轉(zhuǎn)載溜槽的類型

轉(zhuǎn)載物料種類繁多，包括很細(xì)的氧化鋁粉，大塊的或塊度差較大的原礦，流動(dòng)性好的糧食，流動(dòng)性差的黏濕物料，磨琢性強(qiáng)的鐵、銅礦石和球團(tuán)等。不同類型的物料及不同的工藝條件需要不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)載溜槽，例如配料時(shí)的復(fù)雜溜槽，料倉(cāng)、料斗堆料溜槽，安裝有采樣器的采樣溜槽，卸料車上的溜槽，條篩下的堆取料機(jī)、分叉溜槽，向振動(dòng)給料機(jī)、板式給料機(jī)給料的溜槽等。

由于早期的帶式輸送機(jī)輸送量小且?guī)佥^低，大多數(shù)是將物料直接卸料到轉(zhuǎn)載溜槽的漏斗中。隨著輸送量及帶速的增加，溜槽的磨損和堵塞問(wèn)題日益突出。20 世紀(jì) 60 年代提出了巖箱形溜槽的概念 (Rock Box，俗稱料打料)，當(dāng)人們注意到出現(xiàn)物料的蛻化和粉塵問(wèn)題后，將導(dǎo)流板和曲線溜槽引入到轉(zhuǎn)載系統(tǒng)中，曲線溜槽的概念已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可。針對(duì)轉(zhuǎn)載溜槽的粉塵抑制問(wèn)題，由于采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行除塵，又造成更多的粉塵，因而又提出了無(wú)動(dòng)力抑塵的概念和工程應(yīng)用。下面討論各種轉(zhuǎn)載溜槽的特點(diǎn)與應(yīng)用條件，為轉(zhuǎn)載溜槽的選擇提供參考。

1 導(dǎo)流板和曲線溜槽

導(dǎo)流板和曲線溜槽是由格蘭斯通港務(wù)局的 Alan Huth 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的，最初用于改善港口裝船。之所以稱為導(dǎo)流板和曲線溜槽是因?yàn)樵诹锊垌敳垦b有一個(gè)拋物線形狀的碟形罩導(dǎo)流板，底部裝有一個(gè)類似勺子的溜槽由于設(shè)計(jì)原理來(lái)自流體力學(xué)，將散狀固體物料流看作流體，設(shè)計(jì)者試圖首先將物料流導(dǎo)流到垂直方向，然后控制引導(dǎo)物料通過(guò)轉(zhuǎn)載溜槽給料到受料輸送機(jī)上。由于其對(duì)料流的良好控制，有利于減少誘導(dǎo)空氣并降低粉塵的生成，理論上無(wú)動(dòng)力抑塵轉(zhuǎn)載應(yīng)該采用此類轉(zhuǎn)載溜槽。

這種轉(zhuǎn)載溜槽盡管已在煤炭工業(yè)以外行業(yè)廣泛使用，但卻存在以下問(wèn)題：

(1)與任何其他類型的轉(zhuǎn)載相比，它更依賴于精確的工程設(shè)計(jì)，尤其是在軌跡計(jì)算方面。許多失敗或性能不佳的例子都是由于工程設(shè)計(jì)不正確導(dǎo)致的。

(2)兩個(gè)導(dǎo)流板部件容易磨損，因此在處理磨琢物料時(shí)，導(dǎo)流板的壽命可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

(3)如果下落高度過(guò)大 (超過(guò) 5 m)，控制物料速度就顯得尤為重要。

(4)由于設(shè)計(jì)依賴于流體流動(dòng)控制，因此襯板材料的表面粗糙度將影響轉(zhuǎn)載性能，當(dāng)處理可能阻礙轉(zhuǎn)載的黏濕性材料時(shí)，應(yīng)慎重考慮。

2 撞擊或沖擊板

撞擊或沖擊板使物料撞擊其表面并改變流動(dòng)方向，這是最早的改變料流方向的轉(zhuǎn)載方式。這種方法造成在沖擊時(shí)垂直于沖擊板的速度分量被耗散，使物料垂直或接近垂直地落到受料帶式輸送機(jī)上。使用沖擊板可能會(huì)導(dǎo)致某些產(chǎn)品的蛻化，還會(huì)產(chǎn)生粉塵和噪聲，并使物料在受料輸送機(jī)的裙邊周圍溢出。

沖擊板易受塊料的磨蝕及沖擊磨損 (某些礦物的細(xì)粒組分可能有很強(qiáng)的磨琢性)，需要特別注意選擇合適的材料作為沖擊板的襯板，盡管如此，襯板的使用壽命可能非常短。這種類型轉(zhuǎn)載的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，價(jià)格便宜且易于設(shè)計(jì)及建造。

3 導(dǎo)流板

導(dǎo)流板實(shí)際上是沖擊板的擴(kuò)展，或更準(zhǔn)確地說(shuō)是沖擊板的自然演變。隨著輸送機(jī)速度的增加，物料可能從沖擊板的表面反彈，在轉(zhuǎn)載溜槽內(nèi)產(chǎn)生不受控制的物料流，繼而導(dǎo)致在受料輸送機(jī)上的不良承載，并因此造成跑偏問(wèn)題。正是出于這些考慮，對(duì)沖擊板進(jìn)行了修改，使沖擊板成為導(dǎo)流板，從而控制輸送頂端的物料流。設(shè)計(jì)導(dǎo)流板的關(guān)鍵是要了解物料軌跡，并隨之進(jìn)行調(diào)整，因此最早的導(dǎo)流板是由現(xiàn)場(chǎng)工程師設(shè)計(jì)和建造的，以解決現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)載中出現(xiàn)的問(wèn)題。

4 巖箱

巖箱用來(lái)吸收與處理大塊礦石帶來(lái)的高能量沖擊，以免損壞產(chǎn)品或?qū)е率芰陷斔蛶毫?。它設(shè)計(jì)成開(kāi)放箱式的巖石壁架，使得礦石可以流入巖箱并且當(dāng)它填充時(shí)溢出才會(huì)到受料輸送機(jī)上。一些早期設(shè)計(jì)是清空巖箱中礦石，而現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)計(jì)都是在巖箱中裝滿礦石，以礦石自身作為沖擊或磨損的表面 (有時(shí)稱為自生巖箱——料打料)。為了使物料保留在巖箱中，巖箱的前開(kāi)口處有一個(gè)小的凸緣。35°～45°之間的來(lái)料將呈現(xiàn)一個(gè)自然堆積角，礦石從該表面開(kāi)始導(dǎo)流到受料輸送機(jī)上。存在問(wèn)題：由于物料流通過(guò)轉(zhuǎn)載站時(shí)速度顯著減慢，因此會(huì)限制輸送機(jī)能力；當(dāng)帶速超過(guò) 2.5 m/s，必須注意轉(zhuǎn)載能力與輸送量相匹配；會(huì)產(chǎn)生物料的蛻化，造成粉塵和噪聲問(wèn)題；當(dāng)處理黏濕物料時(shí)容易阻塞，因此需要定期清理；產(chǎn)品落在受料輸送機(jī)上的水平速度很小或沒(méi)有，必須通過(guò)受料輸送機(jī)來(lái)進(jìn)行加速，因而增加了輸送帶的磨損。

5 螺旋溜槽

螺旋溜槽 用于限制溜槽底部的出口速度，這種溜槽在物料處理行業(yè)很常見(jiàn)。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確保螺旋的下滑傾角大于物料的自然堆積角，使物料保持螺旋下來(lái)的動(dòng)量，同時(shí)允許物料和螺旋溜槽表面產(chǎn)生摩擦，使物料在整個(gè)轉(zhuǎn)載中得到完全引導(dǎo)。缺點(diǎn)有：所處理的物料必須相對(duì)自由流動(dòng)，黏性物料會(huì)迅速阻塞螺旋；螺旋可分離物料中的塊料和細(xì)料，細(xì)粒傾向于減速并流向螺旋的側(cè)面，而塊狀物傾向于加速并在螺旋溜槽中心運(yùn)動(dòng)；如果存在自由水，物料可能會(huì)以不受控制的方式向下流動(dòng)；由于物料流動(dòng)的導(dǎo)向特性，襯板磨損是一個(gè)問(wèn)題；對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高，建造成本相對(duì)較低，但維護(hù)成本很高。落差高度應(yīng)適中，特別是物料給料速度較低時(shí)，如果速度更快則需要更高的高度；如果物料以傾斜角度重新定向，則高度也會(huì)增加。由于不會(huì)像瀑布溜槽那樣使物料流速變慢，因此所需的高度通常在瀑布溜槽、導(dǎo)流板和曲線溜槽之間。

6 倉(cāng)式下降溜槽

從帶式輸送機(jī)卸下的物料沿直的、傾斜的、反向的導(dǎo)料溜槽下滑到料倉(cāng)，確保物料在料倉(cāng)的傾斜面上滑到靠近料倉(cāng)的底部位置，物料離開(kāi)溜槽后堆成錐形。傾斜溜板與水平面的夾角必須比物料的安息角大 10°～15°，物料才能在沿溜槽快速向下滑動(dòng)與倉(cāng)壁或料倉(cāng)的物料相遇時(shí)不會(huì)揚(yáng)塵。這種倉(cāng)式下降溜槽能消除揚(yáng)塵，并將料倉(cāng)裝滿至其有效容積，在一定程度上避免物料在向料倉(cāng)堆料時(shí)的物料分級(jí)。

7 積料階梯

許多規(guī)范規(guī)定帶式輸送機(jī)向料堆輸送石塊時(shí)不允許石塊碎裂和生成巖石粉，成功的作法是在帶式輸送機(jī)卸料點(diǎn)下面安設(shè)一個(gè)積料階梯 (見(jiàn)圖 4)，實(shí)際上積料階梯是帶有許多隔板的鋼 (或木)塔架。從帶式輸送機(jī)卸下來(lái)的物料自由降落的高度不能大于 2 m。如果物料是重質(zhì)的磨損性物料，隔板可以布置成積料箱形狀，但不能用于可燃性物料輸送，如粉塵煤。

8 瀑布溜槽

由南非 M＆J 工程公司設(shè)計(jì)的 WEBA ChuteTM是最廣泛使用的瀑布溜槽，其壁架類似于小巖箱。WEBA 品牌源自 Werner Baller 的名字和姓氏，WEBA 轉(zhuǎn)載系統(tǒng)可處理轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的散狀物料，物料流通過(guò)瀑布溜槽從一個(gè)溜槽落到另一個(gè)溜槽，就像瀑布一樣。瀑布溜槽為巖箱結(jié)構(gòu)的變形，因?yàn)樗怯啥鄠€(gè)壁架而不是一個(gè)或兩個(gè)壁架組成 (見(jiàn)圖 5)。瀑布溜槽有 2 種用途：一種用于控制通過(guò)轉(zhuǎn)載站的物料速度；另一種用于推動(dòng)礦石流中的礦石，因此在處理高磨蝕性物料時(shí)大大延長(zhǎng)了維護(hù)周期。Donohue分析的 WEARBACK (防背板磨損)溜槽 (見(jiàn)圖 6)類似于WEBA，所不同的是，耐磨襯板作為壁架設(shè)置在沖擊板上。

9 伸縮式溜槽

最廣為人知的伸縮式溜槽是由英國(guó)的 Cleveland Cascades Ltd設(shè)計(jì)的，圖 7 所示為其基本設(shè)計(jì)。這種溜槽內(nèi)部是由多個(gè)可調(diào)角度的漏斗級(jí)聯(lián)起來(lái)，以控制料流的落料速度，其外側(cè)采用可伸縮的護(hù)罩進(jìn)一步避免粉塵的逃逸。伸縮段通常由鋼絲繩與一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)相聯(lián)接，卷?yè)P(yáng)機(jī)將伸縮段陸續(xù)地提升起來(lái)，使溜槽底部與儲(chǔ)料堆頂部保持一段距離。使用伸縮式溜槽可將粉塵減少到最低限度，廣泛用于裝船和堆料，盡管價(jià)格相對(duì)昂貴，但是鑒于它是針對(duì)特定的應(yīng)用開(kāi)發(fā)的，因此在粉塵和物料蛻化的情況下應(yīng)予以考慮。從實(shí)際使用情況看，特別適用于化肥、氧化鋁粉和煤炭等易產(chǎn)生粉塵的物料轉(zhuǎn)載。

10 復(fù)雜轉(zhuǎn)載溜槽

當(dāng)在一個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)有多個(gè)給料或受料輸送機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)載難度更大，在很多實(shí)例中，可能有一個(gè)給料輸送機(jī)為二三個(gè)甚至多個(gè)受料輸送機(jī)供料，這時(shí)上面溜槽要增加閘門或轉(zhuǎn)向料斗，才能將料流導(dǎo)到下面的溜槽上，相應(yīng)地也需要分流裝載，同時(shí)轉(zhuǎn)載到幾條輸送機(jī)上，或者在輸送系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中在輸送機(jī)間開(kāi)閉 (在線分流和在線開(kāi)閉)，這種情況不能使用傳統(tǒng)的閘門，而采用轉(zhuǎn)向料斗是較好的解決方案 (見(jiàn)圖 8)。盡管復(fù)雜轉(zhuǎn)載溜槽存在多個(gè)轉(zhuǎn)載路徑，但各個(gè)轉(zhuǎn)載路徑的基本構(gòu)成與前面介紹的溜槽結(jié)構(gòu)相同。