【導讀】粉罐車是指裝運水泥、煤粉、石粉、化學粉料等散裝粉料的專用車輛。速，被廣泛應用于現(xiàn)代化作業(yè)中。置選型到整車的性能分析都有著全面的介紹。通過對不同方案的研究比較與分析，對。的基礎(chǔ)上也保證了設(shè)計的經(jīng)濟性。

　　

【正文】 () 式中 sd ——粉狀石墨的 顆粒直徑， 688 10 m?? s? ——顆粒真密度， 粉 狀石墨 灰 為 3200kg/ 3m ； g? ——氣體密度，空氣取為 ； ? ——氣體的動力粘度，一般取為 ? s； 那么 粉 狀石墨 的臨界流態(tài)化氣流速度為： fV ＝ 6 0 . 9 40 . 8 8 0 . 0 68 8 1 0 ( 3 2 0 0 2 . 7 5 ) 0 . 0 0 90 . 0 2 1 8 2 . 7 5?? ? ? ??（ ） m/s A 流態(tài)化床面積的大小與流態(tài)化床結(jié)構(gòu)形式、罐體形式和尺寸、所裝粉料的性質(zhì)有關(guān)，其中起主要作用的是粉料的臨界流態(tài)化速度。故流態(tài)化床的面積應滿足以下要求： fQA v? () 式中 Q——氣體的流量； fv ——粉料臨界流態(tài)化速度。 fQv ??m2 maxA 對于 粉 狀石墨 ， maxA = （ ） 式中 Q——空氣流量 (m3/min) maxA ==? = m2 氣流速度 tv 粉料帶出氣流速度即粉料開始形成稀相流態(tài)化床時的氣流速度 (大于 tv )。若氣流速 20 度達到此值，床層的穩(wěn)定操作行為將急劇偏離理想行為，導致操作失常。 tv 可按下式計算： 1223()4225 sgt ggv d s????????????? (m/s) () 式中 g——重力加速度， g=。 粉 狀石墨 的帶出氣流速度 tv 為： 122 3 634 ( 3 2 0 0 2 . 7 5 ) 9 . 8 1 8 8 1 02 2 5 2 . 7 5 0 . 0 2 1 8 1 0tv ?????? ? ? ???????= minA 最小空床截面積出現(xiàn)在罐體頂部的某一位置，即流態(tài)化床頂。在床頂?shù)臍饬魉俣炔荒艹^ tv ，否則會導致稀相床出現(xiàn)。最小空床截面積可以用下式計算： minA60tQv?= ? = () 即最小空床截面積為： minA =2 進料裝置設(shè)計 粉料車上的裝料口有兩個作用，一是裝粉料入罐，二是維修時作為入孔，裝料口的直徑大多在 400～ 500mm之間，本設(shè)計選取 500mm。 進料裝置由進料口蓋、密封圈、鎖緊裝置和進料口等組成。按密封方式可分為外壓密封式、內(nèi)壓自封式和雙重密封式，本設(shè)計選用內(nèi)壓自封式，如圖 所示。 1 2 3 4 5 21 1活動銷軸 2內(nèi)壓自密封圈 3球面料口蓋 4上蓋板 5固定銷軸 圖 進料口蓋 內(nèi)壓自封式裝料口的承壓面為球面板，裝料口蓋關(guān)閉后，球面 板便與唇狀密封圈貼合，當氣壓卸料系統(tǒng)工作時，唇狀密封圈在罐內(nèi)壓縮空氣的作用下進一步緊壓在球面板上，形成可靠的環(huán)形密封帶，在裝料口座與球面板所形成的楔形及密封圈唇邊的綜合作用下，罐內(nèi)的氣壓越高，裝料口蓋的密封性越好，一般情況下，只要罐內(nèi)的氣壓達到 49kPa，即可實現(xiàn)可靠的密封 [9]。 出料裝置、卸料軟管和卸壓裝置 出料裝置 出料裝置有上吸式和下排式兩種形式。由于本設(shè)計是舉升式氣卸粉罐車，卸料時舉升后狀態(tài)與立罐相似，所以選用下排式出料裝置。下排式出料裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點。出料口 開設(shè)在罐體后部的蝶形封頭內(nèi)，與出料管的一端焊接 卸料軟管 如圖 所示，卸料軟管為多層夾布的耐油膠管，其兩端用卡箍 4 與快速接頭 3（凹端）和快速接頭 1（凸端）相緊密的連接箍緊。 O 形橡膠密封圈 2 置于快速接頭 3中。使用時，先抬起快速接頭 3 上的勾柄，帶動勾架前移，使兩勾勾住快速接頭 1 的凸端，然后用力壓下勾柄，凸凹兩端就緊密連成一體。 22 1快速接頭凸端 2O形橡膠密封圈 3快速接頭凹端 4卡箍 5第一節(jié)卸料軟管 6第二節(jié)軟管及快速接頭 7二次風套管 圖 卸料軟管 卸壓 裝置 卸壓裝置的用途是：裝料前或卸料后，打開卸壓球閥排放罐內(nèi)剩余的壓力空氣；若卸料途中出現(xiàn)故障，應用卸壓裝置排氣卸壓后再進行檢修。 圖 所示為卸壓裝置。卸壓管 3 的一端裝有多孔圓管，其上套有濾芯 1，用卡箍2 箍緊，伸于罐體內(nèi)部的上方；卸壓管另一端伸于罐體外部，裝有球閥 4。卸壓時罐內(nèi)的氣體通過濾芯經(jīng)卸壓管、球閥排出，而水泥被過濾不能排出，以防污染外界環(huán)境。 1濾芯 2卡箍 3卸壓管 4卸壓球閥 圖 卸壓裝置 7 1 2 3 4 5 4 1 6 1 2 3 4 23 罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計 氣室結(jié)構(gòu)的設(shè)計 采用兩個氣室的結(jié)構(gòu)，即中央氣室和兩側(cè)的氣室。中央氣室位于罐體的中間部位（出灰口設(shè)置于中央氣室處），設(shè)置單獨管道對中央氣室供給壓縮空氣，該結(jié)構(gòu)兩側(cè)氣室相通，結(jié)構(gòu)對稱公用同一管道輸送壓縮空氣。 中央氣室長度的設(shè)計 中氣室的長短影響剩灰率和罐體的有效容積。增加中央氣室的長度，?；衣蕰鄳脑黾?，罐體有效容積增加，減小中央氣室的長度?；衣式档?，罐體有效容積減小，整個罐體質(zhì)心增高，依據(jù)實踐經(jīng)驗確定該散裝水泥車罐體的中央氣室的長度為11915mm。 氣化板寬度的設(shè)計 氣化板的寬度影響罐體的?；衣屎陀行莘e，增加氣化板寬度，?；衣试龃?，罐體有效容積增大，減小氣化板寬度，?；衣蕼p小。整個罐體質(zhì)心增高，國內(nèi)生產(chǎn)的散裝粉粒物料運輸車車氣化板寬度一般在 500～ 600mm 之間，這里取氣化板寬度為600mm。 流態(tài)化板傾斜角度及氣化層傾斜角度的設(shè)計 罐體內(nèi)大部分粉煤灰是在重力作用下通過流板集中于透氣層上，然后由透氣層輸送到出料口，一般粉煤灰的的靜止休止角為 40176?！?45176。，取 40176。氣化層的傾斜角度為 6176?！?0176。， 這里取 10176。 封頭部分 流態(tài)化板尺寸設(shè)計 封頭部分流板折邊底線的形狀以及流板斜邊邊緣的形狀都為不規(guī)則曲線，難以計算。比較簡單可行的辦法是在試制過程中根據(jù)所采用的封頭確定其流板各部的尺寸，然后制作成樣板進行加工。 罐體的材料選擇 普通碳素鋼的機械性能好，有足夠的強度、韌性和良好的工藝性，價格便宜，是目前制作罐體的最常用的材料。本設(shè)計中的罐體部分采用普通碳素鋼為制作材料。 罐體厚度的計算 罐體的最小厚度 對于薄壁容器，為了滿足制造工藝要求以及運輸和安裝過程中的剛度要求，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，規(guī)定了不包括腐蝕 余量的圓筒最小厚度。對于普通碳素鋼，當內(nèi)徑3800D mm? 時，其最小厚度由以下經(jīng)驗公式確定： 24 min 21000DS ? (mm) （ ） 即有 m in 2 2 2 2 0 0 4 .41 0 0 0 1 0 0 0DS ?? ? ?mm 厚度附加量 罐體的厚度附加量 C 包括鋼板或者鋼管的厚度負偏差 1C 和腐蝕余量 2C 。即 12C C C?? （ ） 當 1C 不大于 ，且不超過名義厚度的 6%時，可取 1C =0。查有關(guān)手冊可知，對于普通碳素鋼，當鋼板厚度在 ～ ，負偏差 1C =。 腐蝕余量 2C 應根據(jù)截止的腐蝕性和容器的使用壽命而定。我國《鋼制壓力容器》規(guī)定：對于碳素鋼，取 2C? 1mm?？紤]到散裝水泥罐裝的是干 粉狀石墨 ，腐蝕性較小，取 2C =。則有： 12C C C??=+= 因此筒體部分鋼板的厚度 S 可選定為： minS S C??=+2= 取 7mm 參考其他橢圓封頭式罐體，封頭部分的鋼板厚度比筒體部分大 1mm，即封頭部分采用 8mm 普通碳素鋼板。 綜上所述，罐體選材確定為：筒體部分采用 7mm 碳素鋼板，封頭部分采用 8mm碳素鋼板。 封頭設(shè)計 封頭包括半球形、碟形、橢圓形和無拆邊球面形等凸形封頭，以及錐形封頭和平蓋等。 橢圓形封頭的受力情況好，質(zhì)量小，國家已經(jīng)有標準的封頭系列，應用最廣泛。 橢圓形封頭是由半個橢球及高度為 h 的直邊部分組成 。圖 為橢圓封頭各參數(shù)示意圖。 25 圖 橢圓封頭參數(shù)關(guān)系示意圖 查閱中華人民共和國行業(yè)標準異形筒體和封頭的規(guī)定，可知對于橢圓封頭有22iDH? ，即 11 1 6 9 3 4 2 3 .2 5 4 2 344iHD? ? ? ?mm （ ） 同樣可以查得 iD 與 h 有以下關(guān)系，如 表 所列。 表 Di與 h關(guān)系列表 iD (mm) ? 400 450～ 900 900～ 1500 ? 1500 h (mm) 40 60 80 120 iD =1693mm，處于 ? 1500mm區(qū)間內(nèi)，所 以取 h=120mm。 罐體支承座設(shè)計 罐體與汽車架的聯(lián)接是通過罐體底部的支承座和固定裝置來完成。支承座有整體式和分置式兩類，分置式又分縱梁分置式、橫梁分置式和縱橫梁分置式三種。它們都是焊接在罐體的底部，與罐體成一體。通常在焊接處加有補強鋼板。 本設(shè)計選用整體式支承座，整體式支承座的縱梁和橫梁焊成一體，再與罐體焊在一起，縱梁截面與上部零件的連接面組成長方形，橫梁截面多為 L 形，支承座與汽車之間用固定裝置聯(lián)鎖。 本章小結(jié) 本章確定了粉罐裝置的材料及外形尺寸，完成了流態(tài)化裝置、進料裝置、出料裝置 、卸料軟管和卸壓裝置的設(shè)計計算，確定了與粉罐相關(guān)裝置的設(shè)計，進一步為下章的設(shè)計計算提供參數(shù) 。 26 第 5 章 卸 料 裝置的設(shè)計計算及選型 一般對氣力輸送系統(tǒng)的基本要求是：壓縮空氣具有一定的壓力、流量和調(diào)節(jié)二相流濃度的功能；壓縮空氣不含水、油及其它雜質(zhì)；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，操作方便，壓力損失小。 輸送空氣量的確定 系統(tǒng)需要的輸送空氣量 Q（ m3 /min）用下式確定。 gavKQ ??? 式中 : aK ——輸送系統(tǒng)的漏氣系數(shù)，取 aK =； v——卸料速度（ kg/min），根據(jù)《散裝水泥運輸行業(yè)標準》取 v =； ?——固氣二相流濃度，取 ? =40～ 80； g? ——空氣密度（ kg/m3 ）。 在氣力卸料過程中，從罐體內(nèi)排出的固氣二相流流量應等于空氣壓縮機的流量，才能維持 罐內(nèi)壓力穩(wěn)定，故 ? 可用下式計算： )( mg qQv???? 式中 : Q—— 空氣壓縮機流量（ m3 /min），選為 Q=6 m3 /min； mq ——輸料管中粉料流量 （ m3 /min）。 21200/ Rtvqm ?? （ ） 式中 : R——輸料管直徑，為便于實現(xiàn)“三化”，規(guī)定我國散裝粉料罐式汽車輸料管直徑一般都采用 100mm； t——單位時間。 mq = m3 /min )( 3?? ??? = 27 則 gavKQ ??? ???