CN102390634B - 一种具有复合式通气结构的供料仓 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有复合式通气结构的供料仓，在锥形容器内设有充气装置，其包括靠近排料口的第一充气机构，以排料口为基准向上的高度为该排料口直径的0.5-20倍；与第一充气机构紧邻的第二充气机构，竖直方向的高度为排料口直径的0.5-15倍；以及与第二充气机构紧邻的第三充气机构，竖直方向的高度为排料口直径的10-60倍；三个充气机构相互独立并各具有一进气口，所述三个充气机构的表观气速的范围分别为1-60mm/s、1-50mm/s以及0-10mm/s。本发明的供料仓能提高物料的气含率，增强物料的流动性，避免物料在排料口处结拱架桥，从而能以“整体流”形式、高浓度、大质量流率地向下游设备供料。

Description

一种具有复合式通气结构的供料仓
技术领域
本发明涉及一种粉体物料供料仓，特别涉及一种具有复合式通气结构的供料仓。
背景技术
通过具有贮存和排放散装颗粒物料功能的料仓向下游设备供料是工业生产过程中普遍应用的工艺。然而，对于具有粘附性的不易流动颗粒物料，排料时经常出现“漏斗流”流型，不仅降低了料仓的有效存储空间，还限制了排料质量流率；而更严重的问题是，当料仓高压排料时，下料口处经常发生结拱架桥，物料排出困难，严重影响正常生产。
针对上述问题，通常采用敲击震动、搅拌的方式，或者在出口处采用空气炮或通气等方式解决结拱架桥。然而，考虑到设备安全、料仓压力、使用效果、机械结构复杂以及维护成本等方面的因素，目前看来，采用在料仓底部的下料口附近通气的方法促进颗粒物料顺畅排出是适用物料范围广、成本较低、效果较好的方法之一，其优势还在于可减小下料口尺寸、调控下料质量流率，尤其对于具有粘附性的粉状颗粒而言出料更为流畅。在料仓底部的下料口附近通气，一方面降低了颗粒与料仓壁面的摩擦，同时增加了颗粒物的气含率，提高了颗粒流动性。
然而，生产实践表明，并不是在料仓底部的排料口附近通气就能在料仓中产生“整体流”流动，彻底解决排料不畅的问题，尤其是在料仓压力较高、粉状颗粒物又具有粘附性的情况下。
中国专利200380101525.4公开了一种用于储存颗粒物的容器及在容器中用的卸料装置，该容器包括一个主体部分和底部处的卸料装置。然而，该专利只给出了该卸料装置与主体部分的连接和密封方式，既没有给出容器主体部分和底部卸料装置的结构特征和尺寸，更没有针对促进料仓排料、消除排料不畅等问题提出相关的通气布设方案。
实验室研究结果表明，影响料仓排料性能的因素主要包括料仓锥角、排料口直径、以及料仓通气结构。在料仓锥角和料仓排料口直径确定后，料仓通气区域面积和通气特征速度对于料仓排料质量流率影响显著。要想克服排料不畅，获得“整体流”效果，必须对料仓锥角、排料口直径、料仓通气区域面积以及通气特征速度进行总体设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的供料仓排料不畅的缺陷，提供一种能够以“整体流”形式、高浓度、大质量流率地向下游设备供料的具有复合式通气结构的供料仓。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种具有复合式通气结构的供料仓，其包括：一锥形容器，该锥形容器的底部设有一排料口，该锥形容器的上方设有一圆筒形容器，该圆筒形容器的顶部设有一封头，该供料仓还包括一设于该锥形容器的充气装置，该充气装置包括一靠近该排料口的第一充气机构，该第一充气机构以该排料口为基准向上延伸的高度为该排料口直径的0.5-20倍；一紧邻该第一充气机构的第二充气机构，该第二充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的0.5-15倍；以及一紧邻该第二充气机构的第三充气机构，该第三充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的10-60倍；该第一充气机构、该第二充气机构和该第三充气机构相互独立并各具有一进气口，该第一充气机构的表观气速为1-60mm/s，该第二充气机构的表观气速为1-50mm/s，该第三充气机构的表观气速为0-10mm/s。从而可使气体从锥形容器的侧壁以三段圆台形的区域进入到料仓内部给颗粒物通气，增加物料的气含率，使其流动更为流畅，避免排料口堵塞排料不畅的问题。所述“表观气速”是指按照各充气机构所覆盖的锥形容器侧壁面积计算得出的气体速度。
较佳地，该锥形容器的锥角为20°-60°。
更佳地，该锥形容器的锥角为30°-40°。
较佳地，该排料口的直径为40mm-800mm。
更佳地，该排料口的直径为100mm-400mm。
更佳地，该第一充气机构以该排料口为基准向上延伸的高度为该排料口直径的0.8-7倍。
更佳地，该第二充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的0.6-5倍。
更佳地，该第三充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的12-22倍。
其中，该充气装置为设于该锥形容器内壁上的烧结金属板或开孔板，或者为设于该锥形容器内的带孔管道。
该供料仓可用于具有粘附性的粉状、针状、粒状等固体颗粒，如煤粉、生物质颗粒、石油焦颗粒、树脂、催化剂、飞灰、水泥及类似物等中的一种或它们之间任意几种的混合物。
所述充气装置通入的气体可以为空气、氮气、二氧化碳、合成气、甲烷等中的一种或它们之间任意几种的混合物。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的具有复合式通气结构的供料仓结构紧凑，在不影响供料仓储料空间的情况下增加供料仓内部物料的流动性，以获得“整体流”效果；此外，通过复合式充气方式对锥形容器下部不断地补充气体，便可即时填补被物料带走的气体，避免供料仓内部出现负压阻碍物料顺利地排出。考虑到物料在锥形容器内受到的挤压作用以及本身的粘附特性而在三段式充气机构上设置的气体表观流速使得出料更为流畅，并提高了下料质量流率。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的具有复合式通气结构的供料仓的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1所述，本发明的具有复合式通气结构的供料仓包括一锥角为30°的锥形容器3，该锥形容器3的底部具有一排料口5，该排料口5的直径为300mm。在锥形容器3的上方设有一与锥形容器3贯通的圆筒形容器2，在圆筒形容器2的上方设有一封头1，封头1上具有一加料的入口4。
在该锥形容器3的内壁上一充气装置6。该充气装置6包括一靠近排料口5的位置的第一充气机构61，该第一充气机构61以排料口为基准向上延伸高度H1，该高度H1为排料口5直径的0.87倍，即H1＝261mm。在与第一充气机构61对应的锥形容器3的侧壁上设有一进气口611，该进气口611与外部输气设备连接以向锥形容器3的下部输气。
在第一充气机构61上方相邻的位置设有一第二充气机构62，该第二充气机构62与该第一充气机构61独立，并自第一充气机构61的上表面向上延伸，延伸的高度H2为排料口5直径的1倍，即H2＝300mm。在与第二充气机构62对应的锥形容器3的侧壁上设有一进气口621，同样的，该进气口621与外部输气设备连接以向锥形容器3的中部输气。
在第二充气机构62的上方相邻的位置设有一第三充气机构63，该第三充气机构63与该第一充气机构61和第二充气机构62均相互独立。该第三充气机构63自该第二充气机构62的上表面向上延伸，延伸的高度H3为排料口5直径的5.6倍，即H3＝1680mm。在与第三充气机构63对应的侧壁上设有另一进气口631，进气口631与外部输气设备连通以向锥形容器3的上部输气。
本实施例中的第一充气机构61、第二充气机构62以及第三充气机构63均以开孔板(图中未示)作为锥形容器3内壁。开孔板与相应的进气口之间均设有一储气的腔室。气体从侧壁上对应的进气口611，621和631进入腔室后从开孔板的孔中均匀地排出。当然，也可采如烧结金属、烧结陶瓷、烧结金属丝网等其他多孔材料制成与锥形容器3的内壁适配的网状结构替代开孔板。其中，开孔板以及网状结构的通气孔径均小于物料的平均直径。
除了以开孔板作为锥形容器3内壁以达到均匀分布的目的外，也可以用蜂窝状多孔材料(例如烧结金属、多孔陶瓷等)，例如用不锈钢金属粉末烧结材料制成锥形的第一充气机构以替代锥形容器3的下部的侧壁，通过法兰或者焊接的方式与锥形容器3中部的侧壁连接。而第二充气机构62为开孔板，结合在锥形容器3中间部分的侧壁上。第三充气机构63为铺设在锥形容器3内部的不锈钢多孔管(图中未示)。
以煤粉为例，向锥形容器3中输入氮气。当供料压力为4.8MPa、温度80℃时，第一充气机构61的侧壁表观气速约为6.0mm/s，通气量约为250Nm3/h；第二充气机构62的侧壁表观气速约为5.0mm/s，通气量约为340Nm3/h；第三充气机构63的侧壁表观气速约为0.1mm/s，通气量约为275Nm3/h。此时，物料排料质量流率为40-50kg/s，排料口浓度为560-700kg/m3，实现了以“整体流”形式、高浓度、大质量流率地供料效果。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，锥形容器3的锥角为40°，排料口5的直径为200mm。第一充气机构61的高度H1为排料口直径的1.6倍，即H1＝320mm；第二充气机构62的高度H2为排料口直径的1.1倍，即H2＝220mm；第三充气机构63的高度H3为排料口直径的9.6倍，即H3＝1920mm。
以煤粉为例，向锥形容器3中输入氮气。当供料压力为0.8MPa、温度80℃时，第一充气机构61的侧壁表观气速约为55mm/s，通气量约为480Nm3/h第二充气机构62的侧壁表观气速约为45mm/s，通气量约为425Nm3/h；第三充气机构63的侧壁表观气速约为0.5mm/s，通气量约为100Nm3/h。此时，物料排料质量流率为17-22kg/s，排料口浓度为560-700kg/m3，实现了以“整体流”形式，高浓度、大质量流率地供料效果。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有复合式通气结构的供料仓，其包括：一锥形容器，该锥形容器的底部设有一排料口，该锥形容器的上方设有一圆筒形容器，该圆筒形容器的顶部设有一封头，其特征在于，该供料仓还包括一设于该锥形容器的充气装置，该充气装置包括一靠近该排料口的第一充气机构，该第一充气机构以该排料口为基准向上延伸的高度为该排料口直径的0.5-20倍；一紧邻该第一充气机构的第二充气机构，该第二充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的0.5-15倍；以及一紧邻该第二充气机构的第三充气机构，该第三充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的10-60倍；该第一充气机构、该第二充气机构和该第三充气机构相互独立并各具有一进气口，该第一充气机构的表观气速为1-60mm/s，该第二充气机构的表观气速为1-50mm/s，该第三充气机构的表观气速为0-10mm/s。
2.如权利要求1所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该锥形容器的锥角为20°-60°。
3.如权利要求2所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该锥形容器的锥角为30°-40°。
4.如权利要求1所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该排料口的直径为40mm-800mm。
5.如权利要求4所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该排料口的直径为100mm-400mm。
6.如权利要求1-5中任一项所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该第一充气机构以该排料口为基准向上延伸的高度为该排料口直径的0.8-7倍。
7.如权利要求6所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该第二充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的0.6-5倍。
8.如权利要求7所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于， 该第三充气机构在竖直方向的高度为该排料口直径的12-22倍。
9.如权利要求8所述的具有复合式通气结构的供料仓，其特征在于，该充气装置为设于该锥形容器内壁上的烧结金属板或开孔板 ，或者为设于该锥形容器内的带孔管道。 
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