气垫带式输送机的应用分析

气垫带式输送机的应用分析

2013级森林工程三班 20131417 史林东

摘要：介绍了气垫带式输送机的工作原理和国内外发展现状;与普通带式输送机相比,气垫带式输送机的主要特点和常用的结构形式,此外,介绍气垫带式输送机的应用范围和发展趋势。

关键词：气垫带式输送机 发展 特点 应用

气垫带式输送机是用薄气膜支承输送带及其上物料的带式输送机。它将普通托辊带式输送机的托辊用带孔的沿输送机运行方向的盘槽(气室上部的圆弧形槽称为盘槽)代替,当气源(风机)向气室内提供具有一定压力和流量的空气后,气室内的空气经盘槽上的小孔溢出,在输送带与盘槽之间形成一层具有一定压力的气膜(气垫)来支承输送带及其上物料。从原理上变固体滚动摩擦为气体摩擦,降低摩擦阻力50%～ 70%。因此带来了一系列优越性

国内外发展现状

1.1国外的发展与应用

二十世纪六十年代末,荷兰TWENTE工业大学运输技术实验室C.O. JONKER教授首先提出气垫带式输送机的理论。在他的领导下,实验室做了大量的理论研究和试验工作,结果表明:能够形成一个足够厚度的稳定空气膜,运行摩擦阻力系数降低至0.02～ 0.002。此后,荷兰的Sluis公司,英国的Simon-Carves公司和ASC公司,美国的Wolverine公司等相继诞生,专门研究与开发气垫带式输送机,产品远销到几十个国家和地区。近年来气垫带式输送机日益引起人们的重视。美国、英国、俄罗斯、日本和加拿大等国都在加紧研制和生产。有关气垫带式输送机的专利已有几十项。发展初期多用于输送面粉、谷物和木屑等密度较小的散状物料,后来开始用于输送磷酸盐、矿石等密度较大的散状物料,并逐步向长距离、大运量方向发展。目前,美国的TRAMCO公司、法国的STOLZ公司都成功研制出了智能 化高效节能型气垫带式输送机。从国外研究开发来看,主要偏重于结构方面,目前已取得许多结构上的专利,如全气垫型、半气垫型、闭式管型、自动节流型、防冲击型等结构型式。但应用最多的是全气垫型和半气垫型。同时国外对气垫机还做了一些理论分析,建立实验台,进行实验研究,摸索到一些经验规律和数据,为气垫机的设计和制造提供理论和试验上的支持。

1.2国内的发展与应用

在国内,太原重型机械学院于八十年代初首先进行气垫带式输送机的研究,建立了静态实验台、动态实验台等实验装置对气垫带式输送机的盘槽形状、气室结构、气垫场主要参数以及盘槽上气孔的布置进行了理论及实验研究。1982年太原重型机械学院与原平起重运输机械总厂联合设计制造了国内第一台样机1984年又与煤炭部规划设计总院、河南省鹤壁矿山机械厂联合设计制造了国内第一台现场使用的固定式气垫带式输送机用于北京矿务局王平村煤矿。该机带宽1m,机长97m,于1986年8月投入运行,同年12月通过机械部、煤炭部和河南省科委 主持的技术鉴定,并于1987获机械部科技进步二等奖,该机至今运行已10年情况良好。1989年东北工学院和沈阳带式输送机厂共同研制了带宽为0.8m,长度为30m的气垫带式输送机,并于1990年4月通过了由沈阳市机电工业管理局组织的技术成果鉴定。至此,气垫带式输送机已由开发研制阶段进入推广应用阶段。河南鹤壁电厂、首阳山电厂、焦作电厂、郑州电厂、武汉钢铁公司、徐州矿务局张集煤矿等的输煤系统中相继采用了气垫带式输送机。上述安装使用的气垫带

式输送机主要用来输送煤和粮食。另外亦有用于轻工和建材行业输送木屑、水泥等的气垫带式输送机。从1987年至今,国内先后投入生产气垫带式输送机的厂家不少于50个,但真正形成生产规模的厂主要集中在河南,如鹤壁市矿山机械厂、郑州市气垫运输设备厂、信阳特种输送机厂等,每年生产约30千米。目前气垫带式输送机已广泛应用于港口、煤炭、矿山、化工、轻工及机械等行业,输送各种散料。

2主要特点和结构形式2.1气垫带式输送机的主要特点

(1)胶带运行平稳、安全可靠

由于气垫带式输送机的胶带负载气膜上,运行时分平稳,所以物料不会洒落,从而消除了因物料洒落而引起的撕毁胶带事故。

(2)胶带运行不跑偏

由于气垫支撑胶带运行,符合流体力学的浮心原理,胶带的中心总趋向于盘槽正中的最低位置,能自动复位,不需加预防跑偏装置。

(3)运行阻力小,能耗低

一般地,通用带式输送机的模拟摩擦阻力系数为10015-0.035,而设计制造良好的气垫带式输送机的模拟摩擦阻力系数为0.006-0.012,阻力减少约三成。功率消耗减小10% -20%左右。

(4)设备投资少,维修费用低

输送带的张力较小,可选用少层数或低强度输送带;由于采用气室代替托辊,易损件减少50%以上,又因杜绝撒料造成的撕带,明显减少维修费。

(5)可实现密封运输,减少污染,改善工作环境

(6)由于气垫机的转动部件大大减少,振动噪音明显降低。便于密封运输,避免粉尘飞扬,不但减少污染,保护了工人身体健康,而且节省了建设输送机走廊的基建费用。

2.2气垫带式输送机的结构形式

气垫机的结构形式分为半气垫型(仅上分支输送带以气垫支承)和全气垫型(上、下分支输送带均采用气垫支承)两类。

2.2.1半气垫型

(1)敞开式本结构的上部承载结构为气室,下部仍采用回程托辊。该结构为国内使用最广泛的结构,主要适用于室内和有输送机走廊的场合。

(2)加罩式本结构是在敞开式的基础上,将气室或回程分支上加防雨罩(见图2)。用于露天防雨等场合。

2.2.2全气垫型

本结构是在承载和回程分支全采用气垫支承。它能充分体现气垫机的优点,但设备造价较高,重量较重。

3应用范围

气垫带式输送机是通用系列产品,可广泛应用于煤炭、电力、冶金、化工、机械、粮食、轻工、港口和建材等行业。由单机或多机组合成输送系统,输送堆积密度一般小于2500kg /m的各种粉状、粒状和块状物料,尤其适用于输送按一定比例配制好的混合物料,也可输送软包装的成件物品。气垫带式输送机适用的工作环境温度一般为-25～ +40℃ 。对于特殊环境如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防爆和阻燃等条件,应采取相应的防护措施。气垫带式输送机输送的物料包括散状物料和成件物品。气垫机允许输送的散状物料粒度取决于带宽、带速、盘槽槽角和输送倾角,也取决于大块物料出现的频率。同时,气垫机适用于输送单件重

量较轻、软包装的成件物品,要求成件物品的横向尺寸应比带宽小50～ 100mm,成件物品在输送带上的单位面积应小于5kN/m2。气垫带式输送机可用于水平、倾斜向上或向下输送。我国目前广泛应用的DD系列部件也可采用凸、凹弧段与直线段组合的输送型式。

4发展趋势

(1)大型化、提高输送能力

为了适应高产高效集约化生产的需要,气垫带式输送机的

输送能力必须要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势。

(2)扩大功能,一机多用化

气垫带式输送机是一种理想的连续运输设备,但有不能充分发挥机器效能的可能。如将其结构做适当修改,并采取一定的安全措施,就可拓展运人、运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大的经济效益。

(3)提高元部件性能和可靠性

设备开机率的高低主要取决于元部件的性能和可靠性。因此要不断开发研究新的技术和元部件,如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置等,是气垫带式输送机的性能得到进一步提高。

(4)开发专用机种

由于中国煤矿地质条件的差异性很大,在运输系统得的布置上经常会出现一些特殊要求,如弯曲、大倾角或垂直提升等。而这些场合常规的气垫带式输送机是无法胜任的。为了满足煤矿的某些特殊要求,应开发特殊气垫带式输送机。

三、应用前景

一.与通用带式输送机一样,气垫带式输送机可广泛用于煤炭、冶金、化工、电力、建材、粮食、食品、港口、矿山及工厂内部各部门输送各种散状物料,国外七十年代末已用于港口和矿山等部门。我国起步较晚,于1986年首先在煤矿和港口使用,后逐渐用于热电厂、水泥厂、面粉厂、饲料厂、化肥厂、化工厂、钢厂、玻璃厂、制药厂等输送煤、水泥、粮食、化肥、矿石、等散状货物及代装货物。近年来,气垫带式输送机的优点已被用户所认识,设计及制造水平也有很大提高,使用已日趋普遍。为了在输送中保护物料的质量,避免污染环境和环境对物料的污染而要求对输,送沿线密闭的场合都可采用气垫带式输送机。一旦形成气垫带式输送机的专业生产厂,特别是气室的专业生产厂,气垫带式输送机极有可能大部分地代替槽形托辊的通用带式输送机。同时它输送散料的费用也比铁路、汽车、螺旋输送机经济。可见,在近几年内气垫带式输送机仍会以较快的速度稳步发展,是具有广阔应用前景的新型连续输送设备。

参考文献

[1]宋伟刚,彭兆行.气垫带式输送机的设计与计算(Ⅰ ).矿山机械,1994(6): 12-15

[2]张亮有.气垫带式输送机的发展及应用前景分析.实用技术,1996(7): 47-48

[3]孟文俊.曾晨.王鹰.DD型气垫带式输送机的选用.水泥技术,1999(2): 27-29

[4]白建新.气垫带式输送机的发展与应用.中州煤炭,1996(5): 32-34

气垫带式输送机的应用分析

2013级森林工程三班 20131417 史林东

摘要：介绍了气垫带式输送机的工作原理和国内外发展现状;与普通带式输送机相比,气垫带式输送机的主要特点和常用的结构形式,此外,介绍气垫带式输送机的应用范围和发展趋势。

关键词：气垫带式输送机 发展 特点 应用

气垫带式输送机是用薄气膜支承输送带及其上物料的带式输送机。它将普通托辊带式输送机的托辊用带孔的沿输送机运行方向的盘槽(气室上部的圆弧形槽称为盘槽)代替,当气源(风机)向气室内提供具有一定压力和流量的空气后,气室内的空气经盘槽上的小孔溢出,在输送带与盘槽之间形成一层具有一定压力的气膜(气垫)来支承输送带及其上物料。从原理上变固体滚动摩擦为气体摩擦,降低摩擦阻力50%～ 70%。因此带来了一系列优越性

国内外发展现状

1.1国外的发展与应用

二十世纪六十年代末,荷兰TWENTE工业大学运输技术实验室C.O. JONKER教授首先提出气垫带式输送机的理论。在他的领导下,实验室做了大量的理论研究和试验工作,结果表明:能够形成一个足够厚度的稳定空气膜,运行摩擦阻力系数降低至0.02～ 0.002。此后,荷兰的Sluis公司,英国的Simon-Carves公司和ASC公司,美国的Wolverine公司等相继诞生,专门研究与开发气垫带式输送机,产品远销到几十个国家和地区。近年来气垫带式输送机日益引起人们的重视。美国、英国、俄罗斯、日本和加拿大等国都在加紧研制和生产。有关气垫带式输送机的专利已有几十项。发展初期多用于输送面粉、谷物和木屑等密度较小的散状物料,后来开始用于输送磷酸盐、矿石等密度较大的散状物料,并逐步向长距离、大运量方向发展。目前,美国的TRAMCO公司、法国的STOLZ公司都成功研制出了智能 化高效节能型气垫带式输送机。从国外研究开发来看,主要偏重于结构方面,目前已取得许多结构上的专利,如全气垫型、半气垫型、闭式管型、自动节流型、防冲击型等结构型式。但应用最多的是全气垫型和半气垫型。同时国外对气垫机还做了一些理论分析,建立实验台,进行实验研究,摸索到一些经验规律和数据,为气垫机的设计和制造提供理论和试验上的支持。

1.2国内的发展与应用

在国内,太原重型机械学院于八十年代初首先进行气垫带式输送机的研究,建立了静态实验台、动态实验台等实验装置对气垫带式输送机的盘槽形状、气室结构、气垫场主要参数以及盘槽上气孔的布置进行了理论及实验研究。1982年太原重型机械学院与原平起重运输机械总厂联合设计制造了国内第一台样机1984年又与煤炭部规划设计总院、河南省鹤壁矿山机械厂联合设计制造了国内第一台现场使用的固定式气垫带式输送机用于北京矿务局王平村煤矿。该机带宽1m,机长97m,于1986年8月投入运行,同年12月通过机械部、煤炭部和河南省科委 主持的技术鉴定,并于1987获机械部科技进步二等奖,该机至今运行已10年情况良好。1989年东北工学院和沈阳带式输送机厂共同研制了带宽为0.8m,长度为30m的气垫带式输送机,并于1990年4月通过了由沈阳市机电工业管理局组织的技术成果鉴定。至此,气垫带式输送机已由开发研制阶段进入推广应用阶段。河南鹤壁电厂、首阳山电厂、焦作电厂、郑州电厂、武汉钢铁公司、徐州矿务局张集煤矿等的输煤系统中相继采用了气垫带式输送机。上述安装使用的气垫带

式输送机主要用来输送煤和粮食。另外亦有用于轻工和建材行业输送木屑、水泥等的气垫带式输送机。从1987年至今,国内先后投入生产气垫带式输送机的厂家不少于50个,但真正形成生产规模的厂主要集中在河南,如鹤壁市矿山机械厂、郑州市气垫运输设备厂、信阳特种输送机厂等,每年生产约30千米。目前气垫带式输送机已广泛应用于港口、煤炭、矿山、化工、轻工及机械等行业,输送各种散料。

2主要特点和结构形式2.1气垫带式输送机的主要特点

(1)胶带运行平稳、安全可靠

由于气垫带式输送机的胶带负载气膜上,运行时分平稳,所以物料不会洒落,从而消除了因物料洒落而引起的撕毁胶带事故。

(2)胶带运行不跑偏

由于气垫支撑胶带运行,符合流体力学的浮心原理,胶带的中心总趋向于盘槽正中的最低位置,能自动复位,不需加预防跑偏装置。

(3)运行阻力小,能耗低

一般地,通用带式输送机的模拟摩擦阻力系数为10015-0.035,而设计制造良好的气垫带式输送机的模拟摩擦阻力系数为0.006-0.012,阻力减少约三成。功率消耗减小10% -20%左右。

(4)设备投资少,维修费用低

输送带的张力较小,可选用少层数或低强度输送带;由于采用气室代替托辊,易损件减少50%以上,又因杜绝撒料造成的撕带,明显减少维修费。

(5)可实现密封运输,减少污染,改善工作环境

(6)由于气垫机的转动部件大大减少,振动噪音明显降低。便于密封运输,避免粉尘飞扬,不但减少污染,保护了工人身体健康,而且节省了建设输送机走廊的基建费用。

2.2气垫带式输送机的结构形式

气垫机的结构形式分为半气垫型(仅上分支输送带以气垫支承)和全气垫型(上、下分支输送带均采用气垫支承)两类。

2.2.1半气垫型

(1)敞开式本结构的上部承载结构为气室,下部仍采用回程托辊。该结构为国内使用最广泛的结构,主要适用于室内和有输送机走廊的场合。

(2)加罩式本结构是在敞开式的基础上,将气室或回程分支上加防雨罩(见图2)。用于露天防雨等场合。

2.2.2全气垫型

本结构是在承载和回程分支全采用气垫支承。它能充分体现气垫机的优点,但设备造价较高,重量较重。

3应用范围

气垫带式输送机是通用系列产品,可广泛应用于煤炭、电力、冶金、化工、机械、粮食、轻工、港口和建材等行业。由单机或多机组合成输送系统,输送堆积密度一般小于2500kg /m的各种粉状、粒状和块状物料,尤其适用于输送按一定比例配制好的混合物料,也可输送软包装的成件物品。气垫带式输送机适用的工作环境温度一般为-25～ +40℃ 。对于特殊环境如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防爆和阻燃等条件,应采取相应的防护措施。气垫带式输送机输送的物料包括散状物料和成件物品。气垫机允许输送的散状物料粒度取决于带宽、带速、盘槽槽角和输送倾角,也取决于大块物料出现的频率。同时,气垫机适用于输送单件重

量较轻、软包装的成件物品,要求成件物品的横向尺寸应比带宽小50～ 100mm,成件物品在输送带上的单位面积应小于5kN/m2。气垫带式输送机可用于水平、倾斜向上或向下输送。我国目前广泛应用的DD系列部件也可采用凸、凹弧段与直线段组合的输送型式。

4发展趋势

(1)大型化、提高输送能力

为了适应高产高效集约化生产的需要,气垫带式输送机的

输送能力必须要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势。

(2)扩大功能,一机多用化

气垫带式输送机是一种理想的连续运输设备,但有不能充分发挥机器效能的可能。如将其结构做适当修改,并采取一定的安全措施,就可拓展运人、运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大的经济效益。

(3)提高元部件性能和可靠性

设备开机率的高低主要取决于元部件的性能和可靠性。因此要不断开发研究新的技术和元部件,如高性能可控软启动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置等,是气垫带式输送机的性能得到进一步提高。

(4)开发专用机种

由于中国煤矿地质条件的差异性很大,在运输系统得的布置上经常会出现一些特殊要求,如弯曲、大倾角或垂直提升等。而这些场合常规的气垫带式输送机是无法胜任的。为了满足煤矿的某些特殊要求,应开发特殊气垫带式输送机。

三、应用前景

一.与通用带式输送机一样,气垫带式输送机可广泛用于煤炭、冶金、化工、电力、建材、粮食、食品、港口、矿山及工厂内部各部门输送各种散状物料,国外七十年代末已用于港口和矿山等部门。我国起步较晚,于1986年首先在煤矿和港口使用,后逐渐用于热电厂、水泥厂、面粉厂、饲料厂、化肥厂、化工厂、钢厂、玻璃厂、制药厂等输送煤、水泥、粮食、化肥、矿石、等散状货物及代装货物。近年来,气垫带式输送机的优点已被用户所认识,设计及制造水平也有很大提高,使用已日趋普遍。为了在输送中保护物料的质量,避免污染环境和环境对物料的污染而要求对输,送沿线密闭的场合都可采用气垫带式输送机。一旦形成气垫带式输送机的专业生产厂,特别是气室的专业生产厂,气垫带式输送机极有可能大部分地代替槽形托辊的通用带式输送机。同时它输送散料的费用也比铁路、汽车、螺旋输送机经济。可见,在近几年内气垫带式输送机仍会以较快的速度稳步发展,是具有广阔应用前景的新型连续输送设备。

参考文献

[1]宋伟刚,彭兆行.气垫带式输送机的设计与计算(Ⅰ ).矿山机械,1994(6): 12-15

[2]张亮有.气垫带式输送机的发展及应用前景分析.实用技术,1996(7): 47-48

[3]孟文俊.曾晨.王鹰.DD型气垫带式输送机的选用.水泥技术,1999(2): 27-29

[4]白建新.气垫带式输送机的发展与应用.中州煤炭,1996(5): 32-34