气力输送系统分类

1  气力输送系统分类方法的概述

传统的分类方法，是根据气源设备的位置与压力，大致分为吸送式和压送式两种。吸送式系统的特征是，气源装置（真空风机等）位于输送管道的末端，物料被从管道入口吸入的空气带动实现输送。此种情况，输送管道内压力低于大气压，因此也被称作负压式或真空式。压送系统中，气源装置（风机、压缩机等）位于输送管道的前端，物料随着从风机喷出的气体实现输送。此种情况，输送管道内压力大于大气压，因此也被称为正压式输送。

同时，根据输送压力的大小及使物料进入输送管道的供料设备种类进行细分也是惯用的方法，如：高压输送系统、低压输送系统、旋转阀输送系统、发送罐输送系统、喷射泵系统等。

但传统的分类方法过于拘泥于机械的特征，忽视了直接影响输送品质（物料破碎与磨损以及输送系统的稳定性等）在输送管道内粉粒料的流动状态。因此，在实际装置中就出现了物料流动状态完全偏离设计预想的问题。

本公司为了解决此种问题，一直致力于系统分类方法的改进。其成果是，形成基于重视管道内粉粒料流动状态（=流动样式）的特征而非机械式特征的理念，进行系统分类。

在设计方面，也形成与分类方式相同的理念，开始重视物料的流动特性。首先将由基础研究得出的流动状态的界限条件融入设计计算当中，对设计手段进行改进，其次为了保持流动状态，也可采用风量控制装置等对系统加以优化。

通过这些努力，本公司能够实现更佳的气力输送系统的分类，设计上能够实现保持更佳的流动状态的计算，从而为用户提供更经济、稳定运转的系统。

2  气力输送系统的分类

气力输送系统是利用空气等媒介气体的流动，通过管道（输送管道）进行物料输送的系统。根据粉粒料的流动状态可大致分为：栓流、沙丘流、悬浮流等三种。

流动方式不同，其系统构成及装置中的机器设备规格也不同。因此气力输送的设计是从确定流动方式开始的。

2.1栓流（Plug Flow）

栓流就是物料呈非飞翔式的，而是集团成栓的流动方式，是高浓度输送形态的一种。采用这种形态的输送系统，其气体消耗量小，输送效率高，并且不易产生破碎和管道磨损的情况。而且，输送树脂粒料时，几乎不会产生拉丝的情况。

栓流输送是通过采用超低风速来实现的。成栓风速是根据输送管道口径、粒子径、粒子密度、气体密度（压力）等不同而发生变化的。输送物料为通用树脂（例如PP）粒料时，以小于10m/s为大致标准。计算时以2～10m/s的风速范围进行设计。输送粉料时，其所需风速为粒料的40%～50%左右。

注：栓流气力输送系统输送压力高，多用于气源采用压缩机的长距离输送，因此也被称为高压输送系统。但输送压力是取决于输送距离的，距离越短压力越低。因此短距离输送中，气源采用罗茨风机也可实现稳定输送。同时供料设备采用非高压规格的低压规格常用型（低压型）旋转阀（或低压发送罐）即可。

2.2沙丘流（Dune Flow）

沙丘流是粉粒料在管底像沙丘似的成集团滑动的流动方式，属于高浓度输送形态的一种。输送粗粉时，其形成原理与栓流几乎相同。与栓流相比，其特点是像栓流那样粒子集团堵塞整个管道断面的现象几乎没有，或者很少。输送微粉时，利用流态化原理，最适于输送易含空气的微粉。在实际的输送系统中，粗粉与微粉不加以区分，按相同的风速区间进行设计。因此，对于两种基于不同原理的两种输送方式不做区分，统称为集团沙丘流。这种方式与栓流一样具有相当好的输送效果。物料的破损及管道摩损情况明显好于悬浮流。

此种流动方式的所需风速也属于超低风速范围，其大小受到输送管径、粒子径、气体密度（压力）等因素的影响，大约区间为4～16m/s。

2.3悬浮流（Floating Flow : Dilute Phase）

悬浮管底流(Layer Flow)：低速输送

悬浮分散流(Suspension Flow)

悬浮流是输送管内风速高，物料呈飞翔状态移动的流动方式，属于低浓度输送形态。悬浮流分为两种，其中一为风速较低，接近于悬浮极限风速。物料集中在管底部位的悬浮管底流（或称低速悬浮流）；其二为风速高，物料呈分散状态流动的悬浮分散流。应用此形态进行输送的系统限制要求少，设计简单，一直以来被广泛应用。

保持悬浮流的所需最低风速因输送管管径、粒径、粒子密度、气体密度（压力）等不同而变化的。例如输送通用树脂粒料时，采用DN100管道，以接近大气压的低压进行输送时，所需风速为16～17m/s。在高压状态下，例如0.2～0.3Mpa进行输送时，所需风速为8～10m/s。

管底流（低速悬浮流）与悬浮分散流相比较，①固气比高，输送效率高②物料破损小③管壁摩损小等优点。其缺点是风速接近于悬浮流临界风速，因此输送量负荷发生变化时，容易产生线路堵塞。另外，其管道内的风速根据输送负荷（输送量×距离）发生变化，对于风速变动大的输送管道内会出现管底流和分散流并存的情况。同时，输送粉料时，很多情况下形成管底流与沙丘流并存的状态。

本公司的管底流系统旨在同时解决①末端风速过大造成输送物料品质低下、管道磨损、拉丝的情况。②风速不足引起进料部附近粉体滞留及堵塞、输送压力不稳的现象。不仅降低了设备及运转费用，系统也得以稳定运转。

注：采用悬浮流方式输送的高压输送系统的固气比要高于低压系统。但固气比再高，始终是悬浮流，其粉粒料高速移动，管道内物料少，浓度相较于栓流是非常低的。因此高压=高浓度，这一传统理念是不合理的。

2.4  附加描述

在实际装置中，为了表现装置特征及输送品质，经常按需要在装置名称前附加各种额外描述。

例如，为表现输送压力范围或气源压力多采用高压、中压、低压、负压（吸送）这样的描述。

同时，为表示直接与输送品质（破碎、磨损等）相关的风速，多采用高速、低速、超低速等附加表示方式。

而且，为了表现供料器的特征，也多采用旋转阀式及发送罐式的描述。采用单筒型发送罐时，多采用间歇式运转，因此常被称为间歇式。

3  其他相关分类

4.1  表示所需气源装置的特征

输送压力的区间是输送负荷（输送距离及输送量）的结果，与系统的本质（流动样式）无关。关于高压、低压这一说法，没有严密的界限，按照通用气源装置的常用压力范围加以表示是惯例。本公司采取以下表示方法。

输送压力区间          常用气源装置

高压（注1）       0.1Mpa～                 压缩机

低压               0～0.1Mpa            单级式罗茨风机

吸送               0～（-）50kpa        单级式罗茨风机

注1：凡是超过单级式风机的压力区间（-0.1Mpa）时，习惯性称之为高压系统。但输送压力接近0.1Mpa，例如0.1-0.15Mpa区间时，为了强调输送压力区间及气源装置的特征，采用中压的表示方式。此时，为了降低成本，不采用压缩机，而推荐双级式罗茨风机。

4.2  风速区间的表示及与流动状态的关联