专利名称：一种气力输送粘塑性物料设备的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种低气压远距离管道输送粘塑性物料的设备，涉及输送机械。
背景技术：
在石油、化工、采矿、环保等诸多方面，都涉及到粘塑性物料的管道输送，但是，粘塑性物料既非固体，又非液体，为非牛顿流体，属于宾哈姆(Bingham)体的范畴，很难实现远程管道输送。这种非牛顿流体特性在输送过程中具有很大的粘滞阻力。现有技术认为， 气体、液体和粉粒状固体可用管道输送，而粘塑性物料的输送设备鲜见应用和报道，一般来说Bingham流体表观粘度大，在管内流动阻力大，输送的能耗高，认为无法用管道输送。而大量粘塑性物料的远距离输送是在生产和工程中迫切需要解决的课题。课题组通过浙江省自然科学基金“粘塑性泥土管道输送新方法及机理的研究”(M503164)、“粘塑性物料管道柱流输送特性研究”(Y1100148)、杭州重点科技创新基金 “环保型清淤输泥设备”(20051321Bi;3)和省高校重点科研基金“宾哈姆体管道输送新方法暨环保型清淤输泥设备的研究” O0010430)的基础上，发明了低气压远距离管道输送粘塑性物料设备，较好的解决粘塑性物料远距离管道输送的难题。
发明内容本实用新型目的在于低气压状态下，克服管道输送过程中的粘滞阻力，达到粘塑性物料的远距离管道输送。本实用新型技术方案如图1所示，包括储气罐(1)、气道( 、进排气阀C3)、密封圈 (4)、栏栅(5)、集料斗(6)、进料阀(7)、表面膜发生器(8)、液道(9)、膜液分配器(10)、单向阀(11)、环型喷嘴(12)、智能控制器(13)、输料管道(14)、导线(15)、气体分配器(16)、气阀(17)支架(18)、发送罐(19)，其特征是集料斗(6)与发送罐(19)之间设有进料阀(7) 与密封圈⑷；发送罐(19)出料口设有单向阀(11)、环型喷嘴(12)并与输料管道(14)相连接；膜液分配器(10) —端用液道(9)联接表面膜发生器(8)，另一端联接环型喷嘴(12)； 进排气阀C3)经气体分配器(16)与储气罐(1)连接；气体分配器(16)、膜液分配器(10)、 进料阀(7)、进排气阀(3)均由导线(15)连接智能控制器(13)。所述的集料斗(6)与发送罐(19)之间设有栏栅(5)和进料阀(7)，在集料斗(6) 上设有振动器，栏栅(5)的孔径小于输料管道(14)的半径。由于粘塑性物料的粘滞性，在低气压状态下其流动相对缓慢。所以在集料斗(6)下设有至少两个气力发送罐(19)交替工作。实现粘塑性物料缓慢进料与快速输送的平衡。粘滞性特别大的物料可设置多个发送罐。所述的发送罐(19)设有的进排气阀( 经气体分配器(16)与储气罐(1)连接， 气体分配器(16)受控于智能控制器(13)，形成非连续相柱流的气力推送方法。就是首先把粘塑性物料压制成与管道相吻合的形状，并切割成一段一段的料柱，然后在料柱之间垫以气柱，使得在输料管道中料柱与气柱相间运动而形成非连续相柱流状态。
3[0008]所述的表面膜发生器(8)中按比例配比成发泡剂水溶液，由膜液分配器(10)适时供给环型喷嘴(1 。储气罐(1)与空压机连接保持足够的输送压力。在发泡剂引入空气的情况下，发泡剂具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成细小泡沫，适时喷于物料与输料管道(14)内壁之间。使被输送的物料与管道之间相隔一层气泡膜，实现高粘度的粘塑性物料在低能耗的前提下进行顺利输送。所述的发泡剂根据不同物料选用，可采用阴离子表面活性剂类，也可采用松香皂类发泡剂、动植物蛋白类发泡剂、纸浆废液等。泡沫具有的优异性能，它能有效地降低气 液界面间的表面张力有效地形成稳定的气泡群和多相的组织结构。所述的智能控制器(1 包括脉冲发生器、工控电脑、各种传感器和电磁阀，分别用导线(15)与气体分配器(16)、膜液分配器(10)、进料阀(7)、进排气阀(3)连接。工控电脑软件根据不同软粘土的性质，计算其输送阻力和进料速度，确定稳定输送的边界条件。对传感器和沿程阻力的信号进行解算，发出指令，调整气体和物料两相在输送过程中的比例， 以及气泡表面膜的气液比例，实现设备的智能控制。使总推力大于和接近于总阻力，实现最佳的气料比和需要的输距。本发明的优点1.由于引入非连续相柱流气力输送的全新概念，结合气泡表面膜减阻润滑技术， 使得管壁与物料之间垫有一层悬浮膜，使粘塑性物料的内摩擦力大于管壁摩擦力，以减少物料粘滞阻力。在不同料柱间注入气体形成气柱，根据粘塑性物料输送的具体要求，调整料柱和气柱的长度及比例，使总推力大于和接近于总阻力，得到最佳的气料比和需要的输距。 实现远距离输送和高效低耗的目的。只要输料管道不漏气，可以输送无限远。解决了粘塑性物料无法远距离管道输送国际性难题。2.由于采用气泡表面膜减阻方法克服粘塑性物料的粘滞性，提高输送效率。粘滞性是管道输送的大敌，克服粘滞性是远距离管道输送的关键。在泥气非连续相远程输送过程中，通过投加表面活性剂和压缩空气，在包围料柱与管道壁面之间形成一层气泡表面膜薄层，达到降低摩擦阻力的目的。3.由于采用适用的发泡剂，单位体积产泡量大，泡沫细腻稳定，消泡时间长，泡沫和使用介质的相容性好，无毒、无味、PH值接近中性，对金属无腐蚀性，生物降解度高的绿色环保材料。做到最大限度的提高输送效率。在已成形状的表面包上一层摩擦系数较小的泡沫薄膜，小气泡向滚珠一样附着于粘塑性料柱与管壁之间，以减少输送阻力，避免管道的磨损。同时附着于粘塑性料柱上的气泡表面膜在气柱与料柱之间起到密封作用，保证了柱流的稳定进行。4.由于采用智能控制系统，优化工艺结构，实现智能化自动化的低气压粘塑性物料远距离管道输送。还有适用范围广，在水利、环保、建筑工程中有着极其广泛的用途。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
实施例管道输送软粘土设备，如图1所示。在集料斗(6)下采用三个发送罐(19) 交替工作，每个发送罐(19)出料口有单向阀(11)，集料斗(6)与发送罐(19)之间设有进料阀(7)，每个发送罐(19)分别设有的进排气阀(3)，经气体分配器(16)与储气筒(1)用气道⑵连接；表面膜环型喷嘴(12)经膜液分配器(10)与表面膜发生器⑶连接；气体分配器(16)、膜液分配器(10)、进料阀(7)、进排气阀(3)均由导线(15)连接智能控制器(13)。所述的集料斗(6)用于盛装软粘土，在集料斗(6)上设有栏栅(5)，侧壁设有振动器。栏栅(5)的孔径小于输料管道(14)的半径，避免了输送过程中的塞卡现象。集料斗 (6)与发送罐(19)相联之间设有进料阀(7)与密封圈G)，当进料阀开启时软粘土进入发送罐(19)，然后进料阀(7)关闭。所述的发送罐(19)设置在集料斗(6)与输料管道(14)之间，发送罐(19)下部出料口装有单向阀(11)和环型喷嘴(12)，再与管道相联接。发送罐(19)上侧部装有进排气阀(3)。平时支架(18)上的储气罐(1)保持输送气压，发送时进排气阀( 动作，储气罐 (1)内的压缩空气经气道O)、气体分配器(16)进入发送罐，把软粘土压出发送罐(19)；进料时进排气阀( 还原，发送罐(19)与大气联通。所述的气体分配器(16)的进气端与储气筒(1)空压机连接，出气端三个分别连接每个发送罐(19)的进排气阀(3)，还有一个出气端连接环型喷嘴(1 。空压机压力采用 Ag/cm2，选用低压工作不但安全节能，降低噪声，减少输料管道(14)的管壁厚度，而且可减少储气筒和空压机的投资。所述的膜液分配器(10)包括高压泵和转换阀，一端用液道(9)联接表面膜发生器 (8)，一端联接环型喷嘴(12)。所述的电控制器(1 包括脉冲发生器、压力传感器、沿程阻力传感器、工控电脑， 分别用导线(15)与气体分配器(16)、膜液分配器(10)、进料阀(7)、进排气阀(3)连接，工控电脑软件能根据物料的性质，计算其输送阻力和进料速度，稳定输送的边际条件，根据压力传感器、沿程阻力传感器的各种信号进行解算，发出指令，用以控制气体分配器(16)、膜液分配器(10)、进料阀(7)、进排气阀C3)调整泥柱和气柱的长度及比例，以及气泡表面膜的气液比例，实现设备的智能控制。起动时，设备根据电控制器(1 的编程工作，第一步，先把膜液分配器(10)供给的脱水润滑剂涂复于集料斗(6)、发送罐(19)和输料管道(14)的内壁，再将软粘土过筛置于集料斗(6)；第二步，轮流开启进料阀(7)，集料斗(6)中的软粘土进入各发送罐(19)，依次关闭进料阀(7)；第三步，储气罐(1)内的压缩空气经气体分配器(16)和进排气阀(3)进入发送罐，把软粘土交替压入输料管道(14)，形成非连续相气泥相间的柱流气力推送状态； 第四步，在发送罐(19)出料口与输料管道(14)之间设有的环型喷嘴(12)，适时把脱水润滑剂和压缩空气混合成气泡表面膜，并喷入软粘土与输料管道(14)内壁之间；第五步，电控制器(1 根据压力传感器、沿程阻力传感器的信号进行解算，控制气体分配器(16)、膜液分配器(10)、进料阀(7)、进排气阀(3)的开闭时间，调节气体和膜液注入的多少，使总推力大于并接近于总阻力，实现软粘土的低气压、低能耗、远距离管道输送。本设备适用于水库、航道、湖泊清淤，港口疏浚，河道开挖，码头、船坞积聚物清理， 围海筑提，海滩回填，土方搬运，城市垃圾、污泥、工业废渣清运等等。
权利要求1.一种气力输送粘塑性物料设备，包括储气罐(1)、气道O)、进排气阀(3)、密封圈 (4)、栏栅(5)、集料斗(6)、进料阀(7)、表面膜发生器(8)、液道(9)、膜液分配器(10)、单向阀(11)、环型喷嘴(12)、智能控制器(13)、输料管道(14)、导线(15)、气体分配器(16)、气阀(17)支架(18)、发送罐(19)，其特征是集料斗(6)与发送罐(19)之间设有进料阀(7) 与密封圈⑷；发送罐(19)出料口设有单向阀(11)、环型喷嘴(12)并与输料管道(14)相连接；膜液分配器(10) —端用液道(9)联接表面膜发生器(8)，另一端联接环型喷嘴(12)； 进排气阀C3)经气体分配器(16)与储气罐(1)连接；气体分配器(16)、膜液分配器(10)、 进料阀(7)、进排气阀(3)均由导线(15)连接智能控制器(13)。
2.如权利要求1所述的一种气力输送粘塑性物料设备，其特征是在集料斗(6)上设有栏栅(5)和振动器，栏栅(5)的孔径小于输料管道(14)的半径。
3.如权利要求1所述的一种气力输送粘塑性物料设备，其特征是气体分配器(16)的进气端与储气筒(1)空压机连接，出气端分别连接每个发送罐(19)的进排气阀(3)，还有一个出气端连接环型喷嘴(12)。
专利摘要一种气力输送粘塑性物料设备，涉及输送机械。其特征是集料斗与发送罐之间设有进料阀与密封圈；发送罐出料口设有单向阀并与输料管道相连接；膜液分配器一端用液道联接表面膜发生器，另一端联接环型喷嘴；进排气阀经气体分配器与储气筒连接；气体分配器、膜液分配器、进料阀、进排气阀均由导线连接智能控制器。工控电脑根据压力传感器、沿程阻力传感器的信号进行解算，调节气体和膜液注入量，使总推力大于并接近于总阻力，实现粘塑性物料的低气压、低能耗、远距离管道输送。解决了粘塑性物料远距离管道输送的难题。具有能耗低、输距远、输量大、全自动等特点。广泛适用于石油、化工、水利、环保、建筑等方面。
文档编号F17D3/01GK202007999SQ201120012009
公开日2011年10月12日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者应林江, 沈波, 陶松垒, 陶钧炳, 魏博文 申请人:陶钧炳