CN103207627A - 一种耐高温防堵阻旋料位开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温防堵阻旋料位开关，涉及料位监测技术，从通气孔向传动轴与保护管之间的环形空腔内通入少量气体，气体从内连接套与传动轴的环缝以一定速度流出，保证环形空腔内的气压高于料仓压力，避免料仓的粉尘进入环形空腔发生抱轴现象，气体出流过程中冷却了传动轴和保护管，降低微型电机和微动开关的工作温度。本发明的料位开关可在仓内粉尘浓度大、颗粒粒径细、工作温度高的恶劣环境中应用。

Description

一种耐高温防堵阻旋料位开关

技术领域

本发明涉及料位监测技术领域，特别是一种阻旋料位开关。

背景技术

阻旋式料位开关是一种采用机械转动的方式监测料位的装置，通常以微型马达作为驱动装置，传动轴与离合器相连接，轴端带有叶片；当料位低于叶片、叶片未接触到物料时，叶片在马达的带动下转动；当料位升高、接触到叶片时，检测装置输出一接点信号，同时切断电源使叶片停止转动；当物料下降时叶片所受阻力消失，检测装置依靠扭力弹簧又恢复到原始状态，叶片恢复转动。针对不同比重的物料，扭力大小可以调节。

阻旋式料位开关的可靠性理论上较电容式料位开关等高，但在实际应用中却发现，若料仓内粉尘浓度大、颗粒粒度细，细颗粒易进入到传动轴的缝隙处而使传动轴发生卡塞现象，传动轴因无法转动而给出误报警信号，导致料位监测失灵。此外，现有的阻旋料位开关电机在高温环境下容易损坏，通过设置保护套管的方法，延长电机与料仓的距离，尽管保护套起到了一定的散热作用，但在温度较高的环境下，传动轴及保护套依然通过导热方式把物料的温度传递到微型电机和微动开关上，因此，料位阻旋开关不宜在高温环境下使用。

在循环流化床一体化污泥焚烧系统中，湿污泥在干化器内干燥后，部分细颗粒和流化气体进入细粉分离器，被分离的细颗粒进入料仓由螺旋输送机给入炉膛焚烧。若料仓料位计监测失灵，则无法判断料仓料位高度和合理控制物料输出量。料位一旦走空，炉膛的高温烟气反窜到细粉分离器内，影响系统的安全运行；反之，若料位高度超过料仓而堆积在细粉分离器内，则降低分离效率、增加系统运行阻力。控制料位高度在合理水平，一方面具有料封功能，防止气体反窜；另一方面提高分离效率，减少颗粒逃逸量。可见，料位开关能否正确的监测料仓料位，对系统的安全、稳定、连续运行具有重要作用。

中国专利申请200620073349.9公开了一种粉尘防爆阻旋料位器，靠密封件实现传动轴与支撑架的连接，从而防止粉尘进入传动轴与支撑架的环缝内。但当粉尘粒径为微米量级时，即便密封件与传动轴的空隙很小，细颗粒也可进入环形空腔内堆积而发生抱轴现象。

中国专利申请200820157038.X公开了一种超高温阻旋式料位开关，该料位开关延长了接线盒与物料的接触距离，同时，靠安装在支撑架上的散热片降低电机温度，可在400℃的高温环境中使用。但这种料位开关零部件多、结构复杂，散热片的效果不可靠，其工程应用性受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温防堵型阻旋料位开关，以便在料仓内粉尘浓度大、颗粒粒径细、环境温度高的场合应用，拓宽现有料位阻旋料位开关的适用范围，为料仓料位的准确监测提供保障。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种耐高温防堵阻旋料位开关，包括密封罩1、微型电机2、微动开关3、传动轴4、叶片9；其中，微型电机2、微动开关3置于密封罩1内；传动轴4第一端与微型电机2固定连接，第二端与叶片9固定连接；还包括保护管6、外连接套7、内连接套8；

保护管6同轴地套于传动轴4外，保护管6第一端固定连接于密封罩1外壁，第二端外壁与外连接套7的内壁相适配并固定连接，第二端内壁与内连接套8的外壁相适配并固定连接；

传动轴4同轴地贯穿内连接套8的中心通孔，传动轴4外壁与内连接套8的中心通孔内壁间有间隙，形成一环缝13；

保护管6内壁与传动轴4外壁及密封罩1外壁、内连接套8端面围合成一环形空腔12；保护管6上设有贯穿管壁的通气孔5；环形空腔12与环缝13、通气孔5相通；

使用时，外连接套7固定连接于料仓壁11上的通孔，使传动轴4的第二端和叶片9位于料仓内；通气孔5与给气系统相连，向环形空腔12中通入气体。

上述环缝13的宽度为1～3mm。

优选的，上述阻旋料位开关还包括轴承14，轴承14固定连接于保护管6内壁面，支承传动轴4；轴承14位于通气孔5与密封罩1之间。

上述阻旋料位开关还包括扩散板15，片状环形扩散板15的中心孔穿套并固定连接于传动轴4第二端内侧、环缝13与叶片9之间；扩散板15与内连接套8朝向料仓的端面的距离大于环缝13的宽度。

上述阻旋料位开关还包括片状防护罩10，为平板形、圆弧形、扇形其中之一，其一侧缘固定连接于料仓壁11内壁面上，位于传动轴4伸入料仓部分和叶片9的正上方，水平设置，防护罩10下侧面与旋转中的叶片9的最小距离为100～500mm。

上述传动轴4、内连接套8、外连接套7、保护管6、扩散板15、防护罩10的材质与料仓壁11相同。

优选的，上述保护管6第二端外壁与外连接套7的内壁固定连接，为螺纹连接；保护管6第二端内壁与内连接套8的外壁固定连接，为螺纹连接。

上述向环形空腔12通入气体，通入的气体流量可控，气体在环缝13中的流速为5～15m/s；优选的，流速为9～11m/s；通入的气体为空气、氮气、或低含氧气体其中之一。

本发明的耐高温防堵阻旋料位开关，可适应不同的料仓粉尘浓度、粉尘粒径，特别是可适用于超细颗粒和高温的工作环境，结构简单，运行可靠。

附图说明

图1为本发明的一种耐高温防堵型阻旋料位开关结构示意图；

图2为本发明的一种耐高温防堵型阻旋料位开关与料仓壁连接处放大示意图。

具体实施方式

本发明的耐高温防堵阻旋料位开关，在现有技术基础上，在传动轴位于料仓外的部分外套上一直径稍大的保护管，使二者之间形成一环形空腔，该空腔一端止于密封罩的外壁，另一端朝向料仓、止于一短小的内连接管的一侧端面，内连接管的中心通孔略大于传动轴的外径，形成一与环形空腔相通的环缝。通过保护管上的通气孔向环形空腔中通入气体，使传动轴与保护管之间的环形空腔内的气体压力高于料仓中的压力，并使气体从内连接套与传动轴之间的环缝以高速流出，从而避免了料仓内的物料进入环缝和环形空腔、造成抱轴；同时通入的气体还可冷却传动轴，降低密封罩内的微型电机和微动开关元器件的温度。

保护管与外连接套和内连接套之间的固定，可以选择点焊、插接或螺纹连接等方式，其中螺纹连接比较便于检修时的拆卸。当料仓上的开孔本身带有连接管时，外连接套可以省去，直接将保护管固定连接于料仓开孔连接管上即可。

作为优选方案，可以增设轴承用于支承传动轴，从而将原来都由内连接套承担的支撑与密封两项功能分离，内连接套只做密封之用。采用轴承可更好的支承传动轴，也使内连接套与传动轴所形成的环缝宽度稳定，气体流经环缝时可保持均匀的高流速，使密封效果更有保障。通气孔应设置于轴承与内连接套之间，以便气体从环缝喷出。通气孔可设于较靠近轴承之处，以便冷却轴承。

为避免从环缝中高速喷出的气流干扰物料在叶片附近自由堆积、影响料位监测的准确性，可在环缝外设置扩散板，阻挡气流直接喷向叶片；同时，扩散板与内连接套朝向料仓内部的端面的距离，应使气流在其间流动时的速度不高于在环缝中的流速，以免影响扩散板下方的物料自由堆积。

为避免料仓上方下落的物料直接冲刷叶片，影响叶片的运转和料位监测的准确性，还可增设防护罩，从正上方遮盖伸入料仓中的传动轴和叶片。防护罩可以是弧形的或扇形等形状的薄板，大小以刚好能够遮盖住传动轴和叶片为宜，若太大则可能会影响物料的自由堆积，造成料位监测误差。

传动轴、内连接套、外连接套、保护管、扩散板和防护罩可与料仓壁选用相同的材料制造，以获得相同的膨胀系数，避免发生泄漏。

实施例1

如图1所示，微型电机2与微动开关3安装在密封罩1内，传动轴4为实心结构，左端与微型电机2、右端与叶片9通过销钉连接。保护管6左端与密封罩1连接，右端设外螺纹，与带有内螺纹的外连接套7同轴连接，右端还设有内螺纹，与带外螺纹的内连接套8同轴连接。传动轴4从内连接套8的中心通孔中穿过，二者间形成一环缝13，环缝宽度为1～3mm；保护管6同轴的罩于传动轴4外，二者之间形成一环形空腔12。外连接套7焊接在料仓壁11上，起到固定料位开关的作用。

保护管6上设有通气孔5，其通过管道与给气系统连接，用于将气体通入环形空腔12。

传动轴4中段偏右处设有轴承14，用以支承传动轴4。通气孔5位于传动轴4的右侧。当料仓中物料非易燃易爆品时，可通过通气孔5向环形空腔12中通入压缩空气；当料仓对含氧量有要求时，可通过通气孔5向环形空腔12中通入氮气，或其它低氧的气体；如果系统中有经过净化循环气体，可通入循环气体。

环缝13出口处设有扩散板15，以阻挡从环缝喷出的气流直接冲击叶片，干扰正常料位；扩散板与内连接套朝向料仓内部的端面的距离，大于环缝的宽度。

传动轴4伸入料仓内壁的部分的正上方、高于叶片9旋转最高点的100-500mm处安装防护罩10，防护罩10的形状可以为平板形、圆弧形、扇形等，以防止料仓内大量的物料直接冲刷叶片9及传动轴4，影响传动轴4、叶片9的正常转动和信号输出的准确性。

传动轴4、内连接套8、外连接套7、保护管6、扩散板15和防护罩10可与料仓壁11选用相同的材料制造，对于温度在600℃以下的应用场合，可选用1Cr18Ni9Ti，对于温度在600～1100℃的场合，可选用Cr25Ni20。

料仓进料以前，通过通气孔向环形空腔通入气体，气体流量根据内连接套与传动轴之间的环缝截面积和截面流速进行计算，截面流速为5～15m/s，优选为9～11m/s，气体流量通过给气系统的阀门和流量计进行控制；通过通入气体使传动轴与保护管之间的环形空腔内的气压高于料仓内的气压，并使环缝中形成射流，防止料仓中的粉尘通过环缝进入环形空腔，同时冷却传动轴、保护管及叶片，降低微型电机和微动开关的工作温度。

叶片在料仓内若能正常转动，表明该区域内没有物料，若叶片停止转动，表明物料已堆积到该位置。料位计的开关量输出信号根据料位计功能即低料位报警或高料位报警等进行调整。

Claims (8)

1.一种耐高温防堵阻旋料位开关，包括密封罩(1)、微型电机(2)、微动开关(3)、传动轴(4)、叶片(9)；其中，微型电机(2)、微动开关(3)置于密封罩(1)内；传动轴(4)第一端与微型电机(2)固定连接，第二端与叶片(9)固定连接；其特征在于：还包括保护管(6)、外连接套(7)、内连接套(8)；

保护管(6)同轴地套于传动轴(4)外，保护管(6)第一端固定连接于密封罩(1)外壁，第二端外壁与外连接套(7)的内壁相适配并固定连接，第二端内壁与内连接套(8)的外壁相适配并固定连接；

传动轴(4)同轴地贯穿内连接套(8)的中心通孔，传动轴(4)外壁与内连接套(8)的中心通孔内壁间有间隙，形成一环缝(13)；

保护管(6)内壁与传动轴(4)外壁及密封罩(1)外壁、内连接套(8)端面围合成一环形空腔(12)；保护管(6)上设有贯穿管壁的通气孔(5)；环形空腔(12与环缝(13)、通气孔(5)相通；

使用时，外连接套(7)固定连接于料仓壁(11)上的通孔，使传动轴(4)的第二端和叶片(9)位于料仓内；通气孔(5)与给气系统相连，向环形空腔(12)中通入气体。

2.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：所述环缝(13)的宽度为1～3mm。

3.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：还包括轴承(14)，轴承(14)固定连接于保护管(6)内壁面，支承传动轴(4)；轴承(14)位于通气孔(5)与密封罩(1)之间。

4.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：还包括扩散板(15)，片状环形扩散板(15)的中心孔穿套并固定连接于传动轴(4)第二端内侧、环缝(13)与叶片(9)之间；扩散板(15)与内连接套(8)朝向料仓的端面的距离大于环缝(13)的宽度。

5.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：还包括片状防护罩(10)，为平板形、圆弧形、扇形其中之一，其一侧缘固定连接于料仓壁(11)内壁面上，位于传动轴(4)伸入料仓部分和叶片(9)的正上方，水平设置，防护罩(10)下侧面与旋转中的叶片(9)的最小距离为100～500mm。

6.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：所述传动轴(4)、内连接套(8)、外连接套(7)、保护管(6)、扩散板(15)、防护罩(10)的材质与料仓壁(11)相同。

7.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：所述保护管(6)第二端外壁与外连接套(7)的内壁固定连接，为螺纹连接；保护管(6)第二端内壁与内连接套(8)的外壁固定连接，为螺纹连接。

8.如权利要求1所述的阻旋料位开关，其特征在于：所述向环形空腔(12)通入气体，通入的气体流量可控，气体在环缝(13)中的流速为5～15m/s；优选的，流速为9～11m/s；通入的气体为空气、氮气、或低含氧气体其中之一。

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