Что такое силос с воронкообразным днищем: геометрия, помощь потоку и где он применяется
Создано 07.31
Что такое силос с коническим днищем: геометрия, помощь потоку и где он подходит
Силос с коническим дном — это неглубокий пирамидальный или конический бункер, встроенный в основание цилиндрического силоса, с наклоном к единственному выпускному отверстию. Он занимает промежуточное положение между плоским дном и крутым коническим дном: меньше стали и меньше высоты, чем у полного конуса, и гораздо более надёжная разгрузка, чем у ровного пола. Это правильный выбор там, где материал течёт при умеренном угле естественного откоса, где ограничена высота помещения и где требуется единственный дозируемый выпуск, — и неправильный выбор там, где материал слёживается, поскольку пологий наклон не может преодолеть большой угол течения.
Инженер по сыпучим материалам почти в каждом проекте выбирает между плоским днищем, воронкообразным днищем и коническим днищем, и вопрос редко сводится только к стоимости. Вопрос в том, покинет ли материал силос вообще. Воронкообразное днище — это компромисс, на котором останавливается большинство спецификаций, потому что оно обеспечивает большую часть надёжности разгрузки конуса при малой доле дополнительной высоты и стали. Понимание того, что такое воронкообразное днище, насколько крутым оно должно быть и какая помощь ему нужна, — это разница между силосом, который опорожняется чисто, и тем, который постоянно приходится разбивать ломом.
Геометрия: мелкая воронка внутри цилиндра
Днище воронки — это неглубокая перевёрнутая пирамида или конус, встроенные в основание силоса с наклоном к центральному выпускному отверстию. Определяющей характеристикой является уклон: воронка более пологая, чем технологический конус, поэтому она достигает требуемого угла истечения при меньшей высоте и с меньшим количеством листового металла, чем крутой конус, что важно, когда силос находится под существующей крышей, в здании с фиксированной высотой карниза или на площадке, где более высокое сооружение означает более высокий подъём крана и более высокий фундамент. Воронка может быть пирамидальной — с прямоугольными или квадратными стенками, которые аккуратно вписываются в план силоса, и с выпуском через центральное или смещённое прямоугольное отверстие, — либо это может быть пологий конус. Обе формы концентрируют поток в одном выпускном отверстии, что и является эксплуатационным преимуществом: один поворотный клапан или шнек дозирует весь силос вместо того, чтобы несколько напольных патрубков открывались и закрывались вручную.
Уклон, угол потока и размер выпускного отверстия
Воронка работает только в том случае, если уклон превышает сопротивление материала, а выпускное отверстие достаточно велико, чтобы не образовывалась сводчатая пробка. Определяющим параметром является угол естественного откоса материала и, что ещё важнее, его динамический угол потока после того, как он подвергся сжатому хранению в течение цикла; уклон, который выглядит достаточным в паспортных данных, измеренных в расходомерном лотке, будет удерживать материал, когда силос был заполнен под давлением от транспортирующей линии. Практическое правило — добавить запас к измеренному углу, а затем проверить диаметр или ширину выпускного отверстия на соответствие когезионной прочности материала: мелкие порошки и влажные массы образуют устойчивые своды над небольшими отверстиями, тогда как крупнозернистый гранулированный материал будет течь через умеренное отверстие. Если хотя бы один из этих размеров является граничным, решение — не более крутая воронка, чем может позволить себе площадка, а вспомогательное средство — аэрационная подушка, кольцо флюидизации, импульсный или вибрационный выпуск, либо механический побудитель — предусмотренное вместе с силосом, а не после первого затора.
Сравнение с двумя альтернативами
Плоское днище, воронкообразное днище и коническое днище — это три точки на компромиссной кривой, а не три типа изделий. Плоское днище — самое дешёвое и простое, но оставляет остаточный слой и требует разгрузки подметанием; оно подходит для свободно текущего материала с низкой связностью при большой площади в плане. Коническое днище — крутое, высокое, полный конус от стенки до выпускного отверстия — обеспечивает почти полную разгрузку и чистый единый выпуск, ценой большего расхода листового металла, большей высоты и более глубокого котлована под фундамент или более высокой стальной конструкции. Воронкообразное днище занимает промежуточное положение: оно разгружается гораздо лучше плоского пола при умеренном увеличении высоты, а стоит меньше и компонуется ниже, чем полный конус. Таким образом, решение сводится к тому, какую высоту допустит площадка и насколько материал сопротивляется течению, и воронкообразное днище выигрывает, когда материал находится на границе текучести, а свободная высота ограничена.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Форма днища | Мелкая пирамидальная или коническая воронка | В основание цилиндрического силоса |
Уклон | Выше угла потока материала, с запасом | Определяет высоту и количество листов |
Выпускное отверстие | Центральное или смещённое, с размером под требования прочности соединения | Предотвращает сводообразование над отверстием |
Ширина панели | ~1,2 м | Опция панелей заводского изготовления на болтовом соединении |
Система соединений | Фланцевое соединение, прокладка EPDM, болты класса 8.8 | Возможность повторной затяжки при остановке |
Вспомогательные опции | Аэрационная подушка, кольцо флюидизации, импульсный или вибрационный выпуск | Указывается на стадии проектирования |
Внутренняя облицовка | Эмаль наплавленная при 820–930 °C, 0,25–0,45 мм | Ra < 0,8 мкм, pH 1–14, срок службы 30 лет и более |
Опция горячего цинкования | Горячее цинкование по GB/T 13912-2020 | Сухой, инертный, сыпучий материал |
Крыша | Болтовая коническая или алюминиевый купол AWWA D108 / API 650 | Нагрузки по ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Фундамент | Кольцевой или плоский с анкерами | Проверка на всплытие в порожнем состоянии |
Применение воронкообразного днища для реальной задачи
Согласуйте воронку с наихудшими характеристиками материала, а затем проверьте её с помощью испытания на текучесть, прежде чем вырезать панели. Зерно, кормовые гранулы, пластиковые гранулы и сухой цемент обычно текут под умеренным углом и подходят для воронки с выходным отверстием достаточного размера и с небольшой вспомогательной подачей или без неё. Мука и другие мелкие порошки требуют большего выходного отверстия и обычно аэрации или импульсной вспомогательной подачи, поскольку мелкий порошок легко образует своды, а также будет сильно пылить при малом выходном отверстии. Влажная биомасса, некоторые минеральные концентраты и любые гигроскопичные или сильно когезионные материалы потребуют более крутого уклона, чем воронка может обеспечить в доступной высоте, и для таких задач подходит полный конус со вспомогательной подачей. Если материал находится на границе применимости, дешёвой страховкой является масштабное испытание на текучесть фактического материала через репрезентативную воронку и выходное отверстие при заданном уклоне, что стоит гораздо меньше, чем силос, который не опорожняется.
Объект проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Мощность | Объем работ |
Резервуар сырой воды большого диаметра | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка и надзор за строительством |
Резервуар для хранения большого диаметра | Пекин, Китай | Резервуар GFS | 9 682 м³ | поставка и надзор за строительством |
Хранение пожарной воды, два резервуара | Сычуань, Китай | Пожарный резервуар GFS | 8 930 м³ | поставка и надзор за строительством |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоплавильной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для силоса с коническим дном это означает, что листы бункера и наклонные поверхности изготавливаются вместе с корпусом, выпускное отверстие и интерфейсы вспомогательных систем включаются в тот же комплект, внутренняя поверхность эмали выполняется гладкой там, где продукт должен чисто выгружаться и смываться, а также ведутся записи о болтовых соединениях и inspections стыков бункера, которые являются наиболее нагруженными листами в конструкции.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Что такое силос с коническим дном?
A1: Силос, основание которого представляет собой неглубокий пирамидальный или конический бункер с наклоном к одному выпускному отверстию. Он менее глубокий и короткий, чем полное коническое днище, но разгружается гораздо лучше, чем плоский пол, что делает его обычным компромиссным решением на предприятии с ограниченной высотой.
Q2: Насколько крутым должен быть наклон воронки?
A1: Наклон должен превышать динамический угол потока материала с запасом, а выпускное отверстие должно быть достаточно большим, чтобы когезионная прочность материала не могла образовать свод над ним. Оба параметра следует подтвердить испытанием потока на фактическом материале перед изготовлением.
Q3: Когда воронка лучше полного конического днища?
A1: Когда высота или стоимость стали важнее полной разгрузки, материал течет без значительной помощи, и одно центральное выпускное отверстие предпочтительнее нескольких портов в полу. Когда материал слеживается или имеет большой угол потока, воронка не будет разгружаться, и требуется более крутой конус с вспомогательным устройством.
Вопрос 4: Какая помощь обычно требуется воронке?
Ответ 1: Аэрационная подушка или кольцо флюидизации для мелких или связных порошков, импульсный или вибрационный выпуск для материала, образующего своды, или механический побудитель для влажного материала. Помощь должна быть предусмотрена вместе с силосом, а не дооснащаться после первого затора.
Вопрос 5: Можно ли футеровать дно воронки эмалью?
Ответ 1: Да. Листы бункера имеют ту же эмалевую систему, что и корпус — наплавленную при 820–930 °C, толщиной 0,25–0,45 мм, испытанную на пробой при 1500 В постоянного тока, гладкую с Ra ниже 0,8 мкм и стойкую к pH 1–14 — что способствует выходу материала и позволяет мыть бункер между продуктами.
Вопрос 6: Сложнее ли проверять соединения дна воронки?
A1: Это наиболее нагруженные плиты в конструкции, поэтому болтовые соединения и прокладки бункера следует включить в плановый осмотр, особенно после первого цикла заполнения, когда материал уплотнился, а геометрия плит восприняла нагрузку.
Днище силоса в форме воронки — это неглубокий бункер внутри цилиндра, который обеспечивает надёжную одноточечную разгрузку без высоты и стали полного конуса. Его успех зависит от уклона, превышающего угол естественного откоса материала, выпускного отверстия, достаточно большого для предотвращения сводообразования, и правильной вспомогательной системы, заложенной с самого начала. Сравнивайте его с плоским днищем и коническим днищем по поведению материала и доступной высоте, а не только по весу листового металла. Отправьте данные о материале и ограничение по высоте инженеру, и вы получите сравнение днищ с указанием уклона, выпускного отверстия и объёма вспомогательных работ.
Связаться с инженером
Сообщите хранимый материал с его насыпной плотностью, углом естественного откоса и связностью, требуемую производительность и скорость разгрузки, доступную высоту от пола до точки разгрузки, а также данные о ветровых и снеговых нагрузках на площадке. Мы предоставим сравнение воронкообразного, конического и плоского днища с указанием уклона, размера выпускного отверстия, вариантов побуждения и комплекта чертежей и спецификаций.
WhatsApp