一种矿物颗粒旋流气力输送系统的制作方法

本发明涉及气力输送技术领域，尤其涉及一种能够产生旋流并对旋流进行补给的矿物颗粒气力输送系统。

背景技术：

气力输送是利用管道中气体的动能或压能使固态颗粒物料按照预定的管线进行输送的运输方式，根据气体的压力状态可以分为正压输送和负压输送，根据物料与气体的质量比可以分为稀相输送和浓相输送。矿物颗粒气力输送技术需要物料在管路内安全、高效和长距离输送，并且保证物料不发生显著破碎，不形成管路堵塞，通常选用正压输送系统浓相低速输送。虽然气力输送技术具有设备简单、占用空间小、配置灵活和易于自动化控制等优势，但是由于矿物颗粒的粒度较大，并且形状差异明显，在气力输送过程中会产生很大的能量损耗，并且极易出现矿物颗粒沉积和管路堵塞等现象，同时矿物颗粒与管道碰撞会导致管路磨损和物料破碎，影响输送效率和输送系统的使用寿命，这些问题都限制了气力输送技术在矿山领域的应用。

旋流气力输送作为减缓颗粒沉降和管路堵塞的有效途径，通过在管路中改变输送气流的形式，获得由轴向速度和切向速度结合的涡旋气流，实现输送颗粒按照螺旋形式运动。但是，现有的旋流输送技术一般只能在气流入口位置产生旋流，无法实现输送过程的旋流补给，并且产生的旋流强度不易调整，难以适应矿物颗粒输送过程中的多样性需求，仍然不能有效解决颗粒沉积、管路堵塞、管路磨损和物料破碎等问题。

技术实现要素：

本发明的目的：提供一种可以降低矿物颗粒临界输送速度，减缓颗粒沉降和管路堵塞，减轻弯管磨损和颗粒破损，延长输送管路使用寿命的矿物颗粒旋流气力输送系统。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种矿物颗粒旋流气力输送系统，包括供气装置、供料装置、输气管、补给起旋器、加速室、输料管和集料装置，供气装置与加速室之间设有旋流产生系统；

供气装置包括风机、储气罐和干燥器，供料装置包括破碎机、缓冲料仓和旋转供料器，旋流产生系统沿供气方向包括气体整流器和初始起旋器，本发明中的初始起旋器和补给起旋器均为2016年7月06日公开申请号201610212206.X的中国专利文献 “一种双向调节多用涡旋流补给起旋器”中的补给起旋器；

风机的出气口与储气罐的进气口连接，储气罐的出气口与干燥器的进气口连接，干燥器的出气口通过输气管分别与气体整流器的整流进气口和补给起旋器的补给进气口连接，气体整流器的出气口与初始起旋器的主进气口连接，初始起旋器的出气口与加速室的进气口连接；

破碎机、缓冲料仓和旋转供料器自上而下沿供料方向设置，缓冲料仓的出料端上粗下细呈锥筒形结构，破碎机的出料口与缓冲料仓的进料口连接，缓冲料仓的出料口与旋转供料器的进料口连接，旋转供料器的出料口与加速室的进料口连接；

加速室为三通结构，加速室的出气料口与输料管的进气料口连接，输料管上设置有若干补给起旋器，各补给起旋器沿输料方向间隔均匀设置，且在输料管的每段弯管前均设置有补给起旋器，输料管的出气料口与集料装置的进气料口连接，空气从集料装置的出气口排出。

优选的，初始起旋器设在气体整流器和加速室之间，调整初始起旋器中的进气调节环的轴向位置使进气调节环的第一锥形密封面与初始起旋器壳体内壁的第二锥形密封面之间留有空隙，补给进气口设有螺塞并被螺塞密封；

供气装置提供干燥压缩空气进入气体整流器，干燥压缩空气在气体整流器中被调整为规则流动的空气，规则流动的空气从主进气口进入初始起旋器后，分别进入轴向气流通道和涡旋气流通道，形成空气旋流从出气口流出，空气旋流进入加速室中与矿物颗粒进行充分混合，使矿物颗粒在旋流场中按照螺旋形式沿输料管向集料装置方向运动。

优选的，各补给起旋器的补给进气口通过输气管与干燥器的出气口连接，调整补给起旋器中的进气调节环的轴向位置使进气调节环的第一锥形密封面与补给起旋器壳体内壁的第二锥形密封面接触密封；补给的气流由补给进气口进入涡旋气流通道，形成切向气流，与输料管中的料气混合气流汇合。

本发明的有益效果：

1、供气装置与加速室之间设有旋流产生系统，空气经由供气装置成为干燥压缩空气，干燥压缩空气进入旋流产生系统后形成空气旋流，空气旋流进入加速室；

矿物颗粒经由供料装置实现平稳匀速且均匀进入加速室，平稳均匀的矿物颗粒在加速室中与空气旋流进行充分混合，矿物颗粒被旋流场带动并沿输料管向集料装置方向运动，有效降低临界输送速度，减少输送系统的能量需求。

2、输料管上设置有若干补给起旋器，各补给起旋器沿输料方向间隔均匀设置；补给的气流由补给进气口进入涡旋气流通道，形成切向气流，与输料管中的料气混合气流汇合，增强矿物颗粒的螺旋运动，避免由于输料管中的旋流强度持续衰减而造成矿物颗粒沉积和管路堵塞。

3、在输料管的每段弯管前均设置有补给起旋器，补给的气流由补给进气口进入涡旋气流通道，形成切向气流，对输料管中的矿物颗粒产生扰动，改变矿物颗粒原有的速度，增强矿物颗粒弥散度，可以有效减缓颗粒与弯管壁面的正面冲击，减少颗粒破碎，使颗粒与管壁接触更均匀，减弱壁面磨损程度，延长管路寿命。

附图说明

图1是本发明的流程框图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是初始起旋器的结构示意图；

图4是补给起旋器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明的一种矿物颗粒旋流气力输送系统，包括供气装置、供料装置、输气管4、补给起旋器12、加速室10、输料管11和集料装置14，供气装置与加速室10之间设有旋流产生系统；

供气装置包括风机1、储气罐2和干燥器3，供料装置包括破碎机7、缓冲料仓8和旋转供料器9，旋流产生系统沿供气方向包括气体整流器5和初始起旋器6；

风机1的出气口与储气罐2的进气口连接，储气罐2的出气口与干燥器3的进气口连接，干燥器3的出气口通过输气管4分别与气体整流器5的整流进气口和补给起旋器12的补给进气口24连接，气体整流器5的出气口与初始起旋器6的主进气口连接，初始起旋器6的出气口与加速室10的进气口连接；

破碎机7、缓冲料仓8和旋转供料器9自上而下沿供料方向设置，缓冲料仓8的出料端上粗下细呈锥筒形结构，破碎机7的出料口与缓冲料仓8的进料口连接，缓冲料仓8的出料口与旋转供料器9的进料口连接，旋转供料器9的出料口与加速室10的进料口连接；

加速室10为三通结构，加速室10的出气料口与输料管11的进气料口连接，输料管11上设置有若干补给起旋器12，各补给起旋器12沿输料方向间隔均匀设置，且在输料管11的每段弯管前均设置有补给起旋器12，输料管11的出气料口与集料装置14的进气料口连接，空气从集料装置14的出气口排出。

优选的，初始起旋器6设在气体整流器5和加速室10之间，调整初始起旋器6中的进气调节环22的轴向位置使进气调节环22的第一锥形密封面17与初始起旋器6壳体内壁的第二锥形密封面16之间留有空隙，补给进气口18设有螺塞19并被螺塞19密封；

供气装置提供干燥压缩空气进入气体整流器5，干燥压缩空气在气体整流器5中被调整为规则流动的空气，规则流动的空气从主进气口15进入初始起旋器6后，分别进入轴向气流通道20和涡旋气流通道23，形成空气旋流从出气口21流出，空气旋流进入加速室10中与矿物颗粒进行充分混合，使矿物颗粒在旋流场中按照螺旋形式沿输料管11向集料装置14方向运动。

优选的，各补给起旋器12的补给进气口24通过输气管4与干燥器3的出气口连接，调整补给起旋器12中的进气调节环27的轴向位置使进气调节环27的第一锥形密封面26与补给起旋器12壳体内壁的第二锥形密封面28接触密封；补给的气流由补给进气口24进入涡旋气流通道25，形成切向气流，与输料管11中的料气混合气流汇合。

本发明的工作过程为：

空气通过风机1进入储气罐2形成压缩空气，压缩空气再经由干燥器3干燥后进入旋流产生系统，旋流产生系统沿供气方向包括气体整流器5和初始起旋器6，调整初始起旋器6中的进气调节环22的轴向位置使进气调节环22的第一锥形密封面17与初始起旋器6壳体内壁的第二锥形密封面16之间留有空隙，初始起旋器6的补给进气口18被螺塞19密封，干燥压缩空气首先通过气体整流器5进行整流并被调整为规则流动的空气，规则流动的空气从主进气口15进入初始起旋器6，空气在初始起旋器6中分别进入轴向气流通道20和涡旋气流通道23，形成空气旋流从出气口21流出，进入加速室10；

破碎机7对矿物颗粒进行初步破碎，并经过缓冲料仓8和旋转供料器9实现均匀物料平稳匀速进入输送系统中的加速室10；在加速室10中空气旋流与矿物颗粒进行充分混合，使矿物颗粒在旋流场中按照螺旋形式沿输料管11向集料装置14方向运动；

输料管11上设置有若干补给起旋器12，各补给起旋器12沿输料方向间隔均匀设置；各补给起旋器12的补给进气口24通过输气管4与干燥器3的出气口连接，调整补给起旋器12中的进气调节环27的轴向位置使进气调节环27的第一锥形密封面26与补给起旋器12壳体内壁的第二锥形密封面28接触密封，补给的气流由补给进气口24进入涡旋气流通道25，形成切向气流，与输料管11中的料气混合气流汇合，增强矿物颗粒的螺旋运动，避免由于输料管11中的旋流强度持续衰减而造成矿物颗粒沉积和管路堵塞；

在输料管11的每段弯管前均设置有补给起旋器12；补给起旋器12的补给进气口24通过输气管4与干燥器3的出气口连接，调整补给起旋器12中的进气调节环27的轴向位置使进气调节环27的第一锥形密封面26与补给起旋器12壳体内壁的第二锥形密封面28接触密封，补给的气流由补给进气口24进入涡旋气流通道25，形成切向气流，对输料管11中的矿物颗粒产生扰动，改变矿物颗粒原有的速度，增强矿物颗粒弥散度，可以有效减缓颗粒与弯管壁面的正面冲击，减少颗粒破碎，使颗粒与管壁接触更均匀，减弱壁面磨损程度，延长管路寿命。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。