Шлюзовой затвор: устройство, принцип работы и области применения
Шлюзовые затворы - важнейшие элементы современных систем пневмотранспорта. Они решают сразу две задачи: обеспечивают герметичность трубопроводов и дозируют потоки сыпучих материалов. Узнайте в этой статье все об устройстве, принципах работы и областях использования шлюзовых затворов.
Назначение и принцип действия шлюзовых затворов
Основные функции шлюзовых затворов заключаются в следующем:
- Обеспечение герметичности трубопроводов при разности давлений
- Регулирование и дозирование потоков сыпучих материалов
- Предотвращение попадания воздуха в системы с пониженным давлением
Рассмотрим принцип работы на примере популярной модели шлюзовой затвор шу. В ее основе лежит восьмисекционная крыльчатка, которая вращается внутри корпуса. Поток сыпучего материала поступает в секции крыльчатки, затем при повороте они опустошаются под действием собственного веса продукта. Благодаря плотной посадке ротора достигается разделение зон с разным давлением. Таким образом, шлюзовой затвор выполняет сразу две функции - запорную и дозирующую.
К достоинствам такой конструкции можно отнести:
- Компактность
- Прочность
- Универсальность применения
- Высокая надежность
Однако есть и некоторые недостатки:
- Ограниченная производительность
- Необходимость периодической замены подшипников
Устройство шлюзового затвора
Рассмотрим основные элементы конструкции шлюзовой затвор на примере модели шзу-25:
- Цилиндрический корпус из углеродистой или нержавеющей стали
- Ротор с восемью радиальными секциями-карманами
- Подшипниковый узел
- Приводной редуктор с электродвигателем
- Устройство очистки секций
- Патрубки для подключения транспортной магистрали
Существуют исполнения корпуса с утеплением или подогревом для работы в условиях низких температур. Ротор может изготавливаться как металлическим, так и выполняться из износостойких полимерных материалов.
Для механической очистки секций от налипшего продукта используются скребки, установленные в корпусе. Также может применяться автоматическая продувка сжатым воздухом.
Отличие моделей заключается в типоразмере, количестве секций ротора, материалах исполнения и производительности. Все шлюзовые затворы объединяет выполнение двух основных функций: герметизации и дозирования потока.
Технические характеристики
Вакуумный аппарат ШЗУ-25 рассчитан на максимальную производительность порядка 60 м3/ч. Габариты корпуса составляют: диаметр 650 мм, длина 1250 мм. Материал корпуса - нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, материал уплотнений - фторопласт. Имеются патрубки с фланцами для присоединения трубопроводов диаметром 250 мм.
| Параметр | Значение |
| Максимальная производительность, м3/ч | 60 |
| Диаметр корпуса, мм | 650 |
| Длина корпуса, мм | 1250 |
Аналогичным образом задаются все технические характеристики для каждой модели шлюзового затвора конкретного производителя.
Приводы шлюзовых затворов
Для вращения ротора шлюзового затвора используются различные типы приводов. Наиболее распространены герметичные цилиндрические редукторы и электродвигатели во взрывобезопасном исполнении. Редуктор снижает обороты электродвигателя до оптимальной скорости вращения вала.
Другим вариантом является применение мотор-редукторов, в которых электродвигатель и редуктор конструктивно объединены. Это позволяет упростить монтаж и снизить габариты установки.
Системы автоматизации
Для обеспечения стабильной работы вакуумного аппарата используются системы автоматического управления на базе программируемых контроллеров. Они регулируют частоту вращения привода в зависимости от текущей загрузки технологической линии.
Контроллер сравнивает сигналы от расходомеров на входе и выходе шлюзового затвора, поддерживая заданное соотношение потоков. Также возможно автоматическое управление системой очистки в зависимости от перепада давления на роторе.
Ресурс работы и ремонт
При соблюдении правил эксплуатации ресурс шлюзовых затворов до капитального ремонта может достигать 4-5 лет. За этот период необходима замена подшипников через каждые 1-2 года.
Наиболее частая причина выхода из строя - абразивный износ герметичного уплотнения вала и заедание подшипников. Для устранения этих неисправностей требуется частичная разборка корпуса.
При капитальном ремонте производится полная замена изношенных деталей, включая ротор, подшипниковые опоры, уплотнения. Штатными ремонтными предприятиями выполняется восстановление и модернизация шлюзовых затворов с продлением срока службы.
Сферы использования
Шлюзовые затворы широко применяются в системах пневмотранспорта различных отраслей промышленности. Например, на предприятиях пищевой промышленности они используются для транспортировки и дозирования сыпучих продуктов - муки, сахара, круп.
В химической промышленности такие затворы работают с агрессивными порошкообразными веществами, обеспечивая герметичность технологических линий. А в сельском хозяйстве они применяются для транспортировки зерна и комбикормов.