CN104129649A - 轻质无规则物料输送装置 - Google Patents

Abstract

轻质无规则物料输送装置，属于物流输送技术领域，解决了现有轻质无规则物料输送不便的问题，包括一个三通接头；所述三通接头包括呈同轴设置的第一接口和第二接口；第一接口和第二接口的连接处设置有环状凸台；环状凸台内设置有环形流道；环形流道与第三接口相连通；环形流道与第一接口的内腔之间的环状凸台上设置有若干个喷射孔道；喷射孔道中心线与第一接口轴心线之间具有夹角，所述夹角为钝角；第一接口与导气管连接；第二接口与导料管连接。本发明结构简单，输送效率高，制造成本低。

Description

轻质无规则物料输送装置

技术领域

本发明属于物流输送技术领域，特别涉及一种轻质物料的输送设备。

背景技术

轻质无规则物料，在工程应用中随处可见，譬如药片、塑胶颗粒、螺帽螺钉等等。它们有个共同特点就是量多，这给其输送造成麻烦。直接搬运这么多物料不仅费时费力而且容易造成物料表面磨损。若用真空泵来输送也有很多弊端，一是泵的机械动作容易产生噪音。二是真空泵的购买、维修需要增加费用，三是真空泵输送系统占地面积较大，不经济。

发明内容

为解决现有轻质无规则物料输送不便的问题，本发明提供一种轻质无规则物料输送装置，其技术方案如下：

轻质无规则物料输送装置：

包括一个三通接头；

所述三通接头包括呈同轴设置的第一接口和第二接口；

第一接口和第二接口的连接处设置有呈同轴设置的环状凸台；

环状凸台内设置有呈同轴设置的环形流道；

环形流道与第三接口相连通；

环形流道与第一接口的内腔之间的环状凸台上设置有若干个沿径向呈均布设置的喷射孔道；

喷射孔道中心线与第一接口轴心线之间具有夹角，所述夹角为钝角；

第一接口与导气管连接；

第二接口与导料管连接。

优选地，所述喷射孔道中心线与第一接口轴心线之间的夹角为163°。

优选地，所述喷射孔道呈螺旋状，其螺纹升角为30°。

优选地，所述喷射孔道的孔径为3毫米。

优选地，所述环状凸台包括设置在第一接口前端的母线呈7字形的第一回转体，以及设置在第二接口后端的母线呈L形的第二回转体，第一回转体和第二回转体固定连接；

所述喷射孔道设置在第二回转体后端；

所述第三接口设置在第一回转体的侧壁上。

优选地，所述环状凸台上设置有五个喷射孔道。

优选地，所述第一回转体和第二回转体的连接部位设置有密封圈；

所述导气管和导料管均为塑料软管；

所述三通接头为金属接头。

本发明包含两根软管和一个三通的金属接头，即三通接头，金属接头上垂直于截面的两个方向连接两根软管，即导气管和导料管，使之成为整体。而金属接头平行于截面的方向为压缩气体入口。

本发明输送装置以压缩气体为动力源，结构简单，输送效率高，制造成本低。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的剖视图，以及压缩气体流动示意图；

图3为图1中的三通接头8的剖视图；

图4为图3中的第二接口2的剖视图；

图5为图4中的第二接口2的右视图；

图6为图3中的气流螺旋推进的示意图；

图7为图3中的第一接口1的剖视图；

图8为图3中的喷射孔道中心线与第一接口轴心线之间的夹角为163°的示意图；

图9为图3中的喷射孔道中心线与第一接口轴心线之间的夹角为163°的另一种示意图；

图10为图3中的本发明装置的输送质量流量示意图。

具体实施方式

如图1所示的轻质无规则物料输送装置：

包括一个三通接头8；

如图3所示，所述三通接头8包括呈同轴设置的第一接口1和第二接口2；

第一接口1和第二接口2的连接处设置有呈同轴设置的环状凸台3；

环状凸台3内设置有呈同轴设置的环形流道4，即第一接口1的轴心线、第二接口2的轴心线、环状凸台3的轴心线、环形流道4的轴心线重合；

环形流道4与第三接口7相连通，图3中的第三接口7设置在第一接口1的径向方向；

环形流道4与第一接口1的内腔6之间的环状凸台3上设置有若干个沿径向呈均布设置的喷射孔道5，喷射孔道5是环形流道4与第一接口1的内腔6之间的连接通道；

喷射孔道5中心线与第一接口1轴心线之间具有夹角，所述夹角为钝角；

如图1和图2所示，第一接口1与导气管9连接；

第二接口2与导料管10连接。

如图8所示，所述喷射孔道5中心线与第一接口1轴心线之间的夹角为163°。

图9为图3中的喷射孔道5中心线与第一接口1轴心线之间的的夹角а为163°的另一种示意图。从图9中可以看出，若该角度а＜90°，压缩气体气流方向将与物料输送方向相反，违背设计初衷。若该角度а＝90°，各喷射口喷射出来的气流直接对撞，能量损耗掉了。若该角度а＞90°,气流在较远的地方相会，并与周围的气体进行能量动量的交换，同时喷射口后方形成负压，负压区随а的增加而增大。而形成的负压是输送物料的直接动力，其值越大，物料的输送效率就会越高。本装置为了便于加工，选择а＝163°。

所述喷射孔道5呈螺旋状，其螺纹升角为30°。喷射孔道5为一个锥形螺旋流道，其锥度为180°-163°＝17°，其螺旋状的螺纹升角为30°，具有该锥度即17°的锥体的小端靠近第一接口1，锥体的大端靠近第二接口2。

所述喷射孔道5的孔径为3毫米。

如图3、图4和图7所示，所述环状凸台3包括设置在第一接口1前端的母线呈7字形的第一回转体11，以及设置在第二接口2后端的母线呈L形的第二回转体12，第一回转体11和第二回转体12固定连接，第一接口1和第一回转体11为整体制造，第二接口2和第二回转体12为整体制造；

所述喷射孔道5设置在第二回转体12后端；

所述第三接口7设置在第一回转体11的侧壁上。

如图5所示，所述环状凸台3上设置有五个喷射孔道5；

如图3所示，所述第一回转体11和第二回转体12的连接部位设置有密封圈13；

所述导气管9和导料管10均为塑料软管；

三通接头8为金属接头。

本发明的工作过程如下：

如图3所示，压缩气体从第三接口7进入环形流道4后，从喷射孔道5喷射而出，经第一接口1后，进入导气管9；

如图2所示，压缩气体喷射后朝着导气管9的B端高速流动，高速流动的喷射气体跟导气管9内速度较低或静止的周围气体进行能量动量交换，并带动周围气体一起向导气管9的B端运动；

这样，在喷射孔道5后方产生了真空度，在导料管10的A端就会产生负压，吸引物料进入导料管10；

当物料到达三通接头8后，喷出的压缩气体流产生的正压将物料从导气管9的B端吹出。

本发明输送系统压缩气体的类型、流量、压力取决于物料的性质和输送量。

导气管9和导料管10的直径取决于物料的最大直径。

本发明喷射孔道5口径为3mm时，喷射阻力较小，喷射速度最大。

当压缩空气压力，装置尺寸等因素确定的时候，喷射孔道5中心线与第一接口1轴心线之间的轴向夹角а，与导气管9的A端形成的负压△P有函数对应关系，即△P＝f(а)。如图8所示，在夹角为163°时，导气管9的A端形成的负压△P达到峰值。又△P是输送物料的直接动力，其值越大，物料的输送效率就会越高。故本装置选择а＝163°。

如图5所示，喷射孔道5除了与轴向方向有夹角а外，还在周向方向上设置旋转角，角度为30°。

如图6所示，旋转角能引导压缩空气流形成周向速度，在喷射出喷射孔道5后能螺旋向前推进。

上述螺旋推进有以下优点：

首先，可以避免各喷射孔道5喷射出的气流直线汇聚在一点，直线汇聚会使气流的能量部分抵消，具体来说，直线汇聚的压缩空气气流所能带动的周围低速气体量少，总气流速度小，进而导气管9的A端形成的负压小，相反，螺旋推进降低了动力损耗，螺旋推进所能带动的周围低速气体量大，总气流速度大，进而导气管9的A端形成的负压大，从而提升了物料的输送效率；

其次，如图6所示，气流螺旋推进形成的交汇点比直线喷射出来的交汇点更远，负压区会更广，从而提升了物料的输送效率。

如图10所示，本发明装置在输送物料时，其质量守恒：

M_h＝M_k+M_w  (1-1)

Mk—压缩空气质量流量

Mw—无规则物料质量流量

Mh—混合后质量流量

动量守恒方程：

需假设在三通接头中的流动是均匀的，则动量方程可写为：

$M_k{W}_{k1}+M_w{W}_{w1}-(M_k+M_w)W_h=p_h{f}_2-(p_{k1}{f}_{k1}+p_{w1}{f}_{w1})-\underset{f_2}{\overset{f_1}{\∫}}\mathrm{pdf}---(1-2)$

Wk1—截面1-1(喷射口所在的截面)上压缩气体流的速度

Ww1—截面1-1上无规则物料的速度

Wh—截面2-2上混合物的速度

pk1—截面1-1上压缩空气喷射时的静压强

pw1—截面1-1上无规则物料的静压强

ph—截面2-2上混合物的静压强

fk1—截面1-1压缩空气喷射口的总面积

fw1—截面1-1物料流动的总面积

f2—截面2-2混合物流动的总面积

-在1-1和2-2截面之间作用于壁面上力的冲量积分

能量守恒：

在进入三通接头前压缩空气和物料流动的动能忽略不计，则方程可写为：

i_k+ui_w＝(1+u)i_h  (1-3)

ik—在压缩空气喷射之前的焓值

ik—物料在在截面1-1处与压缩空气混合前的焓值

ih—在截面2-2上压缩空气与物料混合后的焓值

u—为输送系数，及物料质量流量与压缩空气质量流量之比

若要得到本装置物料的静压强，需已知压缩空气的密度ρk、体积流量Vk、喷射口的面积fk1；无规则物料的密度ρw、体积流量Vw、1-1截面上物料流动的面积fw1；截面2-2上混合物流动的总面积f2、截面2-2上混合物的静压强ph；假设在1-1和2-2截面之间作用于壁面上力的冲量积分忽略不计。则动量方程可改写为：

${\mathrm{\ρ}}_k{V}_k\frac{V_k}{f_{k1}}+{\mathrm{\ρ}}_w{V}_w\frac{V_w}{f_{w1}}-({\mathrm{\ρ}}_k{V}_k+{\mathrm{\ρ}}_w{V}_w)\frac{V_h}{f_2}=p_h{f}_2-(p_{k1}{f}_{k1}+p_{w1}{f}_{w1})---(1-4)$

归纳整理得到：

$p_{w1}=\frac{p_h{f}_2-{\mathrm{\ρ}}_k\frac{{V_k}^2}{f_{k1}}-{\mathrm{\ρ}}_w\frac{{V_w}^2}{f_{w1}}+({\mathrm{\ρ}}_k{V}_k+{\mathrm{\ρ}}_w{V}_w)\frac{V_h}{f_2}-p_{k1}{f}_{k1}}{f_{w1}}{---(1-5)}_{}$

以上公式成立的前提是进入三通接头前压缩空气和物料的流动速度忽略不计，进入三通接头后两者的流动是均匀的。

由于实际条件与理想条件有差距，故计算公式结果和实际情况有误差。本人认为压缩空气带动物料运输的效能需要实际测量，以实际结果为准。

Claims (7)

1.轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

包括一个三通接头(8)；

所述三通接头(8)包括呈同轴设置的第一接口(1)和第二接口(2)；

第一接口(1)和第二接口(2)的连接处设置有呈同轴设置的环状凸台(3)；

环状凸台(3)内设置有呈同轴设置的环形流道(4)；

环形流道(4)与第三接口(7)相连通；

环形流道(4)与第一接口(1)的内腔(6)之间的环状凸台(3)上设置有若干个沿径向呈均布设置的喷射孔道(5)；

喷射孔道(5)中心线与第一接口(1)轴心线之间具有夹角，所述夹角为钝角；

第一接口(1)与导气管(9)连接；

第二接口(2)与导料管(10)连接。

2.根据权利要求1所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述喷射孔道(5)中心线与第一接口(1)轴心线之间的夹角为163°。

3.根据权利要求2所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述喷射孔道(5)呈螺旋状，其螺纹升角为30°。

4.根据权利要求3所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述喷射孔道(5)的孔径为3毫米。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述环状凸台(3)包括设置在第一接口(1)前端的母线呈7字形的第一回转体(11)，以及设置在第二接口(2)后端的母线呈L形的第二回转体(12)，第一回转体(11)和第二回转体(12)固定连接；

所述喷射孔道(5)设置在第二回转体(12)后端；

所述第三接口(7)设置在第一回转体(11)的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述环状凸台(3)上设置有五个喷射孔道(5)。

7.根据权利要求6所述的轻质无规则物料输送装置，其特征在于：

所述第一回转体(11)和第二回转体(12)的连接部位设置有密封圈(13)；

所述导气管(9)和导料管(10)均为塑料软管；

所述三通接头(8)为金属接头。