Для движения смеси воздуха с частицами материала вдоль трубопровода необходима разность (перепад) давлений по концам трубопровода, т. е. определенный напор.

Этот напор может быть получен за счет:
а) разрежения воздуха или
б) избыточного давления — нагнетания воздуха в трубопровод. Соответственно пневматические установки разделяют на всасывающую и нагнетательную. При необходимости применяют и комбинированную схему—всасывающе-нагнетательную установку. Кроме того, пневматический транспорт может осуществляться и за счет аэрирования (насыщения воздухом) сыпучего материала, который при этом приобретает текучесть.

Всасывающие системы обычно применяют при разгрузке и оборе материала в одно место, нагнетательные — при погрузке и раздаче материала в ряд мест.

Во всасывающих установках разрежение воздуха в системе создается вакуум-насосом. Под действием атмосферного давления воздух вместе с материалом через сопло засасывается в транспортный трубопровод и поступает в отделитель, где благодаря резкому снижению скорости движения воздуха происходит осаждение материала. Из отделителя воздух поступает в фильтр, где он освобождается от пыли и затем, пройдя вакуум-насос, выбрасывается в атмосферу. Материал из отделителя и фильтра с помощью шлюзового затвора передается в силосы, расходные бункера или на транспортные средства. Шлюзовой затвор, служащий для выгрузки материала или пыли из отделителя и фильтра, препятствует проникновению в них атмосферного воздуха.

Максимальная разность давлений во всасывающей установке практически до 40—50 кн/м2 (0,4—0,5 ат), поэтому такого типа установки применяют преимущественно для транспортирования материала на небольшие расстояния.

В нагнетательной системе компрессор подает сжатый воздух в воздухосборник, из которого он, пройдя влагоотдели-тель, поступает в трубопровод. В этот трубопровод с помощью специального питателя подается также и материал, который увлекается воздушным потоком и транспортируется в отделитель, где и происходит его осаждение. Воздух, пройдя фильтр, выбрасывается в атмосферу.

Избыточное давление в нагнетательных системах достигает 400—600 кн/м2 (4—6 ат), поэтому пневмотранепортные установки нагнетательного типа применяют для транспортирования сыпучих материалов на значительные расстояния.

Установки комбинированного типа в первой своей части состоят из всасывающей установки, а во второй — нагнетательной. Используя всасывающую часть, можно собрать материал из нескольких пунктов в один и из него подавать в несколько пунктов выгрузки.

Пневматические транспортирующие установки состоят из следующих основных частей: воздуходувных машин, транспортного трубопровода, загрузочных устройств (питателей, сопел), отделителей, пылеуловителей и приборов управления.

Загрузочное устройство всасывающей установки представляет собой сопло — трубу, присоединенную к основному трубопроводу и помещенную внутри кожуха. Благодаря имеющемуся в трубопроводе разрежению атмосферный воздух через полость, находящуюся между кожухом и трубой, засасывается в последнюю, увлекая при своем движении частицы -материала. Перемещением воздуха вдоль трубы можно изменять ширину щели и тем самым регулировать подачу воздуха.

Загрузка материала в трубопровод нагнетательной установки низкого давления до 140 кн/м2 (1,4 ат) большей частью производится с помощью шлюзового затвора. Он представляет собой чугунный литой корпус, в котором вращается на горизонтальной оси лопастной барабан. Внутренняя поверхность корпуса и наружные торцы лопастей барабана обработаны и притерты друг к другу. Барабан вращается, и отдельные его полости соединяются поочередно то с бункером, то с транспортным воздухопроводом. Лопасти в барабане располагаются так, что непосредственное соединение бункера с транспортным трубопроводом невозможно.

Для загрузки материала в нагнетательный трубопровод при высокой концентрации смеси применяют винтовые и камерные питатели. Общий вид винтового питателя приведен на рис. 58.

Материал, подаваемый самотеком в такой питатель, винтом перемещается в смесительную камеру. В эту же камеру через форсунки подается сжатый воздух, который после его смещения с материалом увлекает последний в трубопровод. Клапан, прижимаемый грузом, препятствует выходу воздуха из камеры. С этой же целью йинту придан переменный шаг, благодаря чему материал в конце патрубка оказывается .сильно уплотненным, что препятствует протоку воздуха вдоль винта.

Винтовые питатели изготовляют стационарного, передвижного и подвесного типа.

Достоинством винтовых пневматических питателей являются непрерывность подачи материала н малые размеры по высоте. Недостатки заключаются в расходе энергии для вращения винта, а также в быстром износе винта и смежных броневых вкладышей.

В табл. 7 приведены некоторые параметры стационарных винтовых пневматических питателей давление воздуха в смесительной камере у всех приведенных питателей одинаковое — 180— 250кн/м2 (1,8-2,5 ат).

Рис. 58. Винтовой питатель

Таблица 7.

Камерные питатели широко применяют в нагнетательных установках высокого давления. Они более совершенны, чем винтовые питатели: не имеют напорных механизмов и движущихся частей, соприкасающихся с материалом; расход воздуха у них относительно невелик, а расход электроэнергии на 30% ниже, чем у винтовых питателей.

Камерные питатели изготовляют с одной и двумя камерами с ручным и автоматическим управлением. Они могут быть с нижней и верхней выдачей материала.

На рис. 59 приведена схема однокамерного питателя с верхней выдачей материалов.

Питатель представляет собой камеру, внутри которой расположена труба. Пылевидный материал поступает в камеру через горловину, плотно закрывающуюся клапаном. После заполнения камеры материалом и закрытия клапана через специальные пористые плитки внутрь камеры проникает воздух, которым насыщается (аэрируется) находящийся вблизи них материал, что резко снижает его коэффициент трения. Одновременно по трубе 5 подается внутрь камеры сжатый воздух, который устремляется в трубу, увлекая за собой аэрированный материал.

Рис. 59. Схема однокамерного питателя с верхней выдачей материала

Для обеспечения интенсивной подачи материала к горловине •и надлежащего движения воздуха из трубы 5 в трубу 2 внутри камеры поддерживается достаточно высокое давление, что обеспечивается подачей воздуха по трубе 6 в верхнюю часть камеры. После того как камера оказывается достаточно опорожненной, подача воздуха прекращается, открывается клапаа 3 и камера загружается материалом.

Достоинствами камерных питателей перед винтовыми являются меньший расход мощности и отсутствие изнашиваемых узлов. К недостаткам .камерных питателей относятся ‘периодичность их действия и большие габаритные размеры. Для обеспечения непрерывной подачи материала камерные питатели применяют спаренными.

Камерные питатели имеют значительный вес, поэтому изготовляются преимущественно стационарным и значительно реже передвижными.

Ориентировочные параметры -камерных питателей приведены в табл. 8 [давление воздуха для всех приведенных питателей одинаковое — 300—600 кн/м2 (3—6 ат).

Таблица 8.

Расчет установок для пневматического транспортирования сыпучих материалов в основном сводится к определению расхода воздуха, его скорости и диаметра трубопровода.

Расчетные скорости витания ve, соответствующие минимальным скоростям воздуха, принимаются для цемента в пределах 5,3 м/сек.

Конечная скорость воздуха vK зависит от дальности транспортирования; для цемента vK принимается в пределах 17—30 м/сек при дальности транспортирования до 500 м.

В современной практике наметилась общая тенденция перехода на пневматическое транспортирование сыпучих материалов с малым расходом воздуха или со сверхвысокой концентрацией смеси. В связи с этим получают развитие новые типы пневматических транспортных установок. Принцип действия таких установок основан на свойстве порошковых материалов приобретать легкую подвижность (текучесть), близкую к текучести жидкости при вдувании в них ‘капиллярно распределенного воздуха. Такое насыщение порошкового материала воздухом называется аэрацией.

В настоящее время аэрирующие пневматические транспортные установки (рис. 60) используют для транспортирования порошковых материалов по горизонтали (пневматические транспортирующие желоба) и по вертикали (пневматические подъемники), а также в силосах, автоцементовозах, вагонах-цементовозах и др. При этом расход энергии в таких установках меньше, чем в механических транспортерах.

Аэрожелоб (рис. 60, а) представляет собой лоток, состоящий из отдельных секций, изготовленных из листовой стали. По высоте лоток разделен на две части микропористой перегородкой, а сверху закрыт крышкой. Материал загружается в верхнюю часть желоба на пористую плитку слоем толщиной 50—60 мм; нижняя часть образует канал для подвода воздуха давлением до 5 кн/м2 (600 мм вод. ст.).

Рис. 60. Схемы пневматических транспортных установок: а — аэрожелоб; б — эрлифт

Нагнетаемый воздух проходит через поры перегородки, проникает в материал и аэрирует его. Аэрированный порошок течет по наклонному желобу до места разгрузки. Воздух, прошедший через материал, очищается при помощи простейших матерчатых фильтров и поступает в атмосферу.

В СССР аэрожелоба изготовляются шириной от 0,125 до 6,5 м, длиной транспортирования до 40 м и производительностью от 25 до 120 м3/ч.

Достоинства аэрожелобов — простота конструкции, надежность в эксплуатации, широкий диапазон производительности, расход электроэнергии, гигиеничность установки, полное отсутствие потерь от распыления. Существенным недостатком аэрожелобов является необходимость установки их с небольшим уклоном, что ограничивает области их применения.

Промежуточная выдача цемента и других материалов из аэрожелобов производится через звенья боковой разгрузки.

Для перемещения порошковых материалов по вертикальному трубопроводу применяют пневматические подъемники. Схема пневмомеханического подъемника (эрлифта) приведена на рис. 60, б.