本发明涉及粉末材料装运技术领域，特别是一种粉末材料风力循环卸料系统。
背景技术：
多数工业用粉末材料颗粒细小，流动性强，易流失，易被污染，目前，这类粉末材料往往是通过车厢进行装运，到目的地后通过风管进行卸料，卸料时，都是通过伸入出料口的出料通道在风压作用下风力输送，通过软管将粉末材料输送至粉末材料存放仓，粉末材料存放仓，粉末材料存放为一个相对密闭的结构，因此需要设置一个风口并且增设鼓风机来释放风力输送带来的压力，这部分风压直接排到大气中，得不到有效的利用，并且通常在车厢顶部分别设置出料口和进料口，出料管路直接装在出料口上，为了保证出料完全，出料管路必须伸到粉末材料的底部，这样就导致在风力出料的过程中，压缩空气需要穿过粉末材料的间隙后才能进入出料管路，释放压力速度慢，导致卸料速度慢，效率低；出料口伸入箱体内底部，在装料或运输的过程中粉末材料进入出料管路，导致出料管路堵塞，卸料前需要清理管路，进一步降低了卸料效率；因此，其改进和创新势在必行。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种粉末材料风力循环卸料系统，可有效解决提高粉末材料装卸效率的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种粉末材料风力循环卸料系统，包括箱体、粉末材料存放仓和空压机，所述箱体为不透气材料制成的中空结构，箱体顶部开有内外贯通的料口，料口上穿装有滑动连接的出料管路，料口四周的箱体顶面固定有向上凸起的环形气囊固定沿，环形气囊固定沿内侧设置有与其内壁固定在一起、用于充气后压紧固定出料管路的环形气囊，环形气囊固定沿上分别设置有与环形气囊内腔相连通的气囊充气管路和气囊放气管路，气囊充气管路上设置有第二阀门，气囊充气管路的进气端与空压机的出气端相连，气囊放气管路上设置有第三阀门，料口四周的箱体底面固定有向下凸起的密封圈固定沿，密封圈固定沿内壁上设置有用于防止漏风的唇形密封圈，空压机的出风口上连接有第一回风管路，第一回风管路的出气端从出料管路的上端侧壁伸入其内腔，伸入部分的第一回风管路作为充气管路，充气管路沿出料管路轴向向下延伸，其下端为出风口，第一回风管路上设置有第一阀门，粉末材料存放仓上部的侧壁上开有内外贯通的导风口，粉末材料存放仓的侧壁上固定有覆盖导风口的过滤板，导风口与空压机的进风口之间连接有第二回风管路，所述出料管路上端通过第一出料软管与粉体流量计的进料口相连，粉体流量计的出料口通过第二出料软管与粉末材料存放仓顶部的进料口相连。
优选的，所述充气管路的下端设置有弧形喷嘴，弧形喷嘴包括充气管路下端的弧形端面，弧形端面上开有多个内外贯通的喷射口，弧形喷嘴所在的高度位置低于低于出料管路的下口的高度位置。
优选的，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均为电磁阀，出粉末材料装运装置还包括控制器，控制器的输入端与粉体流量计的信号输出端相连，控制器的输出端分别与第一阀门、第二阀门和第三阀门相连。
一种采用上述卸料系统的粉末材料风力循环卸料方法，包括以下步骤：
一、装料
将粉末材料从箱体顶部的料口装入其内腔，然后将顶盖旋装在环形气囊固定沿上密封，完成装料；
二、卸料
箱体运输至目的地后，打开顶盖，将出料管路从料口装入，同时出料管路上端通过第一出料软管与粉体流量计的进料口相连，粉体流量计的出料口通过第二出料软管与粉末材料存放仓顶部的进料口相连，第一回风管路与空压机的出气端相连，第二回风管路两端分别与空压机的进气端和粉末材料存放仓的导风口相连，启动空压机，此时充气管路的下端落到粉末材料的顶面上，开启第一阀门，压缩气体经充气管路从其下口喷入箱体内腔，在负压作用下，携带粉末材料从充气管路与出料管路的间隙之间送出，最终压缩气体携带这粉末材料通过第一出料软管和第二出料软管送入粉末材料存放仓，气体再通过过滤板18过滤后，重新通过空压机和两回风管路回到充气管路喷出，形成风力循环卸料，粉体流量计实时监测粉末材料的流量，并将该流量信号传输给控制器，当粉末材料的流量高于预先设定的低流量设定值时，控制器发出信号，关闭气囊放气管路上的第三阀门,开启气囊充气管路上的第二阀门，环形气囊充气后朝向出料管路方向延伸，直到在压力作用下压紧在出料管路，保持出料管路高度位置不动，保持卸料状态；当粉体流量计监测到粉末材料的流量低于预先设定的低流量设定值时，开启气囊放气管路上的第三阀门,环形气囊内的压力得到释放，无法保持足够的压力，出料管路在自身重力作用下，沿沿料口下滑，从而使其进料口朝向粉末材料表面靠近，直到粉体流量计监测到粉末材料的流量高于预先设定的高流量设定值时，重新关闭气囊放气管路上的第三阀门，使环形气囊充气后压紧出料管路，保持高流量风力循环卸料。
本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，通过回风管路将进入粉末材料存放仓的风压进行循环利用，增加了风力出料的压力，从而增加了卸料的速度；箱体顶部仅设置一个料口，兼顾装料和卸料；出料管路为拆装式，无需随车运输，更无需始终固定在出料口上，这样也避免了在运输过程中出料管路堵塞的风险；出料管路与料口滑动连接，通过环形气囊夹持固定，卸料时，通过粉体流量计实时监测粉末材料的流量，并根据流量值实时调整出料管路的高度位置，使出料管路下口始终与粉末材料顶面保持较近的距离，提供释放压力和送料的空间，始终保持高速卸料，压缩了卸料的时间，节约了卸料成本，使用方便，效果好，是粉末材料装运装置上的创新。
附图说明
图1为本发明箱体的剖面主视图。
图2为本发明使用状态的剖视图。
图3-4均为本发明图1的a处的局部放大图，其中，图3的状态为环形气囊未充气，未安装顶盖，图4的状态为环形气囊充气，安装顶盖。
图5为本发明图2的局部放大图(虚线箭头表示出风方向，实线箭头表示粉末材料出料方向)。
图6为本发明环形气囊的俯视图。
图7为本发明电气连接框式原理图。
图8本发明充气管路下端的喷嘴具有振动功能的实施例的局部放大剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-7给出，本发明一种粉末材料风力循环卸料系统，包括箱体1、粉末材料存放仓3和空压机2，所述箱体1为不透气材料制成的中空结构，箱体1顶部开有内外贯通的料口6，料口6上穿装有滑动连接的出料管路13，料口6四周的箱体顶面固定有向上凸起的环形气囊固定沿7，环形气囊固定沿7内侧设置有与其内壁固定在一起、用于充气后压紧固定出料管路的环形气囊8，环形气囊固定沿7上分别设置有与环形气囊内腔相连通的气囊充气管路9a和气囊放气管路9b，气囊充气管路9a上设置有第二阀门5b，气囊充气管路9a的进气端与空压机2的出气端相连，气囊放气管路9b上设置有第三阀门5c，料口6四周的箱体底面固定有向下凸起的密封圈固定沿10，密封圈固定沿10内壁上设置有用于防止漏风的唇形密封圈11，空压机2的出风口上连接有第一回风管路4，第一回风管路4的出气端从出料管路13的上端侧壁伸入其内腔，伸入部分的第一回风管路作为充气管路4a，充气管路4a沿出料管路轴向向下延伸，其下端为出风口，第一回风管路4上设置有第一阀门5a，粉末材料存放仓3上部的侧壁上开有内外贯通的导风口3a，粉末材料存放仓3的侧壁上固定有覆盖导风口3a的过滤板18，导风口3a与空压机的进风口之间连接有第二回风管路20，所述出料管路13上端通过第一出料软管15与粉体流量计16的进料口相连，粉体流量计16的出料口通过第二出料软管17与粉末材料存放仓3顶部的进料口相连。
为保证使用效果，所述充气管路4a的下端设置有弧形喷嘴，弧形喷嘴包括充气管路4a下端的弧形端面4a1，弧形端面4a1上开有多个内外贯通的喷射口4a2，弧形喷嘴所在的高度位置低于出料管路13的下口的高度位置，弧形喷嘴的作用是可以让风沿各个方向送入，吹散粉末材料，再通过风压从充气管路4a和出料管路之间的间隙之间送走，弧形喷嘴低于出料管路下口是为风携带粉末材料送出提供负压携带空间，防止风未携带粉末材料直接送走。
所述第一阀门5a、第二阀门5b和第三阀门5c均为电磁阀，出粉末材料装运装置还包括控制器，控制器的输入端与粉体流量计16的信号输出端相连，控制器的输出端分别与第一阀门5a、第二阀门5b和第三阀门5c相连。
所述粉体流量计16能够实时监测粉末材料的流量，并将该流量信号传输给控制器，并将实时流量值与预设的高、低流量设定值进行比对，根据比对结果对各个电磁阀做出对应启闭操作，粉体流量计为现有技术，如可采用武汉华德林科技有限公司销售的hdldg-06的粉体流量计，控制器为现有技术，如可采用plc控制器，又如型号为stc89c51的单片机控制器。
气囊放气管路9b的出料端与大气相连通，充气时，开启空压机，关闭气囊放气管路上的第三阀门5c,开启气囊充气管路9a上的第二阀门5b，环形气囊充气朝向出料管路方向延伸，直到在压力作用下压紧在出料管路，保持空压机压力，即可实现出料管路高度位置不动，需要下降出料管路时，开启气囊放气管路上的第三阀门5c,环形气囊内的压力得到释放，无法保持足够的压力，所述出料管路13可采用钢管或玻璃管制成，本身具备一定重量，出料管路在自身重力作用下，沿料口6下滑，从而使固定在其内腔中心的充气管路4a随其一起朝向粉末材料12表面靠近，压缩气体从充气管路4a下端的弧形喷嘴喷出，携带粉末材料从充气管路与出料管路的间隙之间送出，最终通过第一出料软管和第二出料软管送入粉末材料存放仓，粉末材料存放仓为一个相对密闭的结构，风通过过滤板18过滤后，重新通过空压机和两回风管路回到充气管路4a喷出，形成风力循环卸料，卸料速度快，能耗低，要指出的是环形气囊通过气囊放气管路放气，同时气囊充气管路仍然保持通气，因此实际上环形气囊仍然具备一定的夹持作用，因此出料管路会在摩擦力作用下缓慢下降，这个缓慢下降的平衡可根据气压大小和出料管路的重量大小来确定，如出料管路的重量为10kg时，采用0.3mp压力(空压机的输出压力)即可实现缓慢下降，再出厂时即可标明各个重量或型号的出料管路对应的压力值。在卸料过程中，若长时间(可设定时间，如5分钟)未达到高流量设定值，则控制器关闭气囊充气管路9a上的第二阀门5b，对环形气囊进一步泄压，使出料管路下降，也可配套常规的报警器，进行报警。
所述箱体1可以为可变形的不透气材料，如橡胶篷布、表面覆盖橡胶的芳纶布等，也可以为不可变形的不透气材料，如钢板等，采用可变形的不透气材料时，对袋体充气后即可形成中空的立体结构。
所述唇形密封圈11为唇口朝下的y型密封圈，在箱体内部的压力作用下，y型密封圈的唇边变形，紧贴出料管路13的外壁，压力越大，唇边与管壁贴的就越紧，实现密封，防止漏风或漏料。
所述出料管路13上端与第一出料软管15通过法兰14连接。
所述粉末材料存放仓3外壁上连接有覆盖导风口3a的接头管19，第二回风管路20与接头管相连，二者可通过常规的法兰连接。
所述密封圈固定沿10上部外壁上设置有用于旋装顶盖21的外螺纹，顶盖21内壁上设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，二者通过内、外螺纹旋装固定。
所述第一回风管路4与出料管路13之间设置有密封圈，防止漏气。
所述充气管路4a与出料管路13的轴线共线。这样就可以使充气管路与出料管路的间隙均匀，保证出料均匀。
所述所述充气管路4a的下端伸出出料管路13的下口且下端连接有软管22，软管22的下口设置有喷嘴，喷嘴包括连接在所述软管下端的喷嘴本体4b1，喷嘴本体4b1的下端为呈圆弧形端面，圆弧形端面上开有多个内外贯通的喷射孔4b2，圆弧形端面上方的喷嘴本体4b1上固定有用于驱动其振动的振动器23；本实施例中，在伸出出料管路下口部分的充气管路下端通过软管连接具有振动功能的喷嘴，喷射孔位置发生连续往复振动，使出风也呈现“振动”的状态，而非持续向某个点喷射，这样就更有利于风压带走粉末材料，从而提高了压缩气体推动并带走粉末材料的深度和广度，提高卸料效率，同时，由于喷嘴与充气管路通过软管隔离，因此喷嘴的振动几乎不会影响到充气管路。振动器为现有技术，能够驱动喷嘴振动，如采用安阳市安德电子机械有限公司销售的型号为zdq-50电动振动器。
一种采用上述卸料系统的粉末材料风力循环卸料方法，包括以下步骤：
一、装料
将粉末材料12从箱体1顶部的料口6装入其内腔，然后将顶盖21旋装在环形气囊固定沿7上密封，完成装料；粉末材料12在物料仓1a内的顶面低于密封圈固定沿10，防止出料时堵塞出料管路；
二、卸料
箱体运输至目的地后，打开顶盖21，将出料管路13从料口6装入，同时出料管路13上端通过第一出料软管15与粉体流量计16的进料口相连，粉体流量计16的出料口通过第二出料软管17与粉末材料存放仓3顶部的进料口相连，第一回风管路4与空压机2的出气端相连，第二回风管路20两端分别与空压机2的进气端和粉末材料存放仓3的导风口3a相连，启动空压机，此时充气管路4a的下端落到粉末材料的顶面上，开启第一阀门5a，压缩气体经充气管路4a从其下口喷入箱体内腔，在负压作用下，携带粉末材料从充气管路与出料管路的间隙之间送出，最终压缩气体携带这粉末材料通过第一出料软管和第二出料软管送入粉末材料存放仓，气体再通过过滤板18过滤后，重新通过空压机和两回风管路回到充气管路喷出，形成风力循环卸料，粉体流量计16实时监测粉末材料的流量，并将该流量信号传输给控制器，当粉末材料的流量高于预先设定的低流量设定值时，控制器发出信号，关闭气囊放气管路上的第三阀门5c,开启气囊充气管路9a上的第二阀门5b，环形气囊充气后朝向出料管路方向延伸，直到在压力作用下压紧在出料管路，保持出料管路高度位置不动，保持卸料状态；当粉体流量计监测到粉末材料的流量低于预先设定的低流量设定值时，开启气囊放气管路上的第三阀门5c,环形气囊内的压力得到释放，无法保持足够的压力，出料管路在自身重力作用下，沿沿料口6下滑，从而使其进料口朝向粉末材料12表面靠近，直到粉体流量计监测到粉末材料的流量高于预先设定的高流量设定值时，重新关闭气囊放气管路上的第三阀门5c，使环形气囊充气后压紧出料管路，保持高流量风力循环卸料。
完成卸料后，关闭空压机，将各个管路拆下，从料口上取出出料管路13即可。
当箱体与粉末材料存放仓的距离较远时，可在第二回风管路上增设风机来增压，由于是循环风，因此这部分风压循环投入使用，不会浪费。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、箱体顶部仅设置一个料口，兼顾装料和卸料；
2、出料管路为拆装式，无需随车运输，更无需始终固定在出料口上，这样也避免了在运输过程中出料管路堵塞的风险；
3、出料管路与料口滑动连接，通过环形气囊夹持固定，卸料时，通过粉体流量计实时监测粉末材料的流量，并根据流量值实时调整充气管路和出料管路的高度位置，使充气管路的下口始终与粉末材料顶面保持较近的距离，提供释放压力和送料的空间，始终保持高速卸料，传统方式由于出料管路始终安装在车厢上，为了保证出料完全，其下口伸入粉末材料的底部，这样高压空气始终只能穿过粉末材料的缝隙才能进入出料管路，释放压力速度慢，导致卸料速度慢，以60吨氧化铝粉末为例，箱体与粉末材料存放仓直线距离25米左右，需要超过90分钟才能卸完，通过本申请风力循环卸料系统卸料的时间经实际试验不超50分钟，大大提高了卸料的效率，压缩了卸料的时间，节约了卸料成本；
4、传统的风力出料方式中，粉末材料存放仓相对密闭，需要设置一个风口并且增设鼓风机来释放压力，这部分风压直接排到大气中，得不到有效的利用，本申请将这部分风进行循环利用，这样就增加了循环风的压力，从而增加了卸料的速度；
5、在伸出出料管路下口部分的充气管路下端通过软管连接具有振动功能的喷嘴，喷射孔位置发生连续往复振动，使出风也呈现“振动”的状态，而非持续向某个点喷射，这样就更有利于风压带走粉末材料，从而提高了压缩气体带走粉末材料的深度和广度，提高卸料效率；
6、料口下部设置有密封圈固定沿，密封圈固定沿内壁上设置有唇形密封圈，密封圈固定沿可以对出料管路起到导向作用，唇形密封圈可以防止在风力出料的过程中发生泄漏；
7、箱体可采用如橡胶等可变形的不透气材料制成，粉末材料卸后，可人工收叠，多次重复使用，大大减少了包装费用，减低了产品成本；
8、利用压缩空气进行卸料，既提高了装卸效率，又不会对原材料造成污染。
1.一种粉末材料风力循环卸料系统，包括箱体(1)、粉末材料存放仓(3)和空压机(2)，其特征在于，所述箱体(1)为不透气材料制成的中空结构，箱体(1)顶部开有内外贯通的料口(6)，料口(6)上穿装有滑动连接的出料管路(13)，料口(6)四周的箱体顶面固定有向上凸起的环形气囊固定沿(7)，环形气囊固定沿(7)内侧设置有与其内壁固定在一起、用于充气后压紧固定出料管路的环形气囊(8)，环形气囊固定沿(7)上分别设置有与环形气囊内腔相连通的气囊充气管路(9a)和气囊放气管路(9b)，气囊充气管路(9a)上设置有第二阀门(5b)，气囊充气管路(9a)的进气端与空压机(2)的出气端相连，气囊放气管路(9b)上设置有第三阀门(5c)，料口(6)四周的箱体底面固定有向下凸起的密封圈固定沿(10)，密封圈固定沿(10)内壁上设置有用于防止漏风的唇形密封圈(11)，空压机(2)的出风口上连接有第一回风管路(4)，第一回风管路(4)的出气端从出料管路(13)的上端侧壁伸入其内腔，伸入部分的第一回风管路作为充气管路(4a)，充气管路(4a)沿出料管路轴向向下延伸，其下端为出风口，第一回风管路(4)上设置有第一阀门(5a)，粉末材料存放仓(3)上部的侧壁上开有内外贯通的导风口(3a)，粉末材料存放仓(3)的侧壁上固定有覆盖导风口(3a)的过滤板(18)，导风口(3a)与空压机的进风口之间连接有第二回风管路(20)，所述出料管路(13)上端通过第一出料软管(15)与粉体流量计(16)的进料口相连，粉体流量计(16)的出料口通过第二出料软管(17)与粉末材料存放仓(3)顶部的进料口相连。
2.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述充气管路(4a)的下端设置有弧形喷嘴，弧形喷嘴包括充气管路(4a)下端的弧形端面(4a1)，弧形端面(4a1)上开有多个内外贯通的喷射口(4a2)，弧形喷嘴所在的高度位置低于低于出料管路(13)的下口的高度位置。
3.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述第一阀门(5a)、第二阀门(5b)和第三阀门(5c)均为电磁阀，出粉末材料装运装置还包括控制器，控制器的输入端与粉体流量计(16)的信号输出端相连，控制器的输出端分别与第一阀门(5a)、第二阀门(5b)和第三阀门(5c)相连。
4.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述唇形密封圈11为唇口朝下的y型密封圈。
5.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述出料管路(13)上端与第一出料软管(15)通过法兰(14)连接。
6.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述粉末材料存放仓(3)外壁上连接有覆盖导风口(3a)的接头管(19)，第二回风管路(20)与接头管相连。
7.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述密封圈固定沿(10)上部外壁上设置有用于旋装顶盖(21)的外螺纹，顶盖(21)内壁上设置有与外螺纹相匹配的内螺纹。
8.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述充气管路(4a)与出料管路(13)的轴线共线。
9.根据权利要求1所述的粉末材料风力循环卸料系统，其特征在于，所述所述充气管路(4a)的下端伸出出料管路(13)的下口且下端连接有软管(22)，软管(22)的下口设置有喷嘴，喷嘴包括连接在所述软管下端的喷嘴本体(4b1)，喷嘴本体(4b1)的下端为呈圆弧形端面，圆弧形端面上开有多个内外贯通的喷射孔(4b2)，圆弧形端面上方的喷嘴本体(4b1)上固定有用于驱动其振动的振动器(23)。
10.一种采用权利要求3所述卸料系统的粉末材料风力循环卸料方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、装料
将粉末材料(12)从箱体(1)顶部的料口(6)装入其内腔，然后将顶盖(21)旋装在环形气囊固定沿(7)上密封，完成装料；
二、卸料
箱体运输至目的地后，打开顶盖(21)，将出料管路(13)从料口(6)装入，同时出料管路(13)上端通过第一出料软管(15)与粉体流量计(16)的进料口相连，粉体流量计(16)的出料口通过第二出料软管(17)与粉末材料存放仓(3)顶部的进料口相连，第一回风管路(4)与空压机(2)的出气端相连，第二回风管路(20)两端分别与空压机(2)的进气端和粉末材料存放仓(3)的导风口(3a)相连，启动空压机，此时充气管路(4a)的下端落到粉末材料的顶面上，开启第一阀门(5a)，压缩气体经充气管路(4a)从其下口喷入箱体内腔，在负压作用下，携带粉末材料从充气管路与出料管路的间隙之间送出，最终压缩气体携带这粉末材料通过第一出料软管和第二出料软管送入粉末材料存放仓，气体再通过过滤板18过滤后，重新通过空压机和两回风管路回到充气管路喷出，形成风力循环卸料，粉体流量计(16)实时监测粉末材料的流量，并将该流量信号传输给控制器，当粉末材料的流量高于预先设定的低流量设定值时，控制器发出信号，关闭气囊放气管路上的第三阀门(5c),开启气囊充气管路(9a)上的第二阀门(5b)，环形气囊充气后朝向出料管路方向延伸，直到在压力作用下压紧在出料管路，保持出料管路高度位置不动，保持卸料状态；当粉体流量计监测到粉末材料的流量低于预先设定的低流量设定值时，开启气囊放气管路上的第三阀门(5c),环形气囊内的压力得到释放，无法保持足够的压力，出料管路在自身重力作用下，沿沿料口(6)下滑，从而使其进料口朝向粉末材料(12)表面靠近，直到粉体流量计监测到粉末材料的流量高于预先设定的高流量设定值时，重新关闭气囊放气管路上的第三阀门(5c)，使环形气囊充气后压紧出料管路，保持高流量风力循环卸料。
技术总结