CN110568278B - 一种管道粉体静电在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管道粉体静电在线监测装置，包括与风送管道相通的输料管道，输料管道的侧壁设有密封室和用于放置法拉第筒的法拉第筒容纳腔，法拉第筒的一个侧面为与输料管道同轴的弧板，法拉第筒中与该弧板相对的侧面固定在密封室的外壁上，法拉第筒的底面开有尺寸可调的孔洞；密封室内设有电场感应板，电场感应板通过导电螺栓与法拉第筒相连并固定在密封室的内壁上，正对于电场感应板的工作面且间隔一定距离处设有静电测试仪，密封室外设有信号处理设备，信号处理设备通过导线与静电测试仪相连。作为物料采集设备的法拉第筒将物料带电量信号引出到电场感应板上，再通过静电测试仪、信号处理设备对管道粉体静电量进行实时测量。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工安全领域，具体涉及一种管道粉体静电在线监测装置。
背景技术
石油化工行业聚烯烃、聚酯生产过程均采用风送系统实现粉体物料的输送、掺混及包装作业。高绝缘聚烯烃、聚酯颗粒与管道摩擦带电，高带电物料通过管道进入料仓可造成料仓粘壁现象，甚至发生料仓闪爆事故。对此，目前常采用离子风静电消除系统对管道粉体静电进行消除与控制，然而，采用粉体静电消除设备对管道粉体进行消静电处理时，需要预先获得管道物料静电量，以采取合适的消电控制电压。为此，需对进入料仓物料静电带电量进行静电监测。
目前最有效的方法就是用法拉第筒测量法，如专利公开号CN 1548966公开的粉体静电监测器，专利公开号CN 203965528U公开的聚烯烃料仓静电监测器。然而，现有技术只能在需要时通过控制法拉第筒对管道物料进行间歇性或单次静电量测量，无法实现持续、实时测量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种管道粉体静电在线监测装置，利用输料管道侧壁密封室内安装的底部开孔式法拉第筒作为物料采集设备，使法拉第筒内始终保持一定体积/质量带电物料，并将法拉第筒内物料带电量信号引出到电场感应板上，通过对电场感应板上电信号进行实时测量，实现对管道粉体静电量的可持续、高效、准确测量。
本发明采用以下的技术方案：
一种管道粉体静电在线监测装置，包括与风送管道相通的输料管道，所述输料管道的侧壁设有测量室，所述测量室包括密封室和法拉第筒容纳腔，所述法拉第筒容纳腔与输料管道为相通的一体结构，法拉第筒容纳腔内设有法拉第筒，所述法拉第筒的一个侧面为与输料管道同轴的弧板，法拉第筒中与该弧板相对的侧面固定在所述密封室的外壁上，法拉第筒的底面开有尺寸可调的孔洞；
所述密封室内设有电场感应板，所述电场感应板通过导电螺栓与所述法拉第筒相连，并固定在密封室的内壁上，电场感应板与法拉第筒相平行，且电场感应板的工作面背对于法拉第筒，正对于电场感应板的工作面且间隔一定距离处设有静电测试仪，密封室外设有信号处理设备，所述信号处理设备通过导线与密封室内的静电测试仪相连。
优选地，所述法拉第筒包括金属外筒和金属内筒。
优选地，所述金属外筒和所述金属内筒间设有填放绝缘材料的绝缘层。
优选地，电场感应板与法拉第筒相连的所述导电螺栓与所述金属内筒相连而与所述金属外筒绝缘。
优选地，所述金属内筒的长度小于所述金属外筒的长度。
优选地，所述孔洞的底部设有孔洞挡板和挡板固定螺栓，孔洞的大小通过调节孔洞挡板的位置并通过挡板固定螺栓将孔洞挡板固定进行调节。
优选地，所述密封室内设有横梁，所述静电测试仪通过横梁固定在密封室的内壁上。
优选的，所述导线为带绝缘护套的屏蔽电缆。
优选地，所述屏蔽电缆的屏蔽层接地。
本发明具有的有益效果是：
能够对石化聚烯烃、聚酯装置的风送管道物料进行静电在线监测，具有可连续、实时高效、快速准确测量静电量等优点，能够用于构建风送粉体静电在线监测与静电消除联锁控制系统，实现对管道粉体输送过程中粉体静电远程、实时在线监控，方便了操作人员，保证了作业安全。
附图说明
图1为管道粉体静电在线监测装置的结构示意图。
图2为法拉第筒的结构示意图。
图3为管道粉体静电在线监测装置的俯视结构示意图。
其中，1为输料管道；2为密封室；3为法拉第筒(31为法拉第筒底面的孔洞；32为孔洞挡板；33为挡板固定螺栓)；4为电场感应板；5为静电测试仪；6为信号处理设备；7为法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明：
结合图1和图2，一种管道粉体静电在线监测装置，包括与风送管道相通的输料管道，输料管道的上、下进料口通过法兰与风送管道相连，法兰的安装处应防止有气体、粉体的渗漏。输料管道的侧壁设有测量室，测量室包括密封室和法拉第筒容纳腔，法拉第筒容纳腔与输料管道为相通的一体结构，法拉第筒容纳腔内设有法拉第筒，法拉第筒的一个侧面为与输料管道同轴的弧板，法拉第筒中与该弧板相对的侧面固定在密封室的外壁上，法拉第筒的底面开有尺寸可调的孔洞，孔洞的底部设有孔洞挡板和挡板固定螺栓，孔洞的大小通过调节孔洞挡板的位置并通过挡板固定螺栓将孔洞挡板固定进行调节。法拉第筒包括金属外筒和金属内筒，金属外筒和金属内筒间设有填放绝缘材料的绝缘层，金属内筒的长度小于金属外筒的长度。
密封室内设有电场感应板和横梁，电场感应板通过导电螺栓与法拉第筒相连，并通过该导电螺栓固定在密封室的内壁上，导电螺栓与金属内筒相连而与金属外筒绝缘，构成电场感应板通过该导电螺栓与法拉第筒的金属内筒的等电位连接，电场感应板与法拉第筒相平行，且电场感应板的工作面背对于法拉第筒，正对于电场感应板的工作面且间隔一定距离处设有静电测试仪，静电测试仪通过横梁固定在密封室的内壁上，密封室外设有信号处理设备，信号处理设备通过导线与密封室内的静电测试仪相连，该导线为带绝缘护套的屏蔽电缆，屏蔽电缆的屏蔽层接地，杜绝损坏现象的发生。
法拉第筒作为物料采集设备，物料在输送(进入料仓)时通过进料口输送到法拉第筒内筒内，并且不泄漏到密封室内，流过法拉第筒的物料能够回到输料管内且不向密封室内泄漏，应用时根据现场工艺参数事先调整好法拉第筒底部孔洞大小，即通过手动调节法拉第筒底部孔洞的大小实现对法拉第筒内部的物料量进行调节，保证粉体流过输料管道时法拉第筒内始终保持一定质量或体积的物料，以产生静电电场信号，该底部开孔式的法拉第筒作为粉体电荷量在线探测设备，检测/监测物料带电量及带电极性。
当带电量为Q的物料通过金属内筒时，金属内筒的内壁感应出-q的电荷，同时金属内筒外壁因电荷守恒带有等量异号为q的电荷，因此金属内筒与接地金属外筒之间产生电位差，将金属内筒作为测试电极，通过检测或监测金属内、外筒之间的电位差，间接获得进入料仓物料的带电量及带电极性。
法拉第筒采集的静电电场经导电螺栓传送到电场感应板上，光电式的静电测试仪将检测到的电场信号经信号处理设备转换成标准的工业信号(4-20毫安)，然后传送到控制系统中从而提供准确的物料带电量信息。进而能够传递给管道粉体静电消除系统高压放电电源控制信号，构成静电在线监测与联锁控制系统。利用静电测试仪实时检测电场感应板带电信号，且检测的信号经处理实时送到控制系统，实现对管道物料静电量的实时在线测量。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种管道粉体静电在线监测装置，包括与风送管道相通的输料管道，其特征在于，所述输料管道的侧壁设有测量室，所述测量室包括密封室和法拉第筒容纳腔，所述法拉第筒容纳腔与输料管道为相通的一体结构，法拉第筒容纳腔内设有法拉第筒，所述法拉第筒的一个侧面为与输料管道同轴的弧板，法拉第筒中与该弧板相对的侧面固定在所述密封室的外壁上，法拉第筒的底面开有尺寸可调的孔洞；
所述密封室内设有电场感应板，所述电场感应板通过导电螺栓与所述法拉第筒相连，并固定在密封室的内壁上，电场感应板与法拉第筒相平行，电场感应板的工作面背对于法拉第筒，正对于电场感应板的工作面且间隔一定距离处设有静电测试仪，密封室外设有信号处理设备，所述信号处理设备通过导线与密封室内的静电测试仪相连；
所述孔洞的底部设有孔洞挡板和挡板固定螺栓，孔洞的大小通过调节孔洞挡板的位置并通过挡板固定螺栓将孔洞挡板固定进行调节；
法拉第筒作为物料采集设备，物料在输送时通过进料口输送到法拉第筒内，并且不泄漏到密封室内，根据现场工艺参数事先调整好法拉第筒底部孔洞大小，保证粉体流过输料管道时法拉第筒内始终保持一定质量或体积的物料，以产生静电电场信号；
法拉第筒采集的静电电场经导电螺栓传送到电场感应板上，光电式的静电测试仪将检测到的电场信号经信号处理设备转换成标准的工业信号，然后传送到控制系统中从而提供准确的物料带电量信息。
2.根据权利要求1所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述法拉第筒包括金属外筒和金属内筒。
3.根据权利要求2所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述金属外筒和所述金属内筒间设有填放绝缘材料的绝缘层。
4.根据权利要求3所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述导电螺栓与所述金属内筒相连而与所述金属外筒绝缘。
5.根据权利要求4所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述金属内筒的长度小于所述金属外筒的长度。
6.根据权利要求1所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述密封室内设有横梁，所述静电测试仪通过横梁固定在密封室的内壁上。
7.根据权利要求1所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述导线为带绝缘护套的屏蔽电缆。
8.根据权利要求7所述的一种管道粉体静电在线监测装置，其特征在于，所述屏蔽电缆的屏蔽层接地。
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