桨叶式干燥机金属软管失效原因分析及改进.pdf

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1、682化工机械2013年桨叶式干燥机金属软管失效原因分析及改进王东升+(四川大学化学工程学院)摘要针对桨叶式干燥机金属软管频繁失效引起蒸汽泄漏的问题进行原因分析，然后针对性地提出了改进措施，通过采用聚四氟乙烯做金属软管的衬里，延长了干燥机金属软管的使用寿命，提高了干燥机的运行周期。关键词桨叶干燥机金属软管聚四氟乙烯中图分类号TQ051．8+92文献标识码B文章编号0254-6094(2013)05-0682-04桨叶式干燥机是一种以热传导为主的卧式搅拌型连续干燥设备。由于该设备干燥时所需的热量依靠热传导间接加热，因此干燥过程不需或只需少量气体以带走湿分，极大地减少了被气体带走的这部分热

2、量损失，提高了热量利用率，是一种节能型干燥设备。它适合对颗粒状和粉末状物料进行干燥，也能对膏状物料进行干燥。近年来，随着国内技术的逐步成熟，该设备已广泛应用于化工、农产品加工等行业⋯。1桨叶式干燥机桨叶式干燥机主要由机体、上盖、空心转轴、楔形桨叶、夹套、金属软管以及传动装置等部件组成(图1)。其工作原理为：将加热介质(蒸汽)通入桨叶轴、桨叶和壳体夹套中；物料由进料口加入，充满楔形叶片的空隙，在桨叶轴的转动下，物料一边被蒸汽间接加热，一边向前移动，干燥后的物料从出料口送出拉1。金属软管主要用来输送蒸汽进入空心转轴中，并输出部分蒸汽和蒸汽冷凝液。图1桨叶式干燥机示意图1——金属软管；4——

3、进料口；7——上盖；lO——支架；13——空心转轴；16——蒸汽进口2金属软管2——旋转接头；5——排气口；8——蒸汽出口；11——夹套；14——电机；3——传动装置；6——人孔；9——出料口；12——桨叶；15——减速机；金属软管是由波纹管、编织网套、管接头和活套法兰4部分组成的(图2)。波纹管是软管的本体，用很薄的不锈钢带材经成形、焊接等工艺制成。波纹管横向受力时，由于滤纹几何形状的改变产生较大的弯曲变形，使金属软管具有较大的挠性。网套由相互交叉的若干硬钢丝以一定的顺序编织而成，是软管的重要组成部分。它不仅要分担软管轴向、径向上的静负荷和流体产生的脉动负荷，而且要保护波纹部分不受外

4、来的机械损伤。只有编织网套完好，波纹管才能承受较高的压力。网套和波纹管通过接头用钎焊的方法联为一体，以便与其他管件联接¨·。}王东升，男，1983年5月生，工程师。四川省成都市，610064。图2金属软管结构第40卷第5期化工机械6833金属软管泄漏原因分析3．1工艺方面3．1．1金属软管设计压力选择干燥机的金属软管输送介质为S6蒸汽和蒸汽冷凝液，实际工作压力在0．2—0．6MPa之间调节。根据文献[4]的规定，金属软管在高温下的工作压力为：Po=K×PN式中K——温度修正系数；p0——工作压力，MPa；PⅣ——公称压力，MPa。已知，P。I>0．6MPa；根据文献[4]表C．0．2可

5、查出波纹管、网套材料的温度修正系数为K=0．75，即：PN=Po／K≥0．6／0．75≥0．8MPa。根据压力等级划分，PN=1．0MPa最合适。原装金属软管设计压力为1．0MPa，满足使用要求。3．1．2水击现象干燥机金属软管输送的蒸汽进入干燥机后由于传热作用，部分蒸汽迅速冷却成水，管道内一部分是水，一部分是蒸汽，使得流动不均匀，造成管道受力不均，必然产生管道振动，即发生水击。水击现象是由于介质流动状态忽然改变，管内流体动量发生变化而产生的压力瞬变过程，是管内不稳定流动所引起的一种特殊振荡现象。急剧升降的压力波通过管路传递时会产生一种犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，因此亦称为水锤∞’

6、。当水击发生时，会对管道与其相连设备的安全产生危害，特别对管道的弯管段，受到的冲击力相当强烈，而金属软管本身比较薄弱，弯道又比较多，即使选用不锈钢，也很容易引起金属软管泄漏。所以，水击现象是造成金属软管破损泄漏的主要原因之一㈤。3．2设备方面3．2．1金属软管的实际弯曲半径金属软管的实际弯曲半径尺可按文献[7]中的公式选取，R=KXR。，其中，R。为软管许用最小弯曲半径，K为经验系数。若K值选得太小，软管经反复弯曲，易产生疲劳破坏和应力集中；若K值太大，则会引起材料浪费并给布置带来困难，因此，K值一般在1．0～2．2范围内选取。针对无振动、无反复弯曲的状况，可选R。=R；(静态弯曲半径

7、)；或者对于无振动、有反复弯曲的情况，可选R。=fR；(，=1．5—2．0，f为安全系数)；或者对于有振动、无反复弯曲的情况，可选R。=R。(动态弯曲半径)；再或者对于有振动、有反复弯曲的情况，可选R。=fR。(，=1．5—2．0)。根据文献[4]的规定，DN65mm的金属软管其静态弯曲半径Ri≥390mm，动态弯曲半径R。≥845mm；并根据现场的工作条件，金属软管基本无振动，只存在偶然卡料振动的情况，干燥机转轴跳动幅度最大不超过3mm，即金