CN111097299A - 一种调压混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调压混合器，包括进粉口和混合器主体，进粉口设置于混合器主体的侧壁上，与进粉口正对的混合器主体内设有落料室，落料室内设置有喷头，调压混合器还包括压力调节组件和均压室，压力调节组件包括负压调节机构。本发明公开的调压混合器，其负压调节机构进入至混合器主体内部阻挡喷头的喷射，通过调节喷头的喷射范围的大小而调节混合器主体内的负压，降低了混合器阻力损失；均压室及其测压孔避免了粉体积累于落料室内；能够便捷地实现在线调节负压，保证了粉体输送的均匀和稳定。

Description

一种调压混合器
技术领域
本发明涉及粉体输送技术领域，具体涉及一种调压混合器。
背景技术
文丘里混合器是一种使气体和水高效混合的设备，又称为喷射式混合器，由喷头、进粉口和落料室三部分组成，具有高效气水混合、防回水和负压吸气等功能，在粉体输送行业较为常用。该设备设计基于伯努利方程，工作原理为：管路截面积收缩使流体加速产生高速气流，导致局部区域部分静压转换为动压，从而产生绝对压力的下降形成负压区。通常负压区的下游段存在高湍流区域，有助于粉体-载气的混合。基于上述原理，文丘里混合器作用是使粉体和载气(一般为空气)均匀混合形成气-固两相流以及产生用于抵消混合器下游阻力产生的供料困难现象的负压。
一般而言，文丘里混合器按照使用负压压力值大小可以分为低压和高压两类。由于煤粉工业锅炉供料系统下游阻力较大，固-气两相流流速比较高，因此通常需要使用高压型文丘里混合器，其基本结构如图1所示。应用中发现该类型混合器存在以下问题：(1)由于喷口向后方深入较多，煤粉从进粉口落下时，部分粉体无法直接落入喷头附近，从而在落料室中积存，造成供料波动增加；(2)要调节混合器的负压大小，需要拆开混合器更换喷头，操作复杂，无法在线调节，负压调节困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调压混合器，用以解决高压型文丘里混合器阻力损失较大、落料室积粉、负压调节困难等问题。
本发明提供的一种调压混合器，包括进粉口和混合器主体，所述进粉口设置于所述混合器主体的侧壁上，与所述进粉口正对的所述混合器主体内设置有落料室，所述落料室内设置有喷头，其特征在于，包括压力调节组件和均压室，所述均压室设置于所述进粉口与所述混合器主体的连接处的底面，且位于所述喷头的正下方和前方，所述混合器主体内的喷头前方周边设置有多个测压孔，所述测压孔与所述均压室相连通；所述压力调节组件包括负压调节机构、电机和控制器，所述负压调节机构设置于所述进粉口与所述混合器主体的连接处的落料室内，且所述负压调节机构及其相邻的混合器主体的两个侧面和与之相对的混合器主体的底面形成所述喷头，所述负压调节机构通过调节所述喷头的喷射范围的大小进而调节所述混合器主体内的负压；所述负压调节机构与所述电机的输出轴连接，所述电机与所述控制器相连；所述均压室的表面上设置有压力传感器连接口，所述压力传感器连接口与所述控制器相连。
优选地，所述负压调节机构包括负压调节插板和阀体，所述负压调节插板从所述进粉口与所述混合器主体的连接处插入至所述混合器主体内部的落料室，所述负压调节插板的下底面及其相邻的所述混合器主体的两个侧面和与之相对的混合器主体的底面形成所述喷头；所述负压调节插板上设置有阀体，所述阀体与电机的输出轴连接。
优选地，所述负压调节插板插入所述混合器主体内部将所述喷头的喷射范围缩小至1/2。
优选地，所述负压调节机构包括负压调节旋转板和旋转轴，所述负压调节旋转板的固定端设置于所述进粉口与所述混合器主体的连接处的内壁上，且所述负压调节旋转板的活动端伸入至所述混合器主体内部的落料室，所述负压调节旋转板的下底面及其相邻的所述混合器主体的两个侧面和与之相对的所述混合器主体的底面形成所述喷头；所述负压调节旋转板的固定端连接有旋转轴，所述旋转轴与所述电机的输出轴连接，所述电机与控制器相连。
优选地，所述负压调节旋转板的活动端旋转角度与所述混合器主体中心线的夹角范围为10～40度。
优选地，所述混合器主体的两端分别设为载气入口和气固两相流出口，所述载气入口上套设有载气入口圆变方管，所述气固两相流出口上套设有气固两相流出口方变圆管，所述进粉口上套设有进粉口圆变方管。
优选地，所述测压孔的孔径不超过5mm。
本发明的有益效果是：
本发明公开了一种调压混合器，包括设置于进粉口与混合器主体连接处的压力调节组件和均压室，压力调节组件包括负压调节机构，负压调节机构进入至混合器主体内部阻挡喷头的喷射，通过调节喷头的喷射范围的大小而调节混合器主体内的负压，降低了混合器阻力损失；均压室及其测压孔避免了粉体积累于落料室内；均压室的表面上压力传感器连接口与控制器，控制器又能控制电机的输出，能够便捷地实现在线调节负压，负压调节变得不再困难，甚至还能使混合器在一定范围内通过内部反馈实现自动调节负压，保证了粉体输送的均匀和稳定。
附图说明
图1是现有技术中的高压型文丘里混合器的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的插板式调压混合器的外部结构示意图；
图3是本发明实施例1提供的插板式调压混合器的内部结构示意图；
图4是本发明实施例2提供的旋钮式调压结构的内部结构示意图；
图5是本发明实施例2提供的旋钮式调压结构的外部结构示意图；
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在该调压混合器内，以气流流出气固两相流出口的方向为“前”，以气流流入载气入口的方向为“后”。
实施例1
实施例1提供一种插板式调压混合器，下面对其结构进行详细描述。
参考图1，该高压型文丘里混合器包括进粉口3和混合器主体7，混合器主体7是粉体、载气混合的重要场所，进粉口3设置于混合器主体7的侧壁上，粉体从进粉口3落入至混合器主体7内，与进粉口3正对的混合器主体7内设置有落料室71，落料室71内设置有喷头72，载气从喷头72处喷出。
在现有的高压型文丘里混合器的基础上，实施例1提供的插板式调压混合器对其进行改进。具体地，混合器主体7的两端分别设为载气入口1和气固两相流出口2，参考图2，通常情况下会接入方形管路，此时载气入口1、气固两相流出口2和进粉口3的横截面为矩形。当需要连接圆管管路时，载气入口1上套设有载气入口圆变方管4，用于连接圆形横截面的的载气入口管路；气固两相流出口2上套设有气固两相流出口方变圆管5，用于连接横截面的气固两相流出口管路；进粉口3上套设有进粉口圆变方管6，用于连接卸料阀、螺旋给料机等供料设备的圆形横截面的出料口。
该调压混合器还包括压力调节组件和均压室10，作为该压力调节组件的一种实现形式，该压力调节组件包括负压调节机构、电机与控制器9，该负压调节机构包括负压调节插板13和阀体8，均压室10上设置有压力传感器连接口11。
参考图3，进粉口3与混合器主体7的连接处的落料室71所在位置插设有负压调节插板13，负压调节插板13从进粉口3与混合器主体7的连接处插入至混合器主体7内部的落料室71，负压调节插板13的下底面及其相邻的混合器主体7的两个侧面和与之相对的混合器主体7的底面形成喷头72，负压调节插板13的上表面阻挡从进粉口3落入落料室71的部分粉体。
由此，通过调节插入负压调节插板13深度，不仅可以调节喷头72的喷射范围，还可以调节进粉口3的口径，以达到调节一方面喷头72的喷射区大小和位置的效果，还能调节从进粉口3落入落料室71的粉体的数量，最终实现调节混合器主体7内的负压。
高速气流在水平方向上扩大至落料室71三个壁面，使高速气流影响范围横向扩张至整个落料室71，煤粉从进粉口3落下时，被高速气流带走，不会在落料室71中沉积。缩小落料室71，将进粉口3两侧及下面的落料室71壁面收缩至紧贴喷头72的高速气流，使高速气流扩张时由原先的四面“突扩”变为三面“渐扩”，从而有效减少该部分阻力损失。
当负压调节插板13插入越深，则喷头72的喷射区口径减小，位置向出口端移动，同时从进粉口3落入落料室71的粉体数量减少，则混合器主体7产生的负压增加。根据实际情况，负压调节插板13插入角度宜与水平呈10～45度夹角，插入深度以将喷头72的喷射范围缩小1/3～2/3为宜。其最佳插入深度是将喷头72的喷射范围缩小至1/2。
负压调节插板13上设置有阀体8，阀体8与电机的输出轴连接，电机与控制器9通过导线相连。
其中，负压调节插板13和阀体8的连接处、阀体8与电机的连接处、电机和控制器9的连接处均密封。
进粉口3与混合器主体7的连接处的侧壁底面设置有均压室10，均压室10位于喷头72的正下方和前方，混合器主体7内的喷头72前方周边设置有多个测压孔14，该多个测压孔14分布于喷头72处的混合器主体7的底面及侧面偏下位置，每个测压孔14的孔径不宜超过5mm，每个测压孔14与均压室10相连通。
均压室10的密封性良好，均压室10的底部设置有均压室排灰口12，排灰口12用于在如风机异常停机、测压孔失去气流吹扫从而堵塞等异常工况下清理被堵塞的测压口。设备运行时，压力传感器连接口11和排灰口12均密封处理。
均压室10的表面上设置有压力传感器连接口11，压力传感器连接口11与控制器9通过导线相连。
在该实施例中，通过测量均压室10的压力，可以得到当前落料室71实际的压力值，其原理类似皮托管的静压测量孔。由于测压孔14紧贴喷口的高速气流，在洁净气流的被动持续吹扫下，可以有效防止测压孔14的堵塞。均压室10底部设置吹扫与进粉口3正对的落料室71，用于在如风机异常停机、测压孔失去气流吹扫从而堵塞等异常工况下清理被堵塞的测压口。
压力调节组件需要根据压力的测量值进行，可以通过人工进行调节或自动调节。当采用自动调节时，需要通过如上位机等设备建立压力传感器和压力调节组件的控制器9之间的内部反馈。负压调节插板13倾斜插设于进粉口3与混合器主体7的连接处，随着负压调节插板13的深入。当混合器主体7内负压不足时，负压调节插板13深入距离增加，当混合器主体7内负压过大时，负压调节插板13深入距离减少，进而可以实现混合器主体7内压力的在线调节。其中，压力传感器连接口11用于连接压力传感器，控制器用9于接收压力传感器传送的调节信号，并通过控制电机驱动负压调节插板13的插入深度。
实施例2
实施例2提供一种旋钮式调压混合器，在实施例1的基础上，对负压调节机构进行了改进，下面对改进之处进行详细描述。
作为负压调节机构的另一种实施方式，该负压调节机构包括负压调节旋转板15和旋转轴16。
参考图4和图5，负压调节旋转板15的固定端设置于进粉口3与混合器主体7的连接处的内壁上，且负压调节旋转板15的活动端伸入至混合器主体7内部的落料室71，
负压调节旋转板15的下底面及其相邻的混合器主体7的两个侧面和与之相对的混合器主体7的底面形成喷头72，负压调节插板13的上表面阻挡从进粉口3落入落料室71的部分粉体。
负压调节旋转板15的固定端连接有旋转轴16，旋转轴16与电机的输出轴连接，电机与控制器9相连。
控制器9控制电机的转动，带动旋转轴16转动，进而驱动负压调节旋转板15的旋转，负压调节旋转板15在旋转过程中，不仅可以调节喷头72的喷射范围，还可以调节进粉口3的口径，以达到调节一方面喷头72的喷射区大小和位置的效果，还能调节从进粉口3落入落料室71的粉体的数量，最终实现对混合器主体7内负压的调节。
优选地，负压调节旋转板15的活动端旋转角度与水平的夹角范围为10～60度，通过改变负压调节旋转板15的角度，进而控制喷头72的喷射区大小，从而能实现调节混合器主体7内的负压。优选地，负压调节旋转板15的活动端旋转角度与混合器主体7中心线的夹角范围为10～40度。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种调压混合器，包括进粉口(3)和混合器主体(7)，所述进粉口(3)设置于所述混合器主体(7)的侧壁上，与所述进粉口(3)正对的所述混合器主体(7)内设置有落料室(71)，所述落料室(71)内设置有喷头(72)，其特征在于，包括压力调节组件和均压室(10)，
所述均压室(10)设置于所述进粉口(3)与所述混合器主体(7)的连接处的底面，且位于所述喷头(72)的正下方和前方，所述混合器主体(7)内的喷头(72)前方周边设置有多个测压孔(14)，所述测压孔(14)与所述均压室(10)相连通；
所述压力调节组件包括负压调节机构、电机和控制器(9)，
所述负压调节机构设置于所述进粉口(3)与所述混合器主体(7)的连接处的落料室(71)内，且所述负压调节机构及其相邻的混合器主体(7)的两个侧面和与之相对的混合器主体(7)的底面形成所述喷头(72)，所述负压调节机构通过调节所述喷头(72)的喷射范围的大小进而调节所述混合器主体(7)内的负压；
所述负压调节机构与所述电机的输出轴连接，所述电机与所述控制器(9)相连；
所述均压室(10)的表面上设置有压力传感器连接口(11)，所述压力传感器连接口(11)与所述控制器(9)相连。
2.如权利要求1所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述负压调节机构包括负压调节插板(13)和阀体(8)，
所述负压调节插板(13)从所述进粉口(3)与所述混合器主体(7)的连接处插入至所述混合器主体(7)内部的落料室(71)，所述负压调节插板(13)的下底面及其相邻的所述混合器主体(7)的两个侧面和与之相对的混合器主体(7)的底面形成所述喷头(72)；
所述负压调节插板(13)上设置有阀体(8)，所述阀体(8)与电机的输出轴连接。
3.如权利要求2所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述负压调节插板(13)插入所述混合器主体(7)内部将所述喷头(72)的喷射范围缩小至1/2。
4.如权利要求1所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述负压调节机构包括负压调节旋转板(15)和旋转轴(16)，
所述负压调节旋转板(15)的固定端设置于所述进粉口(3)与所述混合器主体(7)的连接处的内壁上，且所述负压调节旋转板(15)的活动端伸入至所述混合器主体(7)内部的落料室(71)，所述负压调节旋转板(15)的下底面及其相邻的所述混合器主体(7)的两个侧面和与之相对的所述混合器主体(7)的底面形成所述喷头(72)；
所述负压调节旋转板(15)的固定端连接有旋转轴(16)，所述旋转轴(16)与所述电机的输出轴连接，所述电机与控制器(9)相连。
5.如权利要求4所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述负压调节旋转板(15)的活动端旋转角度与所述混合器主体(7)中心线的夹角范围为10～40度。
6.如权利要求1所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述混合器主体(7)的两端分别设为载气入口(1)和气固两相流出口(2)，
所述载气入口(1)上套设有载气入口圆变方管(4)，
所述气固两相流出口(2)上套设有气固两相流出口方变圆管(5)，
所述进粉口(3)上套设有进粉口圆变方管(6)。
7.如权利要求1所述的一种调压混合器，其特征在于，
所述测压孔(14)的孔径不超过5mm。
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