CN102390720B - 一种流化态连续微量给料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流化态连续微量给料装置，该装置包括电机、螺杆、连动杆、出料管、注射给气管、活塞和存料管；活塞与注射给气管固定连接，能够在存料管中上下滑动，螺杆的下端与电机的输出轴连接，注射给气管的上端通过连动杆与螺杆连接，使注射给气管随着螺杆的旋转而上下滑动；注射给气管上端设有管状进气口，下端设有圆环状出气口，出料管和注射给气管固定连接，并且其下端伸出注射给气管的下端面。本发明的优点在于利用气流使物料流化并被携带来实现连续微量给料。用电机螺杆推进，稳定性和精确性好。当气流一定时，出料管与物料之间距离恒定，由电机转速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

一种流化态连续微量给料装置
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，具体为一种流化态连续微量给料装置。
背景技术
在实验室中开展煤粉或生物质及其它物料的粉料的燃烧与气化等研究工作中，需要给粉装置实现微量连续均匀稳定地输送物料，以保证实验的顺利进行。按照当前给粉工作的原理，微量给粉装置可以分为机械式、气动式、复合式及特殊振动式等。但是这些装置由于本身特点，最小输送物料速率一般在1g/min以上[付国民，哈尔滨理工大学学报，2004：9(3)；MATAUSAKAH，Advanced Powder Technology，1995，6(4)：283-293]。其中物料的黏性和装置本身的振动对给料速率造成了一定的影响，使给料不均。比如螺旋类给料装置容易压实物料，加深了物料的黏结，造成给料不均。叶轮气动式给料装置由于叶轮的片数和转速等影响使给料速率产生脉冲，也造成给料不均。现在实验室沉降炉和流化床常用的微量给粉器之一螺旋给粉器及其改进形式——螺旋气动给粉器最低给煤速率也在2g/min以上[唐超君，电站系统工程，2009，25(3)]，而且为了避免煤粉的黏结性，加装了振荡器，但是这样就会影响转轴的正常转动而且加快了装置的磨损。现有的这些微量给料装置在最佳给料状态时其给料速率都在1g/min以上。而在实验室研究领域，经常需要定量、稳定、精确的给料，而且给料量很小，尤其是小到0.1g/min及其以下的给料速率，一般普通的微量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，提供了一种流化态的连续微量给料装置，给料速率范围广，可以提供小到0.1g/min及其以下的给料速率，且精确度高，稳定性好。
本发明提供的一种流化态连续微量给料装置，其特征在于，该装置包括电机、螺杆、连动杆、出料管、注射给气管、活塞和存料管；
活塞与注射给气管固定连接，能够在存料管中上下滑动，螺杆的下端与电机的输出轴连接，注射给气管的上端通过连动杆与螺杆连接，使注射给气管随着螺杆的旋转而上下滑动；注射给气管上端设有管状进气口，下端设有圆环状出气口，出料管和注射给气管固定连接，并且其下端伸出注射给气管的下端面。
本发明装置的结构为电机螺杆推动注射给气管使其带动细的出料管以一定速度向下移动。存料管是固定的，其给气管给气使物料在出料管和物料之间形成流化态，并带动一部分物料随气流输送至出口。具体而言，本发明的优点在于：
(1)利用气流作用于物料使其流化态，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，改变电机转速就可以改变给料速度。
(3)可以按照此原理扩大装置尺寸，也可以一次性存放更多物料和增大给料速率，从而扩展到其他用途。
(4)电机螺杆结构可以更精准的控制给料稳定性和精准性。
(5)由于其小到0.1g/min及其以下的给料速率和稳定、精确的给料可以满足实验室的需要。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明装置包括电机1、螺杆2、连动杆3、出料管4、注射给气管5、活塞6和存料管7。
活塞6与注射给气管5固定连接，并可以在存料管7中上下滑动。螺杆2的下端与电机1的输出轴连接。注射给气管5的上端通过连动杆3与螺杆2连接，使注射给气管5随着螺杆2的旋转而上下滑动。注射给气管5上端设有管状进气口，下端设有圆环状出气口。出料管4和注射给气管5固定连接，并且其下端略伸出注射给气管5的下端面。
本发明装置具体运行方式为电机1转动带动螺杆2转动，使螺杆2上的连动杆3可以一定速率向下移动，使注射给气管5及连在一起的活塞6以一定速率向下运行。存料管7是固定的。从注射给气管5进气口给气，气流吹动物料，使一定量的物料在活塞6和物料上方的空间内流化流动，随气流经出料管4送出。由于气流恒定，注射给气管5向下速度恒定，出粉速率也是恒定的。改变电机速度，使注射给气管向下移动速度变化，可以改变出粉速率。
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)电机1、螺杆2本身精确性、稳定性很好，还可以用更高精度的电机来实现系统精确、稳定。
(2)电机1、螺杆2和连动杆3可以要保持接触良好，连动杆尽量短。
(3)电机1的转动速度要根据给料速度来定。
(4)为了保持气流通畅并且保持较高的气流量，注射给气管5的环形出气口的环形宽度应该是给料颗粒粒径的5-10倍。
(5)出料管4、注射给气管5和存料管7要保持同轴。并且注射给气管比存料管长。出料管4下端面应低于注射给气管5下端面，伸出长度为注射给气管5的环形出气口的环形宽度(即注射给气管下端的内径与给料管的外径之差)的5-10倍，否则气流直接回流降低了给料效率。
(6)活塞6在保证密封性的同时尽量采用摩擦力小的材料，如硅胶，硫化橡胶和硅橡胶等特种橡胶等，使注射给气管5能顺利行进。实例1：
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。连杆3长度为60mm，中有一个圆槽，用来卡住注射给气管5。注射给气管5长度为140mm，上面进气口内径为6mm。下端面内径为6mm。出料管4外径3mm，内径1mm。出料管4露出注射给气管5下端面2mm。存料管7内径为30mm，长度为120mm。用上述装置进行微量给粉实验。选择的煤的堆积密度约为900Kg/m3，粒径为74-105μm，放入存料管7的质量为30g左右，设置进气管气流量使存料管7中的气流流量为0.6L/min，这样可以使煤粉达到流化状态并可以由气流携带运输。用电机1控制注射给气管5的行进速度，使给粉稳定并用天平测得给粉速率为0.05g/min，加快电机1的转速可以使给粉速率增大。其给粉速率可变范围很大。
用同样尺寸的装置做生物质的微量给粉实验，选择的生物质的堆积密度约为300Kg/m3，粒径为400-600μm，生物质的质量为15g左右，设置注射给气管5气流量使存料管7中的气流流量为0.3L/min，这样可以使生物质达到流化状态。用电机1控制注射给气管5的行进速度，使给粉稳定并用天平测得给粉速率为0.1g/min。
实例2：
按照同样的原理增大装置尺寸，变换电机转速。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100g左右，设置注射给气管5气流量使存料管7中的气流流量为3L/min，这样可以使煤达到流化状态。用电机转速控制注射给气管5的行进速度，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；利用流化态使给料更为均匀、稳定、精准。极大地方便了实验室和工业领域的相关研究。

Claims (2)

1.一种流化态连续微量给料装置，其特征在于，该装置提供小到0.1g/min及其以下的给料速率，其结构包括电机（1）、螺杆（2）、连动杆（3）、出料管（4）、注射给气管（5）、活塞（6）和存料管（7）；
活塞（6）与注射给气管（5）固定连接，能够在存料管（7）中上下滑动，活塞（6）的材料为硅胶、硫化橡胶或硅橡胶；螺杆（2）的下端与电机（1）的输出轴连接，注射给气管（5）的上端通过连动杆（3）与螺杆（2）连接，使注射给气管（5）随着螺杆（2）的旋转而上下滑动；注射给气管（5）上端设有管状进气口，下端设有圆环状出气口，出料管（4）和注射给气管（5）固定连接，并且其下端伸出注射给气管（5）的下端面；注射给气管（5）的环形出气口的环形宽度是给料颗粒粒径的5～10倍。
2.根据权利要求1所述的流化态连续微量给料装置，其特征在于，出料管（4）、注射给气管（5）和存料管（7）同轴，并且注射给气管（5）比存料管（7）长。
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