CN116461994A - 一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道清洁技术领域，特别涉及一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置及方法，以解决现有防堵塞装置对弯头处清理效果不理想，并且在一些场合需要对部分管道拆除后才能清洁的问题，具体方案包括管道，具有高温段、低温段以及连接两者的相变段，所述相变段为弯管结构且大径侧设有冲向所述低温段的开口；清灰组件，密封连接在所述相变段开口位置，具有可往复运动的刮刀且运动路径与所述低温段管道方向一致，所述刮刀在所述管道中的运动路径远端范围内留有清灰口，所述清灰口连接有储灰组件；本发明往复运动的刮刀可通过在相变段设置开口进入管道内部，在刮刀的往复运动的作用下，能够清除弯头处沉积物，有效防止管道堵塞。

Description

一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置及方法

技术领域

本发明涉及管道清洁技术领域，特别涉及一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置及方法。

背景技术

在粉体材料管道输送过程中，管道内温度降低，水蒸气或其他气体因冷凝而发生相变，容易与细小颗粒物等杂质粘结、沉积，导致管道在弯管处堵塞，降低输送效率，严重时还会造成管道压力过大，存在爆炸风险。另外，输送气体中的硫化氢、氢氟酸等腐蚀性气体的冷凝液长时间与管道接触会腐蚀管道，必须及时进行清除，防止管道腐蚀，提高输送效率，降低运行风险。

公告号为CN213084741U的中国实用新型专利公开了一种应用于粉体输送管道的防堵装置，设置在粉体输送管道各连接节点处的上下管壁，搅拌桨产生螺旋剪切作用力，对堆积成团的粉体进行打散，从而实现防止粉体成团堆积的情况，但对于弯头处堵塞的情况清理效果不理想。

公开号为CN113847492A的中国发明专利公开了一种粉状固体输送管道、装置及其工作方法，通过第一法兰盘对分支管道进行封堵，保证固体粉料的正常输送当输送管道发生堵塞时，换上第二法兰盘可对输送管道的堵塞部位进行疏通。虽能对管道进行清洁，但需要对管道进行拆装。

可以看出，现有防堵塞装置对弯头处清理效果不理想，并且在一些场合需要对部分管道拆除后才能清洁。

发明内容

本发明的目的是提供一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置及方法，实现在不拆除部分管道前提下对弯管堵塞处进行清理。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：

第一方面，本发明提供了一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，包括：

管道，具有高温段、低温段以及连接两者的相变段，所述相变段为弯管结构且大径侧设有冲向所述低温段的开口；

清灰组件，密封连接在所述相变段开口位置，具有可往复运动的刮刀且运动路径与所述低温段管道方向一致，所述刮刀在所述管道中的运动路径远端范围内留有清灰口，所述清灰口连接有储灰组件。

作为进一步的技术方案，所述高温段进口和所述低温段出口均设有压力监测装置，两所述压力监测装置与所述清灰组件联动。

作为进一步的技术方案，所述清灰组件还包括活塞腔及活塞，所述活塞通过活塞杆与所述刮刀相连接。

作为进一步的技术方案，所述活塞腔两端通过设置缸盖封堵，所述活塞杆与靠近所述刮刀一端的缸盖滑动连接。

作为进一步的技术方案，所述活塞两侧的所述活塞腔分别连有气管，通过控制两侧气管的进排气控制所述活塞进退。

作为进一步的技术方案，所述活塞杆与远离所述刮刀一端的缸盖留有缓冲空间。

作为进一步的技术方案，所述清灰口设置在所述低温段管道底部壁面，所述储灰组件具有的储灰仓且设置在所述清灰口下方。

作为进一步的技术方案，所述储灰仓的进灰口设有阀门且初始状态为常闭状态。

作为进一步的技术方案，所述刮刀为环形刮刀，与所述低温段管道内壁适配。

第二方面，本发明提供了根据如第一方面所述含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置的工作方法，包括以下步骤：

监测高温段进口与低温段出口间压差，根据压差判定相变段是否发生堵塞，当发生堵塞时，刮刀从相变段开口处进入管道并通过往复运动清理弯管处管道内壁沉积物，被清理的沉积物通过清灰口排出管道。

上述本发明的有益效果如下：

(1)本发明的防堵塞装置安装于相变段管道弯头处，往复运动的刮刀可通过在相变段设置开口进入管道内部，在刮刀的往复运动的作用下，能够清除弯头处与水平直管内水蒸气或其他气体因冷凝发生相变而沉积的粉尘杂质灰层，有效防止管道堵塞。

(2)本发明刮刀设置在活塞腔外部，通过前缸盖实现相变段管道与活塞腔的隔离，使得在管道未出现堵塞的情况下可以正常输送粉体且不会从清灰组件处向外泄露和影响刮刀后续的正常运动。在堵塞出现后，控制刮刀往复运动，在不拆装管道前提下，利用较短时间即可实现沉积物的清理，提高了清理效率。

(3)本发明可根据高温段进口及低温段出口设置的压力监测装置获得两端的压差，根据压差判断管道是否发生堵塞，当堵塞发生时，与压力监测装置联动的清灰组件开始进行清灰动作。

(4)本发明清灰口设置在刮刀在管道中的运动路径远端范围内，远端范围指的是刮刀运动清理积灰的后半程，此时清理的沉积物在刮刀的推动作用逐渐向清灰口运动，并通过清灰口全部排出管道。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。还应当理解，这些附图是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明，其中：

图1示出了本发明实施例中粉体材料管道输送防堵塞装置整体主视示意图；

图2示出了本发明实施例中清灰头结构示意图。

图中：1、高温段；2、相变段；3、低温段；4、清灰组件；5、气缸；6、电磁气动阀；7、后缸盖；8、前缸盖；9、清灰头；10、气缸壁；11、活塞杆；12、活塞；13、密封塞；14、拉杆；15、气管接头；16、气管；17、压缩气体进口；18、储灰仓；19、进灰口；20、检修口；21、出灰口；22、出灰阀；23、支腿；24、清灰口；25、第二压力变送器；26、第一压力变送器；27、控制器；28、刮刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明典型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，包括管道、清灰组件4和储灰组件。

管道具有高温段1、低温段3以及连接两者的相变段2，粉体材料从高温段1进入，并从低温段1排出，在相变段2处出现沉积物，相变段2为弯管结构且大径侧设有冲向低温段3的开口；本实施例中，高温段1竖直布置，低温段3水平布置，相变段2为直角弯管结构，两端分别与高温段1和低温段3连接。在相变段2的大径侧设有开口，需要说明的是，如图1所示，在相变段2主视图上，管道具有两条同心的轮廓线，其中一条的半径大于另一条，较大半径的所在侧为大径侧，在该侧设置开口结构。

清灰组件4密封连接在相变段2开口位置，具有可往复运动的刮刀28且运动路径与低温段3管道方向一致，刮刀28在管道中的运动路径远端范围内留有清灰口24，清灰口24连接有储灰组件。

本实施例的防堵塞装置安装于相变段2管道弯头处，来回往复运动的刮刀28可通过在相变段2设置开口进入管道内部，在刮刀28的往复运动的作用下，能够清除弯头处与水平直管内水蒸气或其他气体因冷凝发生相变而沉积的粉尘杂质灰层，有效防止管道堵塞。

清灰组件4还包括活塞腔及活塞12，活塞12通过活塞杆11与刮刀28相连接。本实施例中，活塞腔由气缸5形成，气缸5一端焊接在相变段2开口处实现结构上的密封。活塞腔两端通过设置缸盖封堵，活塞杆11与靠近刮刀28一端的缸盖滑动连接。具体的，缸盖包括前缸盖8和后缸盖7，靠近刮刀28一侧的缸盖为前缸盖8并与其滑动连接，前缸盖8与后缸盖7通过拉杆14连接固定。可以理解的是，刮刀28设置在活塞腔外部，通过前缸盖8实现相变段2管道与活塞腔的隔离，使得在管道未出现堵塞的情况下可以正常输送粉体且不会从清灰组件4处向外泄露和影响刮刀28后续的正常运动。在堵塞出现后，控制刮刀28往复运动，在不拆装管道前提下，利用较短时间即可实现沉积物的清理，提高了清理效率。

活塞杆11与远离刮刀28一端的缸盖留有缓冲空间，本实施例中与后缸盖7留有缓冲空间，缓冲空间为3～5mm的缝隙，防止活塞杆11推拉过程中与后缸盖7发生碰撞。

活塞12两侧的活塞腔分别连有气管16，通过控制两侧气管16的进排气控制活塞12进退。前缸盖8与后缸盖7上均设置有气管接头15，活塞杆11两侧设置有活塞12和清灰头9，活塞12位于后缸盖7一侧，活塞12上设置有密封塞13，清灰头9位于前缸盖8一侧，气缸壁10通过前缸盖8与后缸盖7固定，气缸壁10的前缸盖8一侧连接相变段2弯头处。电磁气动阀6上设置有压缩气体进口17。

如图2所示，刮刀28设置在清灰头9上，刮刀28为环形刮刀，与低温段3管道内壁适配，刮刀可破碎相变段2内壁上易结焦结块的灰料。清灰头9和刮刀28的直径比相变段2水平直管的直径小5mm以内，既能保证清灰彻底，又能方便推拉，使装置运行更稳定可靠。清灰头9的材质可选择316L不锈钢或其他耐腐蚀、耐酸碱材质，提高装置使用寿命。

高温段1进口及低温段3出口均设有压力监测装置，两压力监测装置与清灰组件4联动。可根据高温段1进口及低温段3出口设置的压力监测装置获得两端的压差，根据压差判断管道是否发生堵塞，当堵塞发生时，与压力监测装置联动的清灰组件4开始进行清灰动作。

本实施例中，压力监测装置为压力变送器，具体的，高温段1进口内设置有第一压力变送器26，低温段3出口设置第二压力变送器25。第一压力变送器26、第二压力变送器25、电磁气动阀6均与控制器27电连接，实现装置的自动化控制与运行。

清灰口24下方连接储灰仓18，储灰仓18包括进灰口19、出灰口21、出灰阀22、检修口20、支腿23。进灰口19设置在储灰仓18的顶部位置且与清灰口24连通，出灰口21设置在储灰仓18的底部位置且与储灰仓18内部连通，出灰口21下方连接出灰阀22，检修口20设置在储灰仓18的侧壁面上且与储灰仓18内部连通，支腿23设置在储灰仓18的外壁面上，支腿23数量不低于1个。

清灰口24设置在刮刀28在管道中的运动路径远端范围内，远端范围指的是刮刀28运动清理积灰的后半程，此时清理的沉积物在刮刀的推动作用逐渐向清灰口运动，并通过清灰口全部排出管道。可以理解的是，在设计刮刀28的运动范围时，要充分考虑沉积物的沉积区域，刮刀28的运动范围要大于沉积区域，可更好的排出沉积物。

为了更好的排出沉积物，清灰口24设置在低温段3管道底部壁面，储灰组件具有的储灰仓18设置在清灰口24下方。

为了保证正常管道的正常输送，储灰仓18的进灰口19设有阀门且初始状态为常闭状态，在需要清灰时再打开。

实施例二

本实施例提供了根据如实施例一所述含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置的工作方法，包括以下步骤：

通过第一压力变送器26、第二压力变送器25监测高温段1进口与低温段3出口间压差，根据压差判定相变段2是否发生堵塞，压差超过设定值即可判定为发生堵塞。发生堵塞时，控制器27控制电磁气动阀6动作，进而实现活塞12运动，带动刮刀28从相变段2开口处进入管道并通过往复运动清理弯管处管道内壁沉积物，被清理的沉积物通过清灰口24排出管道。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，包括：

管道，具有高温段、低温段以及连接两者的相变段，所述相变段为弯管结构且大径侧设有冲向所述低温段的开口；

清灰组件，密封连接在所述相变段开口位置，具有可往复运动的刮刀且运动路径与所述低温段管道方向一致，所述刮刀在所述管道中的运动路径远端范围内留有清灰口，所述清灰口连接有储灰组件。

2.如权利要求1所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述高温段进口和所述低温段出口均设有压力监测装置，两所述压力监测装置与所述清灰组件联动。

3.如权利要求1所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述清灰组件还包括活塞腔及活塞，所述活塞通过活塞杆与所述刮刀相连接。

4.如权利要求3所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述活塞腔两端通过设置缸盖封堵，所述活塞杆与靠近所述刮刀一端的缸盖滑动连接。

5.如权利要求3所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述活塞两侧的所述活塞腔分别连有气管，通过控制两侧气管的进排气控制所述活塞进退。

6.如权利要求4所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述活塞杆与远离所述刮刀一端的缸盖留有缓冲空间。

7.如权利要求1所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述清灰口设置在所述低温段管道底部壁面，所述储灰组件具有的储灰仓且设置在所述清灰口下方。

8.如权利要求7所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述储灰仓的进灰口设有阀门且初始状态为常闭状态。

9.如权利要求1所述的一种含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置，其特征在于，所述刮刀为环形刮刀，与所述低温段管道内壁适配。

10.根据如权利要求1-9任一项所述含相变气体的粉体材料管道输送防堵塞装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

监测高温段进口与低温段出口间压差，根据压差判定相变段是否发生堵塞，当发生堵塞时，刮刀从相变段开口处进入管道并通过往复运动清理弯管处管道内壁沉积物，被清理的沉积物通过清灰口排出管道。