CN102320474A

CN102320474A - 流体输送物料的风包料理论原理和技术方案

Info

Publication number: CN102320474A
Application number: CN201110159830A
Authority: CN
Inventors: 何智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明涉及流体喷射输送物料领域，尤其涉及流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，包括动力部分、机座、物料传输系统和风包送料系统。动力部分(1)驱动螺旋叶片(10)，螺旋片(10)转动时提供物料轴向移动的动力，把螺旋叶片(10)的圆周运动转化成物料的轴向运动；高压风（8）由侧面进风口进入风管腔内，通过喷嘴外侧与文丘里管之间的狭缝环射入文丘里管；由于康达效应的明显作用，从狭缝里射出的高压风（8）就紧贴文丘里管内壁向前流动，形成一层连续不断的空气薄膜贴附在文丘里管内侧，风包裹着在中间的物料向前输送。本发明具有耐磨性能好、输送阻力小、料气比大，效率高、价格优惠、泵体高度小、适合输送高温物料、粗大粉粒体等特点。

Description

流体输送物料的风包料理论原理和技术方案

技术领域

本发明涉及流体喷射输送物料领域，尤其涉及流体输送物料的风包料理论原理和技术方案。

背景技术

现在已有的用流体喷射输送物料的方法如附件《气固喷射器的理论和实验研究》、《一种煤粉气力输送喷射器的参数计算》介绍，人类利用气力来输送物料古已有之，如吹气发射飞镖。使用设备将风力来输送物料也有约百年历史，如美国邮政局在上世纪初就利用风力和管道分发信件。但是我国大规模利用气力通过管道输送粉体材料还是上世纪八十年代才真正开始。

过去的气力输送泵一般都是靠锁气器（也叫下料机、给料机、下料卸灰阀、回转锁风阀等）供料，锁气器又名分格轮，因此实际是一格一格供料的，并非真正意义上的平稳均匀下料，这就造成系统压力不稳，容易产生输送的物料沉降，严重时就形成堵管。

过去因为需要耐磨，喷嘴和文丘里管必须采用高耐磨的材料制作，且还要经过热处理工艺来达到耐磨的效果，成本较高。

因原理所限，锁气器和泵体是必须叠加装配的，因此过去的气力输送泵高度较高。

过去的气力输送泵，喷嘴的高速气流与物料混合后直接冲击到文氏管上，破碎损耗难免。

由于高压输送的仓泵输送时是一罐一罐地发送，发送时其顶部必须用阀门（圆顶阀）关闭密封，以达到加压推动粉体的目的。而圆顶阀密封都是利用橡胶内充高压气加压膨胀来保证密封，但即使采用耐高温的橡胶，也很难保证其在高温中的使用寿命。

现代各种类型的输送泵形式，输送原理也各有所不同，喷嘴形状也各异，但思维基本局限在人类自身嘬嘴成风的框架里，没有大的突破。

现有技术缺点：所有利用空气动能连续输送物料的设备基本都采用了喷嘴，但一直以来，所有的气力输送泵喷嘴尽管有各种不同的形式，也申请过一些专利，但无一例外全都是布置在被输送的物料中间，形成动力空气在中间喷出，被输送的粉粒体物料在空气外围，这样运动的粉粒体就与设备、管道内壁直接接触摩擦。

刚从喷嘴喷出来的气流速度极高，流速甚至接近音速，是整个输送系统流速最高的阶段，带动粉粒体物料剧烈冲刷着设备和管道，严重影响管道设备的使用寿命，同时大量的能量消耗在磨损上，输送能力大大削弱，造成我国气力连续输送工程有一半以上没有达到设计指标。

发明内容

本发明的目的是提出一种流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，使其具有耐磨性能好、输送阻力小、输送均匀平稳、料气比大、效率高、能耗降低、用电量减少、成本大幅降低、价格优惠、泵体高度显著减小、非常适合输送高温物料、能够输送含有粗大颗粒的粉粒体的特点。

本发明完成发明任务采取的技术方案是：一种流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其包括动力部分、机座、物料传输系统和风包送料系统；动力部分⑴中设置动力驱动部分和速度调整部分，动力部分⑴通过联轴器⑷驱动螺旋叶片⑽；物料传输系统中设置进料口⑾和螺旋叶片⑽，螺旋片⑽转动时提供物料轴向移动的动力速度，把螺旋叶片⑽的圆周运动转化成物料的轴向运动，螺旋叶片⑽分别于左端轴承支撑架⑵和右端轴承支撑架⒂；风包送料系统中设置螺旋泵出料嘴⒁、进风口⒃和文丘里管⒄，高压风（8）由侧面进风口进入风管腔内，通过喷嘴外侧与文丘里管之间的狭缝环射入文丘里管；由于康达效应的明显作用，从狭缝里射出的高压风（8）就紧贴文丘里管内壁向前流动，形成一层连续不断的空气薄膜贴附在文丘里管内侧，风包裹着在中间的物料向前输送。

所述的左端轴承支撑架⑵需要螺旋泵进端支架⑺连接定位，左端轴承支撑架⑵连接有右端轴承支撑架斜撑⑹。

所述的动力部分⑴安装在动力部分支撑架⑶上。

所述的螺旋泵出料嘴⒁、文丘里管⒄、进风口⒃三者之间构成一个空心内腔。

本发明的有益效果：1、耐磨性能好：顾名思义，风包料即输送的物料和粉体被空气包裹住，尽可能不与管道和设备接触，因此基本没有磨损。而过去的气力输送泵在混合腔内粉体是和喷嘴在一起的，喷嘴的高速气流（接近音速）带动粉体剧烈冲刷喷嘴和文丘里管，因此磨损较为严重。风包料输送泵已经没有了气体喷嘴，文丘里管内侧表面帖附有一层空气流把输送的粉体或物料隔开，因此磨损大为减轻。

2、输送阻力小：由于输送过程中贴近管道和设备内侧的是空气，物料在空气中间被风包裹着，尽可能不让输送的物料和粉体与管道、设备直接接触，因此摩擦系数明显变小，压损显著降低，输送阻力得以减小。

3、输送均匀平稳：风包料输送泵不再需要锁气器下料，是完全均匀提供粉体或物料连续输入输送泵，因此整个输送系统运行均匀平稳，流体输送连续通畅，管道压力一直保持恒定不变。

4、料气比大，效率高：因为系统输送阻力小、运行平稳，堵管几率大大减小，因此设计计算和实际使用时就可以大胆提高系统输灰料气比（也叫灰气比－－输送物料与所耗空气的质量比值Kg/Kg）。即可用少量的气体输送更多的物料和粉体，整个气力输送系统的效率得以显著提高。

5、能耗降低、用电量减少：现在的物料进入气流场中时，已经具有了约2m/s且与输送方向相同的的初速度，较之过去气力输送系统的物料加速度能耗要降低不少。同时不仅仅因为灰气比大，系统效率高从而供气气源可以减少动力消耗，而且风包料输送泵摒弃了锁气器这个耗能也较大的设备，因此现在气力输送泵这部分的电耗量实际只有原来的十分之一左右，整个气力输送系统能耗降低取得明显效果。

6、成本大幅降低、价格优惠：因为灰气比大、效率高，供气气源的设备可以减小，气源投资得以减少，同时，其他设备和管道也可以减小。如连续输送泵和库顶除尘器等设备都可以减小，管道和弯头也可以选用较之以前小些的，同时去掉了成本较高的锁气器。

7、泵体高度显著减小：现在风包料输送泵的高度还不到原来的一半。所以过去电除尘器灰斗离地面高度不够高，设备没有空间摆放的问题，现在得到了很好的解决。

这样专为输送泵供料的灰库也可以降低高度从而降低成本、提高安全裕度。即使已经建好且高度空间足够的灰库，还是可以因为风包料输送泵高度非常小从而减少输送的势能损耗来取得效益。

8、物料免于输送破碎损耗：现在的风包料输送泵不用喷嘴，且在管壁设备内圈上有一层气流遮蔽，物料不会直接撞击文氏管，气力输送的物料破碎损耗大为减少。

9、非常适合输送高温物料：现在有了风包料气力输送系统，因其没有了锁气器和阀门等部件，完全不受高温的影响，仅仅只需密封材料采用最常用的石棉盘根就可以全部满足高温工况。

10、能够输送含有粗大颗粒的粉粒体：风包料气力输送泵因为根本不需要锁气器来控制下料，也就从根本上解决了粗大颗粒卡住转动部件的问题。输送物料被风包裹着就有些类似于“飞沙走石”的效果，对粗大颗粒输送也非常理想。

附图说明

附图1为风包料气力输送系统详细的结构组成

附图2为风包料气力输送原理示意图

图中，1、动力部分，2、左端轴承支撑架，3、动力部分支撑架，4、联轴器，5、键，6、右端轴承支撑架斜撑，7、螺旋泵进端支架，8、高压风，9、螺旋泵轴，10、螺旋叶片，11进料口，12、螺旋泵简体，13、物料流向，14、螺旋泵出料嘴，15、右端轴承支撑架，16、进风口，17、文丘里管。

具体实施方式

根据附图1、2所示，启动动力部(1)分时，同时向进风口⒃通入气体，并且从进料口⑾加入物料。动力部分⑴启动时,动力部分输出轴与联轴器⑷刚性连接，联轴器⑷通过键⑸与螺旋泵轴⑼刚性连接，从而驱动螺旋泵轴⑼转动，其中螺旋泵轴⑼与左端轴承支撑架⑵、右端轴承支撑架⒂配合；螺旋泵轴⑼与螺旋叶片⑽刚性连接，从而螺旋泵轴⑼和螺旋叶片⑽一起转动。螺旋片⑽转动时提供物料轴向移动的速度，把螺旋叶片⑽的圆周运动转化成物料的轴向运动，螺旋叶片⑽分别于左端轴承支撑架⑵和右端轴承支撑架⒂。在轴向力的作用下，物料从螺旋泵出料嘴⒁流入文丘里管⒄内；高压风（8）由上部进风口进入风管腔内，通过喷嘴外侧与文丘里管之间的狭缝环射入文丘里管,康达效应的明显作用，从狭缝里射出的高压风（8）就紧贴文丘里管内壁向前流动，形成一层连续不断的空气薄膜贴附在文丘里管内侧。同时保证被输送的物料通过出料嘴进入混合腔时是在高速流体中央，达到风包料的目的。

Claims

1.一种流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其包括动力部分、机座、物料传输系统和风包送料系统；动力部分⑴中设置动力驱动部分和速度调整部分，动力部分⑴通过联轴器⑷驱动螺旋叶片⑽；物料传输系统中设置进料口⑾和螺旋叶片⑽，螺旋片⑽转动时提供物料轴向移动的动力，把螺旋叶片⑽的圆周运动转化成物料的轴向运动，螺旋叶片⑽分别于左端轴承支撑架⑵和右端轴承支撑架⒂；风包送料系统中设置螺旋泵出料嘴⒁、进风口⒃和文丘里管⒄，高压风（8）由侧面进风口(16)进入风管腔内，通过喷嘴外侧与文丘里管之间的狭缝环射入文丘里管；由于康达效应的明显作用，从狭缝里射出的高压风（8）就紧贴文丘里管内壁向前流动，形成一层连续不断的空气薄膜贴附在文丘里管内侧，风包裹着在中间的物料向前输送。

2.根据权利要求1所述的流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其特征是高压流体在物料出料嘴外侧高速流过，被输送的物料通过出料嘴送入高压流体中间被高压流体包裹住输送。

3.根据权利要求1所述的流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其特征是在所述的左端轴承支撑架⑵需要螺旋泵进端支架⑺连接定位，左端轴承支撑架⑵连接有右端轴承支撑架斜撑⑹。

4.根据权利要求1所述的流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其特征是在所述的动力部分⑴安装在动力部分支撑架⑶上。

5.根据权利要求1所述的流体输送物料的风包料理论原理和技术方案，其特征是在所述的螺旋泵出料嘴⒁、文丘里管⒄、进风口⒃三者之间构成一个空心内腔。

6.根据权利要求1所述的流体输送物料的风包料连续输送泵结构组成，其特征是所述的螺旋泵出料嘴⒁外形为渐缩形插入结构。