CN2739585Y - 喷吹罐内粉料流量测量装置 - Google Patents

Abstract

一种喷吹罐内粉料流量测量装置，用于解决喷吹罐内粉料流量测量中应力影响的技术问题。构成中包括储存罐、喷吹罐、密封阀、波纹连接管、在喷吹罐和储存罐侧壁外部设称重传感器，在喷吹罐侧壁上部和储存罐侧壁上部设压力变送器，称重传感器和压力变送器的信号均接至计算机的输入端，改进后，在储存罐的入口和出口分别设波纹连接管，在喷吹罐的入口和出口也各设波纹连接管，所述波纹连接管分别连通固定管，各固定管均固定在基础支架上。本实用新型可以保证被称量罐体始终处于相对自由状态，并使上、下口波纹管产生的相反应力自然抵消，可连续检测喷吹罐内喷吹粉料的瞬时流量。可广泛用于冶金行业。

Description

喷吹罐内粉料流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种流量测量装置，特别是用于检测喷吹罐内粉料瞬时流量和累积流量的测量装置，属粉料流量测量技术领域。

背景技术

煤粉喷吹是采用具有一定压力的空气作喷吹载体，向加热设备中喷入煤粉，帮助燃烧的工艺。这项技术在冶金行业中已应用多年，如高炉冶炼时，为节约能源，减少高价值焦炭的用量，多采用煤粉喷吹技术。在喷吹过程中，煤粉喷入量的计量和控制是其中一个重要的技术环节。通常喷吹装置由两个或三个罐体串联构成，并配有一至两组称重传感器，各罐体之间的连接方式分为软管加刚体连接、全软管连接或波纹管带应力连接，等等。软管或波纹管在连接中用于吸收罐体因热胀冷缩而产生的变形。由于罐体内的工作压力较大，使得罐体之间的连接体变形产生应力，各罐连接体的应力相互影响，干扰称量装置的正常测量，出现较大误差，甚而使测量结果出现负值，这显然是不合理的。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以抵消应力影响、使得测量值真实准确的喷吹罐内粉料流量测量装置。

本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：

一种喷吹罐内粉料流量测量装置，构成中包括储存罐、喷吹罐、密封阀和固定管，其中储存罐和喷吹罐串联，储存罐上部和储存罐与喷吹罐之间均设有密封阀，在喷吹罐和储存罐侧壁外部设称重传感器，在喷吹罐侧壁上部和储存罐侧壁上部设压力变送器，称重传感器和压力变送器的信号均接至计算机13的输入端，改进后，在储存罐4的入口和出口分别设波纹连接管2.1、2.2，在喷吹罐7的入口和出口各设波纹连接管6.1、6.2，所述波纹连接管2.1、2.2和6.1、6.2分别连通固定管16、16.1、16.2，各固定管均固定在基础支架17上。

上述喷吹罐内粉料流量测量装置，所述设置在储存罐入口和出口处的波纹连接管2.1、2.2相同；所述设置在喷吹罐入口和出口处的波纹连接管6.1、6.2相同，所述波纹连接管为金属管、橡胶管、塑料及合成材料管。

上述喷吹罐内粉料流量测量装置，所述喷吹罐7和储存罐4侧壁外部各至少设有两个称重传感器10、12。

上述喷吹罐内粉料流量测量装置，所述喷吹罐7侧壁下部连接充气阀8，所述储存罐4的侧壁连接放气阀3。

本实用新型具有如下技术进步效果：1.采用波纹连接管及固定管构件，保证了被称量罐体始终处于相对自由状态；2.根据波纹连接管产生的应力与波纹管截面积、罐内压力的乘积成线性关系，选择相同参数的波纹连接管，当罐内压力变化时，波纹连接管中产生的相反应力自然抵消，消除了误差；3.压力变送器随时检测喷吹罐内动态压力变化，为系统提供动态称量补偿；4.称重传感器、压力变送器、计算机组成了检测、运算、控制、显示系统，可以连续检测喷吹罐内喷吹粉料的瞬时流量和累计流量；5.通过密封阀、放气阀的程序控制，实现喷吹罐连续喷吹供料。此外，本实用新型全部采用常规测量元件，结构设计合理，易于实施推广。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中各标号为：密封阀1  波纹连接管2.1  波纹连接管2.2  放气阀3储存罐4  密封阀5  波纹连接管6.1  波纹连接管6.2  喷吹罐7  充气阀8  压力变送器9、11  称重传感器10、12  计算机13  紧固螺栓14  喷吹输送管15  固定管16  固定管16.1  固定管16.2

具体实施方式

本实用新型的主要设计构思是：1.在被称量罐体的出口和入口处设置的波纹连接管参数相同，使管中产生的相反应力互相抵消；2.采用固定管固定波纹连接管，使称量罐体始终处于相对自由状态；3.采用各测量元件收集、由计算机处理数据，可以连续测量、显示喷吹罐内粉料的瞬时流量，并可以显示累积流量。

参看图1：本实用新型的上密封阀1、固定管16、波纹连接管2.1、储存罐4、波纹连接管2.2、中密封阀5、固定管16.1、波纹连接管6.1、喷吹罐7、波纹连接管6.2、固定管16.2、喷吹输送管15依次串联。压力变送器9、11、称重传感器10、12、分别配置在储存罐和喷吹罐上。各固定管由紧固螺栓14固定在基础支架17上的A、B、C三点。此设计可以保证储存罐和喷吹罐始终保持相对自由的状态，以保证称量准确。在每个罐体上设置完全相同的一对波纹连接管，可以使每对波纹管所产生的相反应力互相抵消。在储存罐4的侧壁连接有放气阀3，喷吹罐7侧壁下部连接有充气阀8。所有的压力变送器9，11和称重传感器10、12的检测信号经由电缆传输至计算机13的输入端，在计算机内，检测信号经A/D转换，变成计算机可识别的数据信号，再按设定程序进行数据处理，在显示屏上显示出来。计算机可以采用工控机，如486工控机，也可用PLC加显示器代替，后者可使测量装置更为简单。

本实用新型的工作过程如下：

A：储存罐4的工作状态

1.上料状态：

阀1打开，阀3关闭，阀5关闭，储存罐4为大气压，粉料进入储存罐；

2.料满等待状态：

阀1关闭，阀3关闭，阀5关闭，储存罐4为大气压；

3.卸料状态：

阀1关闭，阀3关闭，阀5打开，储存罐4和喷吹罐7压力相同，储存罐4粉料卸入喷吹罐7；

4.结束下料状态：

阀1关闭，阀3关闭，阀5关闭，储存罐4和喷吹罐7压力相同

阀1关闭，阀3打开，阀5关闭，储存罐4为大气压

阀1关闭，阀3关闭，阀5关闭；

B：喷吹罐7的工作状态

1.连续喷吹状态：

阀5关闭，阀8打开，喷吹罐内为气源压力

连续喷吹状态，喷吹罐7粉料陆续减少；

2.进料状态：(同步于储存罐4的卸料状态)

阀5打开，阀8打开，喷吹罐7和储存罐4压力相同

继续喷吹状态，喷吹罐7接受储存罐4粉料；

3.结束进料状态：

阀5关闭，阀8打开，喷吹罐7为气源压力

继续喷吹状态，喷吹罐7粉料陆续减少。

本实用新型的测量原理如下：

因为每对波纹管2.1、2.2和6.1、6.2的各项参数完全相同，每对波纹管所产生的相反应力互相抵消，由称重传感器10、12的测量值计算出的T_1实，T_2实即是储存罐4和喷吹罐7的粉料重量值。在连续喷吹状态，喷吹罐7的粉料重量不断减少，计算机13用前一时刻的重量值减去后一时刻的重量值即为喷吹粉料的瞬时流量值，在进料状态，计算机13将储存罐4和喷吹罐7的粉料重量值相加后，照用前一时刻的重量值减去后一时刻的重量值仍为喷吹粉料的瞬时流量值。

压力变送器11检测喷吹罐内压力P₁并提供动态称量补偿功能，在喷吹罐7没有物料，没有压力时、调整称重测量值T_1测为零，在喷吹罐7没有物料，罐内压力达到最大工作压力P₁max时，此时显示的称重测量值T_1补max，则是两个波纹管6.1、6.2抵消罐内压力影响后的残余应力，该残余应力与罐内压力成线性关系，将称重测量值T_1补max除以工作压力P₁max，即得到动态称量补偿常数C₁。

同理，压力变送器9检测储存罐内压力P₂并提供动态称量补偿功能，得到动态称量补偿常数C₂。

A.连续喷吹状态，喷吹罐瞬时质量流量M计算如下：

T_1补＝C₁*P₁                          (1)

T_1实＝T_1测-T_1补                       (2)

M＝T_1实0+-T_1实0-                        (3)

式中：C₁-------喷吹罐称量补偿常数

      P₁-------喷吹罐压力值            KPa

      T_1补-----动态称量补偿值           Kg

      T_1测-----喷吹罐称量测量值         Kg

      T_1实-----喷吹罐称量计算值         Kg

      T_1实0+-----前一时刻重量值          Kg

      T_1实0------后一时刻重量值          Kg

      M------粉料瞬时质量流量值          Kg/秒

B.进料状态，喷吹罐瞬时质量流量M计算如下：

      T_2补＝C₂*P₂                    (4)

      T_2实＝T_2测-T_2补                 (5)

      T_实＝T_1实+T_2实                  (6)

       M＝T_实0+-T_实0-                  (7)

式中：C₂-------储存罐称量补偿常数     (由系统静态标定)

      P₂-------储存罐压力值           KPa

      T_2补------动态称量补偿值         Kg

      T_2测-----储存罐称量测量值        Kg

      T_2实-----储存罐称量计算值        Kg

      T_实------储存罐、喷吹罐重量之和  Kg

      T_实0+-----前一时刻重量之和       Kg

      T_实0------后一时刻重量之和       Kg

      M------粉料瞬时质量流量值        Kg*秒

计算机13有两种方法得到粉料累计流量值，一种是将喷吹罐粉料瞬时流量值M连续累加，一种是将储存罐每次卸料前的粉料重量T_2实定期累加。

累积流量：∑Mn＝∑(Mn/3600)

          ∑Mn＝∑T_2实

式中：Mn--第n次瞬时质量流量值Kg/秒，T_2实---卸料前的粉料重量值Kg；

          ∑Mn---累积流量    Kg。

Claims (4)

1.一种喷吹罐内粉料流量测量装置，构成中包括储存罐、喷吹罐、密封阀和固定管，其中储存罐和喷吹罐串联，储存罐上部和储存罐与喷吹罐之间均设有密封阀，所述喷吹罐和储存罐侧壁外部设称重传感器，喷吹罐侧壁上部和储存罐侧壁上部设压力变送器，称重传感器和压力变送器的信号均接至计算机(13)的输入端，其特征在于：在储存罐(4)的入口和出口分别设波纹连接管(2.1)、(2.2)，在喷吹罐(7)的入口和出口各设波纹连接管(6.1)、(6.2)，所述波纹连接管(2.1)、(2.2)和(6.1)、(6.2)分别连通固定管(16)、(16.1)、(16.2)，各固定管均固定在基础支架(17)上，

2.根据权利要求1所述的喷吹罐内粉料流量测量装置，其特征在于：所述设置在储存罐入口和出口处的波纹连接管(2.1)、(2.2)相同；所述设置在喷吹罐入口和出口处的波纹连接管(6.1)、(6.2)相同，所述波纹连接管为金属管、橡胶管、塑料及合成材料管。

3.根据权利要求2所述的喷吹罐内粉料流量测量装置，其特征在于：所述喷吹罐(7)和储存罐(4)侧壁外部各至少设有两个称重传感器(10)、(12)。

4.根据权利要求3所述的喷吹罐内粉料流量测量装置，其特征在于：所述喷吹罐(7)侧壁下部连接充气阀(8)，所述储存罐(4)的侧壁连接放气阀(3)。