CN108584443A - 一种气力输送管道堵塞疏通系统及方法 - Google Patents

一种气力输送管道堵塞疏通系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种气力输送管道堵塞疏通系统，在物料输送管道上沿物料流向顺接设有测压系统和反向增压系统，测压系统包括测压管和压力传感器，反向增压系统包括反向增压管、电控换向阀、输送流量阀、反向流量阀、高压空气输送管和真空抽气管，在反向增压管上设有三个管道连接头和三个环状气室，三个环状气室分别向反向增压管内部开有一组旋流孔、一组增压孔和一组反向旋流孔，位于物流输送方向后方的旋流孔与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相同，位于物流输送方向中部的增压孔与管道轴向垂直且工作方向垂直物料输送方向，位于物流输送方向前方的反向旋流孔与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相反。本发明能增压和防止管道堵塞。

Description

一种气力输送管道堵塞疏通系统及方法
技术领域
本发明涉及一种气力输送管道堵塞疏通系统及方法，适用于稀相和密相 惰性物料的空气气力输送系统。
背景技术
气力输送系统是利用具有一定压力和一定速度的气流在管道中输送粉 粒状物料的一种输送系统。气力输送管道中，一般是空气和粉粒物料的混合 介质，属于气固两相流范畴。气力输送过程中，由于物料与管道间的摩擦作 用、物料间的摩擦作用，物料的输送速度逐渐降低，最终导致物料在弯管、 分叉管等压损较大的位置堵塞。
因此，在已知的气力输送系统中，为了缓解堵塞的发生，常常在气力输 送系统中增加增压设备。但是，当物料受潮结块时，会出现管道堵塞情况， 而此时继续正向增压有可能使堵塞管道的料栓愈加紧实，一旦料栓在管道内 卡住，后续物料继续堆积料栓，加剧管道堵塞，致使输送管道完全堵塞，造 成气力输送系统瘫痪等事故。因此，及时消除引起堵塞的料栓是保证气力输 送系统平稳、高效输送的关键所在。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种气力输送管道堵塞疏通 系统及方法，在满足正常输送增压效果的同时，可产生快速的反向冲击流场， 及时冲散堵塞料栓，达到既满足管道局部或整体增压输送的需求，又可防止 管道堵塞事故的发生。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种气力输送管道堵塞疏通系统，包括物料输送管道，在所述物料输送 管道上沿物料流向顺接安装有测压系统和反向增压系统，测压系统包括测压 系统包括测压管、防尘罐和压力传感器，测压管左右两端与物料输送管道相 连，测压管中部上端开有测压孔，防尘罐安装在测压孔上，测压孔与防尘罐 之间安装过滤网，防尘罐上部安装压力传感器，过滤网和防尘罐可避免输送 物料颗粒堵塞测压孔、并防止物料粉尘进入压力传感器，影响测量结果；反 向增压系统包括反向增压管、电控换向阀、输送流量阀、反向流量阀、高压 空气输送管和真空抽气管，在反向增压管上设有三个管道连接头和三个环状 气室，三个管道连接头的一端分别与三个反向增压管内的环状气室连通，另 一端分别与气流输送的管路相连，三个环状气室分别向反向增压管内部开有 一组旋流孔、一组增压孔和一组反向旋流孔，位于物流输送方向后方的旋流 孔与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相同，位于物流输 送方向中部的增压孔与管道轴向垂直且工作方向垂直物料输送方向，位于物 流输送方向前方的反向旋流孔与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料 输送方向相反；旋流孔的接口与电控换向阀的出口相连，电控换向阀的进口 Ⅰ与输送流量阀的出口相连，电控换向阀的进口Ⅱ与真空抽气管相连，输送 流量阀的进口与高压空气输送管相连，增压孔和反向旋流孔的接口相通后与 反向流量阀的出口相连，反向流量阀的进口与高压空气输送管相连；还包括 数据采集仪和数据分析控制器，压力传感器的数据输出端通过数据传输线与 数据采集仪相连，电控换向阀的控制端通过数据传输线与数据分析控制器相 连，输送流量阀、反向流量阀的控制端均通过数据传输线与数据分析控制器 相连，数据采集仪与数据分析控制器间采用数据传输线连接。
一种气力输送管道堵塞疏通方法，包含以下步骤：
1)在物料输送管道中，布置多组沿物料流向顺接的测压系统和反向增 压系统；
2)测压系统将获得的物料输送管道内的流场压力变化实时传输到数据 采集仪中；
3)数据采集仪将采集的压力数据传输给数据分析控制器；
4)数据分析控制器分析流场压力变化，并与预先设定的气力输送正常 输送值进行对比；
5)正常输送过程中，整个气力输送系统中的输送流量阀和反向增压阀 都处于关闭状态，且电控换向阀处于I位置，即输送流量阀与反向增压管的 旋流孔接通；
6)正常输送过程中，当物料输送管道N位置及其之后N+1处的测压系 统获得的流场压力皆低于正常输送值，且整个输送系统未出现突高流场压力 时，数据分析控制器开启距离N处最近的上游N-1处的输送流量阀，使高压 空气输送管内的高压气流进入该上游N-1处反向增压管的旋流孔，产生旋流 增压输送效果；
7)正常输送过程中，当物料输送管道N位置的测压装置获得的流场压 力突然升高，且下游N+1位置及其之后的流场压力低于正常输送值时，表明 N位置到下游N+1位置处出将现管道堵塞事故，数据分析控制器关闭N+1和 N+2两处的输送流量阀，开启N和N+1两处的反向流量阀,使高压空气输送管 内的高压气流进入N和N+1两处反向增压管的增压孔和反向旋流孔，反向旋 流孔产生反向旋流冲击堵塞料堆，而增压孔既为反向旋流提供足够的背压和 高压空气，又能防止下游输送管内的物料被吸入反向旋流；
8)反向旋流开启的同时，N位置上游的电控换向阀转换到Ⅱ位置，即接 通真空抽气管和反向增压管的旋流孔，产生真空负压以增大堵塞料堆前后压 差、增加反向推力，同时排出多余的反向气流防止后续输送出现问题，该过 程称为反向冲击过程；
9)反向冲击过程时间较短，在10ms～1000ms之间，完成一次反向冲击 之后，物料输送管道恢复输送状态，若继续出现步骤7)中的流场压力突高 情况，继续执行步骤7)和步骤8)，直至恢复正常输送为止。
相比现有的现有技术，本发明的一种气力输送管道堵塞疏通系统及方法， 通过在物料输送管道中，布置多组沿物料流向顺接的多组测压系统和反向增 压系统，测压系统获得的管内流场压力输送到数据采集仪和数据分析控制器 中，并与预先设定的正常输送值进行对比，当某位置及之后的流场压力皆低 于正常输送值，且全系统未出现突高流场压力时，开启距离该处最近的上游 输送流量阀，使高压气流进入反向增压管的旋流孔，以产生旋流增压输送效 果；当某位置的流场压力突然升高，且下游的流场压力低于正常输送值时， 开启下游距离最近的两处反向流量阀，产生反向冲击力以冲散堵塞料堆，同 时接通该位置最近的上游真空抽气管和反向增压管的旋流孔，产生真空负压 以增大堵塞料堆前后压差、增加反向推力，同时排出多余的反向气流防止后 续输送出现问题。本发明在满足正常输送增压效果的同时，可产生快速的反 向冲击流场，冲散堵塞料栓，达到既满足管道局部或整体增压的需求，又可 防止管道堵塞事故的发生，具有较强的创新性和广泛的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一个实施例堵塞疏通系统的结构示意图。
图2为图1中反向增压管的结构示意图。
图3为图1中测压系统的结构示意图。
图中：1、高压空气输送管，2、数据采集仪，3、真空抽气管，4、数据 分析控制器，5、连接三通，6、测压管，6-1、压力传感器，6-2、防尘罐， 6-3、过滤网，6-4、测压孔，7、输送流量阀，8、电控换向阀，9、反向增 压管，10、反向流量阀，11、物料输送管道，9-1、管道连接头，9-2、环 状气室，9-3、旋流孔，9-4、增压孔，9-5、反向旋流孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所 获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图3示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一 种气力输送管道堵塞疏通系统，包括物料输送管道11，在所述物料输送管道 11上沿物料流向顺接安装有测压系统和反向增压系统，测压系统包括测压管 6、防尘罐6-2和压力传感器6-1，在测压管6左右两端由连接法兰与物料输 送管道11相连，测压管6中部上端开有测压孔6-4，防尘罐6-2安装在测压 孔6-4上，测压孔6-4与防尘罐6-2之间安装过滤网6-3，防尘罐6-2上部安装压力传感器6-1，过滤网6-3和防尘罐6-2可避免输送物料颗粒堵塞测 压孔、并防止物料粉尘进入压力传感器6-1，影响测量结果(如图3所示)； 反向增压系统包括反向增压管9、电控换向阀8、输送流量阀7、反向流量阀 10、高压空气输送管1和真空抽气管3，参见图2，在反向增压管9上设有 三个管道连接头9-1和三个环状气室9-2，三个管道连接头9-1的一端分别 与三个反向增压管9内的环状气室9-2连通，另一端分别与气流输送的管路 相连，三个环状气室9-2分别向反向增压管9内部开有一组旋流孔9-3、一 组增压孔9-4和一组反向旋流孔9-5，位于物流输送方向后方的旋流孔9-3 与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相同，位于物流输送 方向中部的增压孔9-4与管道轴向垂直且工作方向垂直物料输送方向，位于 物流输送方向前方的反向旋流孔9-5与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向 与物料输送方向相反；旋流孔9-3的接口与电控换向阀8的出口相连，电控 换向阀8的进口Ⅰ与输送流量阀7的出口相连，电控换向阀8的进口Ⅱ与真 空抽气管3相连，输送流量阀7的进口与高压空气输送管1相连，增压孔9-4 和反向旋流孔9-5的接口相通后与反向流量阀10的出口相连，反向流量阀 10的进口与高压空气输送管1相连；还包括数据采集仪2和数据分析控制器 4，压力传感器6-1的数据输出端通过数据传输线与数据采集仪2相连，电控换向阀8的控制端通过数据传输线与数据分析控制器4相连，输送流量阀 7、反向流量阀10的控制端均通过数据传输线与数据分析控制器4相连，数 据采集仪2与数据分析控制器4间采用数据传输线连接。
在本实施例中，所述物料输送管道11上最好设有多组间隔布置的测压 系统和反向增压系统，使用效果更佳；具体地，测压系统和反向增压系统分 别通过测压管6和反向增压管9的两个端口连接在物料输送管道11上，具 体地，测压管6和反向增压管9可以是通过连接法兰与物料输送管道11相 连。
优选地，所述每组旋流孔9-3、每组增压孔9-4和每组反向旋流孔9-5 在各自的环状气室9-2上间隔均匀地排布，每组旋流孔9-3、每组增压孔9-4 和每组反向旋流孔9-5的孔数均为4～10个。
作为一种具体实现方式，所述电控换向阀8与真空抽气管3、输送流量 阀7与高压空气输送管1、反向流量阀10与高压空气输送管1可以均通过连 接三通5相连。
一种气力输送管道堵塞疏通方法，包含以下步骤：
1)在物料输送管道11中，布置多组沿物料流向顺接的测压系统和反向 增压系统；
2)测压系统将获得的物料输送管道11内的流场压力变化实时传输到数 据采集仪2中；
3)数据采集仪2将采集的压力数据传输给数据分析控制器4；
4)数据分析控制器4分析流场压力变化，并与预先设定的气力输送正 常输送值进行对比；
5)正常输送过程中，整个气力输送系统中的输送流量阀7和反向增压 阀9都处于关闭状态，且电控换向阀8处于I位置，即输送流量阀7与反向 增压管9的旋流孔9-3接通；
6)正常输送过程中，当物料输送管道11N位置及其之后N+1处的测压 系统获得的流场压力皆低于正常输送值，且整个输送系统未出现突高流场压 力时，数据分析控制器4开启距离N处最近的上游N-1处的输送流量阀7， 使高压空气输送管1内的高压气流进入该上游N-1处反向增压管9的旋流孔 9-3，产生旋流增压输送效果；
7)正常输送过程中，当物料输送管道11N位置的测压装置6获得的流 场压力突然升高，且下游N+1位置及其之后的流场压力低于正常输送值时， 表明N位置到下游N+1位置处出将现管道堵塞事故，数据分析控制器4关闭 N+1和N+2两处的输送流量阀7，开启N和N+1两处的反向流量阀10,使高压 空气输送管1内的高压气流进入N和N+1两处反向增压管9的增压孔9-4和 反向旋流孔9-5，反向旋流孔9-5产生反向旋流冲击堵塞料堆，而增压孔9-4既为反向旋流提供足够的背压和高压空气，又能防止下游输送管内的物料被 吸入反向旋流；
8)反向旋流开启的同时，N位置上游的电控换向阀8转换到Ⅱ位置，即 接通真空抽气管3和反向增压管9的旋流孔9-3，产生真空负压以增大堵塞 料堆前后压差、增加反向推力，同时排出多余的反向气流防止后续输送出现 问题，该过程称为反向冲击过程；
9)反向冲击过程时间较短，在10ms～1000ms之间，完成一次反向冲击 之后，物料输送管道11恢复输送状态，若继续出现步骤7)中的流场压力突 高情况，继续执行步骤7)和步骤8)，直至恢复正常输送为止。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限 制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等 变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种气力输送管道堵塞疏通系统，包括物料输送管道(11)，其特征是：在所述物料输送管道(11)上沿物料流向顺接安装有测压系统和反向增压系统，测压系统包括测压管(6)、防尘罐(6-2)和压力传感器(6-1)，测压管(6)左右两端与物料输送管道(11)相连，测压管(6)中部上端开有测压孔(6-4)，防尘罐(6-2)安装在测压孔(6-4)上，测压孔(6-4)与防尘罐(6-2)之间安装过滤网(6-3)，防尘罐(6-2)上部安装压力传感器(6-1)；
反向增压系统包括反向增压管(9)、电控换向阀(8)、输送流量阀(7)、反向流量阀(10)、高压空气输送管(1)和真空抽气管(3)，在反向增压管(9)上设有三个管道连接头(9-1)和三个环状气室(9-2)，三个管道连接头(9-1)的一端分别与三个反向增压管(9)内的环状气室(9-2)连通，另一端分别与气流输送的管路相连，三个环状气室(9-2)分别向反向增压管(9)内部开有一组旋流孔(9-3)、一组增压孔(9-4)和一组反向旋流孔(9-5)，位于物流输送方向后方的旋流孔(9-3)与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相同，位于物流输送方向中部的增压孔(9-4)与管道轴向垂直且工作方向垂直物料输送方向，位于物流输送方向前方的反向旋流孔(9-5)与管道轴向、径向均呈夹角且工作方向与物料输送方向相反；旋流孔(9-3)的接口与电控换向阀(8)的出口相连，电控换向阀(8)的进口Ⅰ与输送流量阀(7)的出口相连，电控换向阀(8)的进口Ⅱ与真空抽气管(3)相连，输送流量阀(7)的进口与高压空气输送管(1)相连，增压孔(9-4)和反向旋流孔(9-5)的接口相通后与反向流量阀(10)的出口相连，反向流量阀(10)的进口与高压空气输送管(1)相连；
还包括数据采集仪(2)和数据分析控制器(4)，压力传感器(6-1)的数据输出端通过数据传输线与数据采集仪(2)相连，电控换向阀(8)的控制端通过数据传输线与数据分析控制器(4)相连，输送流量阀(7)、反向流量阀(10)的控制端均通过数据传输线与数据分析控制器(4)相连，数据采集仪(2)与数据分析控制器(4)间采用数据传输线连接。
2.根据权利要求1所述的一种气力输送管道堵塞疏通系统，其特征是：所述物料输送管道(11)上设有多组间隔布置的测压系统和反向增压系统，测压系统和反向增压系统分别通过测压管(6)和反向增压管(9)的两个端口连接在物料输送管道(11)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种气力输送管道堵塞疏通系统，其特征是：所述每组旋流孔(9-3)、每组增压孔(9-4)和每组反向旋流孔(9-5)在各自的环状气室(9-2)上间隔均匀地排布，每组旋流孔(9-3)、每组增压孔(9-4)和每组反向旋流孔(9-5)的孔数均为4～10个。
4.根据权利要求3所述的一种气力输送管道堵塞疏通系统，其特征是：所述电控换向阀(8)与真空抽气管(3)、输送流量阀(7)与高压空气输送管(1)、反向流量阀(10)与高压空气输送管(1)均通过连接三通(5)相连。
5.一种气力输送管道堵塞疏通方法，其特征在于，包含以下步骤：
1)在物料输送管道(11)中，布置多组沿物料流向顺接的测压系统和反向增压系统；
2)测压系统将获得的物料输送管道(11)内的流场压力变化实时传输到数据采集仪(2)中；
3)数据采集仪(2)将采集的压力数据传输给数据分析控制器(4)；
4)数据分析控制器(4)分析流场压力变化，并与预先设定的气力输送正常输送值进行对比；
5)正常输送过程中，整个气力输送系统中的输送流量阀(7)和反向增压阀(9)都处于关闭状态，且电控换向阀(8)处于I位置，即输送流量阀(7)与反向增压管(9)的旋流孔(9-3)接通；
6)正常输送过程中，当物料输送管道(11)N位置及其之后N+1处的测压系统获得的流场压力皆低于正常输送值，且整个输送系统未出现突高流场压力时，数据分析控制器(4)开启距离N处最近的上游N-1处的输送流量阀(7)，使高压空气输送管(1)内的高压气流进入该上游N-1处反向增压管(9)的旋流孔(9-3)，产生旋流增压输送效果；
7)正常输送过程中，当物料输送管道(11)N位置的测压装置(6)获得的流场压力突然升高，且下游N+1位置及其之后的流场压力低于正常输送值时，表明N位置到下游N+1位置处出将现管道堵塞事故，数据分析控制器(4)关闭N+1和N+2两处的输送流量阀(7)，开启N和N+1两处的反向流量阀(10),使高压空气输送管(1)内的高压气流进入N和N+1两处反向增压管(9)的增压孔(9-4)和反向旋流孔(9-5)，反向旋流孔(9-5)产生反向旋流冲击堵塞料堆，而增压孔(9-4)既为反向旋流提供足够的背压和高压空气，又防止下游输送管内的物料被吸入反向旋流；
8)反向旋流开启的同时，N位置上游的电控换向阀(8)转换到Ⅱ位置，即接通真空抽气管(3)和反向增压管(9)的旋流孔(9-3)，产生真空负压以增大堵塞料堆前后压差、增加反向推力，同时排出多余的反向气流防止后续输送出现问题，该过程称为反向冲击过程；
9)反向冲击过程时间较短，在10ms～1000ms之间，完成一次反向冲击之后，物料输送管道(11)恢复输送状态，若继续出现步骤7)中的流场压力突高情况，继续执行步骤7)和步骤8)，直至恢复正常输送为止。
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