CN106081629B - 粉料输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉料输送装置，包括气粉混合器(13)、柱塞筒式粉仓和线性驱动机构，柱塞筒式粉仓包括柱塞(7)及柱塞筒(8)，线性驱动机构驱动柱塞在柱塞筒内线性移动，以推动粉料进入气粉混合器内，实现粉料的气力输送。线性驱动机构包括旋转驱动电机(1)、丝杆(4)和丝杆滑块(6)，柱塞与丝杆滑块相连，旋转驱动电机驱动丝杆旋转以带动丝杆滑块和柱塞线性移动。气粉混合器连接有并行设置的多个柱塞筒式粉仓，丝杆滑块连接并带动多个柱塞筒式粉仓的多个柱塞同步线性移动。本发明装置可实现小粒径粉体颗粒的微量输送，具有误差小、给粉精确、可长时间连续工作的优点。对粉体的适应性好，可根据给粉量的不同，调节粉仓内的装粉量。

Description

粉料输送装置

技术领域

本发明涉及一种试验用的连续微量给粉装置。

背景技术

近年来，越来越多的学者致力于煤粉、生物质等颗粒物的燃烧和热解等实验研究。在这些研究中，一般需要通过气体携带流卷吸携带煤粉送到实验装置中，通常所需要的给粉速率都很小，有的甚至低于0.2g/min。并且输送的粉体粒径都很小，一般煤粉颗粒小于100μm。而实现精准连续稳定地给粉，对整个实验研究至关重要。

现有的给粉装置类型较多，如螺旋给粉机、叶轮给粉机、刮板式给粉机等，这些给粉机普遍存在给煤精度不高、不能实现连续给粉等缺点，难以实现精确给煤，同时粉体颗粒的力学特性较为复杂，在加料时容易形成结拱等现象，造成堵塞。例如专利申请200820221966.8中提出了一种塌落式给粉机，该技术特点是利用粉体的重力进行给粉，但明显缺点是给粉量不易控制，给粉误差大。

此外，现有微量给粉机的驱动系统大多采用直流电机和减速器相组合的方式，具有转速误差大、难以在低转速下稳定运行等缺点。因此，提高电机运行的精度也非常重要。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种粉料输送装置，可实现小粒径粉体颗粒的微量输送，具有误差小、可长时间连续工作的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种粉料输送装置，所述粉料输送装置包括气粉混合器、柱塞筒式粉仓和线性驱动机构，所述柱塞筒式粉仓包括柱塞以及与所述气粉混合器连通的柱塞筒，所述线性驱动机构驱动所述柱塞在所述柱塞筒内线性移动，以推动该柱塞筒内的粉料进入所述气粉混合器内，并通过该气粉混合器实现粉料的气力输送。

优选地，所述线性驱动机构包括旋转驱动电机、丝杆和丝杆滑块，所述柱塞与所述丝杆滑块相连，所述旋转驱动电机驱动所述丝杆旋转以带动所述丝杆滑块和所述柱塞线性移动。

优选地，所述旋转驱动电机为步进电机。

优选地，所述丝杆可旋转地支撑在两端的轴承座上，所述旋转驱动电机的电机输出轴通过联轴器与所述丝杆的一端相连。

优选地，所述气粉混合器连接有并行设置的多个所述柱塞筒式粉仓，所述丝杆滑块连接并带动多个所述柱塞筒式粉仓的多个所述柱塞同步线性移动。

优选地，所述柱塞筒式粉仓的一端通过所述柱塞筒的出口端连接所述气粉混合器，所述柱塞筒式粉仓的另一端通过从所述柱塞筒的进口端伸出的所述柱塞的端部固定连接于所述丝杆滑块，所述粉料输送装置还包括支架，该支架的下端支撑于底座，所述支架的上端设有多个管夹以分别夹持多个所述柱塞筒。

优选地，所述柱塞筒的与所述气粉混合器连通的出口端设有闸门。

优选地，所述气粉混合器的顶部侧壁上设有进料短管，所述柱塞筒的出口端与所述进料短管之间形成套管连接。

优选地，所述气粉混合器的顶部连接有进气管，所述气粉混合器的底部连接有送粉管，并且所述气粉混合器还设有用于测试腔内气压的压力表。

优选地，所述粉料输送装置还包括用于驱动所述气粉混合器振动的振动电机。

优选地，所述气粉混合器的与所述送粉管相连的底部呈锥形漏斗状，该锥形漏斗的锥角小于所述粉粒的堆积角。

通过上述技术方案，在本发明的粉料输送装置中，利用柱塞匀速推进的特点，可显著地减少了给粉误差，即推进式微量给粉装置，可以有效地输送颗粒粒径小于100μm的粉体颗粒。通过线性驱动机构对柱塞筒式粉仓的持续往复驱动，可实现连续微量给粉的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的粉料输送装置的结构原理图。

附图标记说明

1 旋转驱动电机 2 联轴器

3 轴承座 4 丝杆

5 底座 6 丝杆滑块

7 柱塞 8 柱塞筒

9 支架 10 振动电机

11 进气管 12 压力表

13 气粉混合器 91 管夹

131 进料短管

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”通常指的是相对于腔室而言的腔室内外或相对于圆心而言的径向内外。

如图1所示，本发明提供了一种粉料输送装置，该粉料输送装置包括气粉混合器13、柱塞筒式粉仓和线性驱动机构，柱塞筒式粉仓包括柱塞7以及与气粉混合器13连通的柱塞筒8，线性驱动机构驱动柱塞7在柱塞筒8内线性移动，以推动该柱塞筒8内的粉料进入气粉混合器13内，并通过该气粉混合器13实现粉料的气力输送。可见，本发明旨在利用柱塞的匀速推进的特点，来实现推进式微量给粉，以显著减少给粉误差，构成推进式微量给粉装置。

从原理上来说，本发明装置主要由驱动系统、给粉系统和输粉系统组成。具体地，线性驱动机构精确驱动柱塞筒式给粉系统进行精确、匀速给料，给料的粉体颗粒进入气粉混合器13内被气流卷吸携带走，完成气力输送。

如1所示，作为示例，线性驱动机构可包括旋转驱动电机1、丝杆4和丝杆滑块6，柱塞7与丝杆滑块6相连，旋转驱动电机1驱动丝杆4旋转以带动丝杆滑块6和柱塞7线性移动。即线性驱动机构采用电机驱动螺杆的结构形式，将旋转驱动电机1的旋转运动转化为丝杆滑块6的精确的线性移动，通过控制旋转驱动电机1的旋转圈数、旋转频率可控制丝杆滑块6的移动距离、移动速度。经由丝杆滑块6可推进柱塞7做匀速直线运动，将柱塞筒8内的粉料均匀给料至气粉混合器13内。丝杆滑块装置在安装时，如图1所示，丝杆4可旋转地支撑在两端的轴承座3上，旋转驱动电机1的电机输出轴通过联轴器2与丝杆4的一端相连。

旋转驱动电机1优选为步进电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。总之，步进电机驱动的转速稳定，调速范围大，可在低转速下稳定运行。步进电机的驱动器和控制器可以精确地控制步进电机的转速，以及控制电机的正反转切换。通过脉冲信号控制电机的转速，实现微量粉体的连续供给。

为了保证粉仓内粉量的可调节，可将粉仓分为多个小粉仓，每个粉仓对应一个推动柱塞，可以根据给粉量的不同来选取粉仓的个数，给粉系统与输粉系统之间采用套管连接，可以拆卸，便于安装。参见图1，气粉混合器13连接有并行设置的多个柱塞筒式粉仓，丝杆滑块6连接并带动多个柱塞筒式粉仓的多个柱塞7同步线性移动。其中，气粉混合器13的顶部侧壁上设有进料短管131，柱塞筒8的出口端与进料短管131之间形成套管连接。柱塞筒8的与气粉混合器13连通的出口端还可设有启闭闸门。

具体安装时，柱塞筒式粉仓的一端通过柱塞筒8的出口端连接气粉混合器13，柱塞筒式粉仓的另一端通过从柱塞筒8的进口端伸出的柱塞7的端部固定连接于丝杆滑块6，粉料输送装置还包括支架9，该支架9的下端支撑于底座5，支架9的上端设有多个管夹91以分别夹持多个柱塞筒8。这样，柱塞筒式粉仓的安装可靠，柱塞筒式粉仓和线性驱动机构之间的连接驱动关系稳定。

回到气粉混合器13，其顶部连接有进气管11，气粉混合器13的底部连接有送粉管14。粉体颗粒在气粉混合器13内与由进气管11通入的气体形成携带流，最终从送粉管14流出。其中，为防止输粉系统内过压，需实时监测管内的压力，为此，气粉混合器13还设有用于测试腔内气压的压力表12。为防止粉体颗粒在混合器出口处及输粉系统连接处形成堵塞，气粉混合器13还设置有振动电机10，以减少粉体对气粉混合器13的壁面的粘附。利用振动电机10的振动作用，还可有效避免粉体颗粒的堆积和堵塞。此外，气粉混合器13的与送粉管14相连的底部呈锥形漏斗状，该锥形漏斗的锥角小于粉粒的堆积角，以避免粉体在气粉混合器13内的堆积。

本发明的粉料输送装置采用步进电机、丝杠、推进柱塞、压力表和振动电机等相结合的方式，通过脉冲信号控制电机的转速，实现微量粉体的连续供给，其对粉体的适应性好，可输送煤粉、生物质、飞灰以及其他粉状物质，可避免粉体的粘结效应，且粉体的输送粒径范围广，可根据给粉量的不同，调节粉仓内的装粉量。其具体工作过程为：

以煤粉为例，在给粉前，先连接好各连接部件，确保各部分连接稳固；参见图1，启动步进电机控制器，将步进电机调整为反转，直到丝杆滑块6运动到最右方(避免与右边轴承座3相撞)，停止步进电机；根据实验需要，称取一定量的煤粉，并选取合适的粉仓个数，将装有煤粉的粉仓(即柱塞筒8)与气粉混合器13和柱塞7连接，重新启动步进电机，调整为正转，推进柱塞7直到煤粉抵达粉仓的出口处，停止步进电机，到此时给煤的准备工作完毕。接下来，通过进气管11向气粉混合器13内通入气体，启动步进电机和振动电机10，并启动秒表计时，开始给煤，在给煤的过程中，应时刻关注压力表12的压强变化，如遇压强过高的情况，应及时关掉步进电机，停止给煤。待给煤结束后，反转步进电机退出柱塞7，将给粉仓和柱塞7取下。

综上，与现有加料器相比，本发明具有以下优点：

1、对粉体的适应性好，可输送煤粉、生物质、飞灰以及其他粉状物质，可避免粉体的粘结效应，且粉体的输送粒径范围广；

2、利用振动电机的振动作用，可有效避免粉体颗粒的堆积和堵塞；

3、可根据给粉量的不同，调节粉仓内的装粉量；

4、采用步进电机驱动，转速稳定，调速范围大，可在低转速下稳定运行，保证了给粉的精确。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如，线性驱动机构也不限于电机驱动的丝杆滑块机构，也可以是电动推杆直接驱动、气动缸或液压缸驱动等诸多方式，这些简单变型均未超出本发明的构思，因而均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种粉料输送装置，所述粉料输送装置包括气粉混合器(13)、柱塞筒式粉仓和线性驱动机构，所述柱塞筒式粉仓包括柱塞(7)以及与所述气粉混合器(13)连通的柱塞筒(8)，所述线性驱动机构驱动所述柱塞(7)在所述柱塞筒(8)内线性移动，以沿水平方向推动该柱塞筒(8)内的粉料进入所述气粉混合器(13)内，并通过该气粉混合器(13)实现粉料的气力输送；

所述气粉混合器(13)连接有并行设置的多个所述柱塞筒式粉仓，所述线性驱动机构连接并带动多个所述柱塞筒式粉仓的多个所述柱塞(7)同步线性移动；所述柱塞筒(8)的与所述气粉混合器(13)连通的出口端设有闸门，所述气粉混合器(13)的顶部连接有进气管(11)，所述气粉混合器(13)的底部连接有送粉管(14)。

2.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其中，所述线性驱动机构包括旋转驱动电机(1)、丝杆(4)和丝杆滑块(6)，所述柱塞(7)与所述丝杆滑块(6)相连，所述旋转驱动电机(1)驱动所述丝杆(4)旋转以带动所述丝杆滑块(6)和所述柱塞(7)线性移动。

3.根据权利要求2所述的粉料输送装置，其中，所述旋转驱动电机(1)为步进电机。

4.根据权利要求2所述的粉料输送装置，其中，所述丝杆(4)可旋转地支撑在两端的轴承座(3)上，所述旋转驱动电机(1)的电机输出轴通过联轴器(2)与所述丝杆(4)的一端相连。

5.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其中，所述柱塞筒式粉仓的一端通过所述柱塞筒(8)的出口端连接所述气粉混合器(13)，所述柱塞筒式粉仓的另一端通过从所述柱塞筒(8)的进口端伸出的所述柱塞(7)的端部固定连接于丝杆滑块(6)，所述粉料输送装置还包括支架(9)，该支架(9)的下端支撑于底座(5)，所述支架(9)的上端设有多个管夹(91)以分别夹持多个所述柱塞筒(8)。

6.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其中，所述气粉混合器(13)的顶部侧壁上设有进料短管(131)，所述柱塞筒(8)的出口端与所述进料短管(131)之间形成套管连接。

7.根据权利要求1所述的粉料输送装置，其中，所述气粉混合器(13)还设有用于测试腔内气压的压力表(12)。

8.根据权利要求7所述的粉料输送装置，其中，所述粉料输送装置还包括用于驱动所述气粉混合器(13)振动的振动电机(10)。

9.根据权利要求7所述的粉料输送装置，其中，所述气粉混合器(13)的与所述送粉管(14)相连的底部呈锥形漏斗状，该锥形漏斗的锥角小于所述粉料的堆积角。

Images