CN102234024B - 粉体分配器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉体分配器，包括罐体(14)、粉体进料口(7、11)、载气入口(6)、两相流出口(9)和流化床(4)，所述流化床安装在罐体(14)内的下部位置并且将罐体分隔成容器腔体(1)和下腔体(15)，其中容器腔体用于容纳粉料(2)，下腔体用于给流化床鼓风；以及，在容器腔体和下腔体之间设有用于平衡容器腔体与下腔体气压的平衡管(5)，并且在流化床的上方、容器腔体的内部安装有锥形钟罩(3)，用于均匀地混合和稳定地输送粉体与载气。本发明能够实现粉体输送系统中粉体与载气的均匀混合和稳定的输送，并且粉体两相流浓度在宽浓度范围内连续可调，且调节过程简易、方便。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种粉体输送系统中的粉体分配器。
背景技术
粉体(或者说细颗粒分散体)输送系统中的分配器有很多种类，如流态化型、螺旋控制型、自流型等，这些分配器内粉体的浓度(即每kg载气所输运粉体或细颗粒体的质量)变化范围通常不大。例如，螺旋控制型煤粉分配器的粉体浓度多在1kg煤粉/1kg空气内可调，适合用于向煤粉锅炉内喷粉，但不适合用于煤粉输送，因为为了提高输送效率，必须将粉体浓度增加到20～30kg煤粉/1kg空气甚至更多；流态化型分配器可适用于高浓度的粉体运输，但由于其内部结构不可调节，且难用于粉体浓度低至0.3-0.2kg/kg的情况，因此无法同时兼顾浓、稀两类浓度粉体的输送作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉体分配器，能够实现粉体输送系统中粉体和载气的均匀混合，及进一步实现粉体浓度在宽范围内连续可调。
本发明为实现该目的所采用的技术方案为：
粉体分配器包括罐体、粉体进料口、载气入口、两相流出口和流化床。所述流化床安装在罐体内的下部位置并且将罐体分隔成容器腔体和下腔体，其中容器腔体用于容纳粉料，下腔体用于给流化床鼓风；以及，在容器腔体和下腔体之间设有用于平衡容器腔体与下腔体气压的平衡管，并且在流化床的上方、容器腔体的内部安装有锥形钟罩，用于均匀地混合和稳定地输送粉体与载气。
在本发明中，罐体可以用不同的材料制成，比如钢或塑料。
优选地，平衡管设计为三通管，该三通管的一端与载气源连接，另两端分别与容器腔体和下腔体连接。这样，平衡管能同时用于供给载气和平衡容器腔体与下腔体的气压。
优选地，在罐体上安装有用于调节锥形钟罩与流化床之间的距离的调节机构。通过调节距离能够改变输送粉体的浓度，即当距离大时浓度高，而距离小时浓度低。钟罩与流化床之间的距离可以连续地调节，使得该分配器输送的粉体两相流的浓度可根据需要在宽的范围内改变。
优选地，钟罩的底截面的半径大于等于流化床的有效半径的1/3，以保证绝大部分的粉体能够输送出去。
优选地，锥形钟罩安装在罐体的竖直中心线上，即锥形钟罩的中心线与罐体的中心线重合，以使粉体与载气的混合效果更好。
优选地，两相流出口安装在容器腔体的顶部或底部。当两相流出口安装在罐体的底部(即下腔体底部)时，下腔体设计为锥形结构，流化床设计为环形结构，并且在下腔体的内部、流化床的下方安装有用于收集粉体的喇叭体，以便对流化床鼓风以及收集混合好的两相流，其中，流化床的中间开口与喇叭体的顶口相连。
本发明的有益效果为：
可实现粉体(或细颗粒分散体)输送系统中粉(粒)体与载气的均匀混合和稳定的输送。
可实现粉体(或细颗粒分散体)输送系统中粉(粒)体两相流浓度在宽浓度范围内连续可调，且调节过程简易、方便。
附图说明
图1为本发明的第一种粉体分配器的结构示意图。
图2为本发明的另一种粉体分配器的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明一种粉体分配器的结构示意图，它为下出料型。
这种下出料型粉体分配器包括钢制罐体14、粉体进料口(由料斗7和进料阀11组成)、载气入口6、两相流出口9和流化床4。流化床4安装在罐体14内部的下部位置，并且将罐体14分隔成容器腔体1和下腔体15。容器腔体1用于容纳粉料2，下腔体15用于给流化床4鼓风。在容器腔体1和下腔体15之间设有用于平衡容器腔体1和下腔体15气压的平衡管5，该平衡管用于供给载气，其一端通入容器腔体1，另一端通入下腔体15。在流化床4的上方、容器腔体1的内部安装有锥形钟罩3，用于使粉体与载气均匀地混合和稳定地输送。
在图1所示的实施例中，平衡管5设计为三通管，其一端与载气源连接，其余两端分别与容器腔体1和下腔体15连接。当然，也可以采用其他的等效实施形式。
锥形钟罩3安装在罐体14的竖直中心线上。锥形钟罩3优选为圆锥形结构，适用于圆柱形的罐体。该锥形钟罩是不带有孔的壳体，载气与粉体在该锥形钟罩内均匀地混合。
在罐体14上安装有调节机构10，用于调节锥形钟罩3与流化床4之间的距离。该调节机构可以设计为机械式的，例如齿轮机构。当然，该调节机构也可以采用其他形式，只要能调节锥形钟罩与流化床之间的距离即可。
在使用这种下出料型粉体分配器之前，先将粉体2通过料斗7和进料阀11加入到容器腔体1中，当加入足够粉体2后关紧进料阀11。钟罩的底截面的半径大于等于流化床的有效半径的1/3。当进行高浓度粉体输送时，利用调节机构10加大锥形钟罩3与流化床4之间的距离，即把锥形钟罩3提升到合适的高度，该高度值可以通过预先测试得到；如果需要进行低浓度粉体输送，则将锥形钟罩3下降至适宜高度。如果将锥形钟罩3完全降到流化床4上，则喷出的气体中将不含粉体；如果把锥形钟罩3上升至粉体可自行流动并铺满流化床4的高度，即为输送该粉(粒)料的极限上调高度，继续上调不会明显增加粉体的浓度。该距离的调节可以是连续的，即所输送粉体的浓度可在宽范围内依作业所需而改变。在关闭阀门8的情况下，工作载气经平衡管5和载气入口6同时进入盛装粉体的容器腔体1和流化床4下面的下腔体15。此时，若打开阀门8，粉体与载气就会在流化床4的上方、锥形钟罩3内部的空间中均匀地混合，然后从两相流出口9喷出。如果两相流出口9与输送管道相连，则粉气两相流就会沿输送管输送，完成作业。
图1中安装在罐体顶部的安全阀12和压力表13用于保障钢制罐体14的安全运行。两相流出口9安装在锥形下腔体15的底部，并且在该下腔体的内部、流化床4的下方装有用于收集粉体的倒置喇叭体16。流化床4为环形结构，在其中间部分设有开口，喇叭体16的顶口与该开口相连，混合后的粉气两相流通过该开口进入喇叭体16并从该喇叭体16的底部通过管道通向两相流出口9。
按图1的原理设计并制造了一个容积约为0.25m3的小型煤粉流化型分配器。，利用调节机构10连续调节锥形钟罩3与流化床4间的距离可做到每公斤空气输送数十公斤粉体，也可使喷出的气流不含粉体。锥形钟罩3的位置既可以预调节，也可在输送粉体过程中动态地进行调节。
按图1的原理还设计并制造了一个容积约为0.02m3的微型煤粉分配器，具有与上述煤粉流化型分配器相同的性能，可用于小型实验。
图2为本发明另一种粉体分配器的结构示意图，它为上出料型。与图1相比，其不同之处在于两相流出口9安装在容器腔体1的顶部，并且没有收集粉体的喇叭体16，流化床4也没有中间的开口，粉气两相流从锥形钟罩3的顶部通过管道通向两相流出口9。
按图2的原理设计并制造了一个容积约为0.7m3的中型煤粉流态化型分配器。通过调节机构10既可使输送的煤粉的浓度低于0.2kg/kg或高于50kg/kg。
Claims (2)
1.粉体分配器，包括罐体(14)、粉体进料口(7、11)、载气入口(6)、两相流出口(9)和流化床(4)，所述流化床安装在罐体(14)内的下部位置并且将罐体分隔成容器腔体(1)和下腔体(15)，其中容器腔体(1)用于容纳粉料(2)，下腔体(15)用于给流化床(4)鼓风；以及，在容器腔体(1)和下腔体(15)之间设有用于平衡容器腔体(1)与下腔体(15)气压的平衡管(5)，并且在流化床(4)的上方、容器腔体(1)的内部安装有锥形钟罩(3)，用于均匀地混合和稳定地输送粉体与载气；
其中，在罐体(14)上安装有用于调节锥形钟罩(3)与流化床(4)之间距离的调节机构(10)；
所述调节机构(10)能够连续地调节锥形钟罩(3)与流化床(4)之间的距离；
所述锥形钟罩(3)的底截面的半径大于等于流化床(4)的有效半径的1／3；
所述平衡管设计为三通管，该三通管的一端与载气源连接，另两端分别与容器腔体和下腔体连接；
所述两相流出口(9)安装在下腔体(15)的底部；
所述下腔体(15)设计为锥形结构，流化床(4)设计为环形结构，并且在下腔体(15)的内部、流化床(4)的下方安装有用于收集粉体的喇叭体(16)，以便对流化床(4)鼓风以及收集混合好的两相流，其中，流化床(4)的中间开口与喇叭体(16)的顶口相连接。
2.如权利要求1所述的粉体分配器，其特征在于：所述锥形钟罩(3)安装在罐体(14)的竖直中心线上。
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