CN109230541A - 一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置及喂料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置及喂料方法,该装置包括至少一组喂料机构，喂料机构是由输料系统和升降系统组成的；输料系统包括料仓和进料组件，料仓底部设吹送气入口，在料仓顶部出料口处设有料仓密封圈，并在所述料仓密封圈中心处设有通孔，进料组件是由进料管和套管组成的，套管的顶端与进料管的侧壁密封，并在所述套管侧壁上设有携带气支管，进料管的出料端连接有出料管；该方法是确定喂料和升降速率→吹扫物料使其流化态，调整进料管与物料的间距→通携带气→启动升降系统进行喂料。本发明可实现小粒径粉体物料的微量精准喂料,并可根据需要设置多组喂料机构，具有喂料均匀、误差小、速率调节范围大和结构简单等优点。

Description

一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置及喂料方法

技术领域

本发明属于物料输送技术领域，涉及一种粉体物料微量精密输送技术，具体涉及一种利用局部高速气流造成负压的气力逆重力输送以提供均匀、微量、稳定的粉体物料供给装置及方法。

背景技术

在化工、材料等领域的基础研究或者其他涉及粉料的作业中，有时需要对粉料进行连续稳定的喂料操作。目前已有螺旋喂料机、叶轮喂料机、星形喂料机等多种类型的喂料装置，但这些喂料装置存在喂料精度不高、喂料过程不连续、喂料过程线性差等缺点，难以实现精准喂料。对于喂料速率在kg/h数量级的操作中，上述缺点并不会造成明显的影响。但对于某些研究工作所需要微量喂料速率，有的甚至低于0.5g/min，并且输送的粉体粒径小（通常小于300μm）的情形下，实验过程中各部件精准稳定的工作、粉料的均匀、连续混合是研究工作成功的关键，上述现有喂料装置则不能满足需求。基于此，设计开发出一种合理有效的粉料微量精准喂料与流量控制装置是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有喂料装置精准控量方面存在的问题，本发明公开了一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置及喂料方法,可实现小粒径粉体物料的微量精准喂料,并可根据需要设置多组喂料机构，具有喂料均匀、误差小、速率调节范围大和结构简单等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一方面，本发明公开了一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，包括至少一组喂料机构，所述喂料机构是由输料系统和升降系统组成的；所述输料系统包括放置在升降系统上方并随升降系统升降的料仓，所述料仓内设有容纳物料的腔体，在所述料仓底部设有用于使料仓内物料呈流化态的吹送气入口，吹扫气可以降低局部空间的固含量，提高气体的携带能力，吹扫气入口结构与位置不限，可以根据物料的特性选择合适的形式；在所述料仓顶部出料口处设有料仓密封圈，并在所述料仓密封圈中心处设有供进料组件沿料仓轴线方向滑行的通孔，所述进料组件与通孔密封配合，通过所述料仓的升降调整和/或保持进料组件进料端与所述料仓内物料之间的距离，所述进料组件是由进料管和套设在进料管外的套管组成的，所述套管的顶端与所述进料管的侧壁密封，并在所述套管侧壁上设有向所述料仓内引入携带气并在物料上方形成负压的携带气支管，所述进料管的出料端连接有出料管，使套管及设在套管上的携带气支管分别连通料仓、出料管和携带气气源的三通；料仓内的物料在气体的携带下进入进料管，携带气从进料管与套管的环隙内进入料仓，由于出料管是物料和载气的唯一出口，携带气和吹扫气在料仓上部空间形成负压，将上部的“一层”物料卷吸携带入进料管，实现喂料。

作为一种优选实施方式，所述出料管为拱形结构的弧形管。

为了使该装置满足多种料仓深度及物料量的需求，所述携带气支管位于所述套管的上部。

作为一种优选实施方式，所述携带气支管与所述套管垂直，使携带气支管与进料组件呈“T”型结构；当然，可以根据需要将所述套管的底端为设有用于调节携带气出口角度的调节板，可以使扩散式、收敛式等结构。

为了使物料上方形成的负压更稳定，所述套管的长度小于所述进料管的长度；优选地，所述进料管的进料端和出料端裸露在所述套管外部。

作为一种优选实施方式，在所述吹送气入口和携带气支管处设有流量计，当然还可以设有其它能够精确控制气体流量的部件。

为了实现该喂料装置的连续操作，该喂料装置可以是由多组喂料机构串联而成的；作为一种优选实施方式，该喂料装置是由第一喂料机构和第二喂料机构串联组成的，在所述第二喂料机构的料仓侧壁上还设有侧补料口，所述第一喂料机构的出料管与所述第二喂料机构的侧补料口连通。

作为一种优选实施方式，所述升降系统是由设置在料仓下方的升降平台、驱动升降平台的电机和用于控制电机的控制器组成的；当然也可以是其它能够实现微米级升降，且升降速率均匀且可调的升降系统；料仓在升降平台的带动下在轴向匀速移动，进行喂料和喂料终止的操作，喂料过程中进料组件进料端与所述料仓内物料之间的距离保持不变，因此喂料速率恒定。

另一方面，本发明还公开了一种利用上述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置进行喂料的方法，是通过如下步骤实现的：

1）根据所需要的喂料速率，确定料仓的规格以及升降系统的升降速率；

2）检查装置的气密性，向料仓内加入物料，将料仓垂直放置并固定在升降系统上，从吹扫气入口通入吹扫气，调整吹扫气流量使物料呈流化状态，待流化稳定后调整进料组件进料端与物料的间距；

3）从携带气支管通入携带气，其在物料上方可以形成负压，通过改变气体的总流量来调整喂料过程的气固比；

4）待系统稳定后，启动升降系统，当调整进料组件进料端与物料的间距减小至临界距离后物料被气体卷吸携带入进料管完成喂料；

5）喂料结束后升降系统停止工作，并停止通入携带气和吹扫气，将料仓中的物料取出完成工作或添加物料继续工作。

本发明先通过吹扫气向上鼓吹物料，使料仓内物料呈流化态、降低局部空间的固含量，提高气体的携带能力；再通过进料管和套管环隙中与吹扫气作用力相反的携带气对料仓内的物料进行“压制”，通过调整携带气和吹扫气的流量来调节料仓上部空间的负压值和喂料过程的气固比，将上部的“一层”物料卷吸携带入进料管；然后再通过调整升降系统的升降速率调整并维持喂料速率的稳定，以保证小粒径粉体物料微量精准喂料过程的稳定性；本发明可以根据喂料的需要，串联多个喂料机构进行连续喂料操作。

本发明喂料装置通过改变精密升降平台的速率以及料仓的直径和长度实现不同速率的喂料以及喂料总量的控制，还可以多台串联实现连续喂料操作。本发明喂料装置和方法气固流速小，输送系统稳定可靠，升降系统具有较好的调速功能和操作范围，适用于实验室等对喂料速率要求精密、对粉体物料输送稳定性和线性化要求严格的作业和操作。

附图说明

图1为实施例1中喂料装置的结构示意图。

图2为输送系统中物料输送过程示意图。

图3为实施例2中第二输送机构中输送系统的示意图。

图中：1、出料管，2、进料组件，3、携带气支管，4、料仓密封圈，5、料仓，6、物料，7、吹扫气入口，8、升降平台，9、电机，10、控制器，11、侧补料口，21、进料管；22、套管。

具体实施方式

以下描述用于揭示本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

如图1和2所示的微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，是由输料系统和升降系统组成的；所述升降系统是由升降平台8、驱动升降平台8的电机9和用于控制电机9的控制器10组成的；所述输料系统包括放置在升降平台8上方并随升降平台8升降的料仓5，所述料仓5内设有容纳物料6的腔体，在所述料仓5底部设有用于使料仓5内物料6呈流化态的吹送气入口7，吹扫气可以降低局部空间的固含量，提高气体的携带能力；在所述料仓5顶部出料口处设有料仓密封圈4，并在所述料仓密封圈4中心处设有供进料组件2沿料仓5轴线方向滑行的通孔，所述进料组件2与通孔密封配合，通过所述料仓5的升降调整和/或保持进料组件2进料端与所述料仓5内物料之间的距离，所述进料组件2是由进料管21和套设在进料管21外的套管22组成的，所述进料管21的进料端和出料端裸露在所述套管22外部，所述套管22的顶端与所述进料管21的侧壁密封，并在所述套管22侧壁上部设有向所述料仓5内引入携带气并在物料6上方形成负压的携带气支管3，所述携带气支管3与所述套管22垂直，使携带气支管3与进料组件2呈“T”型结构；所述进料管21的出料端连接有拱形结构的出料管1，使套管22及设在套管22上的携带气支管3分别连通料仓5、出料管1和携带气气源的三通；料仓5内的物料在气体的携带下进入进料管21，携带气从进料管21与套管22的环隙内进入料仓5，由于出料管1是物料和载气的唯一出口，携带气和吹扫气在料仓5上部空间形成负压，将上部的“一层”物料卷吸携带入进料管21，实现喂料。

利用上述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置进行喂料的方法，是通过如下步骤实现的：

1）根据所需要的喂料速率，确定料仓的规格以及升降系统的升降速率；

2）检查装置的气密性，向料仓5内加入物料6，将料仓5垂直放置并固定在升降平台8上，从吹扫气入口7通入吹扫气，调整吹扫气流量使物料呈流化状态，待流化稳定后调整进料组件2进料端与物料6的间距；

3）从携带气支管3通入携带气，携带气在物料6上方可以形成负压，通过改变气体的总流量来调整喂料过程的气固比；

4）待系统稳定后，启动升降系统，当调整进料组件2进料端与物料6的间距减小至临界距离后物料被气体卷吸携带入进料管21完成喂料；

5）喂料结束后升降系统停止工作，并停止通入携带气和吹扫气，将料仓5中的物料取出完成工作或添加物料继续工作。

实施例2

如图1和3所示微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，是由第一喂料机构和第二喂料机构串联组成的，每个喂料机构是由输料系统和升降系统组成的；所述升降系统是由升降平台8、驱动升降平台8的电机9和用于控制电机9的控制器10组成的；所述输料系统包括放置在升降平台8上方并随升降平台8升降的料仓5，所述料仓5内设有容纳物料6的腔体，在所述料仓5底部设有用于使料仓5内物料6呈流化态的吹送气入口7，吹扫气可以降低局部空间的固含量，提高气体的携带能力；在所述料仓5顶部出料口处设有料仓密封圈4，并在所述料仓密封圈4中心处设有供进料组件2沿料仓5轴线方向滑行的通孔，所述进料组件2与通孔密封配合，通过所述料仓5的升降调整和/或保持进料组件2进料端与所述料仓5内物料之间的距离，所述进料组件2是由进料管21和套设在进料管21外的套管22组成的，所述进料管21的进料端和出料端裸露在所述套管22外部，所述套管22的顶端与所述进料管21的侧壁密封，并在所述套管22侧壁上部设有向所述料仓5内引入携带气并在物料6上方形成负压的携带气支管3，所述携带气支管3与所述套管22垂直，使携带气支管3与进料组件2呈“T”型结构；所述进料管21的出料端连接有拱形结构的出料管1，使套管22及设在套管22上的携带气支管3分别连通料仓5、出料管1和携带气气源的三通；料仓5内的物料在气体的携带下进入进料管21，携带气从进料管21与套管22的环隙内进入料仓5，由于出料管1是物料和载气的唯一出口，携带气和吹扫气在料仓5上部空间形成负压，将上部的“一层”物料卷吸携带入进料管21，实现喂料；在所述第二喂料机构的料仓5侧壁上还设有侧补料口11，所述第一喂料机构的出料管1与所述第二喂料机构的侧补料口11连通。

利用上述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置进行喂料的方法，是通过如下步骤实现的：

1）根据所需要的喂料速率，确定料仓的规格以及升降系统的升降速率；

2）检查装置的气密性，向第一和第二喂料机构的料仓5内加入物料6，将料仓5垂直放置并固定在升降平台8上，从吹扫气入口7通入吹扫气，调整吹扫气流量使物料呈流化状态，待流化稳定后调整进料组件2进料端与物料6的间距；

3）从携带气支管3通入携带气，在物料6上方形成负压，通过改变气体的总流量来调整喂料过程的气固比；

4）待系统稳定后，启动第一喂料机构的升降系统，当调整进料组件2进料端与物料6的间距减小至临界距离后物料被气体卷吸携带入进料管21并通过第二喂料机构的侧补料口11进入第二喂料机构的料仓，待第一喂料机构料仓内的物料喂料完成后停止其升降系统并同时开启第二喂料机构的升降系统开始进行其料仓内物料的喂料操作；

5）第二喂料机构物料的喂料结束后升降系统停止工作，并停止通入携带气和吹扫气，将料仓5中的物料取出完成工作或添加物料继续工作。

本实施例说明的是多个喂料机构的串联以实现物料长时间连续的喂料操作，当然，其喂料机构的串联数目不限于两个。此外，作为特定情况的优选，长时间的喂料操作还可以通过多个喂料机构交替间歇工作的方式实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：包括至少一组喂料机构，所述喂料机构是由输料系统和升降系统组成的；所述输料系统包括放置在升降系统上方并随升降系统升降的料仓，所述料仓内设有容纳物料的腔体，在所述料仓底部设有用于使料仓内物料呈流化态的吹送气入口，在所述料仓顶部出料口处设有料仓密封圈，并在所述料仓密封圈中心处设有供进料组件沿料仓轴线方向滑行的通孔，所述进料组件与通孔密封配合，通过所述料仓的升降调整和/或保持进料组件进料端与所述料仓内物料之间的距离，所述进料组件是由进料管和套设在进料管外的套管组成的，所述套管的顶端与所述进料管的侧壁密封，并在所述套管侧壁上设有向所述料仓内引入携带气并在物料上方形成负压的携带气支管，所述进料管的出料端连接有出料管。

2.如权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述出料管为拱形结构的弧形管。

3.如权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述携带气支管位于所述套管的上部。

4.如权利要求3所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述携带气支管与所述套管垂直。

5.如权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述套管的长度小于所述进料管的长度。

6.如权利要求5所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述进料管的进料端和出料端裸露在所述套管外部。

7.如权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：在所述吹送气入口和携带气支管处设有流量计。

8.如权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：是由第一喂料机构和第二喂料机构串联组成的，在所述第二喂料机构的料仓侧壁上还设有侧补料口，所述第一喂料机构的出料管与所述第二喂料机构的侧补料口连通。

9.如权利要求1-8中任一所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置，其特征在于：所述升降系统是由设置在料仓下方的升降平台、驱动升降平台的电机和用于控制电机的控制器组成的。

10.一种利用权利要求1所述微型流化床上吸式粉体物料喂料装置进行喂料的方法，其特征在于是通过如下步骤实现的：

1）根据所需要的喂料速率，确定料仓的规格以及升降系统的升降速率；

2）检查装置的气密性，向料仓内加入物料，将料仓垂直放置并固定在升降系统上，从吹扫气入口通入吹扫气，调整吹扫气流量使物料呈流化状态，待流化稳定后调整进料组件进料端与物料的间距；

3）从携带气支管通入携带气，在物料上方形成负压；

4）待系统稳定后，启动升降系统，当调整进料组件进料端与物料的间距减小至临界距离后物料被气体卷吸携带入进料管完成喂料；

5）喂料结束后升降系统停止工作，并停止通入携带气和吹扫气，取出料仓中的物料完成工作或添加物料继续工作。