CN104684825B - 真空式气动运送高质量浓度的粒状材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气动输送领域，具体涉及高质量浓度的粒状材料的真空气动输送。本发明的关键在于将材料从大气压力区域输送到真空区域中，其中，通过来自两个或者更多个真空接收器中的一个真空接收器的脉冲交替作用产生真空，所述真空接收器连接到持久真空源，使得在来自其中一个真空接收器的真空脉冲的作用期间，真空接收器在真空作用期间同步地与持久真空源切断并且后续的真空接收器连接到持久真空源。本发明使得能够给使高浓度的粒状材料沿着很长并且还具有改变运动方向的段(竖直或倾斜段)的管道运动。

Description

真空式气动运送高质量浓度的粒状材料的方法
本发明涉及在低速以及高浓度条件下通过管道抽气真空气动输送粒状材料的领域，其特征在于，质量浓度系数为40至100。替代地，这种输送被称作稠密层真空输送(DLVT)。本发明可以应用于多种工程领域，在所述多个工程领域中，需要增强粒状材料输送处理或者与稠密层真空输送同时实施某些技术处理。所有稠密层真空输送的已知方法均因粒状材料开始运动通过输送管道的位置处的大气压力和停止输送粒状材料的位置处的稀薄值之间的差异而得以实现。在具有相当长输送距离的情况中，有效抽气、低能耗将稠密层真空输送与大部分已知的稠密层中粒状材料的气动输送方法区别开来，所述已知方法的操作基于使用压缩空气动力。这些方法耗能并且在远高于大气压力的条件下操作，并且需要压缩机设备而且其特征在于10m/s或者更高的高速度，这导致灰尘进入和材料压碎。
已知一种气动真空输送粒状材料的方法(发明人的证书USSR No373931、MПKB65G53/25d/d 12.11.1973)，根据这种方法，在被输送到输送管道中之前，粒状材料通过多孔隔板在由底向上的方向上暴露于通风气体。
这种方法的劣势在于就粒状材料通风而言，系统需要被供给压缩空气，这增加了真空泵的能耗并且增大了其速度而且还减小了粒状材料质量浓度。这些特征不能满足连续输送具有高质量浓度的粒状材料的情况。
与本发明提出的方法在相似特征个数上最接近的(最接近的类比) 是真空气动输送粒状材料的方法(专利RF No2083456、MПK B65G53/14d/d 10.07.1997)，依照此，只要振动加速度值必须等于或者大于重力加速度，在装料装置中振动流化粒状材料就支持以稠密层输送高浓度的粒状材料。这种方法通过振动流化方法解决了在长度相对较短的输送管道的水平段上形成粒状材料稠密层的问题。
这种方法的劣势在于由于在粒状材料逐渐离开入口段时振动衰减，因此尤其是在水平输送时振动流化变得不足以在管道截面上支持高浓度粒状材料颗粒。在粒状材料流中，随着远离振动流化区域，发生分层并且颗粒浓度的某些区域等于它们的粒状状态，这导致粒状材料破裂并且空气穿透粒状材料，破坏了输送机操作，限制了输送距离和效率。
为了在具有竖直、倾斜、水平和弯曲段的输送管道中支持振动流化，需要对应数量的振动器。这额外增加了能耗，并且因为输送方向的若干变化造成的路径变化，不能使用振动流化，原因在于若干振动器的组合、在同一管道中不同方向的振动足以导致产生问题。
要求保护的本发明的工程问题是在低能耗的情况下增加高质量浓度的粒状材料的输送距离。
实现了待解决的工程问题，在真空气动输送高质量浓度的粒状材料的方法中，其中，通过输送管道将粒状材料从大气压力的原始区域输送到真空条件下的吸入区域中，并且根据本发明，通过来自两个或者更多个真空接收器中的一个真空接收器的脉冲交替作用，在吸入区域中产生真空，所述真空接收器中的每一个真空接收器均连接到连续真空源，使得当来自其中一个接收器的真空脉冲作用在吸入区域上时，这个接收器在真空作用持续期间同步与连续真空源分离并且后续的接收器连接到连续真空源。由管道长度和其不同段的方向来决定接收器的数量。
要求保护的本发明的特征的已经提出的组合将允许确保通过长度较长的段输送高质量浓度和低速的粒状材料颗粒，所述长度较长的段包括包含在降低能耗的同时改变输送方向的元件的那些段。
通过在管道截面上确保所需质量浓度的稳定支持来实现此目的，原因在于这允许在避免破裂的情况下沿着管道的某些段实施粒状材料的流化。空气在吸入区域上的真空脉冲冲击形成了压降前部，所述压降前部沿着所有输送通道扩散并且在通道截面上支持处于均匀浓度的流化状态中的粒状材料，从而补充颗粒的速度损失并且确保输送通过长度较长的管道段。周期性重复这种行为将允许确保输送处理的连续性。
附图(见图1)解释了本发明的内容，所述附图示出了包括实现提出方法所需的元件的真空气动输送管道的原理图。
真空气动输送管道由输送管道(1)、装配有给料器(2)的粒状材料料斗形式的原始区域、旋风排放器(3)形式的粒状材料吸入区域、真空泵(4)形式的连续真空源、粒状材料收集容器(5)、两个真空接收器(6、7)(两个或者更多个接收器，在附图中未示出)、高速电磁操作阀(8、9、10、11)和旋风排放器(12)中的压力变送器构成。
如下所述地实施真空气动输送管道的操作。
当关闭阀(8)和(10)而打开阀(9)和(11)时开启真空泵(4)。在接收器中的压力达到预设压力值的情况下，与打开阀(10)同步地，关闭阀(11)。结果，在原始区域(3)和输送管道(1)中产生足以启动输送的压力的真空。将在大气压力条件下的粒状材料输送到输送管道(1)中，在该输送管道中，由于原始区域(2)和吸入区域(3)的旋风排放器之间获得的压差，大气空气流运动，与此同时流化粒状材料颗粒并且使得粒状材料颗粒进入，所述粒状材料颗粒在启动输送时具有接近散装浓度的质量浓度。在粒状材料颗粒运动通过输送管道通道时，在降低了质量浓度的同时增大它们的速度。粒状材料因真空接收器脉冲产生的压力下降前部的作用而开始在输送管道的起始段中运动的特征在于在输送管道截面上的粒状材料的高且均匀的质量浓度接近散装浓度。在从原始区域进一步向竖直、倾斜或者水平方向输送粒状材料的情况下，颗粒的速度损失因它们与通道壁的摩擦和撞击而增大，颗粒逐渐变慢直到粒状材料层在底部且大多数在水平通道中慢下来。由于浓度在输送管道的横截面上重新分布并且颗粒沉积在输送管道的毗邻壁的区域中，因此以均匀浓度开始的运动会被破坏。
在吸入区域(3)的旋风排放器中，空气流与粒状材料分离开并且通过打开阀(10)被输送到接收器(7)中。吸入区域(3)中的旋风排放器的压力值增大到某值，在该值的情况下出现上述输送故障以及需要在输送的粒状材料上实施附加的脉冲作用。在吸入区域中达到特定压力值时实施下面打开阀(8)和(11)以及同步关闭阀(9)和(10) 的操作，其特征在于使得输送管道中的粒状材料颗粒变慢并沉积。在打开阀8之后吸入区域中的冲击压降导致压降前部沿着通道向水平区域的方向以声速扩展，确保流化粒状材料部分，从而因摩擦和压头损失而减缓速度。
这种高速真空脉冲作用的压降前部穿过通道还导致颗粒的速度朝向吸入区域的分量额外增加。通过打开或者关闭阀(8、11)和(9、 10)来执行通过交替将接收器(6)和(7)连接到吸入区域(3)的旋风排放器支持粒状材料的连续输送处理。
伴随着在开始粒状材料输送之后在吸入区域的旋风排放器中建立压力并且截面上质量浓度非均匀化，粒状材料减缓的时间与真空脉冲作用可成比例。在输送高质量浓度的粒状材料的同时，因摩擦导致的损耗显著降低，这使得在真空泵的容量的情况下有可能增加输送距离。为了获得压降前部撞击的最大效果，考虑到接收器的尺寸和吸入区域的体积，阀(8、9、10、11)和将这些阀连接到真空接收器和吸入区域的管的偏移直径必须不小于输送管道通道的直径并且它们的长度必须最小。
因此，真空脉冲前部针对粒状材料的交替作用允许在最小能耗的情况下实现将高浓度材料在竖直、倾斜和水平段中输送一相当长的距离。

Claims (2)

1.一种真空气动输送高质量浓度的粒状材料的方法，包括：通过输送管道将粒状材料从大气压力条件下的原始区域输送到处于真空条件下的旋风排放器形式的吸入区域中，其中，通过交替地来自两个或者更多个真空接收器中的一个真空接收器的真空脉冲交替作用而在所述吸入区域中产生真空，这样产生的真空使得输送管道中的稳定质量浓度由输送管道的段中的粒状材料的流化支持，所述真空接收器通过高速阀连接到吸入区域，所述真空接收器中的每一个真空接收器均通过高速阀连接到连续真空源，使得在来自其中一个真空接收器中的真空脉冲作用在所述吸入区域上时，所述其中一个真空接收器在脉冲真空作用持续期间同步地与连续真空源分离并且后续的真空接收器连接到连续真空源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，真空接收器的数量由输送管道的长度和输送管道的改变粒状材料输送方向的各个段的方向确定。
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