一种散装料气力输送实验装置及方法与流程

本发明属于气力输送技术领域，具体涉及一种散装料气力输送实验装置及方法。

背景技术：

散装料气力输送技术是利用高压气体作为动力，在管道内将能量传递给散装料，达到远程搬运和输送的目的。由于该技术涉及领域广，关联学科多，属于一项综合性技术，至今未能形成完善的理论研究体系。国内高校也存在一些探索性研究，但由于实验装置能力和规模受限，其研究成果在进行工业应用时往往存在较大偏差。气力输送由于受物料特性、气体压力、气体流量、管道选型、管道布置等因素影响，各企业间的研究成果仍然存在较大差别。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种散装料气力输送实验装置，不仅精度满足科研要求，其实验条件能够达到中试装置水平。本发明的目的之二在于通过对物料的输送特性进行实验研究，形成一套完整的气力输送理论体系，提供出这种散装料气力输送实验装置的实验方法，对于推进该项技术发展至关重要。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种散装料气力输送实验装置，包括：供气系统，由供气管道依次连接的压缩机、储气罐、供气总阀、分气缸组成；喷吹系统，由至少一个喷吹罐、与喷吹罐数量相当的输煤阀组成，喷吹罐通过稳压管道及其上的稳压调节阀连接于分气缸，喷吹罐还通过流化管道及其上的流化调节阀连接于分气缸，喷吹罐出口设置带有输煤阀的喷吹管道；收粉系统，由在喷吹管道远离喷吹罐的一端外依次连接的收粉罐、旋风除尘器、布袋除尘器组成，收粉罐还通过装粉管道及其上的装粉阀连接于喷吹罐，收粉罐与喷吹罐之间还设有泄压调节阀。

进一步，所述供气系统中的压缩机与储气罐之间还设有油水分离器，所述喷吹罐上设有称量装置。

进一步，所述喷吹管道采用螺旋线形状布置结构，其上设有多个透明玻璃管和喷吹活弯头，所述喷吹管道上在靠近收粉罐的一侧还设有止回阀。

进一步，所述分气缸还通过补气管道及其上的补气调节阀连接于喷吹管道，所述补气管道上还设有补气切断阀，所述补气切断阀的数量与喷吹罐的数量相当，且各补气切断阀分别对应于单个的喷吹罐和输煤阀之间的喷吹管道。

进一步，所述稳压管道上还设有稳压切断阀，所述稳压切断阀的数量与喷吹罐的数量相当，且各稳压切断阀与各喷吹罐分别对应。

进一步，所述流化管道上还设有流化切断阀，所述流化切断阀的数量与喷吹罐的数量相当，且各流化切断阀与各喷吹罐分别对应。

进一步，所述收粉罐通过第一级泄压管及其上的第一级调压阀连接于旋风除尘器，所述旋风除尘器通过第二级泄压管及其上的第二级调压阀连接于布袋除尘器。

进一步，所述布袋除尘器还通过第一回粉管及其上的第一卸灰阀连接于喷吹罐，所述旋风除尘器还通过第二回粉管及其上的第二卸灰阀连接于收粉罐，所述第一回粉管上在靠近喷吹罐一侧还设有回粉切断阀。

进一步，所述布袋除尘器上还设有排气管。

本发明还利用上述的散装料气力输送实验装置的实验方法，包括：

步骤1)，物料首次通过罐车装入收粉罐中，打开泄压调节阀和装粉阀，物料通过装粉管道在重力作用下落入喷吹罐内，当装料量达到设定值时，关闭装粉阀和泄压调节阀；

步骤2)，启动供气系统，打开供气总阀，稳压调节阀和流化调节阀对喷吹罐进行充压，当压力达到设定值时，关闭稳压切断阀；

步骤3)，打开第一级调压阀、第二级调压阀，补气调压阀、补气切断阀，连通喷吹系统和收粉系统；

步骤4)，打开输粉阀、稳压切断阀，稳压调节阀和流化调节阀处于自动调节状态，物料在喷吹罐与收粉罐之间压差作用下，从喷吹罐喷出后经过喷吹管道进入收粉罐内进行储存；

步骤5)，待喷吹罐内物料喷空后，则切换到下一个喷吹罐开始喷吹；

步骤6)，对于喷空的喷吹罐关闭其对应的输煤阀、补气切断阀、稳压切断阀和流化切断阀，打开其泄压调节阀执行泄压操作，当罐内与收粉罐内压力相等时，打开装粉阀重复执行装粉和加压过程，待另一个喷吹罐喷空时，切换至等待的喷吹罐进行喷吹。

本发明的优点在于：本发明能够实现物料加压、流化、喷吹和储存等自动循环操作，整个过程在密闭空间内循环进行，有效地提高了实验效率，降低实验成本；本发明还采用旋风除器和布袋除尘器收集粉尘，过滤尾气无污染排放。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图中标记说明：件1为压缩机，件2为油水分离器，件3为供气管道，件4为储气罐，件5为供气总阀，件6为分气缸，件7为稳压管道，件8为稳压调节阀。件9为流化管道，件10为流化调节阀，件11为补气调节阀，件12为补气管道，件13、件13′为补气切断阀，件14、件14′为输煤阀，件15为透明玻璃管，件16为喷吹管道，件17为喷吹活弯头，件18为称量装置，件19为止回阀，件20为收粉罐，件21为第一级调压阀，件22为第一级泄压管，件23为旋风除尘器，件24为第二级泄压管，件25为第二级调压阀，件26为排气管，件27为布袋除尘器，件28为第二卸灰阀，件29为第二回粉管，件30为第一卸灰阀，件31为第一回粉管，件32、32′为泄压调节阀，件33、33′为装粉阀，件34为回粉切断阀，件35、件35′为喷吹罐，件36、36′为流化切断阀，件37、37′为稳压切断阀。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

如图1所示，一种散装料气力输送实验装置，包括供气系统、喷吹系统和收粉系统，该供气系统由供气管道3依次连接的压缩机1、油水分离器2、储气罐4、供气总阀5、分气缸6组成；该喷吹系统由喷吹罐35、输煤阀14组成，喷吹罐35通过稳压管道7及其上的稳压调节阀8连接于分气缸6，喷吹罐35还通过流化管道9及其上的流化调节阀10连接于分气缸6，喷吹罐35出口设置带有输煤阀14的喷吹管道16，分气缸6还通过补气管道12及其上的补气调节阀11连接于喷吹管道16；该收粉系统由在喷吹管道16远离喷吹罐35的一端外依次连接的收粉罐20、旋风除尘器23、布袋除尘器27组成，收粉罐20还通过装粉管道及其上的装粉阀33连接于喷吹罐35，收粉罐20与喷吹罐35之间还设有泄压调节阀32，收粉罐20通过第一级泄压管22及其上的第一级调压阀21连接于旋风除尘器23，旋风除尘器23通过第二级泄压管24及其上的第二级调压阀25连接于布袋除尘器27；布袋除尘器27还通过第一回粉管31及其上的第一卸灰阀30连接于喷吹罐35，旋风除尘器23还通过第二回粉管29及其上的第二卸灰阀28连接于收粉罐20。

具体的，喷吹罐将散装的物料通过喷吹管道喷入收粉罐内储存，收粉罐收集的粉尘通过装粉管道落入喷吹罐内，形成第一循环通路；收粉罐内气/粉混合物通过第一级泄压管进入旋风除尘器，通过第二级泄压管进入布袋除尘器；布袋除尘器通过排气管将过滤后的尾气排掉；通过调节第一级调压阀、第二级调压阀的阀门开度来控制收粉罐内压力维持在设定值；旋风除尘器和布袋除尘器收集的粉尘分别通过第二回粉管、第一回粉管分别装入收粉罐和喷吹罐内，形成第二循环通路；通过在喷吹罐上设置的泄压管道和泄压调节阀，可根据喷吹罐内压力控制泄压调节阀的开度实现均匀泄压；采用上述方案，本发明能够实现物料加压、流化、喷吹和收集，整个过程在密闭空间内循环进行，有效地提高了实验效率，降低实验成本，同时无污染物排放，节能环保。

本实施例中的喷吹罐35上设有称量装置18。使得整个喷吹过程，喷吹罐采用称量装置准确计量喷吹量。

本实施例中的喷吹管道16采用螺旋线形状布置结构，其上设有多个透明玻璃管15和喷吹活弯头17，这样，通过在喷吹管道上安装有透明玻璃管，并采用高速摄像装置观察散装的物料流动状态，喷吹管道之间采用喷吹活弯头连接，喷吹管道由dn50mm～dn150mm管道组成，可以根据不同实验需求进行任意组合。

本实施例中的喷吹管道16上在靠近收粉罐20的一侧还设有止回阀19。即喷吹管道末端设置止回阀防止喷吹压力过低后，产生散装的物料倒罐现象。

本实施例中的补气管道12上还设有补气切断阀13，稳压管道7上还设有稳压切断阀37，流化管道9上还设有流化切断阀36，第一回粉管31上在靠近喷吹罐35一侧还设有回粉切断阀34，都是为了便于切换操作。

本散装料气力输送实验装置的实验方法，具体步骤如下：首先，压缩机产生的气体由供气管道经过油水分离器进入储气罐内储存。物料首次通过罐车装入收粉罐中，装粉时，打开泄压调节阀和装粉阀，物料在重力作用下通过装粉管道落入喷吹罐内。待装粉量达到设定值后关闭泄压调节阀和装粉阀。再打开供气总阀、稳压调节阀、流化调节阀，流化切断阀和稳压切断阀。高压气体由分气缸进入稳压管道、流化管道对喷吹罐内物料进行加压/稳压、流化操作。当管内压力达到设定值时，关闭稳压切断阀，关闭稳压调节阀、流化调节阀。接着，开始喷吹时，首先打开第一级调压阀和第二级调压阀，其次打开补气调节阀和补气切断阀，待收粉罐内压力提高到某个设定值时，打开输煤阀，开始喷吹。打开稳压切断阀、流化切断阀，稳压调节阀、流化调节阀处于自动调节状态。物料在喷吹罐与收粉罐之间压差作用下，从罐口喷出后经过喷吹管道进入收粉罐内进行储存。喷吹过程采用高速摄像装置记录散装料的流动状态，采用高精度差压计和压力计测量喷吹管道内压力变化情况。收粉罐内气粉混合物通过第一级泄压管进入旋风除尘器，通过第二级泄压管进入布袋除尘器内。布袋除尘器通过排气管将过滤后的尾气排掉。待喷吹罐内物料排空时，关闭输煤阀，延时一段时间关闭补气切断阀。关闭稳压切断阀、流化切断阀，打开泄压调节阀，向收粉罐内泄压，plc系统根据收粉罐内压力自动调节泄压调节阀的阀门开度，实现均匀泄压；当喷吹罐与收粉罐内压力相等时，泄压完成。重复执行装粉、加压过程，等待与喷吹罐再次喷吹。待实验结束后，打开第二回粉管ii上的第二卸灰阀将旋风除尘器内收集的粉尘装入收粉罐，打开第一回粉管上的第一卸灰阀和回粉切断阀将布袋除尘器收集的粉尘装入喷吹罐，完成粉尘循环收集。

实施例二：

本实施例与实施例一不同之处在于喷吹罐的数量为两个或两个以上，具体的，以两个喷吹罐(35，35′)为例进行说明，相应的与喷吹罐数量相对应设置有两个流化切断阀(36，36′)，两个稳压切断阀(37，37′)，两个装粉阀(33、33′)，两个补气切断阀(13、13′)，两个输煤阀(14、14′)，两个泄压调节阀(32、32′)；

装料过程：物料首次通过罐车装入收粉罐中，分别打开两个喷吹罐(35，35′)的泄压调节阀(32、32′)和装粉阀(33、33′)，物料在重力作用下通过各自的装粉管道分别落入两个喷吹罐(35，35′)内。待装粉量达到设定值后关闭泄压调节阀(32、32′)和装粉阀(33、33′)。

加压流化过程：分别打开供气总阀5、稳压调节阀8、流化调节阀10、第一个喷吹罐35的流化切断阀36和稳压切断阀37、第二个喷吹罐35′的流化切断阀36′和稳压切断阀37′。高压气体由分气缸5进入稳压管道7、流化管道9对两个喷吹罐(35，35′)内物料进行加压/稳压、流化操作。当罐内压力达到设定值时，关闭两个喷吹罐(35，35′)的稳压切断阀(37，37′)，关闭稳压调节阀8和流化调节阀10。

喷吹过程：本实施例选择第一个喷吹罐35先喷(亦可选择第二个喷吹罐35′先喷)。首先打开第一级调压阀21和第二级调压阀25，其次打开补气调节阀11和第一个喷吹罐35的补气切断阀13，待收粉罐20内压力提高到某个设定值时，打开第一个喷吹罐35的输煤阀14，开始喷吹。打开第一个喷吹罐35的稳压切断阀37和流化切断阀36，而稳压调节阀8、流化调节阀10处于自动调节状态。物料在第一个喷吹罐35与收粉罐20之间压差作用下，从罐口喷出后经过喷吹管道16进入收粉罐20内进行储存。喷吹过程采用高速摄像装置记录散装料的流动状态，采用高精度差压计和压力计测量喷吹管道16内压力变化情况。收粉罐20内气粉混合物通过第一级泄压管21进入旋风除尘器23，通过第二级泄压管25进入布袋除尘器27内。布袋除尘器27过排气管26将过滤后的尾气排掉。

换罐过程：待第一个喷吹罐35内物料排空时，第一个喷吹罐35与第二个喷吹罐35′执行换罐操作，开启第二个喷吹罐35′的补气切断阀13′，关闭第二个喷吹罐35′的输煤阀14′，同时开启第一个喷吹罐35的输煤阀14，延时一段时间关闭第一个喷吹罐35的补气切断阀13。

泄压过程：关闭第一个喷吹罐35的稳压切断阀37和流化切断阀36，打开第一个喷吹罐35的泄压调节阀32，向收粉罐20内泄压，plc系统根据收粉罐20内压力自动调节泄压调节阀32的阀门开度，实现均匀泄压；当第一个喷吹罐35与收粉罐20压力相等时，泄压完成。重复执行装粉、加压过程，等待与第二个喷吹罐35′换罐。

循环过程：当第二个喷吹罐35′内物料排空后，与第一个喷吹罐35执行换罐操作，然后重复第一个喷吹罐35的泄压、装粉和等待操作。整个喷吹过程中两个喷吹罐(35、35′)相互切换，实现连续喷吹。

待实验结束后，打开第二回粉管29上的第二卸灰阀28将旋风除尘器24内收集的粉尘装入收粉罐20，打开第一回粉管31上的第一卸灰阀30和回粉切断阀34将布袋除尘器27收集的粉尘装入第一个喷吹罐35，完成粉尘循环收集。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。