CN102749468B - 粉状物料的取样回送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粉状物料的取样回送装置，包括送风管、取样喷射器、取样压力控制阀、第一压缩空气箱、取样管、旋风分离器、集料器、测量室、送粉管、回送喷射器、回送压力控制阀、第二压缩空气箱、压电薄膜传感器和控制器；所述压电薄膜传感器将采集到的物料对压电薄膜的压力转换为电压信号并发送给所述控制器，所述控制器将所述电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，控制所述取样压力控制阀和所述回送压力控制阀阀门的开度。本发明装置能根据风粉管道内的工况情况，实时调整取样量，取样稳定，并且装置结构简单、体积小、容易安装。
Description
技术领域
本发明涉及物料取样回送技术领域，特别是涉及一种粉状物料的取样回送装置。
背景技术
如今粉体工程应用广泛，燃煤火力发电、建材、化工、制药等行业的生产过程需要对粉状物料如原料、燃料、中间和最终产品的成分等特性进行检测，以确保生产过程的的安全高效低污染运行。在一些关键工序中对粉状物料特性进行实时检测，成为粉体工程过程控制的主要任务。在很多工业应用场合的实时监测需要一套连续取样回送装置，从生产线上不断获取粉状物料，进行检测，再回送至生产线中。
然而由于生产线上的风粉管道内气压、风速变化情况复杂，传统的取样回送装置无法根据风粉管道内的工况变化实时调整取样量，取样不稳定；并且传统的取样回送装置体积巨大，设备笨重，安装复杂。
发明内容
基于此，本发明提供一种粉状物料的取样回送装置，该装置能根据风粉管道内的工况情况，实时调整取样量，取样稳定，并且装置结构简单、体积小、容易安装。
一种粉状物料的取样回送装置，包括送风管、取样喷射器、取样压力控制阀、第一压缩空气箱、取样管、旋风分离器、集料器、测量室、送粉管、回送喷射器、回送压力控制阀、第二压缩空气箱、压电薄膜传感器和控制器；
所述送风管一端穿入风粉管道上的第一开孔中，所述送风管的另一端与所述取样喷射器的扩散室连接；所述取样喷射器的混合室与所述旋风分离器的出风口连接；所述取样喷射器的混合室还通过所述取样压力控制阀与第一压缩空气箱连接；
所述取样管一端穿入所述风粉管道上的第二开孔中，所述取样管另一端与所述旋风分离器的入口连接，所述旋风分离器的下料口与所述集料器的入口连接，所述集料器的出口与所述测量室的入口连接；所述测量室的出口与所述回送喷射器的混合室连接；
所述送粉管一端穿入所述风粉管道上的第三开孔中，所述送粉管的另一端与所述回送喷射器的扩散室连接，所述回送喷射器的混合室还通过所述回送压力控制阀与第三压缩空气箱连接；
所述压电薄膜传感器安装在所述集料器内，所述压电薄膜传感器与水平线的夹角为45°，所述控制器分别与所述压电薄膜传感器、所述取样压力控制阀和所述回送压力控制阀连接；
所述压电薄膜传感器用于将采集的物料下落时对所述压电薄膜传感器的压力转换为电压信号并发送给所述控制器，所述控制器将接收的所述电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，控制所述取样压力控制阀和所述回送压力控制阀的阀门开度。
上述粉状物料的取样回送装置，该装置基于负压抽吸的原理，将风粉物料从风粉管道中通过取样喷射器取出，经过旋风分离器分离后粉状物料下落至测量室，检测完的粉状物料经回送喷射器回送到风粉管道中；同时该装置安装的控制器根据压电薄膜传感器发送的电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，实时控制取样压力控制阀和回送压力控制阀的阀门开度，能实时调整取样量，有效防止风粉管道内工况扰动造成的取样量变化；
本发明粉状物料的取样回送装置无涉及机械传动装置，只需利用空气压缩箱提供的压缩空气即可实现，体积小、结构简单、安装维护方便，可长时间可靠运行，实用性非常高，可应用于燃煤火力发电、建材、化工、制药等各种涉及粉体工程的行业，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明粉状物料的取样回送装置在一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，是本发明粉状物料的取样回送装置在一较佳实施例中的结构示意图，该装置包括送风管15、取样喷射器2、取样压力控制阀3、第一压缩空气箱19、取样管14、旋风分离器6、集料器17、测量室8、送粉管16、回送喷射器10、回送压力控制阀11、第二压缩空气箱20、压电薄膜传感器7和控制器18；
所述送风管15一端穿入风粉管道13上的第一开孔中，所述送风管15的另一端与所述取样喷射器2的扩散室201连接；所述取样喷射器2的混合室202与所述旋风分离器6的出风口连接；所述取样喷射器2的混合室202还通过取样压力控制阀3与第一压缩空气箱19连接；
所述取样管14一端穿入所述风粉管道13上的第二开孔中，所述取样管14另一端与所述旋风分离器6的入口连接，所述旋风分离器6的下料口与所述集料器17的入口连接，所述集料器17的出口与所述测量室8的入口连接；所述测量室8的出口与所述回送喷射器10的混合室102连接；
所述送粉管16一端穿入所述风粉管道13上的第三开孔中，所述送粉管16的另一端与所述回送喷射器10的扩散室101连接，所述回送喷射器10的混合室102还通过回送压力控制器11与第三压缩空气箱20连接；
在一较佳实施例中，所述第一开孔、所述第二开孔、所述第三开孔设置在所述风粉管道13上，沿风粉物料的输送方向依次为所述第二开孔、所述第一开孔和所述第三开孔；或者沿风粉物料的输送方向依次为所述第二开孔、所述第三开孔和所述第一开孔；如图1中所示，在本实施例中，沿风粉物料的输送方向，依次是取样管14对应的第二开孔、送风管15对应的第一开孔、送粉管16对应的第三开孔；
沿风粉管道13内风粉物料的输送方向，取样管14对应的第二开孔，应在送风管15对应的第一开孔和送粉管16对应的第三开孔的前端；由于测量后的物料需回送至风粉管道13中，取样管14对应的第二开孔相对于第一开孔和第三开孔，应设置于沿风粉物料输送方向的上游，能防止回送的物料再次通过取样管14进入测量室8，有利于提高测量的精确度；
在一较佳实施例中，所述取样压力控制阀3通过第一压缩空气总阀4与所述第一压缩空气箱19连接，用于关闭该取样回送装置，停止压缩空气的供应，从而停止取样管14对风粉物料的取样；
在一较佳实施例中，所述回送压力控制阀11通过第二压缩空气总阀12与所述第二压缩空气箱20连接，用于关闭该取样回送装置，停止压缩空气的供应；
所述压电薄膜传感器7安装在所述集料器17内，所述控制器18分别与所述压电薄膜传感器7、所述取样压力控制阀3和所述回送压力控制阀11连接；
所述压电薄膜传感器7用于将采集的物料下落时对压电薄膜传感器的压力转换为电压信号并发送给所述控制器18，在一较佳实施例中，所述压电薄膜传感器7与水平线的夹角的取值范围为10°至80°之间，压电薄膜传感器7与水平线有一定夹角，能保证粉状物料能及时快速地下落至测量室8，也保证压电薄膜传感器7能精确采集到物料下落时的压力；
所述控制器18将所述电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，控制所述取样压力控制阀3阀门的开度和所述回送压力控制阀11阀门的开度，在该粉状物料的取样回送装置工作时，可在控制器18预设目标取样量，即计划抽取的物料量；控制器18通过接收的电压信号，与所述目标取样阈值进行比较，即可通过控制压缩空气的压强大小，实现控制风粉物料的取样量；
在一较佳实施例中，所述送风管15设有第一关断阀1，用于关闭该取样回送装置时隔离所述送风管15与所述风粉管道13；
在一较佳实施例中，所述取样管14设有第二关断阀5，用于关闭该取样回送装置时隔离所述取样管14与所述风粉管道13；
在一较佳实施例中，所述送粉管16设有第三关断阀9，用于关闭该取样回送装置时隔离所述送粉管16与所述风粉管道13。
下面通过一具体实施例中进一步说明本发明粉状物料的取样回送装置的具体工作过程。
在本实施例中，在进行取样时，利用第一压缩空气箱19引出的压缩空气，在取样管14插入风粉管道13的第二开孔处产生负压，风粉混合物从风粉管道13上的第二开孔进入取样管14，取样管14的一端与旋风分离器6的入口连接，风粉物料通过取样管14后进入旋风分离器6，实现风粉管道13中风粉物料的连续取样；
旋风分离器6的出风口与取样喷射器2的混合室202连接，旋风分离器6的下料口与集料器17的入口连接；取样的风粉物料在旋风分离器6中进行风粉分离后，风从旋风分离器6出风口进入取样喷射器2的混合室202，通过取样喷射器2扩散室201与风粉管道13接口处本身的压力将旋风分离器6排出的风回送到风粉管道13中；
旋风分离器6的下料口与集料器17的入口连接，粉状物料从旋风分离器6的下料口进入集料器17，集料器17的出口与测量室8的入口连接，粉状物料从集料器17出口落入测量室8，测量室8的出口与回送喷射器10的混合室102连接，粉状物料经测量后落入回送喷射器10的混合室102，通过回送喷射器10的扩散室101与风粉管道13接口处本身的压力将最终由粉状物料回送到风粉管道13中；
由于生产线上气压、风速变化等原因，风粉管道13内工况时常有扰动；若取样回送的压力不变，则会造成取样量变化，同时实际测量中也可能根据需要改变取样量，因此需要实时调整取样喷射器2的取样量，以满足稳定取样或测量要求；
在本实施例中，集料器17内安装有压电薄膜传感器7，与水平线呈一定夹角，该夹角的取值范围为10°～80°，如图1中所示，压电薄膜传感器7与水平线的夹角可为45°，既能保证压电薄膜传感器7精确采集到粉状物料对压电薄膜的压力，又能保证物料及时下落到测量室8；
所述控制器18分别与所述压电薄膜传感器7、所述取样压力控制阀3和所述回送压力控制阀11连接；
所述控制器18将接收的所述电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，从而控制所述取样压力控制阀3的阀门开度和所述回送压力控制阀11的阀门开度；
下落的粉状物料流量越大，对压电薄膜的压力就越大，从而电压信号就越强；控制器18获得代表粉状物料流量的电压信号，进行比较放大，通过控制取样压力控制阀3和所述回送压力控制阀11的阀门开度即可维持或调节取样量，以及平衡该取样回送装置内部的压力，保证该装置正常稳定工作。
以下再通过一具体实施例进一步说明本发明粉状物料的取样回送装置关闭时的控制过程。
在遇到生产设备故障或计划停产时，需要关闭取样回送装置；为了节约物料，使取出的粉状物料全部返回风粉管道13，在取样回送装置中不残留粉料样品，根据负压抽吸原理，可先关闭取样管14，再关闭送粉管16；操作时，首先关闭安装在取样管14上的第二关断阀5，使取样管14与风粉管道13隔开；在同一管道中，安装在送风管15上、接近风粉管道13的第一关断阀1应该比第一压缩空气总阀4先关闭，安装在送粉管16上、接近风粉管道13的第三关断阀9应该比压缩空气入口的第二压缩空气总阀12先关闭，以免风粉管道13中的粉状物料进入该取样回送装置；因此，关闭时应依次关闭阀门5，1，4，9，12；同时，为了使管道内的粉状物料都回送至风粉管道13，需设置各阀门动作有一定时间间隔。
上述粉状物料的取样回送装置，该装置基于负压抽吸的原理，将风粉物料从风粉管道中通过取样喷射器取出，经过旋风分离器分离后粉状物料下落至测量室，检测完的粉状物料经回送喷射器回送到风粉管道中；同时该装置安装的控制器根据压电薄膜传感器发送的电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，实时控制取样压力控制阀和回送压力控制阀的开度，能实时调整取样量，有效防止风粉管道内工况扰动造成的取样量变化；
本发明粉状物料的取样回送装置无涉及机械传动装置，只需利用空气压缩箱提供的压缩空气即可实现，体积小、结构简单、安装维护方便，可长时间可靠运行，实用性非常高，可应用于燃煤火力发电、建材、化工、制药等各种涉及粉体工程的行业，非常值得推广。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种粉状物料的取样回送装置，其特征在于，包括送风管、取样喷射器、取样压力控制阀、第一压缩空气箱、取样管、旋风分离器、集料器、测量室、送粉管、回送喷射器、回送压力控制阀、第二压缩空气箱、压电薄膜传感器和控制器；
所述送风管一端穿入风粉管道上的第一开孔中，所述送风管的另一端与所述取样喷射器的扩散室连接；所述取样喷射器的混合室与所述旋风分离器的出风口连接；所述取样喷射器的混合室还通过所述取样压力控制阀与所述第一压缩空气箱连接；
所述取样管一端穿入所述风粉管道上的第二开孔中，所述取样管另一端与所述旋风分离器的入口连接，所述旋风分离器的下料口与所述集料器的入口连接，所述集料器的出口与所述测量室的入口连接；所述测量室的出口与所述回送喷射器的混合室连接；
所述送粉管一端穿入所述风粉管道上的第三开孔中，所述送粉管的另一端与所述回送喷射器的扩散室连接，所述回送喷射器的混合室还通过所述回送压力控制阀与所述第二压缩空气箱连接；
所述压电薄膜传感器安装在所述集料器内，所述压电薄膜传感器与水平线的夹角为45°，所述控制器分别与所述压电薄膜传感器、所述取样压力控制阀和所述回送压力控制阀连接；
所述压电薄膜传感器用于将采集的物料下落时对所述压电薄膜传感器的压力转换为电压信号并发送给所述控制器，所述控制器将接收的所述电压信号与预设的目标取样阈值进行比较，控制所述取样压力控制阀和所述回送压力控制阀的阀门开度。
2.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，还包括第一压缩空气总阀，所述取样压力控制阀通过所述第一压缩空气总阀与所述第一压缩空气箱连接。
3.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，还包括第二压缩空气总阀，所述回送压力控制阀通过所述第二压缩空气总阀与所述第二压缩空气箱连接。
4.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，所述送风管上设有第一关断阀。
5.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，所述取样管上设有第二关断阀。
6.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，所述送粉管上设有第三关断阀。
7.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，所述第一开孔、所述第二开孔和所述第三开孔都设置在所述风粉管道上，沿风粉物料的输送方向依次为所述第二开孔、所述第一开孔和所述第三开孔。
8.根据权利要求1所述的粉状物料的取样回送装置，其特征在于，所述第一开孔、所述第二开孔和所述第三开孔都设置在所述风粉管道上，沿风粉物料的输送方向依次为所述第二开孔、所述第三开孔和所述第一开孔。
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