正压输送系统Positive pressure conveying system

正压输送系统Positive pressure conveying system，中央供料系统，CENTRAL FEEDING SYSTEM，真空输送系统Vacuum conveying system

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### **正压输送系统设计方案（旋转下料器供料）**

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#### **一、系统核心参数**

1. **物料特性**  

  - 名称：柠檬酸粉（Citric Acid Powder）  

  - 密度：1.66 g/cm³（1660 kg/m³）  

  - 流动性：易吸湿，需干燥空气保护  

2. **输送能力**  

  - 设计流量：6吨/小时（*大能力）  

  - 运行模式：连续输送（非间歇式）  

3. **管道布置**  

  - 垂直高度：25 m  

  - 水平距离：35 m  

  - 弯头数量：2个（长半径R=5D，降低压损）  

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### **二、关键设备选型与设计**

#### **1. 旋转下料器（旋转阀）**  

- **型号**：双级耐压旋转阀（XRW-200）  

 - 材质：304不锈钢（叶片镀硬铬，耐磨）  

 - 密封设计：双级阀体 + 压缩空气密封环（气压0.02 MPa）  

 - 转速范围：10-30 rpm（变频调速，匹配流量需求）  

 - 理论供料量：6.3 m³/h（10.5吨/小时，按密度1.66 g/cm³）  

 - **实际控制**：变频降速至17 rpm，输出6吨/小时  

#### **2. 气源系统**  

- **罗茨风机**  

 - 型号：SSR-150  

 - 风量：450 m³/h（冗余20%）  

 - 压力：12 kPa（覆盖总压损10.05 kPa）  

 - 功率：11 kW  

- **空气处理**  

 - 干燥机：吸附式（露点≤-40°C）  

 - 过滤器：三级过滤（1 μm精度，防粉尘倒灌）  

 - 稳压罐：1 m³（缓冲气流脉冲）  

#### **3. 输送管道**  

- 材质：304不锈钢无缝管（内壁抛光，Ra≤0.8 μm）  

- 管径：DN80（垂直段）→ DN65（水平段加速区）  

- 弯头加固：内嵌陶瓷衬板（厚度3 mm，寿命提升3倍）  

- 连接方式：法兰+硅胶密封圈（气密性≥99.9%）  

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### **三、系统压力与气流计算**

#### **1. 总压力损失**  

| 压损项           | 计算值（Pa） | 说明                     |

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| 垂直段（25 m）    | 3750        | 150 Pa/m × 25 m          |

| 水平段（35 m）    | 2100        | 摩擦系数λ=0.02           |

| 弯头（2个）       | 900         | 等效3m直管/弯头          |

| 旋转阀            | 500         | 双级阀体阻力             |

| 文丘里加速段      | 800         | 局部阻力系数ξ=0.3        |

| 分离器+除尘器     | 2000        | 旋风分离器+布袋除尘器     |

| **总压损**       | **10050 Pa** | 约10.05 kPa              |

#### **2. 气流速度验证**  

- **文丘里出口速度**：  

 \[

 v = \frac{450 \, \text{m³/h}}{3600 \times \pi \times (0.065/2)^2} \approx 25.6 \, \text{m/s} \quad (\text{>20 m/s，防沉积})

 \]

- **垂直段速度**：  

 \[

 v_{\text{垂直}} = \frac{450}{3600 \times \pi \times (0.08/2)^2} \approx 21 \, \text{m/s} \quad (\text{**值})

 \]

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### **四、控制系统设计**

1. **自动化控制**  

  - PLC控制器：调节旋转阀转速（4-20 mA信号反馈）  

  - 关键传感器：  

    - 管道压力传感器（实时监测压损，防堵料）  

    - 料仓料位计（高低位报警，联锁启停）  

    - 湿度传感器（露点≤-20°C报警）  

2. **人机界面（HMI）**  

  - 触摸屏操作：显示流量、压力、转速、报警状态  

  - 数据记录：存储运行参数（支持U盘导出）  

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### **五、运行与维护要点**

1. **启动流程**  

  - 开启干燥机与风机→预热5分钟→启动旋转阀→逐步提速至目标转速。  

2. **停机流程**  

  - 停止旋转阀→延迟3分钟关闭风机→清空管道残料。  

3. **维护计划**  

  - 每日：检查密封气压、管道振动。  

  - 每月：清洁过滤器，检查陶瓷衬板磨损。  

  - 每季度：更换旋转阀密封圈，校准传感器。  

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### **六、方案优势与风险**

| **优势**                  | **风险与应对**                      |

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| 连续供料，效率高          | 旋转阀漏气 → 采用双级阀+密封环      |

| 结构紧凑，维护成本低      | 物料吸湿结块 → 干燥空气+流化板      |

| 变频调速，能耗可控        | 管道磨损 → 陶瓷衬板+定期巡检       |

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### **七、成本估算（参考）**

| 组件               | 成本（万元） | 备注                  |

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| 旋转阀+料仓        | 8-10       | 含流化装置           |

| 罗茨风机+干燥系统  | 12-15      | 含稳压罐、过滤器      |

| 管道+弯头          | 5-7        | 304不锈钢+陶瓷衬板    |

| 控制系统           | 6-8        | PLC+HMI+传感器       |

| **总计**           | **31-40**  | （不含安装调试）      |

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### **八、总结**

本方案采用旋转下料器实现柠檬酸粉的连续正压输送，通过双级密封、文丘里加速和精准控制确保系统稳定运行。设计*大能力6吨/小时，实际日输送量可灵活调整（按需启停）。关键风险点通过干燥空气、耐磨材料和自动化监控**覆盖，适合中等规模化工或食品生产线应用。