Это очень популярный агрегат при использовании циклонов, позволяющий выводить сыпучий материал из находящихся под давлением бункеров и полостей оборудования. Принцип работы состоит в том, что лопатки ротора плотно прилегают к ротору и почти не пропускают через просвет поток воздуха, но в полостях между ними сырье свободно переносится в нижнюю часть. Лопатки ротора либо точно подогнаны к корпусу, что применяется для наиболее мелких и абразивных видов сырья, либо снабжены эластичными полосками для уплотнения по всему периметру каждой лопатки.
Так как в биотопливной теме сырье довольно крупное, то зазор между стальной лопаткой и корпусом оставляют 30-50мм и в качестве уплотнения используют либо куски резиновой транспортерной ленты, либо более термостойкие и мягкие пластины из силикона. Из-за удаленности таких производств от цивилизации в качестве уплотнительных пластин могут применяться куски, вырезанные из полиэтиленовых канистр и прочие относительно износостойкие эластичные материалы. Для плотного прилегания достаточно лишь небольшого изгиба уплотнений при контакте с корпусом, иначе отскакивание края при выходе в верхнюю горловину будет подбрасывать материал в обратную сторону, что может приводить к заторам в циклонах. При соблюдении режимов работы оборудования нет нужды в термостойкости уплотнений, так как даже при контакте с горячим воздухом перегрева не происходит из-за охлаждения омываемым сырьем.
Производительность шлюзового затвора рассчитывается относительно просто. Нужно рассчитать объем цилиндра, в который умещается ротор, и умножить его на количество оборотов в час и на насыпную плотность сырья. Учитывая, что заполнение ротора обычно происходит не больше чем на треть из-за отскакивающих уплотнений, витания частиц и занимающих объем уголков жесткости с крепежом, полученную цифру следует разделить на три. Например, шлюзовой затвор с диаметром ротора 300мм и шириной 200мм имеет объем примерно 14 литров, и при 30об/мин с учетом заполнености на треть объема выдаст за час 8400 литров, что при плотности опила 200кг/м3 составит всего 1,7 тонны в час.
Самый простой способ увеличить производительность затвора – добавить оборотов. Для свободного входа сырья центробежное ускорение на краях лопасти не должно превышать половины ускорения свободного падения. Для указанных выше параметров шлюзового затвора ускорение получается примерно 1,5м/с2, поэтому при необходимости увеличения производительности можно увеличить частоту вращения в 1,5-1,8 раза, чтобы центробежное ускорение составляло 3,3-4,8м/с2 при 45…54 об/мин. Дальнейшее увеличение скорости начнет резко сокращать наполняемость ротора. Так, при 45 об/мин лопасти проходят верхний патрубок каждые 0.22 секунды, и за это время частицы сырья из неподвижного состояния успевают свободно упасть на 240мм без учета витания, а по факту едва успевают достичь вала ротора. В два раза большую производительность при тех же габаритах показывают шлюзовые затворы со смещением входного и выходного патрубков по ходу движения, так как лопасти способствуют захвату сырья и обратного выброса практически не происходит, что позволяет еще в 1.5 раза увеличить обороты при лучшей наполняемости. Увеличенные обороты при такой конструкции помогают лучшему освобождению ротора через нижний патрубок, так как выброс сырья происходит с ускорением.
Примитивной альтернативой шлюзовому затвору может применяться кусок обычной гофрированой гибкой трубы. Так как при вращении воздуха в циклоне создается ощутимое разряжение вблизи его оси, то избыточное давление закачиваемого в циклон воздуха частично компенсируется и через нижний фланец выходит лишь 20-30% от общего объема. Гофрированный шланг способствует плавному осыпанию сырья, частицы которого служат дополнительным препятствием потоку воздуха. Диаметр гофры обычно вдвое меньше диаметра верхнего фланца циклона, а длина шланга в 4-5 раз больше диаметра. В конечном счете, диаметр и длина шланга подбирается индивидуально таким образом, чтобы во время работы сырье перекрывало на 2/3 от площади сечения гофрированного шланга и это дает небольшой запас для исключения образования комков на выходе из циклона.
