方誌　陈荣志

摘要：随着建筑行业的发展，干混砂浆的需求量逐渐提升，应用负压气力输送在干混砂浆生产中能够有效将水泥、石灰粉、矿物掺和料、胶凝材料等运输到筒仓中。文章概述了负压气力输送，从应用原理、系统组成、工艺参数、系统设计四个方面探讨了负压气力输送在干混砂浆生产中的应用。

关键词：负压气力输送；干混砂浆生产；建筑行业；系统组成；工艺参数；系统设计 文献标识码：A

中图分类号：TH232 文章编号：1009-2374（2016）28-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.019

就目前来看，随着建筑行业的发展，干混砂浆的需求量逐渐提升，在干混砂浆生产中，应用负压气力输送能够有效将水泥、石灰粉、矿物掺和料、胶凝材料等运输到筒仓中，相较于其他运输方式而言，负压气力输送有布置灵活、操作简便、污染性等优势。基于以上，本文简要探讨了负压气力输送在干混砂浆生产中的应用。

1 负压气力输送概述

负压气力输送在电力、粮食、煤炭、建材等各个领域中都有着重要的应用，其主要依赖于气源机械吸气作用，能够通过气源机械吸气实现物料的传输，相较于传统的输送方式来说，负压气力输送有着明显的优越性，其占地面积较小，在操作的过程中十分方便，能够有效提升传输效率，且不会对工作环境造成较大的污染。

2 负压气力输送在干混砂浆生产中的应用

2.1 负压气力输送在干混砂浆生产中的应用原理

在负压气力输送中，风机或真空泵会产生系统负压，粉粒状物料与空气充分混合均匀，在系统负压的作用下，物料会由管道直接抽送到原料筒仓中。通过电动葫芦将物料包吊起至拆包机的上方，通过拆包机将物料包拆开，此时物料会直接送入到拆包机体中。吸风机在运转的过程中，系统会产生负压，管道内的压力和管道外的压力出现变化，产生内外压力差，在压力差的作用下，管道会将外部空气吸入。旋转供料器位于拆包机的底部，在空气流的带动下，旋转供料供入管道的粉料会被带动，在管道之内进行传输，到达除尘器中，除尘器对粉料进行过滤，此时空气和粉料分两路输出，通过吸送风机口将空气排出，在失去空气流的作用下，粉料会沉积在除尘器的料斗中，通过两个蝶阀交替闭合，从而存储到出料筒仓中。在整个系统中，气源位于输送设备末端，不会产生外泄露，这就避免了扬尘现象的出现，在设备密闭性良好的情况下，不会对生产环境造成污染。

2.2 干混砂浆生产中负压气力输送系统组成

2.2.1 旋转供料器。旋转供料器的功能主要是为负压气力输送系统供卸料，例如在气力输送中的供卸料、除尘系统中的供卸料等，同时旋转供料器还能够通过锁风、锁气来保证管道内正负压的稳定性。从本质上来讲，旋转供料器属于一种连续供料装置，在供料的过程中，旋转供料器能够有效防止空气进入到气力输送装置中，在干混砂浆生产过程中，负压气力输送在干混砂浆生产应用的过程中，需要合理选择旋转供料器的尺寸、结构以及转速，主要的选择依据为干混砂浆粉料的性质、输送量以及粉料对旋转供料器的作用力等。对于干混砂浆生产来说，其物料粉煤灰有着较大的腐蚀性，这就对旋转供料器的旋转阀提出了更高的要求，一般采用AGR标准的双串联旋转阀。对于旋转供料器来说，其内部各部件之间的间隙较小，同时有着耐压性好、耐磨性优良的特点，加工精度较高，干混砂浆生产过程中，其物料主要有石灰石、粉煤灰等，这些物料有着腐蚀性的特点，对供料器要求较高，因此选择旋转供料器是十分必要的。

2.2.2 管道类型选择。负压气力输送应用于干混砂浆生产过程中，需要根据粉料的性质和属性来确定管道的管径，合理的管径设置能够有效降低粉料输送过程中的动力消耗，从而实现节能效果。为了降低弯管磨损，在选择管道材料的过程中，应当尽量保证材料良好的耐磨性，同时在结构设计的过程中，要保证弯管结构设计的合理性和科学性。从本质上来讲，干混砂浆生产中的粉料输送属于一种稀相输送，在负压气力输送的过程中，其依赖于气流，如果气流速度过高，则粉料的传输速度也越快，在传输的过程中不可避免地会导致粉料的碰撞，这就會对管道产生磨损作用，而且对于干混砂浆生产来说，其物料有着石灰石等固体颗粒粉料，其对于管道转弯外侧有着强烈的冲击力，这就需要合理设计弯管结构，以此来实现对管道的保护，实现管道使用寿命的延长。在弯管设计中，T形设计、椭圆形设计等都能够有效减少物料的摩擦。

2.2.3 除尘器。除尘器的分离性能、除尘效率以及气密性等对于负压气力输送系统的工作效率有着重要的影响。随着科技的发展，除尘器种类也越来越多，对于干混砂浆生产来说，为了实现干混砂浆物料与气体的有效分离，可以选用脉冲反吹袋式除尘器，采用圆筒式过滤带，滤料在使用聚酯毡，保证其耐高温性能，这种除尘器有着清灰效率高、阻力小、操作方便、结构简单、净化效果好的优点，十分适用于干混砂浆生产。

在使用的过程中，如果由粉尘堆聚在除尘器料斗中，粉尘会在滤袋表面二度附着，这就增加了压力损失，在除尘器料斗中会出现粉尘搭桥、滤袋破损等问题，采用双蝶阀连续排出的粉料排出方式，开启上部蝶阀，在中立的作用下，粉料会落到下部蝶阀中，此时关闭上部蝶阀，将下部蝶阀开启，在重力的作用下，粉料会落入到储料筒仓中，两个蝶阀循环交替开启，连续排出除尘器料斗中的粉料，避免粉尘搭桥、滤袋破损等问题的出现，避免出现二次扬尘现象，提升了装置的密封性能，避免在负压气力输送过程中出现外泄，有效地保证了干混砂浆生产环境的清洁性。

2.2.4 风机。在负压气力输送系统中，风机属于气体压缩和输送机械的范畴，其主要的作用是实现电机机械能向气体动能和压力能的转化，产生系统负压之后实现气体输送。风机主要包括通风机、风力发电机以及鼓风机等装置，对于气力输送系统来说，其常用的风机为罗茨鼓风机。罗茨鼓风机有着节能性好、体积小、使用方便、流量大等优点，其在石化、建材等各个领域中有着重要的应用。

2.3 干混砂浆生产中负压气力输送系统工艺参数

2.3.1 悬浮速度。负压气力输送系统中，其不仅含有流体，还含有物流颗粒，属于一种垂直输送气体，在输送的过程中，如果气流速度与物料颗粒自由沉降的速度保持一致，此时物料颗粒不会向上运输，也不会下降，会在水平位置不断摆动，因此气流速度就称为悬浮速度。对于干混砂浆生产中的负压气力输送系统来说，如果物料的悬浮速度比气流速度小，在向上气流的作用下，物料会向上传输，如果物料悬浮速度比气流速度大，在重力的作用下，物料会向下运动，二者相等的时候，物料在水平位置摆动，不会上升也不会下降。对于干混砂浆生产的负压气力输送气体来说，在选择风机和输送风速的过程中，干混砂浆物料的悬浮速度是重要的参考参数。

2.3.2 输送速度。输送速度指的是干混砂浆生产负压气力输送系统气流的输送速度，其与物料的输送效率有着密不可分的关系。输送速度比物料悬浮速度大的时候，物料会随着气流运动，这就是干混砂浆物料传输的原理，属于一种选浮力输送。在系统中，不同管道位置选择的输送速度也不尽相同，对于垂直管道来说，要想实现干混砂浆物料输送，只需要气流输送速度比物料悬浮速度大即可，不会受到其他因素的影响，对于水平管道来说，输送的能耗以及物料输送的工艺性都会对干混砂浆物料的输送产生影响，输送速度的选择公式如下：

V=V0·φ

式中：V表示气流的输送速度，V0表示干混砂浆物料的悬浮速度，φ表示管段在不同位置的经验系数，V0与φ的乘积则是所要选择的气流输送速度。

在干混砂浆生产的负压气力输送过程中，如果干混砂浆物料输送量保持不变，管道压降与气流输送速度呈正相关关系，当管道压降处于最小值的时候，对应的气流输送速度为最佳输送速度，如果气流输送速度进一步降低，则会导致物料沉积，难以输送，此时压降会升高。在实际选择的过程中，为了保证输送安全，避免物料沉积、管道压降升高，应当保证气流输送速度略大于理论上算出的最佳输送速度值。

2.3.3 压力损失。在干混砂浆生产负压气力输送过程中，物料在输送的过程中不可避免地会受到管道阻力，因此必须要克服阻力，才能够保证物料顺利输送，此过程中必然会造成压力损失。计算压力损失对于负压气力输送系统风机、管道等设备的选择有着重要的参考作用，同时会对系统运行的经济性和稳定性产生影响。在实际干混砂浆生产的过程中，需要尽可能降低物料管道输送过程中的压力损失，例如采取减少管件数量、管道布置简洁等方式来对管道布置进行优化设计。在设计的过程中，增大管径是一种减少压力损失的有效方法，但管径的增加会增加耗钢量，增加投资，为了保证经济性，需要合理计算压力损失。

2.4 负压气力输送在干混砂浆生产中应用的系统设计

2.4.1 设计步骤。干混砂浆生产中，负压气力输送系统设计主要分为以下四个步骤：（1）输送特性的确定：主要对砂浆物料真实密度、流动性、摩擦角、腐蚀性等特性进行确定；（2）相关参数设定：通过试验来确定干混砂浆生产中物料的悬浮速度，以此为基础，结合干混砂浆生产的实际情况来确定气流输送速度以及料气比等参数；（3）风机及电动机功率的选择：根据输送管径、压降、空氣量等的计算来确定风机及电动机功率等参数；（4）对干混砂浆生产中，负压气力输送系统部件进行计算机优化和可靠性分析，对系统成本进行评估，以此选择最优设计方案。

2.4.2 设计方法。（1）工程设计方法。对于负压气力输送系统来说，其管道流动性太难以用简单函数来表述，气流流动无规律，数学模型建立也比较复杂，因此通常采用工程设计方法，根据已有的图表、经验公式来设计工艺参数，根据实验来测定悬浮速度等物理参数；（2）计算机辅助设计方法。借助计算机来辅助进行设计，例如CAD、ANSYS等软件的应用等来实现系统的优化设计。

3 结语

综上所述，负压气力输送在干混砂浆生产中的应用优势明显，在应用的过程中应道做好管道布置、合理设置参数、合理设计负压气力传输系统，以此来充分发挥负压气力传输的优势。

参考文献

[1] 吴保华.干混砂浆生产中负压气力输送系统研究及辅助设计软件开发[D].青岛理工大学，2012.

[2] 吴保华，王玉玲，徐君飞，孙冬冬，赵顺.负压气力输送在干混砂浆生产中的应用[J].工业安全与环保，2012，（10）.

作者简介：方誌（1988-），男，福建泉州人，供职于福建南方路面机械有限公司，初级职称，研究方向：干混砂浆设备。

（责任编辑：蒋建华）