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氣力輸送的發展簡史

Writer： admin Time：2024-07-19 09:11:21 Browse：℃

當人們從自然界風力吹石卷塵和日常生活中常見的吮吸現象獲得啟示之后，就設想利用氣流在管道中來運送物料。基于這個設想，早在1810年英國Medhurst就提出了利用管道將郵件作氣力輸送的方案。因此，氣力輸送技術乃始于成件物品的簡式輸送。數十年后氣力輸送才開始用來卸送谷物、棉花和砂等散狀物料，出現了第一臺浮船式氣力卸船設備以及固定式的吸糧機設備。這些氣力卸船設備問世之后曾在歐洲各國，特別是當時的糧食輸人國，如英國、荷蘭、德國獲得了應用和普及。但限于當時的制造技術水平，氣力輸送技術在較長的一段時間內幾乎無多大進展，裝置均是基于低混合比懸浮輸送原理設計的。直到20世紀初才將其應用范圍擴大到車間內部的物料運輸。就氣力輸送理論和實驗的系統所究在世界上要數1924年由德國Gasterstadt 發表的研究報告了，他所提出的附加壓損系數法，至今仍用于稀相氣力輸送的設計計算中。近數十年來，氣力輸送技術的應用發展異常迅速。就稀相懸浮輸送來說，其輸送模型、流動狀態分析、壓力損失設計計算、組成裝置和系統的各種部件結構以及操作管理均已有一定的研究深度和經驗的積累。隨著科學技術的進步，由稀相懸浮氣力輸送呈現出本質上的缺陷，即其輸送風速高帶來能耗大、管道磨損、輸送物料的破碎和分離除塵造成困難等問題，人們就試以從低輸送風速、高濃度中來尋找新的途徑，開發新的裝置。1962年原聯邦德國 Gattys 公司的內套管式氣力輸送裝置開發成功，同年瑞士Buhler 公司的外旁通管式裝置，1969年英國Wanen--Spring試驗所的脈沖氣刀式氣力輸送裝置相繼問世。這些引人注目的研究成果，受到了世界各國的普遍重視，使粉粒體的氣力輸送技術進人了一個嶄新的階段，此后又相繼出現了日本日曹公司的成栓器脈沖式、小松制造公司的球式等粉體設備，使氣力輸送技術日臻完善。在此期間對稀相懸浮輸送技術由于計算及測試技術、材料技術的進步，在其理論研究和應用技術上也有了長足的提高。例如，運用電子計算機對設計計算過程的數據分析、模擬計算和優化設計;對測試數據的處理;對彎管的耐磨結構、材料和供料、卸料機構的防卡機構;從物性的角度來探討裝置輸送的適用性;運用放射性同位素、光導纖維測定技術對物料運動參數的測定等。

作為氣力輸送最初應用的筒式輸送裝置也有了新的發展。1960年在原聯邦德國漢堡建造了兩條管徑為450mm、長度為1.8km和2.2km的郵件輸送實用管線。由于上述裝置輸送成功的激發，有輪集裝容器管道輸送技術的研究在前蘇聯、美國、加拿大、日本又活躍了起來。前蘇聯設有這類裝置的管線最長達50km，每年運送礦石200萬t，還計劃建造幾條更大的礦產品輸送線，最大管徑為1220mm。日本由新日鐵和大福機工合作研制的集裝容器管道輸送系統已在新日鐵室蘭廠輸送熱石灰和石灰石中起到重大的作用，輸送管徑為600mm，午輸送能力為 17萬比。目前，世界上對碎石、砂、城市廢棄物、農產品的集裝容器管道輸送提出了不少方案和經濟可行性論證，可以預見，簡式輸送技術將作為流體管道輸送技術中的-個重要分支而受到重視和發展。

近年來，氣力輸送技術在以往低壓氣力輸送和高壓氣力輸送技術的基礎上進一步開拓應用。例如，蔣粉料噴吹送人高溫熔化的液態金屬中:將粉狀燃料噴人熔化爐和鍋爐中去的技術:利用港口吸卸谷物的吸糧機的原理將氣力輸送技術用于高溫熔渣的吸出清理;對以往難以輸送物料的輸送技術;磨損性大的物料的輸送技術以及塑料成形體中物件的輸送技術等作為氣力輸送技術對新應用領域的開拓最為社會重視的是氣力輸送用于垃圾的回收輸送系統，如圖1-6所示。人們已將上述系統稱之為垃圾的“下水道”。由于氣力輸送技術在環保安全衛生上的顯著優點，近年來在將其小型多功能化上也作了有實用價值的開拓。

氣力輸送是氣固兩相流。其流動模型、流變分析、壓力損失計算、測試技術等與固液、氣液兩相流具有一定的共性，為推動學術理論和技術應用的發展，從多相流角度加以綜合研究，最近在世界先進國家受到了重視。從兩相流到多相流的研究進展意味著技術進步與研究深化。用現代行之有效的先進技術來研究多相流也進而促進兩相流理論和應用研究的提高。

我國從 1958年就在港口對氣力輸送技術進行研究試驗并應用于卸船，其他各行業也開發了多種形式氣力輸送裝置，在生產上獲得了應用，如建立了風送系統的面粉廠，氣力輸送煙絲，鑄造車間型砂氣力輸送技術也逐漸發展起來。此后研制成功生產率為每小時 400t的大型吸糧機以及為中小內河港口使用的各種類型吸糧機，并對流動性差的物料例如煤炭、砂石、帶碎冰的魚類卸船開展試驗研究。除此之外，我國其他行業中氣力輸送的發展也很快，鑄造車間中的型砂、新砂舊砂、煤粉和粘土粉等造型材料均已實現了氣力輸送，特別是近年來新一代低風速高混合比氣力輸送裝置的開發和成功應用使我國的氣力輸送技術水平有很大的提高。在糧食加工廠和糧倉新建和改建了輸送谷物和其他加工品的氣力輸送設備;化工、水泥、輕工紡織、食品、水產等部門中也采用氣力輸送設備來輸送各種粉體物料，從而使氣力輸送技術在我國的應用越來越廣泛。近幾年來簡式氣力輸送技術在我國的應用也有了很大的發展，例如，用于圖書館的借書條傳送系統，用于集裝箱碼頭集中管理系統中的傳票憑證傳輸系統，冶金及礦物試樣傳輸系統均是我國自行設計研制成功的。在理論研究、設計方法、測試技術、維護管理方面，我國的教學、科研、設計和應用部門已做了大量的工作并取得了不少成果。我國早已成立了中國機械工程學會物料搬運專業分會(現更名為物流工程分會)，并設立了管道物料輸送技術專業委員會(原為氣力輸送專業委員會)。在各行業和地方還成立了糧食、鑄造行業的氣力輸送等專業學組，這一切均將促進氣力輸送技術在我國的應用和進一步發展。