CN106829227B - 粉末精细定量化储运输送装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是粉末精细定量化储运输送装置及其方法，这种粉末精细定量化储运输送装置包括大储粉箱、小粉箱、计量螺杆泵、负压式气粉混合管，大储粉箱具有箱颈，细纹螺杆与板塞螺纹连接，细纹螺杆和板塞位于大储粉箱内，细纹螺纹上端连接旋转驱动装置，粗纹螺杆和细纹螺杆同轴设置，粗纹螺杆位于驱粉段；大储粉箱的出口连接小粉箱入口，负反馈充满程度测控器安装在小粉箱上端，负反馈充满程度测控器的测量杆伸入到小粉箱中，小粉箱出口连接计量螺杆泵的入口，计量螺杆泵的出口连接至负压式气粉混合管的中间缩径口；气粉混合流出口连接气粉混输管。本发明通过螺杆塞泵及体积移动相等原则，保证粉末体积流量与质量流量同步变化。

Description

粉末精细定量化储运输送装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种输送装置及其使用方法，具体涉及粉末精细定量化储运输送装置及其方法。

背景技术

在很多行业，都涉及到粉末的储存、输送、供应等问题，例如：石油化工中的干粉加料、锅炉行业中粉体燃料输送、化学合成中的粉料输送添加、粉尘发动机中粉尘燃料的输送等。

粉末输送的难度较大，尤其是精细定量化控制输送的难度更大，原因是粉末的流动性、受力的传导性、粘滞性等物化参数不利于输送的连续流动，更严重的问题是粉末的质量密度（比重）随压力变化而急剧变化，体密度（单位质量的体积）也相应急剧变化，且粉末流动的阻力不仅与管壁的摩擦力有关，也与粉末颗粒之间的相对位置结构、压实性有关。正常情况下，外压力大其粉末流速快，但如果流通结构不合理、粉体压实过大，会出现结块降低流速甚至堵塞管路现象。因此，均匀、稳定、精确定量、可操控、防堵塞的粉末输送工艺技术已显得十分必要并且十分迫切。

以往已发展了一些相关技术与专利，如用柱塞泵加压输送粉末时，在横截面上粉末受力均匀，但在纵向上，由于粉末颗粒之间在传递压力时粉末颗粒之间相对位置发生不规则变化及颗粒的大小与形状的不规则性，力的传导将出现各方向上的差异性，导致在纵向上粉末质量密度出现不均匀性，不仅会发生质量流量的不稳定性，甚至会出现粉末的局部结块或堵塞现象。螺杆泵在纵向方向上粉末受力较均匀，但在横截面方向由于不同位置的粉末受到泵筒壁的阻滞影响也不同，会造成横向上粉末质量密度的差异，也容易导致粉末的体积流量与质量流量的不同步现象。

粉末集输过程中如何能确保均匀、稳定精确定量、可操控、防堵塞、体积流量与质量流量能同步变化将是本发明工艺要解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供粉末精细定量化储运输送装置，这种粉末精细定量化储运输送装置用于解决目前粉末集输过程不稳定、有堵塞、体积流量与质量流量不能同步的问题；本发明的另一个目的是提供这种粉末精细定量化储运输送装置的储运输送方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种粉末精细定量化储运输送装置包括大储粉箱、小粉箱、计量螺杆泵、负压式气粉混合管，大储粉箱的侧壁设有粉末入口，大储粉箱具有箱颈，箱颈为驱粉段，细纹螺杆与板塞螺纹连接，细纹螺杆和板塞位于大储粉箱内，细纹螺纹上端连接旋转驱动装置，粗纹螺杆和细纹螺杆同轴设置，粗纹螺杆位于驱粉段；大储粉箱的出口连接小粉箱入口，负反馈充满程度测控器安装在小粉箱上端，负反馈充满程度测控器的测量杆伸入到小粉箱中，小粉箱出口连接计量螺杆泵的入口，计量螺杆泵的出口连接至负压式气粉混合管的中间缩径口；负压式气粉混合管的一端为进气口，另一端为气粉混合流出口，进气口与气粉混合流出口之间为缩径段，缩径段的中心处半径最小，中间缩径口设置于缩径段的中心处，进气口连接高压气源，气粉混合流出口连接气粉混输管。

上述方案中粗纹螺杆旋转一周所推出粉末的体积数值等于细纹螺杆旋转一周时驱动板塞下行所推过的空间容积数值，进一步保证粉末体积流量与质量流量的同步变化，从而保证了板塞对大粉箱中粉末的压力始终稳定，即粉末的质量密度基本不变。

上述方案中小粉箱的锥面箱壁处安装振荡器，减少箱壁面对粉末的阻滞作用，促进粉末在斜壁面上的滑动。

上述方案中气粉混输管内设置螺旋叶片，螺旋叶片通过支撑杆设置，支撑杆的中心带有轴承，转动轴通过轴承与支撑杆连接，转动轴的另一端安装螺旋叶片，在气流压力的作用下螺旋叶片螺旋起来挠动气粉混合流，使之产生螺旋状流动，把大量底部的粉末均匀推向管道上部，减小气粉的分离分层及粉末沉淀等现象。

上述方案中支撑杆通过支撑脚固定在气粉混输管内，支撑脚为与管壁相同弧度的带牙钢制部件；支撑脚通过六角正反扣双头螺栓与支撑杆连接，通过旋转六角正反扣双头螺栓来调节支架脚与管壁的距离和支撑力，并锁紧。

上述粉末精细定量化储运输送装置的储运输送方法：

粉末物料进入大储粉箱，通过细纹螺杆、板塞、粗纹螺杆共同作用，实现定量输出粉末物料，粉末物料进入小粉箱，负反馈充满程度测控器测量小粉箱的充满程度，如果小粉箱缺料，大储粉箱继续定量输出粉末物料；如果小粉箱充满粉末物料达到要求，振荡器振荡，计量螺杆泵将粉末物料输送至负压式气粉混合管，高压气源同时供气，气体与粉末物料在负压式气粉混合管内边混合，边被输送到气粉混输管，如果气粉混输管较长，则气粉混输内设置的螺旋叶片在气流压力的作用下旋转，产生螺旋状流动，把大量底部的粉末均匀推向管道上部，减小气粉的分离分层及粉末沉淀。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明设计了螺杆塞泵，通过螺杆塞泵（由细纹螺杆、板塞、粗纹螺杆、旋转驱动装置构成）及体积移动相等原则，保证粉末质量密度稳定可控，从而保证粉末体积流量与质量流量同步变化。

2、本发明采用大小粉箱两级方式，大粉箱以储存为主兼精确供料,小粉箱以精确计量为主兼顾少许备料。

3、本发明小粉箱通过三位一体设计组合，保证箱内粉末质量密度不变，体积流量与质量流量同步变化，精确计量。

4、本发明通过负压气一粉混相技术（负压式气粉混合管）及螺旋流发生器（螺旋叶片）实现气粉均匀混相，实现均质螺旋流输送技术。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中螺旋叶片与气粉混输管的连接关系示意图；

图3为本发明中支撑杆的结构示意图。

图1中：1大储粉箱；2小粉箱；3粉末入口；4箱颈；5细纹螺杆；6板塞；7粗纹螺杆；8旋转驱动装置；9负反馈充满程度测控器；10测量杆；11振荡器；12计量螺杆泵；13负压式气粉混合管；14中间缩径口；15高压气源；16气粉混输管；17螺旋叶片；18支撑杆；19转动轴；20支撑脚；21反向螺纹锁紧螺母；22六角正反扣双头螺栓；23正向螺纹锁紧螺母；24轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1、图2所示，这种粉末精细定量化储运输送装置包括大储粉箱1、小粉箱2、计量螺杆泵12、负压式气粉混合管13，大储粉箱1的侧壁设有粉末入口3，大储粉箱1具有箱颈4，箱颈4为驱粉段，细纹螺杆5与板塞6螺纹连接，细纹螺杆5和板塞6位于大储粉箱1内，细纹螺杆5上端连接旋转驱动装置8，粗纹螺杆7和细纹螺杆5同轴设置，粗纹螺杆7位于驱粉段，旋转驱动装置8包括电机；大储粉箱1的出口连接小粉箱入口，负反馈充满程度测控器9安装在小粉箱2上端，负反馈充满程度测控器9的测量杆10伸入到小粉箱2中，小粉箱2的锥面箱壁处安装振荡器11，小粉箱出口连接计量螺杆泵12的入口，计量螺杆泵12的出口连接至负压式气粉混合管13的中间缩径口14；负压式气粉混合管13的一端为进气口，另一端为气粉混合流出口，进气口与气粉混合流出口之间为缩径段，缩径段的中心处半径最小，中间缩径口14设置于缩径段的中心处，进气口连接高压气源15，气粉混合流出口连接气粉混输管16。气粉混合方式不恰当，常会出现一股粉接一股气不规则交替的不均匀气粉混合现象。而在负压式气粉混合管13变径细管处，气流速度大，而压力小，所产生的负压吸力对粉末的进入有很好的吸入作用，在外推与内吸的双重力的作用下，粉末均匀进入气粉混输管16。

本发明设计的螺杆塞泵由细纹螺杆5、板塞6、粗纹螺杆7、旋转驱动装置8构成，粗纹螺杆7旋转一周所推出粉末的体积数值等于细纹螺杆5旋转一周时驱动板塞6下行所推过的空间容积数值，进一步保证粉末体积流量与质量流量的同步变化，由于保证了体积移动相等原则，从而保证了板塞6对大储粉箱1中粉末的压力始终稳定，即粉末的质量密度基本不变。板塞6下行时把粘附在箱壁上的粉末推刮下来，保证箱内容积为有效容积。

本发明将柱塞泵与螺杆泵的工作原理创造性地结合形成螺杆塞泵，将能发挥各自优点而消除各自缺点。

气粉混输管16内设置螺旋叶片17，螺旋叶片17通过支撑杆18设置，支撑杆18的中心带有轴承，转动轴19通过轴承与支撑杆18连接，转动轴19的另一端安装螺旋叶片17，如果气粉混输管16的长度较大，由于粉末质量密度（比重）远大于气体的质量密度，会出现粉末下沉，气粉上下分离分层，管道上部粉末密度小，而管道下部粉末密度大，甚至出现粉末在管道底部堆积现象。此时在管道中部安装螺旋叶片17，在气流压力的作用下螺旋叶片17螺旋起来挠动气粉混合流，使之产生螺旋状流动，把大量底部的粉末均匀推向管道上部，减小气粉的分离分层及粉末沉淀等现象。

参阅图3，支撑杆18通过支撑脚20固定在气粉混输管16内，支撑脚20为与管壁相同弧度的带牙钢制部件；支撑脚20通过六角正反扣双头螺栓22与支撑杆18连接，通过旋转六角正反扣双头螺栓来调节支架脚与管壁的距离和支撑力，并锁紧，即六角正反扣双头螺栓22一端通过反向螺纹锁紧螺母21与支撑脚20锁紧，六角正反扣双头螺栓22另一端通过正向螺纹锁紧螺母23与支撑杆18锁紧。

对于小粉箱2，为了保证箱体内压力恒定，减少箱壁上的阻滞影响，达到粉末的体积流量与质量流量同步变化，本发明采用下述三位一体的工艺技术：

1、充满程度负反馈测控器：

通常情况下，小粉箱2内的粉末在使用过程中是不断减少的，会导致箱底部出口处的粉末因上部粉末量及压力的减小而出现质量密度下降的现象即出现了粉末的体积流量恒定而质量流量下降的问题。当小粉箱2内粉末量下降时，测控系统把信号反馈给进料系统进料，保证小粉箱2内粉末充满程度恒定，从而保证箱底部粉末的压力与密度恒定，保证粉末的体积流量与质量流量同步。

2、箱壁锥面振荡器：

为了减少箱壁面对粉末的阻滞作用，促进粉末在斜壁面上的滑动，安置振荡器11是一种科学、有效的方法。

3、计量螺杆泵。

本发明由于采用了上述三位一体的措施，保证了粉末质量密度不变，从而保证了粉末体积流量与质量流量的同步性。此时，只要能做到精确计量螺杆泵12的体积流量，就能实现粉末质量流量的精确计量。

上述粉末精细定量化储运输送装置的储运输送方法：

粉末物料进入大储粉箱1，通过细纹螺杆5、板塞6、粗纹螺杆7共同作用，实现定量输出粉末物料，粉末物料进入小粉箱2，负反馈充满程度测控器9测量小粉箱2的充满程度，如果小粉箱2缺料，大储粉箱1继续定量输出粉末物料；如果小粉箱2充满粉末物料达到要求，振荡器11振荡，计量螺杆泵12将粉末物料输送至负压式气粉混合管13，高压气源15同时供气，气体与粉末物料在负压式气粉混合管13内边混合，边被输送到气粉混输管16，如果气粉混输管16较长，则气粉混输管16内设置的螺旋叶片17在气流压力的作用下旋转，产生螺旋状流动，把大量底部的粉末均匀推向管道上部，减小气粉的分离分层及粉末沉淀。

Claims (3)

1.一种粉末精细定量化储运输送装置，其特征在于：这种粉末精细定量化储运输送装置包括大储粉箱（1）、小粉箱（2）、计量螺杆泵（12）、负压式气粉混合管（13），大储粉箱（1）的侧壁设有粉末入口（3），大储粉箱（1）具有箱颈（4），箱颈（4）为驱粉段，细纹螺杆（5）与板塞（6）螺纹连接，细纹螺杆（5）和板塞（6）位于大储粉箱（1）内，细纹螺杆（5）上端连接旋转驱动装置（8），粗纹螺杆（7）和细纹螺杆（5）同轴设置，粗纹螺杆（7）位于驱粉段；大储粉箱（1）的出口连接小粉箱入口，负反馈充满程度测控器（9）安装在小粉箱（2）上端，负反馈充满程度测控器（9）的测量杆（10）伸入到小粉箱（2）中，小粉箱出口连接计量螺杆泵（12）的入口，计量螺杆泵（12）的出口连接至负压式气粉混合管（13）的中间缩径口（14）；负压式气粉混合管（13）的一端为进气口，另一端为气粉混合流出口，进气口与气粉混合流出口之间为缩径段，缩径段的中心处半径最小，中间缩径口（14）设置于缩径段的中心处，进气口连接高压气源（15），气粉混合流出口连接气粉混输管（16）；所述的气粉混输管（16）内设置螺旋叶片（17），螺旋叶片（17）通过支撑杆（18）设置，支撑杆（18）的中心带有轴承，转动轴（19）通过轴承与支撑杆（18）连接，转动轴（19）的另一端安装螺旋叶片（17）；所述的支撑杆（18）通过支撑脚（20）固定在气粉混输管（16）内，支撑脚（20）为与管壁相同弧度的带牙钢制部件；支撑脚（20）通过六角正反扣双头螺栓（22）与支撑杆（18）连接，通过旋转六角正反扣双头螺栓（22）来调节支架脚（20）与管壁的距离和支撑力，并锁紧；粗纹螺杆（7）旋转一周所推出粉末的体积数值等于细纹螺杆（5）旋转一周时驱动板塞（6）下行所推过的空间容积数值。

2.根据权利要求1所述的粉末精细定量化储运输送装置，其特征在于：所述的小粉箱（2）的锥面箱壁处安装振荡器（11）。

3.一种权利要求2所述的粉末精细定量化储运输送装置的储运输送方法，其特征在于：粉末物料进入大储粉箱（1），通过细纹螺杆（5）、板塞（6）、粗纹螺杆（7）共同作用，实现定量输出粉末物料，粉末物料进入小粉箱（2），负反馈充满程度测控器（9）测量小粉箱（2）的充满程度，如果小粉箱（2）缺料，大储粉箱（1）继续定量输出粉末物料；如果小粉箱（2）充满粉末物料达到要求，振荡器（11）振荡，计量螺杆泵（12）将粉末物料输送至负压式气粉混合管（13），高压气源（15）同时供气，气体与粉末物料在负压式气粉混合管（13）内边混合，边被输送到气粉混输管（16），如果气粉混输管（16）较长，则气粉混输管（16）内设置的螺旋叶片（17）在气流压力的作用下旋转，产生螺旋状流动，把大量底部的粉末均匀推向管道上部，减小气粉的分离分层及粉末沉淀。