本发明涉及气力输送,更具体地说,它涉及一种颗粒物气力输送设备及其输送方法。
背景技术:
1、气力输送技术主要运用气固两相流的原理,利用具有一定压力和速度的气体作为动力和载体,通过管道将粉、粒状固体物料输送到指定地点(设备)的方法。
2、气力输送的关键点之一在于运用合理配置的气控单元来控制气体的压力和流量,使之与系统的输送能力、输送距离等性能相匹配,才能保证物料输送的可靠性和稳定性。气控单元的常规配置有手动阀、减压阀、气动阀、流量控制元件等,其中流量控制元件应用较多的是孔板,因其结构简单、成本低廉等优势而得到广泛使用。任何一套新的气力输送装置开始使用前都需要进行系统调试,调试期间由于现场的条件变化而造成孔板的内孔尺寸不合适,需要调整。
3、目前气力输送设备使用的一般是固定式孔板(即中间孔径为固定大小),需要调整时,必须拆卸安装法兰、紧固件,拆下当前孔板,换上新的孔板,再安装好法兰、紧固件,而且在这一过程中必须停系统、人工操作,费时、费力、效率低,在一定程度上也影响了生产进度或产量。
4、另一方面,气力输送多采用提高气流速度的策略增加物料输送效率,然而随之产生的管壁磨损与输送速度之间为正相关,其中又以弯管处磨损最为严重。工业实践证明,弯管磨损速率是相同输送条件下直管磨损速率的20-50倍。
5、为减少弯管磨损,一般采用盲通弯管代替普通弯管,相比普通弯管,传统盲通弯管在弱化磨损方面具有优势,盲通弯管能够有效降低管壁磨损。然而其相贯线位置存在应力集中,从而导致盲通弯管相贯线处,弯管结构强度与使用寿命受到影响,同时易引起颗粒运动突变,使部分颗粒物物料破碎成粉料,降低了颗粒物物料的利用率。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种弯管处设置弧形堵头、弯管内部设置肋条,从而有效降低颗粒物物料输送过程中对弯管的磨损,同时便于根据气体压力和流量对调节阀流量直接进行调节,避免拆装调节阀引起生产效率降低的颗粒物气力输送设备及其输送方法。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
3、一种颗粒物气力输送设备,包括储料罐单元,所述储料罐单元包括设置为圆锥结构的罐体;真空泵单元,所述真空泵单元包括水平设置的泵体以及开设在泵体一端的负压进气口和出风口;输送管道单元,所述输送管道单元包括与颗粒物物料连通的第一进料管、与罐体侧壁连通的第二进料管以及与罐体底部连通的负压管道;缓冲弯管单元,所述缓冲弯管单元包括分别设置为l型弯管结构的弯管模块、设置在弯管模块两端的两组连接法兰以及设置在弯管模块上的弧形堵头模块;流量调节阀单元,所述流量调节阀单元包括与第一进料管连接的安装法兰、与连接法兰连接的连接管、以及设置在安装法兰之间的调节阀。
4、本发明进一步设置为:所述泵体内部设置有扇叶、且其底部设置有安装架,所述泵体靠近负压管道一端中部开设有负压进气口、顶部开设有出风口,所述负压进气口与负压管道端部连通。
5、本发明进一步设置为:所述第一进料管水平设置、且靠近流量调节阀单元一端与安装法兰连通,所述第二进料管一端与连接法兰连通、另一端与罐体侧壁连通,所述负压管道一端与罐体底部连通、另一端与负压进气口连通。
6、本发明进一步设置为:所述弯管模块包括设置为圆弧结构的弯管部以及设置在弯管部两端的两组直管部,两组所述直管部形状分别与弯管部适配、且与弯管部连通;所述弯管模块内部等距设置有若干组缓冲肋条,每组所述缓冲肋条均设置为等腰三角形结构、且底部与弯管模块内壁贴合,所述弯管部内部两组所述缓冲肋条之间的角度设置为θ,θ的值为20°。
7、通过采用上述技术方案,缓冲肋条的形状与颗粒物物料碰撞弯管部管壁产生的碰撞相互抵消。从而改变了颗粒物物料在弯管部内部的运动轨迹,阻止了颗粒物物料与弯管部管壁的第一次直接碰撞,一定程度上抑制了冲蚀,并且缓冲肋条背部形成一个低速逆流循环区,对该区域的弯管部管壁产生一定保护作用。
8、本发明进一步设置为:所述弧形堵头模块设置为中空矩形结构、且其侧壁设置为与弯管部外侧壁形状适配的圆弧结构,所述弧形堵头模块内部开设有堵头内腔,所述堵头内腔与弯管部转角处内部连通;所述堵头内腔与弯管部连接处设置有冲击壁,所述冲击壁侧壁安装有缓冲导流模块。
9、通过采用上述技术方案,堵头内腔与弯管部转角处内部连通,颗粒物物料在负压作用下经过直管部进入弯管部内壁后,不会像处于盲通弯管内部一样直接对盲通弯管内壁形成冲击。而是利用堵头内腔内部结构,使一部分颗粒物物料在堵头内腔内自然堆积形成稳定的颗粒堆,另一部分颗粒物物料直接与颗粒堆表面接触完成输送。
10、本发明进一步设置为:所述缓冲导流模块包括安装在冲击壁上的安装座,所述安装座上转动安装有摆杆,所述摆杆远离安装座一侧连接有弧形缓冲板,所述弧形缓冲板垂直冲击壁设置、且设置为形状与堵头内腔形状适配的圆弧结构。
11、通过采用上述技术方案,冲击壁所在位置处为颗粒物物料进入堵头内腔后与弧形堵头模块磨损的最大深度处,也就是弧形堵头模块的磨损中心,颗粒物物料进入堵头内腔后,不再直接对冲击壁(磨损中心)产生冲击,而是对弧形缓冲板进行冲击,弧形缓冲板能够跟随颗粒物物料输送过程中的流动方向相对冲击壁(磨损中心)进行摆动。
12、本发明进一步设置为:所述连接管设置为形状与连接法兰形状适配的圆柱结构、且插接在连接法兰内部;所述调节阀包括设置为中空圆柱结构的阀体以及安装在阀体侧壁的控制件,所述阀体内部安装有可对流量大小进行调节的流量调节模块。
13、本发明进一步设置为:所述流量调节模块包括形状与阀体形状适配的调节板,所述调节板中心位置处开设有圆形流通孔,所述流通孔上安装有形状与之适配的配合环,所述调节板侧壁安装有圆形配合齿轮,所述配合齿轮直径大于配合环直径,所述配合齿轮外侧壁设置有与之形状啮合的主动齿轮。
14、本发明进一步设置为:所述配合齿轮上靠近流通孔一侧等距设置有若干组调节杆,所述调节杆一端转动安装在配合齿轮上、另一端转动连接有调节弧板;每组所述调节弧板均设置为形状与配合环形状适配的圆弧结构、且靠近配合环一端转动安装在流通孔上。
15、通过采用上述技术方案,通过主动齿轮与配合齿轮之间的啮合,使得主动齿轮能够同步带动配合齿轮进行转动。配合齿轮转动过程中,其上环绕设置的多组调节杆同步进行转动,最终通过调节杆带动调节弧板相对配合环进行转动,实现调节弧板相对配合环的开合,从而对流通孔处的流量大小进行调节。
16、一种颗粒物气力输送方法,根据上述所述的颗粒物气力输送设备,包括以下步骤:
17、s1、将安装法兰插接在输送管道单元上,完成流量调节阀单元的安装;
18、s2、将缓冲弯管单元两端分别与流量调节阀单元和输送管道单元连接,完成缓冲弯管单元的安装;
19、s3、真空泵单元产生负压对物料进行气力输送;
20、s4、气力输送过程中,根据颗粒物物料的混合比,调整流量调节模块的流量大小;
21、s5、弯管模块产生磨损后,通过连接法兰将弯管模块整体进行拆卸更换。
22、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
23、1.通过设置调节弧板改变流通孔处的气体流量大小,一方面使得气力输送设备需要调节调节阀内部流量大小时,完全不需要人工拆卸再更换新的调节阀,既避免了材料浪费,又减少了人力消耗和时间成本,提高了效率;另一方面,气力输送设备运行期间,若工况发生变化需要调节气体流量时不必停机就可完成,对生产进度和产量的影响几乎为零。通过流量调节阀单元可对气力输送设备最经济化运行所需的气体流量可实现精准控制,在一定程度上达到了节能的功效,特别是对使用压缩氮气的生产装置,减少了运转过程中受到冲击对气力输送设备造成的影响。
24、2.在弯管模块折角处设置弧形堵头模块,颗粒物物料在负压作用下经过直管部进入弯管部内壁后,不会像处于盲通弯管内部一样直接对盲通弯管内壁形成冲击。而是利用堵头内腔内部结构,使一部分颗粒物物料在堵头内腔内自然堆积形成稳定的颗粒堆,另一部分颗粒物物料直接与颗粒堆表面接触完成输送,从而减少颗粒物与弯管部以及堵头内腔侧壁的接触,有效缓解颗粒物物料气力输送过程中对弯管部以及堵头内腔产生的冲击,降低弯管部的磨损,延长使用寿命。
25、3.通过在冲击壁上设置缓冲导流模块,颗粒物物料进入堵头内腔后,不再直接对冲击壁(磨损中心)产生冲击,而是对弧形缓冲板进行冲击,弧形缓冲板能够跟随颗粒物物料输送过程中的流动方向相对冲击壁(磨损中心)进行摆动。一方面能够降低冲击壁(磨损中心)处的应力集中,减少冲击壁(磨损中心)处的磨损,另一方面还能辅助颗粒物物料在气力输送过程中完成转向,使其迅速通过弯管部,加快气力输送的效率。
26、4.通过在弯管模块内部设置缓冲肋条,缓冲肋条在相同位置下的冲蚀形状与颗粒物物料与弯管部管壁碰撞形成的冲蚀区形状相似,缓冲肋条的加入改变了弯管部内部冲蚀区原本的冲蚀分布形状,能够有效发挥其牺牲作用,保护弯管部管壁免受更大冲蚀,从而减少颗粒物物料对弯管部管壁的磨损,延长弯管部的使用寿命。
1.一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:包括储料罐单元(1),所述储料罐单元(1)包括设置为圆锥结构的罐体(11);
2.根据权利要求1所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述泵体(23)内部设置有扇叶(24)、且其底部设置有安装架(22),所述泵体(23)靠近负压管道(33)一端中部开设有负压进气口(25)、顶部开设有出风口(26),所述负压进气口(25)与负压管道(33)端部连通。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述第一进料管(31)水平设置、且靠近流量调节阀单元(5)一端与安装法兰(51)连通,所述第二进料管(32)一端与连接法兰(41)连通、另一端与罐体(11)侧壁连通,所述负压管道(33)一端与罐体(11)底部连通、另一端与负压进气口(25)连通。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述弯管模块(43)包括设置为圆弧结构的弯管部(432)以及设置在弯管部(432)两端的两组直管部(431),两组所述直管部(431)形状分别与弯管部(432)适配、且与弯管部(432)连通;
5.根据权利要求4所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述弧形堵头模块(45)设置为中空矩形结构、且其侧壁设置为与弯管部(432)外侧壁形状适配的圆弧结构,所述弧形堵头模块(45)内部开设有堵头内腔(451),所述堵头内腔(451)与弯管部(432)转角处内部连通;
6.根据权利要求5所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述缓冲导流模块(46)包括安装在冲击壁(452)上的安装座(461),所述安装座(461)上转动安装有摆杆(462),所述摆杆(462)远离安装座(461)一侧连接有弧形缓冲板(463),所述弧形缓冲板(463)垂直冲击壁(452)设置、且设置为形状与堵头内腔(451)形状适配的圆弧结构。
7.根据权利要求1所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述连接管(52)设置为形状与连接法兰(41)形状适配的圆柱结构、且插接在连接法兰(41)内部;
8.根据权利要求7所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述流量调节模块(54)包括形状与阀体(532)形状适配的调节板(541),所述调节板(541)中心位置处开设有圆形流通孔(542),所述流通孔(542)上安装有形状与之适配的配合环(547),所述调节板(541)侧壁安装有圆形配合齿轮(544),所述配合齿轮(544)直径大于配合环(547)直径,所述配合齿轮(544)外侧壁设置有与之形状啮合的主动齿轮(543)。
9.根据权利要求8所述的一种颗粒物气力输送设备,其特征在于:所述配合齿轮(544)上靠近流通孔(542)一侧等距设置有若干组调节杆(545),所述调节杆(545)一端转动安装在配合齿轮(544)上、另一端转动连接有调节弧板(546);
10.一种颗粒物气力输送方法,使用如权利要求1-9任意一个所述的颗粒物气力输送设备,其特征在于,包括以下步骤:
