CN102285501A - 一种切向引射式连续微量给料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种切向引射式连续微量给料装置，其结构为：旋转圆盘位于物料斗底部，且旋转圆盘与电机的输出轴固定连接，物料斗盖与物料斗的顶部密封连接，给气管固定在物料斗中，其末端伸入到出料管中并至引射口的位置，且末端与出料管同轴，出料管通过螺纹连接固定在物料斗的壁上。本发明的优点在于利用圆盘旋转带动微量薄层煤粉旋转，从引射口切向进入出料管，再由气流携带来实现连续微量给料。用圆盘旋转均匀推动微量物料，稳定性和精确性好。当气流一定时，可以通过电机转速或旋转出料管以改变引射口切向大小来控制给料速度大小。不仅适用于粉状固体还适用于颗粒状固体，可以满足实验室应用。

Description

一种切向引射式连续微量给料装置
技术领域
本发明属于煤粉、生物质及废弃物燃烧技术领域，涉及煤粉和生物质燃烧及废弃物焚烧研究时的微量给料，也适用于其他各种干燥的粉状和颗粒状固体，具体为一种切向引射式连续微量给料装置。 
背景技术
在实验室研究领域，尤其是用沉降炉、流化床的实验装置时经常需要定量、稳定、精确的给料，以保证实验的顺利进行。当前几种典型的微量给粉装置有螺旋-气动式、转盘刮板式、叶轮气动式、流化式、引射式给粉装置。这几种微量给粉装置由于其本身特性，给粉速率均在1g/min以上，可以达到0.1g/min及其以下的给料速率的给粉装置很少[付国民，哈尔滨理工大学学报，2004：9(3)；MATAUSAKAH，Advanced Powder Technology，1995，6(4)：283-293]。一般的引射式给粉装置依靠气动力和重力共同作用进行给粉，如附图1。但是这种形式的给粉装置不能进行微量给粉。其由于振荡器的脉冲造成给粉不均匀，产生给粉的脉冲。而且一般物料都有一定的粘结性，用这种引射式给粉装置会使物料下落不均匀，最终造成给粉不稳定。这种装置适用于大量给料和大的给料速率，但不能进行稳定精确的微量给粉。 
在实验室研究领域，几种典型的微量给粉装置给粉速率均比较大，都在1g/min以上。而对于给料速率很小，尤其是小到0.1g/min及其以下的给料速率，一般普通的给料装置满足不了这些需求。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供了一种切向引射式连续微量给料装置，该装置在微量给料时，精确度高，稳定性好。 
本发明提供的一种切向引射式连续微量给料装置，其特征在于，该装置包括电机、旋转圆盘、支架、物料斗、物料斗盖、给气管和出料管； 
旋转圆盘位于物料斗底部，且旋转圆盘与电机的输出轴固定连接，物料斗盖与物料斗的顶部密封连接，给气管固定在物料斗中，其末端伸入到出料管中并至引射口的位置，且末端与出料管同轴，出料管通过螺纹连接固定在物料斗的壁上。 
本发明利用步进电机旋转带动圆盘以一定速率旋转，从而带动一定量的物料斗底部物料的旋转。使物料以一定的速率切向进入出料管，再由气流携带物料以一定的给料速率从出料管射出。本发明的优点在于利用圆盘旋转带动微量薄层煤粉旋转，从引射口切向进入出料管，再由气流携带来实现连续微量给料。具体而言，本发明的优点在于：(1)利用圆盘旋转作用于物料使其贴近引射口部分的物料均匀旋转，稳定性和精确性好。(2)给料量大小调节方便，在气流一定的情况下，可以通过调整电机转速或旋转出料管以改变引射口相对于圆盘面的切向大小来控制给料速度大小。(3)也可以加大尺寸，相当于增大给料量和给料速率，从而扩展到其他用途。(4)其给粉速率和稳定性、精准性满足实验室的需要。 
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图； 
图2为图1中部位A的放大示意图； 
图3为本发明装置中出料管的结构示意图。 
具体实施方式
下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。 
如图1、2所示，本发明装置包括电机1、旋转圆盘2、支架3、物料斗4、物料斗盖5、给气管6和出料管7。 
旋转圆盘2位于物料斗4底部，且旋转圆盘2与电机1的输出轴固定连接，物料斗盖5与物料斗4的顶部密封连接，给气管6固定在物料斗4 中，其末端伸入到出料管7中并至引射口位置，且末端与出料管7同轴，出料管7的引射口是指在圆管上切去一部分形成的缺口，如图3所示。出料管7依靠螺纹连接固定在物料斗4的壁上。 
在制作和使用过程中，注意以下几个问题，可以取得更好的效果： 
(1)旋转圆盘2和出料管7之间的间隔(见图2中的L)应该很小，为颗粒粒径的10-30倍。 
(2)旋转圆盘2位于物料斗底部，直径足够大使其覆盖整个物料斗4底部，而且使其正常工作时不接触到物料斗4的壁。 
(3)进气管6的内径为颗粒粒径的10-50倍，出料管7的内径进气管内径的1-3倍。 
(4)出料管7上的引射口长度应为颗粒粒径的30-80倍。 
(5)出料管7与物料斗4的壁之间为螺纹连接，固定电机转向，旋转出料管以改变引射口进料面积，从而控制给料速度大小。 
(6)物料斗4上端由物料斗盖5密封，维持物料斗4内微正压，使给气管6的出口气流稳定射出。 
(7)物料斗4下端的倾斜角度为45-75度之间，推荐为60度。 
方案一：按照上述原理和实施方式制造一个微量给粉装置。电机1用步进电机，可以精确调整电机转速。旋转圆盘2由步进电机1带动旋转，圆盘厚度为4mm，直径为50mm。物料斗4高度为400mm，上端内径为200mm，底部内径为60mm。底部的漏斗角度为60度。给气管6外径为4mm，内径为2mm，固定在物料斗4中，末端伸入出料管7中，使其末端面位于出料管7的引射口的中间位置。出料管7的引射口长度为18mm，宽为出料管7的一半。出料管7的外径为6mm，内径为4mm，而且依靠螺纹连接固定在物料斗4上，高度在旋转圆盘2上2mm。物料斗盖5密封物料斗4。最后整套装置由装置支架3固定。 
用上述装置进行微量连续给粉实验。选择烘干后的煤的堆积密度约为 900Kg/m3，粒径为74-105μm，放入物料斗4中的质量为1000g左右，设置给气管6气流量使气流流量为0.8L/min，这样可以携带煤粉射出。用电机1控制旋转圆盘2的转速，使给粉稳定并用天平测得给粉速率为0.1g/min，加快电机1的转速可以使给粉速率增大，旋转出料管7可以使引射口相对于圆盘面的切向有效面积大小变化改变给粉速率，完全切向时给粉速率最大。其给粉速率可变范围很大。 
用同样尺寸的装置做固体废弃物的微量给粉实验，选择的固体废弃物的堆积密度约为300Kg/m3，粒径为400-600μm，固体废弃物的质量为800g左右，设置给气管6气流量使气流流量为1L/min，这样可以携带固体废弃物均匀射出。用电机1控制旋转圆盘2的转速或者调整出料管7的旋转角度，使给粉稳定并用天平测得给粉速率为0.1g/min。 
方案二：变换电机转速，增大装置尺寸。然后换用大的粒径的煤粉如400-600μm，放入存料管7中物料的量为1000g左右，设置给气管6气流量使气流流量为3L/min，这样可以携带煤粉射出。用电机1控制旋转圆盘2的转速或者调整出料管7的旋转角度，使给粉稳定并用天平测得给粉速率为2g/min。给粉速率可变化并且变化范围很大。 
本发明的结构设计保证了微量给料的均匀性、稳定性、精准性，同时给料速度的范围大且易调节。还可以利用本装置的技术原理放大该装置，改为大量给料的装置；利用旋转圆盘切向带动物料进入引射口使给料更为均匀、稳定、精准。极大地方便了实验室和工业领域的相关研究。 

Claims (4)

1.一种切向引射式连续微量给料装置，其特征在于，该装置包括电机（1）、旋转圆盘（2）、支架（3）、物料斗（4）、物料斗盖（5）、给气管（6）和出料管（7）；
旋转圆盘（2）位于物料斗（4）底部，且旋转圆盘（2）与电机（1）的输出轴固定连接，物料斗盖（5）与物料斗（4）的顶部密封连接，给气管（6）固定在物料斗（4）中，其末端伸入到出料管（7）中并至引射口位置，且末端与出料管（7）同轴，出料管（7）依靠螺纹连接固定在物料斗（4）的壁上。
2. 根据权利要求1所述的切向引射式连续微量给料装置，其特征在于，旋转圆盘（2）和出料管（7）之间的间隔为物料颗粒粒径的10-30倍。
3. 根据权利要求1所述的切向引射式连续微量给料装置，其特征在于，进气管（6）的内径为物料颗粒粒径的10-50倍，出料管（7）的内径进气管内径的1-3倍。
4. 根据权利要求1所述的切向引射式连续微量给料装置，其特征在于，物料斗（4）下端的倾斜角度为45-75度之间。
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