高温水冷倾斜25°螺旋输送机的设计与应用

王一冰，杨志勇

（太原锅炉集团 中辅英成套设备有限公司，山西 太原 030021）

0 引言

螺旋输送机是在化工、建材、粮食等部门广泛应用的一种输送设备，主要用于输送粉状、颗粒状和小块状物料，不适用于输送易变质的、粘性的和易结块的物料［1］。螺旋输送机利用带有螺旋叶片的螺旋轴与物料之间产生的相对运动进行输送，当螺旋叶片旋转时，物料的自重和壳体对物料的摩擦阻止其与螺旋叶片一起旋转，物料类似不转动的螺母，二者之间的相对运动促使物料沿螺旋轴轴向移动，实现物料的输送［2］。

1 高温水冷倾斜25°螺旋输送机的主要参数

螺旋输送机的主要参数如下：

输送介质： 锅炉循环灰；

介质温度（℃）： 450；

额定输送量（t／h）： 3

进料粒度（mm）： ≤Φ10

安装倾角（°）： 25

根据试验平台的技术要求，螺旋输送机需满足以下条件：

（1）构造简单合理，密封性能良好。

3.假设单件化妆品的不含税价为P,买家购买套装相对于分别购买套装内所含产品的可享优惠率为R，则套装化妆品的不含税价为2P（1-R）。令，P≤2000，2P（1-R）>2000。 根据自网易考拉中选取的100组不参与活动打折的单件和套装化妆品样本，以“优惠率=[单件价-(套装价/套装所含件数)]/单件价”计算得知，优惠率R大多集中在0.15%-1.75%。

（2）保证450℃锅炉循环灰物料稳定输送，螺旋叶片需耐高温，耐磨损，易更换。

（3）设备安装、检修和维护简单，易操作。

2 高温水冷倾斜25°螺旋输送机的结构及工作原理

高温水冷倾斜25°螺旋输送机结构示意图如图1所示。主要由电机减速器、联轴器、轴承座、螺旋壳体、螺旋体和底座组成。

螺旋输送机工作时，首先根据额定输送量确定变频调速电机的输出转速，满足输送量的要求；由电机减速器驱动，通过联轴器带动螺旋体转动，旋转的螺旋体推动物料由进料口向出料口移动，完成物料的输送。

图1 高温水冷倾斜25°螺旋输送机结构示意图

3 高温水冷倾斜25°螺旋输送机的结构设计

3.1 螺旋体的设计

螺旋体结构示意图如图2所示，由左轴头、钢管、螺旋叶片、反叶片和右轴头组成。其结构特点如下：

（1）左轴头和右轴头采用常用的45号钢，为了提高轴的强度和抗疲劳能力，将轴进行了调质处理，并根据装配要求确定轴与轴承及键的公差配合、加工精度和表面粗糙度［3］。

（2）钢管采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，其具有良好的耐热性、耐蚀性及抗晶间腐蚀能力，能够在450℃高温下长期稳定运行。

（3）螺旋叶片采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，实体螺旋面型结构。

（4）反叶片同样采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，实体螺旋面型结构。为了防止粉料堵塞端部，在螺旋输送机物料出口端设置了1圈反叶片。

图2 螺旋体结构示意图

3.2 螺旋壳体的设计

螺旋壳体结构示意图如图3所示，由进料口、观察口、出料口、冷却水进口、冷却水出口、螺旋内管和螺旋外管组成。其结构特点如下：

（1）进料口和出料口采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，并根据技术要求确定进口尺寸，再根据进料口尺寸确定出料口尺寸。

（2）观察口采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，为方便观察，紧急处理突发状况，根据技术要求设定观察口并确定观察口尺寸。

（3）冷却水进、出口采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，为提高螺旋输送机的整体寿命，冷却水进口连接冷却水对螺旋输送机进行降温处理，进、出管口尺寸参照技术要求确定。

（4）螺旋内、外管采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，根据螺旋体的尺寸确定螺旋内管的尺寸，再根据螺旋内管的尺寸及冷却水的流量确定螺旋外管的尺寸。

螺旋输送机的输送主要是依靠螺旋体与物料之间产生的相对运动进行输送，因此，物料主要集中在螺旋内管壁上，采取螺旋内管外壁进行冷却效果明显。实际上螺旋内管与螺旋外管之间形成了管式夹套，冷却水通过夹套进行循环，从而对物料进行冷却，大大提高了螺旋输送机的整体寿命。

图3 螺旋壳体结构示意图

3.3 轴承的选用

因为安装倾角β=25°，所以螺旋输送机工作时螺旋体会产生很大的轴向力和径向力。为了保证设备能平稳工作，我们采用了两组轴承和压盖配合的方式来承受轴向力和径向力。一组轴承由双向推力轴承和调心球轴承组成，主要承受设备运转时产生的轴向力和一部分径向力；另一组轴承由双向推力轴承和调心球轴承及压盖配合组成，承受大部分的径向力。通过两组轴承和压盖的配合使用，满足了设备运行中对轴向力和径向力的要求，使设备可以安全平稳地运行。

3.4 壳体的密封设计

壳体的密封结构如图4所示，由端盖、填料箱、填料和填料压盖组成。因为循环灰温度为450℃，所以设计双层密封结构。第一层为端盖处密封，由密封垫、端盖组成，主要阻挡由进料口处循环灰传来的热气和灰料；第二层为填料箱密封，由填料箱、填料、填料压盖组成。通过此双层密封结构保证了密封处的密封性，两层密封处都选用耐高温专业密封材料，保证了设备工作时密封的可靠性［4］。

图4 壳体的密封结构

4 结论

本文设计的高温水冷倾斜25°螺旋输送机安装、调试后已在3MW循环流化床锅炉岛系统热态试验台工程中稳定运行，设备运行情况良好，满足试验台的各项要求。本设备的成功运行，为以后螺旋输送机走向高温领域打下了坚实的基础，也为循环流化床锅炉循环灰的运输提供了新的设备。

［1］ 唐敬麟.运输机械设计选用手册［M］.北京：化学工业出版社，1999.

［2］ 赵立新，丁筱玲.螺旋输送机的选型设计［J］.农机化研究，2006（9）：103-109.

［3］ 成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2002.

［4］ 钟少振，王旭，杨力坤，等.高温水冷螺旋输送机的设计与应用［J］.冶金设备，2010（6）：56-58.