一、叶轮式回转阀

　　 1.基本特点 叶轮式回转阀是气力输送系统中*常用的一种排料设备，它在中低压压送式系统中则被用作供料器。在粉体工艺过程中，它的应用很广泛，除可以用来供料和卸料外，还可以用来计量和配料。

叶轮式回转阀结构合理、工作可靠、体积较小、制造科学。它由带格室的旋转叶轮和固定的壳体两部门组成，适用于排卸流动性较好、磨削性较小的粉粒状和小块状物料。

当叶轮由传动机构驱动在壳体内旋转时，从上部分离器（或料斗）落下的粉粒状物料便由进料口进入叶轮格室，并随着叶轮的转动而送至卸料口排出。在整个工作过程中，这种卸料器基本上能连续定量地供料和卸料。由于叶轮和壳体间的配合比较紧密，具有较高程度的气密性，它在卸料过程的同时又能起减少漏气作用，因此，在气力输送系统中，也称它为锁气阀。

2.结构形式 根据排卸物料特性和用途不同，叶轮式卸料器有不同结构形式。

1）按传动轴的布置方式，可分为卧轴卸料器和竖轴卸料器两类。前者广泛用于粉体工程和气力输送系统，后者只是用来从料仓内排出细粒物料进行配料。

2）从叶轮的基本结构考虑，可分为叶轮具有侧面挡板和没有侧面挡板两类。前者排卸粉粒状物料原则上不与外壳端盖直接接触，但由于粉尘有可能漏入侧面挡板与外壳端盖间的空腔，有时会影响叶轮转动；后者结构较简单，但输送磨削性物料时端盖易受磨损。

3）从密封性较好使用要求考虑，叶轮式卸料器具有不同的结构特点。在运转时可以保证叶片紧贴壳体内壁，以减少漏气量。

4）为使卸料器在运转时防止叶轮被杂物卡住，特制卸料器在结构上采取了一些防卡措施，当叶轮被异物卡住时，壳体移动部分能自动向外移动让出通道，使异物得以排除。其结构特点是：根据密封和耐磨要求，叶片端部装有可调式耐磨橡胶条；根据防卡要求，进料口采用向转动方向倾斜的结构并设有弹性防卡挡板，在转动轴上配备由弹簧牙嵌式保险离合器和电气控制系统组成的顺反转防卡安全装置。此外，在壳体上设有两个均压管接头，可与上部分离合器连接，以减少漏气对进料的影响。

3.通过能力 叶轮式卸料器的通过能力，可按下式确定：

　　 式中G ——卸料器通过能力（t/h）；

　　　　 L ——叶轮格室有效长度（cm）；

　　　　 n ——叶轮转速，一般取15～50r/min；

　　　　 φ——填充系数，对于粒状和细块状物料φ＝ 0.7～0.8　；粒状物料φ＝ 0.5～0.6；轻泡的粉状和片状物料，φ＝ 0.1～0.2；

　　　　 R ——叶轮外缘半径（cm）；

　　　　 r ——叶轮格室底部半径（cm）；

　　　　 δ——叶片厚度（cm）；

　　　　 z——叶片数（个）；

　　　　 ρ s ——物料密度（kg/m3）。

　　　　 考虑到系统瞬时生产率有可能大于设计技术生产率，为保证能连续安全工作，卸料器的通过能力应当比气力输送系统的设计生产率大0.2～1.0 倍。

　　 4.影响叶轮式卸料器工作性能的因素

（1）漏气：由于卸料器的进料侧和排料侧存在压力差，通过间隙泄漏和叶轮格室带进的上升高压气流，会阻碍物料颗粒顺利进入卸料器格室，因而导致卸料器的填充系数和通过能力减少，同时还会加速卸料器内部部件磨损。反向气流经卸料器大量泄漏，还会使通过输送线的气体流量减少，输送风速降低，因而有可能引起输送条件恶化和生产率降低。当漏气严重时，甚至还会造成输送管道堵塞。为使系统能正常稳定地输送，在选用风机时就必须考虑风量要有更多的产量，这意味着系统的耗能也要随之增大。因此，漏气是影响卸料器和气力输送系统工作性能的首先应予重视的问题，在设计时应认真考虑。通常卸料器的漏气量可

达风机总风量的15%～50%。

（2）叶片数量：正确确定叶轮叶片数量对减少漏气、提高卸料器工作性能也是很关键的，一般说来，6个叶片的叶轮在运转过程，能保证在进料口和排料口之间的每侧至少有1 个叶片能有效地起着迷宫式密封的作用；8个叶片的叶轮则至少有2个叶片、10个叶片的叶轮至少有3个叶片能起迷宫式密封作用。从压差出发考虑限制漏气而言，10 个叶片的叶轮适用于压差为50～100kPa（表压），8 个叶片适用于压差为50kPa，6个叶片则适用于压差为20kPa。

　　 对于高真空吸送系统，卸料器叶轮在运转中应保证从进料口至排料口的每侧至少有二个叶片与壳体保持接触。叶片数量太少当然不足以起防漏作用，数量太多则叶片之间的夹角变小，使叶片形成的格室变窄，因而可能使物料较难从叶轮中降落下来，而且会妨碍较大块物料的进入和排出。对于流动性较好的粉粒物料且当密封要求较高时，可采用较多的叶片数，但*多不宜超过10片。

（3）进料口宽度：在规定的叶轮转速下，进入卸料器的物料数量，与进料速度和进料断面有关。而当进料速度和进料口的长度（通常等于叶轮的有效长度）给定后，卸料器的通过能力和叶轮格室的充填系数，就只与进料口宽度有关了。在符合结构气密要求的情况下，随着宽度增大，其通过能力和充填系数也会相应增大和提高。卸料器进料口的*小断面积，应保证物料能自由降落，一般应比输料管断面积大2～4 倍。

　 （4）转速：转速对卸料器通过能力的影响也很大。在低转速时，叶轮格室有充分时间从料口进料，此时，通过能力随转速成正比例增大，从理论上讲，其**通过能力只能达到由进料口断面所限定的**供料量值。实际上由于叶轮的转动、压力差及漏气气流的作用，影响了进料速度，其有效**通过能力总是低于理论**供料量。当通过能力随着转速的增高达到**值后，如叶轮转速继续增高，则由于颗粒对叶片的冲击反弹作用的加剧，使物料的进料速度降低，其通过能力反而下降。再从排料口的情形来考虑，颗粒在叶轮内因旋转而获得角速度，它们在卸料口不完全是铅垂落下。当转速较低时，颗粒有充分时间下降，格室内的物料能完全排空。但在高转速时，有部分颗粒来不及排出而又被带回，因而通过能力下降。对轻质物料由于其自由降落速度小，这种影响更为明显。

　　 通常卸料器转速在15～50r/min 选取。应根据物料特性，卸料器结构形式等综合考虑。

　 （5）物料特性：影响卸料器工作性能的物料特性主要有：流动性、密度、堆密度，堆积角、粒度分布、粘性、磨削性、腐蚀性、硬度、流化性等。这些物性对决定卸料器的结构形式和制作材料。卸料器的充填系数以及有关参数等都有实际意义，一般说来，表面光滑，粒度均匀，流动性较好，密度大的颗粒，由于其降落速度较大，在装料和排料过程所受各种阻力较小，因此能顺利进、排料，并使卸料器的充填系数和通过能力增大。

　 （6）叶片形状：在物料进入卸料器的过程中，叶片形状对格室的充填状况影响较大。通过对进入卸料器颗粒运动轨迹的分析，目前应用*广的中心进料，径向直线形叶片的卸料器进料条件并不十分有利，因为流入其内的部分物料会被叶片弹回。而对于中心进料情况，如采用与颗粒运动轨迹相适应的向着转动方向弯曲的叶片，其进料条件较好，颗粒进入格室时的摩擦碰撞影响较小，会获得较高的充填系数和通过能力。

　 （7）进料角度：进料角度是卸料器重要的结构参数之一。进料角系指处于进料口中心线与叶轮外圆交点上的颗粒重力的径向矢量与叶轮铅垂中心线所夹的圆心角。它确定了卸料器壳体圆周上的进料位置，即进料的偏心度。在偏心进料情况下，可以通过选定适当的、相互协调的叶轮外圆半径、角速度、进料速度以及进料角度，在叶轮上获得尽可能短的颗粒径向进料的运动轨迹，从而采用径向安装的叶片便可得到较高的充填系数。试验表明，进料口向转动方向偏移的偏心进料（进料角度 >15°）的径向直线形叶片叶轮的通过能力，较中心进料的前弯叶片叶轮的通过能力更大些。而进料口逆着旋转方向移动的偏心进料时的充填系数，则要比中心进料时差，这是由于叶片形状与颗粒运动轨迹不相一致，进入叶轮的颗粒受叶片撞击、反弹干扰了充填过程的缘故。

　 （8）排料口：其位置一般由结构和输送工艺要求确定，处于中心部位的占绝大多数。排料口断面的长度，通常与进料口一样，均等于叶轮有效长度值。为使卸料器能够达到较高的通过能力，除要求格室尽可能装满外，还需使其尽可能全部卸空。因此，卸料口断面的宽度应根据格室卸空条件，即排料角（排料开始瞬间处于格室底部的颗粒重力的径向矢量与此颗粒运动至叶轮外圆脱离叶轮排出时的重力径向矢量之间的夹角）的大小来确定，至少应等于或大于排料角所对应的弦长。

影响卸料器工作性能除上述诸因素外，还有温度。卸料器体的结构强度、刚度、制造精度及装配质量等。