Transporte Pneumático de Máquinas de Transporte", o que fornecerá um apoio importante para o desenvolvimento saudável da indústria de transporte pneumático.

À medida que a tecnologia industrial continua a evoluir, o nível de inteligência dos sistemas de transporte pneumático será cada vez maior. Os sistemas do futuro combinarão Big Data e tecnologia IoT para permitir o autocontrole, a análise de autodiagnóstico e, finalmente, a operação totalmente destripulada. O layout da tubulação pode ser tão flexível quanto a construção de blocos, com componentes essenciais como dispositivos de alimentação, tubulações de transporte e sistemas de controle que podem ser combinados livremente de acordo com diferentes propriedades do material e necessidades de transporte.