CN112794079A - 一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置及使用方法，属于散装水泥半挂车领域，包括罐体，罐体内设置有流化床，流化床位于罐体内壁底部，罐体底部安装流态化平衡组件，流态化平衡组件兼具有排污功能，流态化平衡组件包括电磁阀组、止回阀、喷吹件和连接管组件，连接管组件分别依次连接电磁阀组、止回阀至喷吹件；电磁阀组适于控制连接管组件流量输入；喷吹件包括喷气孔，喷气孔位于喷吹件的上端，喷气孔与罐体连通；本发明解决了现有技术没有流态化平衡装置，输送过程中的料气混合比不稳定，无法调节，稳定卸料阶段，因为料气混合比过高，消耗压缩空气过少，多余的压缩空气导致压力过高和安全阀排气的不良现象。

Description

一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置及使用方法

技术领域

本发明属于散装水泥半挂车领域,具体涉及一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置及使用方法。

背景技术

现有技术状态下，常见的散装水泥半挂车结构，主要由柴油机与空压机传动总成、进气管路、罐体、出料管路、进料口、半挂车行走系统等部件组成。柴油机与空压机传动总成利用柴油机动力带动空压机产生压缩空气成为气源，经进气管路向罐体供气，通过罐体内的流化床将散装水泥流态化，在压力差作用下，罐体内的散装水泥与空气的料气混合物从出料管路流出，完成输送卸料。进料口的作用是装料，半挂车行走系统的作用是支撑固定罐体和行驶运动。

其中，罐体主要由封头侧板气室、流化床、罐体装料空间、排污口等部件组成。压缩空气进入罐体两端的封头侧板气室后，流经并穿过流化床使罐体装料空间内的散装水泥流态化，流化床纵向截面是两端高中间低，横向圆截面也是两侧高中间低，所以流态化的散装水泥与空气的料气混合物在这种导流作用下，流向罐体中间底部的排污口，在压力差作用下，从出料管路流出。出料管路下方设有排污口，作用是清理装料时混入罐内无法卸出的夹杂物。

散装水泥半挂车的罐体内部设置流化床，通过压缩空气流经床层时的流态化作用，使水泥与空气形成的料气混合物具有类似流体的性质，在罐体纵向两端高中间低、横向两侧高中间低的导流作用下，流向设置在罐体中间底部的排污口，并在罐体内外压力差作用下从排污口经出料管路流向连接的料仓，实现输送卸料。

由于现有技术没有流态化平衡装置，输送过程中的料气混合比不稳定，无法调节。稳定卸料阶段，因为料气混合比过高，消耗压缩空气减少，多余的压缩空气导致压力过高和安全阀排气的不良现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：能够消除散装水泥半挂车气力输送卸料时压力过高和安全阀排气现象，通过对流化床结构上的调整，对料气混合比进行自动调节，能够实现智能流态化平衡的装置提高卸料速率。

为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，包括罐体和气源，所述罐体内设置有流化床，所述流化床位于罐体内壁底部，所述罐体连接有进气管路与出料管路，所述进气管路与出料管路分别与罐体可拆卸连接，所述罐体内壁为“V”形，所述罐体底部设置有排污口；

所述排污口上安装有流态化平衡组件，所述流态化平衡组件包括电磁阀组、止回阀、喷吹件和连接管组件，所述连接管组件分别依次连接电磁阀组、止回阀至喷吹件；

所述电磁阀组适于通过连接管组件与进气管路连接，所述电磁阀组适于控制连接管组件流量输入；

所述喷吹件包括喷气孔，所述喷气孔位于喷吹件的上端，所述喷气孔与罐体连通。

进一步的，所述喷吹件包括气室壳和环形喷吹管，所述气室壳与所述环形喷吹管固定连接，所述气室壳内设置有小气室，所述小气室分别与连接管组件和环形喷吹管接通，所述喷气孔位于环形喷吹管上。

进一步的，所述喷气孔设置有多组，多组所述喷气孔周向开设在环形喷吹管上，所述喷气孔的数量2～10组。

进一步的，所述小气室上设置有气室上盖板，所述气室上盖板与气室壳可拆卸连接。

进一步的，所述连接管组件包括第一连接管、第二连接管和第三连接管，所述第一连接管适于连接电磁阀组与进气管路，所述第二连接管为软管，所述电磁阀组相对止回阀的一侧设置有连接管口，所述第二连接管分别与连接管口与止回阀连接并在连接处用卡箍固定，所述第三连接管为弯折管，所述第三连接管与气室壳一体连接，所述第三连接管与止回阀固定连接，所述第三连接管适于分别连接气室壳与止回阀。

进一步的，所述气室壳外侧安装有上法兰，所述气室壳与上法兰固定连接，所述第三连接管外设置有下法兰，所述第三连接管与下法兰固定连接，所述上法兰与下法兰适于接触端面密封。

进一步的，所述电磁阀组包括PLC控制器，所述PLC控制器包括输入端口I1、输出端口O1和输出端口O2；

所述输入端口I1连接有压力传感器SP，所述PLC控制器输出端设置有电磁组合阀，所述电磁组合阀包括电磁阀DT1和电磁阀DT2，所述电磁阀DT1和电磁阀DT2并联设置，所述电磁阀DT1与输入端口I1连接，所述电磁阀DT2与输入端口I2连接，所述压力传感器SP适于检测罐体压力。

进一步的，所述喷气孔周向设置有凹槽，所述凹槽上设置有弹性挡片，所述弹性挡片与环形喷吹管转动连接，所述弹性挡片上设置有弹簧，所述弹性挡片适于贴合喷气孔。

一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置使用方法，包括以下步骤：

步骤一、在罐体下的排污口上安装流态化平衡组件；

步骤二、检测压力传感器SP显示压力值大小，初始压力值较大,随着卸料逐渐降低：

S1:检测当压力值超过0.2MPa时，PLC在输出端口O1和输出端口O2端同时得电输出高电平，电磁气阀DT1和电磁气阀DT2同时得电动作，阀体全部打开；

S2:当压力值在0.15MPa～0.2MPa时，PLC在输出端口O1输出高电平，电磁气阀DT1得电动作，阀体打开一半；

S3:当压力值小于0.15MPa时，PLC没有输出，流态化平衡组件内没有压缩空气；

步骤三、当压力值大于0.15MPa，气源通过流态化平衡组件通过弹性挡片将压缩空气泵进流化床内；

步骤四、当完成罐体内水泥卸料后，流态化平衡组件停止工作，在需要排污时，拆除下法兰与气室上盖板，实现罐体从喷吹件内排污。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

首先，本发明针对水泥挂车内的水泥在卸料过程中料气混合比随时间呈前高后低状态，使得出料速率较慢且安全阀频繁动作，较易引发故障和安全问题。

采用对流化床泵气，指在罐体底部处设置带多个喷气孔的环形管路，通过喷口喷吹压缩空气，对流态化料气混合物的二次补气再混合，改变料气混合物的料气混合比，同时利用传感器检测罐体内的压力，采用控制器和电磁阀组控制流态化平衡组件的通断，达到智能控制气力输送过程中流态化平衡的目的。

智能流态化平衡装置改善了传统流化床料气混合比忽高忽低的不良状况，使气力输送卸料过程始终处于最佳流态化状态，从而提高卸料速度和效率。通过对料气混合比的智能控制和调节，使输送卸料过程中的罐体内压力始终保持在设定压力以下，因为由柴油机与空压机传动总成构成的气源，始终处于工作的状态，故压缩空气持续输入使罐体内压力不断升高情况下，通过连接流态化平衡组件分流部分压缩空气，避免压力过高导致安全事故，也避免安全阀频繁动作引发的故障问题。

其次，采用止回阀对水泥的倒流流进行阻止，设计弹性挡片亦是对水泥的倒流进行限定，对流化床或罐体可调节泵气，使得料气混合比处于较为容易卸料的状态；

最后，对于上、下法兰和气室上盖板可拆卸，可以拆除第三连接管及相应连接部件，使得在不使用流态化增气功能时，可以起到排污功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术挂车结构图；

图2是现有技术罐体的内部示意图；

图3是本发明的罐体的内部示意图(流态化平衡组件安装位置图)；

图4是本发明的流态化平衡组件结构图；

图5是本发明图4的局部放大图A；

图6是本发明喷气孔内部结构图；

图7是本发明电磁阀组连接示意图。

图中：1、罐体；2、气源；3、流化床；4、进气管路；5、出料管路；6、排污口；7、流态化平衡组件；8、电磁阀组；9、止回阀；10、喷吹件；11、喷气孔；12、气室壳；13、环形喷吹管；14、小气室；15、气室上盖板；16、第一连接管；17、第二连接管；18、第三连接管；19、卡箍；20、上法兰；21、下法兰；22、弹性挡片；23、弹簧；24、进料口；25、半挂车行走系统；26、封头侧板气室；27、罐体装料空间。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1

如图1至图7所示：一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，包括罐体1和气源2，罐体1内设置有流化床3，流化床3位于罐体1内壁底部，罐体1连接有进气管路4与出料管路5，进气管路4与出料管路5分别与罐体1可拆卸连接，罐体1内壁为“V”形，罐体1底部设置有排污口6；

压缩空气进入罐体1两端的封头侧板气室27后，流经并穿过流化床3使罐体装料空间28内的散装水泥流态化，流化床3纵向截面是两端高中间低，横向圆截面也是两侧高中间低，所以流态化的散装水泥与空气的料气混合物在这种导流作用下，流向罐体1中间底部，在压力差作用下，从出料管路5流出。

排污口6上安装有流态化平衡组件7，流态化平衡组件7包括电磁阀组8、止回阀9、喷吹件10和连接管组件，连接管组件分别依次连接电磁阀组8、止回阀9至喷吹件10；

电磁阀组8适于通过连接管组件与进气管路4连接，电磁阀组8适于控制连接管组件流量输入；

喷吹件10包括喷气孔11，喷气孔11位于喷吹件10的上端，喷气孔11与罐体1连通。

喷吹件10包括气室壳12和环形喷吹管13，气室壳12与环形喷吹管13固定连接，气室壳12内设置有小气室14，小气室14分别与连接管组件和环形喷吹管13接通，喷气孔11位于环形喷吹管13上。

喷气孔11设置有多组，多组喷气孔11周向开设在环形喷吹管13上，喷气孔11的数量2组。

小气室14上设置有气室上盖板15，气室上盖板15与气室壳12可拆卸连接。

连接管组件包括第一连接管16、第二连接管17和第三连接管18，第一连接管16适于连接电磁阀组8与进气管路4，第二连接管17为软管，电磁阀组8相对止回阀9的一侧设置有连接管口，第二连接管17分别与连接管口与止回阀9连接并在连接处用卡箍19固定，第三连接管18为弯折管，第三连接管18与气室壳12一体连接，第三连接管18与止回阀9固定连接，第三连接管18适于分别连接气室壳12与止回阀9。

气室壳12外侧安装有上法兰20，气室壳12与上法兰20固定连接，第三连接管18外设置有下法兰21，第三连接管18与下法兰21固定连接，上法兰20与下法兰21适于接触端面密封，在需要排污时，拆除气室上盖板15和下法兰21即可实现排污。

电磁阀组8包括PLC控制器，PLC控制器包括输入端口I1、输出端口O1和输出端口O2；

输入端口I1连接有压力传感器SP，PLC控制器输出端设置有电磁组合阀，电磁组合阀包括电磁阀DT1和电磁阀DT2，电磁阀DT1和电磁阀DT2并联设置，电磁阀DT1与输入端口I1连接，电磁阀DT2与输入端口I2连接，压力传感器SP适于检测罐体1压力。

通过在PLC控制器的人机交互界面或换算成内置模拟电位器的数值，进行设定固定值，

图7为电磁阀组8，电磁阀组8可以为三位两通电磁阀，PLC为可编程序控制器，I1为输入端口，O1、O2为输出端口；SP为压力传感器，其一端接24V电源，另一端接入PLC的输入端I1。DT1、DT2均为电磁气阀，其一端并联接地，另一端分别接入PLC的输出端O1、O2。工作中，SP时刻检测气路压力。

当压力值小于0.15MPa时，PLC没有输出；当压力值达到0.15MPa时，PLC在O1端输出高电平，电磁气阀DT1得电动作，阀体打开一半，即三位两通电磁阀半开；当压力值达到0.2MPa时，PLC在O1、O2端同时输出高电平，电磁气阀DT1、DT2得电动作，阀体全部打开，即三位两通电磁阀全开。

喷气孔11周向设置有凹槽，凹槽上设置有弹性挡片23，弹性挡片23与环形喷吹管13转动连接，弹性挡片23上设置有弹簧24，弹簧24使得弹性挡片23可以复位，弹性挡片23适于贴合喷气孔11，当压力值大于0.15MPa时，通过压缩空气冲顶可以顶开弹性挡片23，使得小气室14与罐体1接通，通过在弹性挡片23上设置凸台可以限制弹性挡片23的开合力度大小，从而进一步限定弹性挡片23于0.15MPa上开启，避免水泥倒流。

一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置使用方法，包括以下步骤：

步骤一、在罐体1下的排污口6上安装流态化平衡组件7；

步骤二、检测压力传感器SP显示压力值大小，初始压力值较大,随着卸料逐渐降低：

S1:检测当压力值超过0.2MPa时，PLC在输出端口O1和输出端口O2端同时得电输出高电平，电磁气阀DT1和电磁气阀DT2同时得电动作，阀体全部打开；

S2:当压力值在0.15MPa～0.2MPa时，PLC在输出端口O1输出高电平，电磁气阀DT1得电动作，阀体打开一半；

S3:当压力值小于0.15MPa时，PLC没有输出，流态化平衡组件7内没有压缩空气；

步骤三、当压力值大于0.15MPa，气源2通过流态化平衡组件7通过弹性挡片22将压缩空气泵进流化床3内；

步骤四、当完成罐体1内水泥卸料后，流态化平衡组件7停止工作，在需要排污时，拆除下法兰21与气室上盖板15，实现罐体1从喷吹件10内排污。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，包括罐体(1)和气源(2)，所述罐体(1)内设置有流化床(3)，所述流化床(3)位于罐体(1)内壁底部，所述罐体(1)连接有进气管路(4)与出料管路(5)，所述进气管路(4)与出料管路(5)分别与罐体(1)可拆卸连接，所述罐体(1)内壁为“V”形，所述罐体(1)底部设置有排污口(6)，其特征在于：

所述排污口(6)上安装有流态化平衡组件(7)，所述流态化平衡组件(7)包括电磁阀组(8)、止回阀(9)、喷吹件(10)和连接管组件，所述连接管组件分别依次连接电磁阀组(8)、止回阀(9)至喷吹件(10)；

所述电磁阀组(8)适于通过连接管组件与进气管路(4)连接，所述电磁阀组(8)适于控制连接管组件流量输入；

所述喷吹件(10)包括喷气孔(11)，所述喷气孔(11)位于喷吹件(10)的上端，所述喷气孔(11)与罐体(1)连通。

2.根据权利要求1所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述喷吹件(10)包括气室壳(12)和环形喷吹管(13)，所述气室壳(12)与所述环形喷吹管(13)固定连接，所述气室壳(12)内设置有小气室(14)，所述小气室(14)分别与连接管组件和环形喷吹管(13)接通，所述喷气孔(11)位于环形喷吹管(13)上。

3.根据权利要求2所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述喷气孔(11)设置有多组，多组所述喷气孔(11)周向开设在环形喷吹管(13)上，所述喷气孔(11)的数量2～10组。

4.根据权利要求3所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述小气室(14)上设置有气室上盖板(15)，所述气室上盖板(15)与气室壳(12)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述连接管组件包括第一连接管(16)、第二连接管(17)和第三连接管(18)，所述第一连接管(16)适于连接电磁阀组(8)与进气管路(4)，所述第二连接管(17)为软管，所述电磁阀组(8)相对止回阀(9)的一侧设置有连接管口，所述第二连接管(17)分别与连接管口与止回阀(9)连接并在连接处用卡箍(19)固定，所述第三连接管(18)为弯折管，所述第三连接管(18)与气室壳(12)一体连接，所述第三连接管(18)与止回阀(9)固定连接，所述第三连接管(18)适于分别连接气室壳(12)与止回阀(9)。

6.根据权利要求5所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述气室壳(12)外侧安装有上法兰(20)，所述气室壳(12)与上法兰(20)固定连接，所述第三连接管(18)外设置有下法兰(21)，所述第三连接管(18)与下法兰(21)固定连接，所述上法兰(20)与下法兰(21)适于接触端面密封。

7.根据权利要求6所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述电磁阀组(8)包括PLC控制器，所述PLC控制器包括输入端口I1、输出端口O1和输出端口O2；

所述输入端口I1连接有压力传感器SP，所述PLC控制器输出端设置有电磁组合阀，所述电磁组合阀包括电磁阀DT1和电磁阀DT2，所述电磁阀DT1和电磁阀DT2并联设置，所述电磁阀DT1与输入端口I1连接，所述电磁阀DT2与输入端口I2连接，所述压力传感器SP适于检测罐体(1)压力。

8.根据权利要求7所述的一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置，其特征在于：所述喷气孔(11)周向设置有凹槽，所述凹槽上设置有弹性挡片(22)，所述弹性挡片(22)与环形喷吹管(13)转动连接，所述弹性挡片(22)上设置有弹簧(23)，所述弹性挡片(22)适于贴合喷气孔(11)。

9.一种散装水泥半挂车智能流态化平衡装置使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在罐体(1)下的排污口(6)上安装流态化平衡组件(7)；

步骤二、检测压力传感器SP显示压力值大小，初始压力值较大,随着卸料逐渐降低：

S1:检测当压力值超过0.2MPa时，PLC在输出端口O1和输出端口O2端同时得电输出高电平，电磁气阀DT1和电磁气阀DT2同时得电动作，阀体全部打开；

S2:当压力值在0.15MPa～0.2MPa时，PLC在输出端口O1输出高电平，电磁气阀DT1得电动作，阀体打开一半；

S3:当压力值小于0.15MPa时，PLC没有输出，流态化平衡组件(7)内没有压缩空气；

步骤三、当压力值大于0.15MPa，气源(2)通过流态化平衡组件(7)通过弹性挡片(22)将压缩空气泵进流化床(3)内；

步骤四、当完成罐体(1)内水泥卸料后，流态化平衡组件(7)停止工作，在需要排污时，拆除下法兰(21)与气室上盖板(15)，实现罐体(1)从喷吹件(10)内排污。

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