CN102367103A

CN102367103A - 一种物料输送管

Info

Publication number: CN102367103A
Application number: CN2011102633683A
Authority: CN
Inventors: 丁岩峰; 张春霞; 孙奉昌; 杜岩; 刘新华; 李新生
Original assignee: Beijing Guodian Futong Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Guodian Futong Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: CN102367103B

Abstract

本发明涉及一种固体物料的输送管路，具体涉及一种能够防止物料堵塞的输送管路。本发明提供一种物料输送管，包括外管，所述外管的一端为进料口，所述外管的另一端为出料口，所述外管的内部的上管壁上贴合固定一个内管，在所述内管的外壁和所述外管的内壁之间形成物料通道，所述内管朝向所述物料通道的管壁上成型有若干个沿着所述内管的长度方向分布的助流通孔，从所述内管的内部的上管壁向下延伸设置有穿过所述助流通孔并伸入所述物料通道的助流板。由于设置有助流通孔以及助流板，可以有效防堵。

Description

一种物料输送管

技术领域

本发明涉及一种固体物料的输送管路，具体涉及一种能够防止物料堵塞的输送管路。

背景技术

固体物料输送面临的一大问题就是有些固体物料易于与空气中的水分粘结，从而在输送过程中沉积在管路上，造成管路堵塞。例如，钢厂烧结灰粉料总体为白色粉状物料，该白色粉末物料主要是由石灰石（CaCO3）煅烧时发生如下化学反应而获得：

Figure 2011102633683100002DEST_PATH_IMAGE001

因此白色粉状物料的主要成分为CaO，它的化学特性非常不稳定，暴露在空气中会发生如下化学反应：

输送过程中，输送用压缩空气与白色粉状物料充分混合，更易促使化学反应的进行，促使Ca(OH)₂的生成，同时，即使不产生Ca(OH)₂，输送过程中空气中的水蒸气也会增大白色粉状物料的粘度，从而使得物料极易沉积在输送管底部，造成管路通流面积减小，管路输送力下降且容易造成管路堵塞。为了解决这一问题，在输送用压缩空气中设计有后处置装置去除了一部分水分，但仍有水分残留。因此，需要设计一种能够防止固定物料输送过程中由于物料沉积而堵塞输送管路的固定物料的输送管道。

中国专利文献CN2378358Y（对比文件1）公开了一种粉状或者颗粒状物料流态化气力输送管道（见图1），该输送管道在其管道内的上管壁上安装有弯曲的导流板，该导流板与管道的轴线成一定角度的夹角，在物料输送过程中，压缩空气的气流流经该导流板时，改变流向，沿着导流板的方向向下流出，部分吹起堆积的物料，可以部分缓解物料沉积。但是，存在的问题是，对于一些流速很大的物料输送来说，沉积和堵塞往往在瞬间发生，当物料迅速沉积并堆积后，压缩空气的流道迅速减小甚至被完全堵死，这时，压缩空气无路可去，无法流通到导流板，也就无法通过导流板改变流向，不能起到防堵的作用。

因此，对于固体物料的输送管道来说，需要稳定的气流来防堵。

中国专利文献CN101905810A（对比文件2）提供了一种物料稀相输送管路上的助流装置（见图2），包括输送管路中的弯管，在所述弯管的外侧管壁上设置有至少一排助流孔，所有的助流孔分别通过一根助流支管与助流管相连，助流管与气源相连，每个主流支管喷出气流的方向顺着物料输送方向，采用该助流装置后，通气时会在弯管的内壁上形成一层气垫，减小物料对弯管内壁的磨损，同时，在物料减速时可以通过气流与物料的碰撞为减速后的物料加速提供动能，防止物料的沉积和堵塞。但是，该助流装置依然存在以下问题：第一、成型工艺较为复杂，由于需要在管道上开孔，并且每一个孔都要对应一个助流支管，虽然，开孔的工艺不难，但是，每一个孔都要与助流支管实现密封，加大了工艺难度；同时每一个助流支管都与助流管相连通，所述助流支管与所述助流管之间也需要实现密封，进一步加大了工艺难度。第二、该助流装置采用多个助流管和助流支管，并且该助流装置还需要设置气源提供装置，所有的助流管、助流支管以及气源提供装置都设置在输送管路的外部，结构复杂，使用时，该复杂的结构需要很大的安装空间，不适用于狭小的安装空间，通用性不好。第三、该输送管路具有多个助流支管、助流管等设置在所述输送管路外部的装置，每个助流管以及与其对应的助流支管都分别负责为输送管路的某一部分提供气源，一旦有助流管或者助流支管产生损坏或者漏气，就无法起到对该部分的防堵作用，严重时，将导致整体管路的堵塞，因此，该助流装置需要对助流支管和助流管进行很好的维护，这无疑增大了维护工作的难度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单且能有效防堵的物料输送管道。

为此，本发明提供一种物料输送管，包括外管，所述外管的一端为进料口，所述外管的另一端为出料口，所述外管的内部的上管壁上贴合固定一个内管，在所述内管的外壁和所述外管的内壁之间形成物料通道，所述内管朝向所述物料通道的管壁上成型有若干个沿着所述内管的长度方向分布的助流通孔，从所述内管的内部的上管壁向下延伸设置有穿过所述助流通孔并伸入所述物料通道的助流板。

优选地，所述助流通孔具有沿着物料流通方向设置的前侧边和后侧边，所述前侧边所在的截面与所述助流板的夹角为50-100°，所述后侧边所在的截面与所述助流板的夹角为10-50°。

进一步优选地，所述前侧边所在的截面与所述助流板的夹角为85°，所述后侧边所在的截面与所述助流板的夹角为20°。

优选地，所述助流板上成型有导流孔，所述导流孔的中轴线与所述内管的中轴线平行。

优选地，所述导流孔的中轴线与所述内管的中轴线重合。

优选地，所述导流孔的直径为8mm。

优选地，所述相邻两个所述助流通孔的间距L的经验公式表示为：

式中：

L表示相邻助流通孔之间的距离，单位为mm；

K表示经验系数，与输送物料有关，对于白灰来说K取值20-22；

D表示外管直径，单位为mm；

d表示内管直径，单位为mm；

ρ_s表示输送物料松装密度，单位为kg/m³。

进一步优选地，所述外管的直径D为φ219mm，相邻所述助流通孔的间距L为500mm。

优选地，所述进料口与一个连接头的大头端相连，所述连接头还包括与所述大头端相对的小头端，所述连接头的中心线与所述外管的中轴线呈一角度。

优选地，所述角度为5-7°。

本发明提供的物料输送管存在以下优点：

1. 本发明提供一种物料输送管，包括外管，所述外管的一端为进料口，所述外管的另一端为出料口，所述外管的内部的上管壁上贴合固定一个内管，在所述内管的外壁和所述外管的内壁之间形成物料通道，所述内管朝向所述物料通道的管壁上成型有若干个沿着所述内管的长度方向分布的助流通孔，从所述内管的内部的上管壁向下延伸设置有穿过所述助流通孔并伸入所述物料通道的助流板。本发明提供的物料输送管，设置了内管，相当于气流的紧急通道，在物料输送过程中，当物料在物料通道中堵塞时，堵塞前端的压力增大，迫使气流一部分从所述助流通孔进入内管，与内管中的导流板发生冲撞后从助流通孔喷出，迅速吹起堵塞的物料；一部分气流直接与导流板发生冲撞，迅速回退到物料通道，并迅速吹起堵塞的物料，从而起到有效防堵的作用。

2.本发明提供一种物料输送管，优选地，所述助流通孔具有沿着物料流通方向设置的前侧边和后侧边，所述前侧边所在的截面与所述助流板的夹角为50-100°，所述后侧边所在的截面与所述助流板的夹角为10-50°。所述助流板与所述前侧边所在的截面的夹角为50-100°，使得物料堵塞时，气流容易从该较大的角度进入内管，在与助流板发生碰撞时，迅速喷出，吹起堵塞的物料；与此同时，所述后侧边所在的截面与所述助流板的夹角为10-50°，这一角度较小，使得被吹起的物料不容易进入内管，保证了几乎全部的物料都从物料通道中输出。进一步优选地，所述前侧边所在的截面与所述助流板的夹角为85°，所述后侧边所在的截面与所述助流板的夹角为20°。

3. 优选地，所述助流板上成型有导流孔，所述导流孔的中轴线与所述内管的中轴线平行，在所述导流板上设置导流孔后，堵塞的气流进入内管后从导流孔喷出，直接吹起前端物料，有效防堵。优选地，所述导流孔的中轴线与所述内管的中轴线重合，此时防堵效果最佳。

4. 优选地，所述进料口与一个连接头的大头端相连，所述连接头还包括与所述大头端相对的小头端，所述连接头的中心线与所述外管的中轴线呈一角度。这样的连接头实质上是一个偏心连接头，偏心连接头设置可以增加气流在此处的扰动性，有效的防治物料沉积，防止物料在进料口处堵塞。优选地，所述连接头的中心线与所述外管的中轴线呈5-7°，这一角度范围内，气流的扰动性最好，防堵效果最佳。

5. 优选地，所述导流孔的直径为8mm。所述导流孔的直径如果过大，进入内管的气流大部分将穿过导流孔从所述内管流出，此时，只有较少的气流喷入所述物料通道，对堵塞物料的扰动较小，不能有效的防堵；但是，如果导流孔的直径过小，气流将不容易从所述导流孔喷出，对堵塞物料的扰动同样较小，也不能有效的防堵。因此，根据经验，所述导流孔的直径优选为8mm。

6. 优选地，所述相邻两个所述助流通孔的间距L的经验公式表示为：

式中：

L表示相邻助流通孔之间的距离，单位为mm；

K表示经验系数，与输送物料有关，对于白灰来说K取值20-22；

D表示外管直径，单位为mm；

d表示内管直径，单位为mm；

ρ_s表示输送物料松装密度，单位为kg/m³。

这一经验公式体现了所述外管直径D、所述内管直径d等因素与相邻助流通孔之间的距离L的对应关系，由此经验公式可以看出，本发明提供的物料输送管，相邻助流通孔之间的距离不是一成不变的，需要根据上式中的各个因素综合确定。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是对比文件1公开的物料输送管道的结构示意图；

图2是对比文件2公开的助流装置的结构示意图；

图3是本发明的物料输送管路的一种实施例的结构示意图；

图4是图3中A部分的放大图；

图5是带有连接头的本发明的物料输送管路的结构简图；

图6是本发明提供的物料输送管以及现有技术中的物料输送管在输送白灰过程中的物料沉积数据；

图7是本发明的物料输送管在输送白灰过程中的用于输送动力的压缩空气气源的条件。

图中附图标记表示为：

1-外管；2-进料口；3-出料口；4-内管；5-物料通道；6-助流通孔；7-前侧边；8-后侧边；9-助流板；10-导流孔；11-连接头。

具体实施方式

本发明的核心目的在于提供一种防堵塞的物料输送管，该物料输送管主要用于固体物料尤其是固体粉状物料的输送。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。图3是本发明的物料输送管路的一种实施例的结构示意图；图4是图3中A部分的放大图；图5是带有连接头的本发明的物料输送管路的结构简图；图6是本发明提供的物料输送管以及现有技术中的物料输送管在输送白灰过程中的物料沉积数据；图7是本发明的物料输送管在输送白灰过程中的用于输送动力的压缩空气气源的条件。

如图3所示，本实施例中的物料输送管，包括外管1，所述外管1的一端为进料口2，所述外管1的另一端为出料口3，所述外管1的内部的上管壁上贴合固定一个内管4，在所述内管4的外壁和所述外管1的内壁之间形成物料通道5，所述内管4朝向所述物料通道5的管壁上成型有若干个沿着所述内管4的长度方向分布的助流通孔6，从所述内管4的内部的上管壁向下延伸设置有穿过所述助流通孔6并伸入所述物料通道5的助流板9。

为了使得堵塞处的气流方便进入所述内管4并使得所述被吹起的物料不易进入内管4，本发明对所述助流通孔6进行了特殊设计，本实施例中，所述助流通孔6具有沿着物料流通方向设置的前侧边7和后侧边8（物料流通方向见图3中位于进料口2处的箭头方向），所述前侧边7所在的截面与所述助流板9的夹角α为50-100°，所述后侧边8所在的截面与所述助流板9的夹角β为10-50°。在本实施例中，如图4所示，所述夹角α为85°，所述夹角β为20°。

为了使得进入所述内管4的气流能够从堵塞处的前方喷出，对堵塞前方的物料进行扰动，本实施例中，在所述助流板9上成型有导流孔10，在此，所述导流孔10的直径为8mm，所述导流孔10的中轴线与所述内管4的中轴线重合。当然，所述导流孔10的中轴线与所述内管4的中轴线也可以平行设置，即所述导流孔10的中轴线位于所述内管4的中轴线的上方或者下方。

需要注意的是，所述助流板9沿着其设置方向的高度优选等于或大于所述内管4的直径1-2mm。所述助流板9在其设置方向的高度如果过大，即所述助流板9伸入所述物料通道5的长度过长，将影响所述气流的正常流通并影响所述物料的正常传输；如果所述导流板9在其设置方向上的高度过小，即所述导流板9的在其设置方向的高度小于所述内管4的直径，部分气流在进入所述内管4后将从所述导流板9与所述内管4形成的空隙中前行，进而沿着所述内管4流出，这将损耗与所述导流板9发生冲撞的气流的量，减小从所述助流通孔6喷出的气流的的量，进而减小对堵塞物料的扰动性，弱化防堵效果。

本实施例中，为了增加所述物料输送管的通用性，在所述进料口2上连接一个连接头11（见图5），所述连接头11的尺寸根据实际的连接需要进行设计。

为了增大气流对进料口2处的物料的扰动性，对所述连接头11的结构进行具体设计，如图5所示，在本实施例中，所述连接头11具有大头端和与所述大头端相对的小头端，所述大头端与所述进料口2相连接，所述连接头11的轴线与所述外管4的中轴线呈一夹角γ，即所述连接头11是一个偏心结构。在此，所述夹角γ为7°。为了达到增加扰动的目的，所述夹角γ还可以设计为其他角度，所述夹角γ在5-7°范围都是满足要求的。

在本发明中，所述外管1的直径D、内管4的直径d、经验系数K以及输送物料松装密度这些因素共同决定相邻两个所述导流通孔6的间距L，上述各因素之间的量化关系用经验公式表示为：

式中：

L表示相邻导流通孔6之间的距离，单位为mm；

K表示经验系数，与输送物料有关，对于白灰来说K取值20-22；

D表示外管1的直径，单位为mm；

d表示内管4的直径，单位为mm；

ρ_s表示输送物料松装密度，单位为kg/m³。

在本实施例中，所述外管1的直径为φ219mm，所述内管4的直径为φ60mm，K取值22，ρ_s取值1770 kg/m³，根据上述经验公式得出相邻所述助流通孔6之间的距离为500mm是优选的实施方案，从图6的实验数据可以看出，相邻所述助流通孔6之间的距离为500mm时，对于本发明的物料输送管路来说，沿着所述物料输送管路的径向测定的物料沉积厚度相比于同一条件下相邻所述助流通孔6之间的距离为300mm或者1000mm时的防堵效果好得多。

同时，从图6中可以看出，本发明的技术方案与现有技术中同一规格的物料输送管路相比，防堵效果较佳。

在本发明中，所述外管1与所述内管4的贴合固定的具体方式并不构成对本发明的保护范围的限制，所有能够满足使得所述内管4与所述外管1的内部的上管壁贴合的固定方式都在本发明的保护范围之内。在本实施例中，具体设计一种所述外管1与所述内管4的固定方式，在所述外管1和所述内管4的对应位置的管壁上开螺纹孔，插入螺钉，然后通过焊接的方式将所述螺钉与所述外管1焊接在一起，该种固定方式相比与单独的螺纹固定来说固定效果更好。

用于本发明的物料输送管的材质需要满足两点要求：第一、所述材质需要为耐磨损的材质，因为固体物料的输送过程中对管道的磨损是非常严重的，虽然通过一定的管路设计可以一定程度上减小物料对管道的磨损，但是这种磨损却不能完全消除；第二、所述材质需要满足对所述管道进行安装的刚性要求。能够满足以上两点要求的材质都可以用来制造该管道，本实施例中，所述物料输送管采用40Cr钢制造。

本实施例中的所述物料输送管运用在钢厂的白色粉状物料（CaO，俗称白灰）的输送过程中的具体输送条件如下：

Ca0经破碎机破碎到＜0.5mm粒径后进入气力输送发送罐，该气力输送发送罐与所述物料输送管相连，经所述物料输送管将所述Ca0物料输送到炼钢炉粉库内。用于输送动力的压缩空气气源的条件见图7。

下面对本实施例中的物料输送管路的防堵塞原理进行说明（图3中的箭头方向为物料输送过程中的压缩空气的流动方向）：

物料在输送过程中在图3中的B区域发生沉积并堵塞，此时，B区域的后方（即图3中的B区域的左边）由于气流聚集压力增大，压缩气流在压力的作用下从C处的所述助流通孔6进入所述内管4（也有一部分压缩气流直接从C处的所述助流通孔6喷出，吹起位于B区域后方沉积的物料），进入所述内管4中的压缩气流穿过所述导流孔10从所述E处的助流通孔6直接喷出或者穿过E处的所述导流孔10后喷出，从而吹起B区域前方（即图3中B区域的右边）堆积的物料，有效的防止了B区域的堵塞，其他区域防堵塞原理与B区域相同，在此不再进行详细描述。值得说明的是，为了进一步增大进料口2处（图3中的B区域的左边）的防堵能力，增设连接头11，所述连接头11为偏心，所述连接头11按图5所示与所述进料口2连接，所述连接头11增大了进料口2处的气流的扰动性（上文已经说明），进一步起到防堵的作用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种物料输送管，包括外管（1），所述外管（1）的一端为进料口（2），所述外管（1）的另一端为出料口（3），其特征在于：所述外管（1）的内部的上管壁上贴合固定一个内管（4），在所述内管（4）的外壁和所述外管（1）的内壁之间形成物料通道（5），所述内管（4）朝向所述物料通道（5）的管壁上成型有若干个沿着所述内管（4）的长度方向分布的助流通孔（6），从所述内管（4）的内部的上管壁向下延伸设置有穿过所述助流通孔（6）并伸入所述物料通道（5）的助流板（9）。

2.根据权利要求 1所述的物料输送管，其特征在于：所述助流通孔（6）具有沿着物料流通方向设置的前侧边（7）和后侧边（8），所述前侧边（7）所在的截面与所述助流板（9）的夹角（α）为50-100°，所述后侧边（8）所在的截面与所述助流板（9）的夹角（β）为10-50°。

3.根据权利要求2所述的物料输送管，其特征在于：所述前侧边（7）所在的截面与所述助流板（9）的夹角（α）为85°，所述后侧边（8）所在的截面与所述助流板（9）的夹角（β）为20°。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的物料输送管，其特征在于：所述助流板（9）上成型有导流孔（10），所述导流孔（10）的中轴线与所述内管（4）的中轴线平行。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的物料输送管，其特征在于：所述导流孔（10）的中轴线与所述内管（4）的中轴线重合。

6.根据权利要求4或5所述的物料输送管，其特征在于：所述导流孔（10）的直径为8mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的物料输送管，其特征在于：所述相邻两个所述导流通孔（6）的间距L的经验公式表示为：

式中：

L表示相邻助流通孔（6）之间的距离，单位为mm；

K表示经验系数，与输送物料有关，对于白灰来说K取值20-22；

D表示外管（1）直径，单位为mm；

d表示内管（4）直径，单位为mm；

ρ_s表示输送物料松装密度，单位为kg/m³。

8..根据权利要求7所述的物料输送管，其特征在于：所述外管（1）的直径D为φ219mm，相邻所述助流通孔（6）的间距L为500mm。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的物料输送管，其特征在于：所述进料口（2）与一个连接头（11）的大头端相连，所述连接头（11）还包括与所述大头端相对的小头端，所述连接头（11）的中心线与所述外管（1）的中轴线呈一角度（γ）。

10.根据权利要求9所述的物料输送管，其特征在于：所述角度（γ）为5-7°。