谈叶轮式供料器的设计计算*
胡宝林 ，刘文婷
【摘 要】叶轮式供料器也称为闭风器、闭风阀、真空阀、阻气阀，是常见的供料（卸料）装置，多安装在机械供料部分与气力输送接口之间，即可保证物料的顺利下落又可保证使储料箱与气力输送管道之间的密封隔离。是物料输送系统中不可缺少的关键部件。因此本文将有关设计结构、技术参数进行探讨，供广大设计人员参考。 【期刊名称】南方农机 【年(卷),期】2016(047)012 【总页数】2
【关键词】叶轮式供料器；输送量；设计
1 叶轮式供料器的基本结构原理
1.1 基本结构
叶轮式供料器由机壳、叶轮、传动装置、密封条等组成[1]，机壳上端为进料口，与料斗或溜管相连接，下端为排料口，与水平接料三通或存料箱等相连接。具体结构详见图1。 1.2 工作原理
叶轮式供料器的主要工作部件是旋转的叶轮，叶轮将进料口和出料口隔开，由于叶片尖端与机壳内壁有密封条，在叶轮快速运转时相邻叶片之间会产生一定程度的真空，使物料在正压力（物料本身的重力）作用下能够顺利进入叶片的间隙中，随着叶轮的旋转到出料口处自然排出到输料管或存料箱。当水平接料三通管及输送管道中有正压气流时也不会影响物料的正常下落。
2 叶轮式供料器的基本设计参数
2.1 输送量
物料输送量与供料器的尺寸及转速密切相关，输送量越大，尺寸越大。应根据物料本身的物理特性来计算，因为比重越大，需要的供料器越小，关键是叶片之间的间隙所能容纳的物料量、叶轮转动速度及物料的流畅性等[2]。下面以输送复合肥为例研究，为便于调试参数，制成电子表格计算分析，详见表1。 2.2 储料箱规格计算
为了满足连续生产，尽量减少全线停车，储料箱的规格应能满足2-3分钟的装料时间，储料箱做成圆筒结构，直径φ800mm，高1500mm，下部做成变径管（棱台）与闭风阀入口对接。按每小时生产化肥量30t计算，在闭风阀停止运转的情况下，装满一箱化肥需要162s，详见表2。 2.3 闭风阀规格计算
闭风阀圆弧壳体内直径φ300mm，工作幅宽400mm，均匀分布8个叶片，中心轴外径φ60mm，叶轮转速30r/min，理论上每秒钟排出化肥量20.12kg，清空储料箱需要66.8s，理论输送能力（排/供）2.4倍，详见表3。 2.4 运行参数计算
闭风阀的运行参数非常重要，尤其是叶轮运转速度，并费越快产量越大，叶轮的装载系数与叶轮的线速度有关，如果叶轮转速过高，物料将无法下落[3]。实验证明，叶轮的线速度（圆周速度）与排料量之间是一种曲线关系，当圆周速度小于0.5m/s时，排料量随着圆周速度的提高而提高，两者之间大致成正比；当圆周速度大于0.5m/s时，排料量随着圆周速度的提高而缓慢下降，详见图2。 按本例给定参数计算，叶轮线速度0.47m/s，尽管如此，实际叶轮在工作中，
物料很难完全充满叶片间隙，装满系数一般在0.6～0.8之间[4]。经计算输送量为43.7～58.2t/h，完全可以满足生产量要求。详见表4。
3 结论
叶轮式供料器的设计应科学的分析物料特性、精确的计算各项参数，尽量以较小的尺寸规格、较低的运转速度和较少的功率消耗来满足生产需求。 参考文献：
[1] 李奕.叶轮式供料及喷射式供料系统研究[J].中国机械工程，2012(14)：1671-1673+1677.
[2] 李抗.新型组合式气力输送供料器压降特性研究[D].长沙：中南大学，2010. [3] 李勇，李亚莉.气力输送中供料方式的比较分析[J].工程塑料应用，2003(12)：51-54.
[4] 张林桂，彭国勋.新型振动供料器的探讨[J].包装与食品机械，1985(3)：12-18.
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目课题——农资物流安全配送关键技术与装备研究示范（2015BAD18B01）
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