一种自激励空气粒子输送装置的制作方法

本发明涉及一种自激励空气粒子输送装置。

背景技术：

气力输送广泛的存在于能源、化工、食品、制药等工业领域，根据不同的过程需求，气力输送可以分为浓相输送和稀相输送。在浓相输送过程中，其输送稳定性较差，容易产生管道堵塞和振动的想象。在工业实际中，应用较多的是稀相输送，在稀相输送过程中，较高的输送速度导致附加的能量消耗，输送效率较低，此外，由于颗粒被高速气体携带，颗粒之间以及颗粒与管壁间的碰撞容易导致输送管道磨损严重和输送颗粒品质等级降低的问题。高效气力输送系统设计的关键在于保证输送颗粒能够连续稳定的输送，在此基础上尽可能的降低空气输送速度。

为了降低气力输送系统的能耗，对管道内的空气流施加扰动是一种有效的方法，典型的做法有在管道内生成螺旋流或者旋涡流。这些方法虽然能够减小输送系统的压力损失和空气输送速度，但是产生的流场扰动需要额外的能量来提供，节能的效果并不明显。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的节能效果不佳的缺陷，本发明提供一种自激励空气粒子输送装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种自激励空气粒子输送装置，包括粒子输送管、第一鼓风机、第二鼓风机、柔性扰流组件、分离器和送料罐，粒子输送管为具有轴向腔体的圆柱结构，第一鼓风机和分离器分别连接设置于粒子输送管的轴向两端，送料罐连接设置于粒子输送管上且靠近第一鼓风机设置，分离器与送料罐之间设有循环料管，第二鼓风机与循环料管连接，柔性扰流组件设置于粒子输送管内且靠近送料罐的出料口设置，柔性扰流组件包括翅片杆和多个柔性翅片，柔性翅片沿翅片杆的长度方向均匀设置于翅片杆上，翅片杆的轴向两端设置于粒子输送管的轴向腔体内。

优选的，柔性翅片的长度不低于两倍的粒子输送管直径的长度。

优选的，任意相邻二个柔性翅片之间的间距与柔性翅片的宽度之比为1:1.5-1：3。

优选的，柔性翅片的表面上均匀分布有若干柔性凸点。

优选的，柔性翅片的表面上沿其长度方向均匀分布有若干流线型凸条，流线型凸条的长度方向为由柔性翅片长度方向的一侧向其长度方向的另一侧设置且流线型凸条与柔性翅片长度方向两侧的连接点的连线与柔性翅片长度方向呈一定夹角。

优选的，流线型凸条与柔性翅片之间设有过渡外凸弧面结构或过渡斜面结构。

优选的，柔性翅片为密度不超过0.93g/cm³的材料制备而成的。

优选的，粒子输送管道为直管结构或弯管结构。

有益效果：(1)在高速气流作用下柔性翅片对空气流产生扰动，粒子在送料罐处依靠重力作用进入输送管道，在扰动后空气流的带动下沿着粒子输送管流动，不需要消耗额外的能量；

(2)柔性翅片对垂向的气流速度有增强的作用，使得颗粒更容易悬浮和加速，能够减小系统的压力损失；

(3)柔性翅片引起的空气流振荡改变了粒子运动特性，有利于形成低频的大尺度粒子流，能够降低空气输送速度和管道磨损。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的柔性扰流组件的结构示意图。

图3为在同等颗粒输送条件下有无安装柔性翅片气力输送系统的压力损失示意图。

图4为安装柔性翅片前后系统的粒子浓度分布图。

图5为安装柔性翅片前后系统的粒子速度波动的频谱图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1至图2所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种自激励空气粒子输送装置，包括粒子输送管5、第一鼓风机1、第二鼓风机6、柔性扰流组件、分离器7和送料罐4，粒子输送管5为具有轴向腔体的圆柱结构，第一鼓风机1和分离器7分别连接设置于粒子输送管5的轴向两端，送料罐4连接设置于粒子输送管5上且靠近第一鼓风机1设置，分离器7与送料罐4之间设有循环料管，第二鼓风机6与循环料管连接，柔性扰流组件设置于粒子输送管5内且靠近送料罐4的出料口设置，柔性扰流组件包括翅片杆2和四个柔性翅片3，柔性翅片3沿翅片杆2的长度方向均匀设置于翅片杆2上，翅片杆2的轴向两端设置于粒子输送管1的轴向腔体内。

本实施方式具有以下有益效果：(1)在高速气流作用下柔性翅片对空气流产生扰动，粒子在送料罐处依靠重力作用进入输送管道，在扰动后空气流的带动下沿着粒子输送管流动，不需要消耗额外的能量；

(2)柔性翅片对垂向的气流速度有增强的作用，使得颗粒更容易悬浮和加速，能够减小系统的压力损失；

(3)柔性翅片引起的空气流振荡改变了粒子运动特性，有利于形成低频的大尺度粒子流，能够降低空气输送速度和管道磨损。

如图3至图5所示，为了更加清楚的说明本实施方式的有益效果，下面对本实施方式的技术方案做了几个方面的试验对比，具体如下：

从图3中可以看出压力损失随着输送速度的增加先减小然后增大，在输送速度13.5m/s时，安装柔性翅片的系统压力损失低于未安装柔性翅片的系统，而且最小压力损失对应的空气输送速度也较小，这表明了安装柔性翅片的系统可以采用更小的输送速度来实现粒子输送，同时该系统有着更小的压力损失。

从图4中可以看出在粒子浓度随着管道高度的增加而降低，在管道底部附近安装柔性翅片的系统粒子浓度要低于未安装柔性翅片的系统，而在管道中上部，安装柔性翅片的系统粒子浓度要高于未安装柔性翅片的系统。这表明柔性翅片使得颗粒更容易悬浮和加速，在同等输送条件下，能够有效的降低系统的压力损失。

从图5中可以看出安装翅片后的粒子波动中心频率要低于未安装翅片的系统，这表明在柔性翅片的扰动下，能够形成波动强度更大的低频大尺度粒子流，在保证输送稳定的前提下，能够降低空气输送速度，减小系统的能量消耗，降低输送管道的磨损。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，柔性翅片3的长度不低于两倍的粒子输送管5直径的长度，保证柔性翅片顺利摆动，可实现较佳的扰动效果。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，任意相邻二个柔性翅片之间的间距与柔性翅片的宽度之比为1:1.5-1：3，避免相邻二个柔性翅片之间产生干涉，实现较佳的扰动效果。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，柔性翅片的表面上均匀分布有若干柔性凸点，进一步提高柔性翅片的扰动效果。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，柔性翅片的表面上沿其长度方向均匀分布有若干流线型凸条，流线型凸条的长度方向为由柔性翅片长度方向的一侧向其长度方向的另一侧设置且流线型凸条与柔性翅片长度方向两侧的连接点的连线与柔性翅片长度方向呈一定夹角，增加流线型凸条，对气流速度有增强的作用，使得颗粒更容易悬浮和加速。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，流线型凸条与柔性翅片之间设有过渡外凸弧面结构或过渡斜面结构，可避免颗粒卡在柔性翅片上。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，柔性翅片为密度不超过0.93g/cm³的材料制备而成的，密度较小，使得柔性翅片在外界微小作用下能发生变形。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，粒子输送管道为直管结构或弯管结构，适用于不同结构，更加广泛。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。