CN1033605A - 气动输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在一种带空气总管道的输送系统内 的气量调节，其中，在单个输送管道内气量或相应的 气流速度通过一个具有机翼型面的升力体进行调节， 这升力体的工作如同一节流阀，并从全开位置的至少 10度的安装角直到关闭位置的90度之间运动，该升 力体本身通过空气管道截面堵塞的多或少调节气量， 同时，在各种情况下，在升力体上所受的指向关闭位 置的气动力和指向开启方向的配重之间处于一种平 衡。依此，可以实现一个最佳的调节特性。

Description

本发明涉及一种带有一个通风机或鼓风机，一个或多个气动输送管道以及一个空气量调节装置的气动输送系统。

一个工业设备的自动化程度越高，那么对单个设备元件的运行可靠性要求就越重要。这不仅是现代工业发展的一般经验，而且也是设备制造者的确定的义务一部分。在理论上至少有二种途径能增加设备运行的可靠性，其一种是增加计算机的应用，不仅用于中心控制，而且作为单个机器和装置的终端使用。

在DE-PS3128807中描述了一种具有作为本发明基础之问题的解决方案这基本问题是早已公知的关于磨料的气动输送。此外，将多个平行的输送管道连接在一个共同的通风机或鼓风机上，这样，每一个输送管道的空气量是互相依赖的，例如，一旦在一个单独的输送管道内、或在输送管的一部分输送物量减少，那么由于在该管内降低的输送阻力，而使空气量增大。但是，这对其余的输送管道来说是不利的，以致于最终引起气量以及气流速度的下降。于是在通风输送管道内的产品输送变得不稳定，甚至在该空气系统的不好或极端状态时，这能引起物料的堆积和阻塞。DE-PS3128807试图在没有设置输送系统的通风机过量应用的情况下获得一种安全可靠的运转，对此建议，每一个输送管路设置一个气量调节装置，一个测量空气流量的探测装置和一个由探测装置控制的调节机构用于相应的气量调节装置，以便使通过输送管道的气流量保持稳定。通过探测装置，每个输送管道内的静压力或压力差就可确定，这些压力数据在一种电子控制装置中处理，以产生用于气量调节装置的相应调节元件的控制信号，以便使每个输送通道内气量保持在一个允许的最小值上。

可是，在含粉剂物料的输送管道内空气静压力的测量应用是有问题的，即存在着许多对“静气压”-“气量”的直接关系做干扰的因素。主要不利因素之一是气流横截面，形状，表面积等相应的特殊结构分布。此外，还可能由粘着粉料引起的压力值的严重偏离，直至测量值的无法应用。如果通过常用的压力测量仪来测定静压力，那么在很短时间之后，由于在含粉尘的空气中的小测量管道截面，适用的测量信号同样不能再读出。

为此，产生一种采用电子计算器进行精确的气量调节和控制的愿望，此时，该电子技术将本来简单的事情变得复杂化，对于运转可靠性提高的目的也不能达到。

这第二种途径，在这新的众多自动化设备的时代被选用，可将使问题如此简单地绕过，例如，每一个输送管道各设置一个鼓风机，可以想到，将十分简单的节流阀用于每个输送管道的粗调节。由于在每一个磨料机内有相当大量的单个气动输送管道，从花费角度来看，这样一种方案不能令人感兴趣。此外，如果应用许多排风机，马达等由于系统单个元件数目的明显增加，运行的可靠性也成问题。

至今在实践中具有满意效果的既不是对边缘智力（计算机）的更多应用也不是消除用于多个气动输送管道的共同的总系统。只有在下面所述的情况中，还是一种最老的、最简单的在每个输送管道中设置一个可运动的调节阀的设置能被采用。此时，该调节阀借助于一个在开启位置调定的配重，根据空气流量的程度动作在多或少的关闭位置上。这种调节阀不同于排风装置的密封阀，气流不封闭，并通过这种空气流工作在一个打开的位置上。

一种在通风装置内气量调节用的稍改进的结构已在CH-PS    Nr    600428中作了描述。在这种解决方案中，这作用在一个节流阀平坦表面上的气动力，和一个拉紧一转矩以及一个与空气量额定值相应的校准信号被应用于节流阀所希望的平衡或打开位置。同时，粉料敏感性的问题仍然没有得到解决。

由此，本发明的任务是，消除现有解决方案的缺陷，并提高运转的可靠性，同时，尽可能降低气动输送的空气消耗，还特别地不采用复杂的和颗粒敏感的结构元件。

本发明解决方案的特征是，每个气量调节装置具有一个可转动安置的升力体，它可作为一个节流阀从一种开启的位置动作到一个关闭的位置，同时，空气流的升力指向关闭位置，并且，在该升力体上附加的，机械的开启力是有效的。

经较多的实际试验获得一个上述简单装置的令人惊叹的精确功能，这对其他有关的气流专业人员来说认为是不可能的，但是现在这是在气动管道输送粉料开始以来，为寻求解决方案徒劳了约40年之后的事实。

通过升力体翼型的适当选择不仅可以取得一种保持恒定的空气量，而且还能达到一种积极的效果，例如在单个输送管道内阻力增加时，可调节到一个基本较大的空气量，这对提高气动输送的稳定性而言可作为进一步的优点。

本发明也允许其它不同的结构设置，该升力体可如此的机翼型面构成，即具有一个厚的圆滑的入流侧和一个尖端收尾的出流端，这种结构措施就允许保持一种特别有效的“空气压力-空气量比例”，此时，例如在气动输送有中断趋向时，则气量立刻得以提高。

最好机翼翼型的一侧是拱形，而在相对的另一侧是基本平面的结构。

其它优选的结构设置是，升力翼型在其尖形的出流侧具有一个切口，依此，不仅在全开而且在全闭位置都可使升力体的动作灵敏度得以提高，因为采用这种方式，相对升力体的转动点而言，保持一种较小的力不平衡，即使转动点安置在升力体大致中心时也如此。

为使该空气系统进行精确调节，尤其在以后的变化中作校准，最好使机械开启力成为可调节的，并通过一种弹性力或一个配重来构成。特别在极端关闭位置的有利方案是，该处于关闭位置的升力体在其入流侧和出流侧留有一个空气间隙。

为了在一个大的范围内能够对空气量进行精确地调节，最好该空气输送管道设置一个收缩的部位，同时把升力体安置在这收缩部位的区域内。

本发明还涉及对一组气动空气输送管道的气流速度进行调节的方法，这些输送管道是通过一个连接管与一个共同的通风机或鼓风机相连接的。

这种新方法的特征是，至少在具有较大管道截面的输送管道中，利用机械的气动力对气流速度独立进行调节。同时，作为升力体而设置的空气速度调节阀的升力用来作为关闭力，它与一种作为开启力的机械配重相对作用。

优选的方式是该升力体在完全开启位置时，具有一个约为20度的安装角，并且调节运动范围在20度和90度之间。在90度时，升力体起着几乎一个闭合阀的作用，亦即相对空气流处于一个完全横向的位置。各种不同的试验表明，这打开的位置应该通过一个限位器加以限制。对于简单的应用，该限位器可安置在大约10度的开启位置之处，最好能具有从大约15度到25度的数值。然而，在大多数情况下，发现20度为最佳，在20度时已产生很强的升力，以致于立即形成一个高的动作灵敏度，这特别在设备启动也即通风机的启动时可能是有决定性的。

每个从事空气流动技术领域的专业人员都充分知道，经常由于微小的变动，例如由于局部的不可控涡流使空气测量部分的变动，造成结果的严重失真，以致不能使用，亦即这些偏差可能无疑地超过实际值的20%，50%或更多。这就需要很多的实践，特别是应用已知的测量技术规则能够进行有效地测量。在采用皮托管的情况下，这静压管的微小倾斜位置就足以使人们得到超过允许范围的测量误差。另一方面，实际操作人员都知道一些达到目的的手法。

还有问题的是，一般在飞机结构中，在机翼型面的设置以及升力体的传统应用设置中的各种比例。该机翼翼型有一个获得升力最佳比值的确定的安装角范围。如果安装角选择过大，那么，在出流侧的气流会发生突然分离，并在此处气流转入一种完全不可控的涡流，而使升力受到破坏。在正常的亚音速区内，人们对安装角从最大值到20度作了计算，如果有人把这些已知的规律性作转换的话，那么就可马上辩认出来这种变换的不可能性。当升力体被用作一个节流阀的功能时，此处必须至少首先考虑的是，一个较小的但对于空气节流几乎无用的调节区是允许的。如同上面装置中所描述的那样，具有新的气量调节的测量却正好得出相反结果，亦即直到升力体几乎完全横向的关闭点给出一个明显稳定的“空气量-压力曲线”。这意味着，该升力体正好用在飞机翼型应用范围之外的区域内。

这唯一的并通过实践证明的解释是，一个在关闭管道系统内的升力体性能完全不同于同样翼型的一架自由大气中的飞机在对应速度比时的性能。对申请人来说，并不知道，这种现象是深入地研究过或者在空气量调节的实践中曾使用过。

本发明还涉及一种可转动的升力体应用于气动输送系统及空气一除尘系统中的空气速度调节。

下面借助一些具有另外细节的实施例对本发明作以阐明。

图1处于开启位置的气量调节装置的剖视图，

图2处于半关闭位置的图1所示的气量调节装置，

图3a为机翼叶型

图3b为根据图1和图2翼型的压力/空气量调节关系曲线

图4表示一种新型气量调节的简单示意设置，

图5，简图表示一个完整的粉料气动输送的调节

在图1中，一个空气调节单元2安装在空气导管1内，它由一个管件3，一个升力体4，以及一个配重5组成，该管件3既可以采用普通的圆管，也可以具有方形截面的管构成，而升力体4在完全开启位置有一个相对管3中心轴至少为10度的安装角2。这样，由于气流按箭头7所示方向通过，在各种情况下都产生一种关闭力S，该关闭力S就是一个可想到的升力体4上形成的升力总和的合力。对此，只用许多单个力矩箭头符号表示一个在闭合线8内的承载翼型的普通力场，力矢量的实际值没有测定。但是，不能排除实际的受力分布是与此不同的，即，不是合成的令人最感兴趣的关闭力S。现在，与关闭力S相反作用一个配置5的重力G，在稳定的气流速度情况下，在气动力S和配重5的重力G之间形成一个平衡。

如果根据图2把空气速度V提高到它的二倍值V，那么升力S立即从S₁增大到S₂，这就导致一个约为1/2开度位置的关闭作用，（角度为β）。由此，在存留的横截面内气流速度还要变大。这所有力的总和再次形成一个新的平衡，以使前边静压1（Pstat1）对前边静压2（Pstat2）的压差，当这压力差通过升力体新的更多的关闭位置调节到一个几乎相等的气流速度V₁＝V₂时立即得到平衡。以这种方式，该调节单元事实上调节得到一个基本稳定的气流速度。

这种相应的变化发生在几分之一秒钟内，所以该系统几乎不受到由于个别输送管道1内发生的压力变化造成的干扰，这一点对于通风机启动时尤为重要。

在图3中以图解方式描绘了表示升力体11的压力Pa与气量（m³/min，米³/分）之间变化关系的一种测量曲线10，其特点是，该入流侧12是厚的圆形，而出流侧13尖形结构，这就引出一个相当重要的翼型厚度D，其值约为翼型长度L的1/5，该升力体11的下侧14可以是稍向里的圆弧形或平坦形结构，所描述的这种成型具有的优点是，在表面上较少粘附有轻尘土或粉状颗粒。

在图3上半图中描述的机翼叶型（图3）具有一个转动点或一个转轴15，其位于翼型弦长L的中点处（a，a）位置。另一个特殊的特点是，按图3的升力体在翼尖轨线的出流端置有一个切口16，该切口使空气力在开启位置时有一个利于关闭的力不平衡，这就有可能安置一个较重的配重，以增大开启力，由此导致，该升力体可从一个全开位置马上朝关闭方向和从一个全关闭位置立刻朝开启方向动作。用一条点划线17可以表明，该升力体对每一种管道，或通道结构，如圆的，椭圆的，方形的等都是适用的。

在一种特殊的应用中，例如，一种特别大的通道截面中，也可以应用二个或多个互相平行的升力体，如果在各个升力体之间安置一个导流挡板，从而使每个升力体形成一个自己的气流通道，则结果的精确度会因此提高。

在图4中表明该新空气调节装置的一种实际应用，在图中，它作为试验装置加以完善。所流入的空气量由文氏管20进行测量，而输送压力可以通过常用的节流阀21调节到任意需要的值，在空气调节单元2前的静压力用一个压力表22测定，另一个压力计23测量空气调节单元之后的静压;然后，是一个通常可控的节流阀24。为了模拟通风机26和可控节流阀24之间不同的空气压力比，设置一个空气进气阀25，在通风机26之后是一个消声器27;在一个相应的试验装置中，运转可靠性以及有效性能，在所有可能的运行状态和运转变化时都可依据操作说明予以调节。

在图5中，描述了气动磨碎机用的气量调节装置，管道30-36是具有不同截面的如同实际常用的气动产品输送管。

多少应该重点指出的是，在有关的输送管道内，某一瞬间会发生多、少或没有产品进行输送，例如，如果在二个粗的输送管道32和36内没有产品输送，并在个别输送管道内的气量没有调节时，那么在这二个管道内气流速度会相当高，这就使小截面输送管道30，31，33，34，35，内的负荷增加，并由于缺乏足够的空气速度使输送工作可能中断。

但是，现在采用本发明调节装置的情况，如在输送管道36内瞬时消失产品输送时，该空气调节器就将关闭到一个与额定空气量相应的最小值。按图1和图2，所有的输送管道中该升力体所处的位置可用配重的相应倾斜位置作象征标记性描述。

结果，采用这种方法，整个系统工作稳定，所以在总管道37内可有一种基本稳定的气量调节，而与在哪个输送管道内输送多少产品完全无关。从图5还可明显看出，例如，对于小的输送管道33，没有设置空气调节单元。无论从经济观点还是从运行可靠性来看，这一做法，在相应的空气量仅占总气量的10%-20%时是完全允许的同时，这也可与产品流有关，根据经验，该输送产品是具有很强粘性的，大约完全潮湿的面粉。在此，人们将冒一点经济性损失的风险，由于不调节空气量或者在每种情况选择过大的空气量，就要忽略产生故障的可能性。

Claims (10)

1、带有一个通风机或鼓风机和一个或多个气动输送管道以及一个气量调节装置的气动输送系统，其特征是，

一个空气调节单元(2)具有一个可转动安置的升力体(4)，该升力体可作为一个节流阀从一个开启位置动作到一个关闭位置，同时，这升力指向关闭的位置，并且，附加的，机械的作用在升力体(4)上的开启力是有效的。

2、如权利要求1的气动输送系统，其特征是，该升力体（4）以一种机翼翼型的形式构成，它具有厚的圆滑的入流侧（12）和一个尖尾形的出流端（13）。

3、如权利要求1或2的气动输送系统，其特征是，该升力体（4）在一侧（11）上是拱形的，在其相对侧（14）基本上呈平坦的结构。

4、如权利要求1-3之一的气动输送系统，其特征是，该机械的开启力是可调节的，并通过一个弹簧力或一个配重（5）构成。

5、如权利要求1-4之一的气动输送系统，其特征是，该升力体（4）在关闭位置时，在其进流侧和出流侧留有一个空气间隙。

6、如权利要求1-5之一的气动输送系统，其特征是，在出流侧（13）上该升力体（4）具有一个切口（16）。

7、如权利要求1-6之一的气动输送系统，其特征是，该空气管道（1）置有一个收缩部位，并升力体（4）设置在这收缩部位区域内。

8、调节一组气动空气输送管道（30-36）的气流速度的方法，该输送管道通过一个连接管道（1）连接到一个公共的通风机（26）或一个鼓风机（26）上，其特征是，

至少在输送管道（30，31，32，33，34，35，36）具有较大的管道截面时，借助机械的气动力单独调节气流速度，同时，作为升力体（4）而设置的空气调节单元的升力被用作关闭力，该关闭力，与作为开启力的一个机械反向力相对作用。

9、如权利要求8的方法，其特征是，该升力体（4）在从至少约为10度，最好至少为20度的开启位置和在关闭位置约为90度的调节范围内动作。

10、将一种可转动的升力体应用于一种气动输送系统或一种空气除尘系统的空气速度调节。

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