一种气力输送系统弯管性能检测平台及方法

本发明属于气力输送系统检测，具体为一种气力输送系统弯管性能检测平台及方法。

背景技术：

1、气力输送是一项综合性技术，它涉及流体力学、材料科学、自动化技术、制造技术等领域，属输送效率高、占地少、经济而无污染的高新技术项目。

2、本发明适用于检测多种工况条件下气力输送系统输送不同散体物料的弯管性能，同时也可用于检测直管的气力输送系统特性。现有专利zl201710430783.0公开了一种气力喷射性能试验台，包括空气压缩机、总风管、螺旋供料装置、比例流量阀、主输送风管、正压风管、旋流风管、气力喷射器、旋流辅管、透明输送管、输送直管、高速摄像机、相机支架、支撑架、稳流管和涡街流量计，总风源流量按比例分配为主输送风、正压风及旋流风，主输送风为系统提供动力，正压风解决传统喷射器入料段返料问题，旋流风使物料呈旋浮状态以提高输送距离，该试验台可获得不同条件下高压喷嘴出口空气流量、内部流场压力变化、颗粒运动情况等，用于研究气力输送系统中喷射器各结构参数以及不同气流分配比例对喷射性能的作用规律。然而弯管也是影响气力输送系统的关键因素之一，在弯管处易产生涡流与磨损，导致输送效率降低以及生产成本增加，而上述装置无法满足弯管检测要求，因此亟需一种检测气力输送系统中弯管性能的装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种气力输送系统弯管性能检测平台及方法，有效的解决了上述背景技术中提到的的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气力输送系统弯管性能检测平台，包括物料输送单元、图像与数据采集单元、物料回收单元，所述的物料输送单元包括空压机、储气罐、球阀、节流阀、料仓、挡板、星型卸料器、气固喷射器、透明直管以及透明弯管组成，所述空压机安装在输送系统的始端，所述空压机与所述储气罐之间通管道连接，所述管道上依次安装有所述球阀和所述节流阀，所述节流阀后侧的所述管道上连接有所述气固喷射器，所述气固喷射器上方安装有所述星型卸料器，所述星型卸料器上方连接有料仓，所述料仓下部连接有所述挡板，所述气固喷射器输出口连接有所述透明直管，所述透明直管远离所述气固喷射器一侧末端连接有所述透明弯管。

3、优选的，所述料仓与所述星型卸料器的连接处设有所述挡板，所述挡板开口大小可以调节。

4、优选的，所述的图像与数据采集单元包括高速摄像机ⅰ、高速摄像机ⅰⅰ、高速摄像机ⅰⅰⅰ、涡街流量计、压力传感器ⅰ、压力传感器ⅰⅰ以及信号采集仪组成，所述高速摄像机ⅰ正对所述透明直管，所述高速摄像机ⅰⅰ与所述高速摄像机ⅰⅰⅰ正对所述透明弯管，分别安装在所述透明弯管的外测与内侧，所述压力传感器ⅰ与所述压力传感器ⅰⅰ分别装于所述透明弯管的进口与出口两端，所述信号采集仪与计算机连接。

5、优选的，所述物料回收单元由旋风分离器、收料箱构成，所述旋风分离器安装于输送系统末端，所述旋风分离器出料口与所述收料箱相连。

6、优选的，所述透明直管以及所述透明弯管通过喉箍接入气力输送系统。

7、优选的，所述管道采用现有的气体输送管道。

8、优选的，所述气固喷射器与所述管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性。

9、优选的，所述涡街流量计与所述管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性。

10、优选的，所述高速摄像机ⅰ、所述高速摄像机ⅰⅰ、所述高速摄像机ⅰⅰⅰ安装在支撑架上，所述支撑架由圆盘、支撑杆和套环组成，所述支撑杆固定安装在所述圆盘的上表面，所述支撑杆上侧末端固定连接有所述套环，所述高速摄像机ⅰ、所述高速摄像机ⅰⅰ、所述高速摄像机ⅰⅰⅰ插入到所述套环中。

11、一种气力输送系统弯管性能检测方法，基于上述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，步骤包括：

12、步骤一：分别对透明弯管及散体物料进行称重；

13、步骤二：将透明弯管接入输送系统，球阀与节流阀保持关闭状态，并将散体物料加入料仓；

14、步骤三：开启动态信号采集软件与高速摄像机ⅰ、高速摄像机ⅰⅰ、高速摄像机ⅰⅰⅰ，启动空压机并设置加载压力与卸载压力，根据涡街流量计示数调节节流阀控制流量；

15、步骤四：开启料仓挡板，散体物料随星型卸料器中匀速旋转的叶片均匀进入气固喷射器，在气固喷射器腔内完成加速并沿管路输送；

16、步骤五：颗粒全部输送完成后，依次关闭空压机、球阀、节流阀、高速摄像机ⅰ、高速摄像机ⅰⅰ、高速摄像机ⅰⅰⅰ以及动态信号采集软件；

17、步骤六：分别对透明弯管以及未破碎的散体物料进行称重，同时保存压力数据，通过对比测试前后数据可获得弯管磨损率、颗粒破碎率以及压降，而未破碎的颗粒可循环使用避免浪费。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1.本发明提供一种气力输送系统弯管性能检测平台及方法，能够通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹及分布规律，探索输送效率与弯管磨损的平衡点，获得输送不同散体物料时所对应的弯管最优结构参数及输送系统最优工作参数。

20、2.本发明公开的一种气力输送系统弯管性能检测平台结构紧凑，安装便捷，可同时对气流流量、管道压力、散体物料质量流率等多个参数进行采集，节省测试时间与成本，测试中未破碎的散体物料可循环使用，减少材料浪费与环境污染，同时能够实现散体物料输送过程的可视化，为气力输送技术的不断完善提供参考，在本领域内具有较强的创新性和广泛的实用性。

技术特征：

1.一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：包括物料输送单元、图像与数据采集单元、物料回收单元，所述的物料输送单元包括空压机（1）、储气罐（2）、球阀（3）、节流阀（4）、料仓（6）、挡板（7）、星型卸料器（8）、气固喷射器（9）、透明直管（10）以及透明弯管（14）组成，所述空压机（1）安装在输送系统的始端，所述空压机（1）与所述储气罐（2）之间通管道连接，所述管道上依次安装有所述球阀（3）和所述节流阀（4），所述节流阀（4）后侧的所述管道上连接有所述气固喷射器（9），所述气固喷射器（9）上方安装有所述星型卸料器（8），所述星型卸料器（8）上方连接有料仓（6），所述料仓（6）下部连接有所述挡板（7），所述气固喷射器（9）输出口连接有所述透明直管（10），所述透明直管（10）远离所述气固喷射器（9）一侧末端连接有所述透明弯管（14）。

2.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述料仓（6）与所述星型卸料器（8）的连接处设有所述挡板（7），所述挡板（7）开口大小可以调节。

3.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述的图像与数据采集单元包括高速摄像机ⅰ（11）、高速摄像机ⅰⅰ（13）、高速摄像机ⅰⅰⅰ（15）、涡街流量计（5）、压力传感器ⅰ（12）、压力传感器ⅰⅰ（16）以及信号采集仪组成，所述高速摄像机ⅰ（11）正对所述透明直管（10），所述高速摄像机ⅰⅰ（13）与所述高速摄像机ⅰⅰⅰ（15）正对所述透明弯管（14），分别安装在所述透明弯管（14）的外测与内侧，所述压力传感器ⅰ（12）与所述压力传感器ⅰⅰ（16）分别装于所述透明弯管（14）的进口与出口两端，所述信号采集仪与计算机连接。

4.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述物料回收单元由旋风分离器（17）、收料箱（18）构成，所述旋风分离器（17）安装于输送系统末端，所述旋风分离器（17）出料口与所述收料箱（18）相连。

5.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述透明直管（10）以及所述透明弯管（14）通过喉箍接入气力输送系统。

6.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述管道采用现有的气体输送管道。

7.根据权利要求1所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述气固喷射器（9）与所述管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性。

8.根据权利要求3所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述高速摄像机ⅰ（11）、所述高速摄像机ⅰⅰ（13）、所述高速摄像机ⅰⅰⅰ（15）安装在支撑架（19）上，所述支撑架（19）由圆盘、支撑杆和套环组成，所述支撑杆固定安装在所述圆盘的上表面，所述支撑杆上侧末端固定连接有所述套环，所述高速摄像机ⅰ（11）、所述高速摄像机ⅰⅰ（13）、所述高速摄像机ⅰⅰⅰ（15）插入到所述套环中。

9.根据权利要求3所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：所述涡街流量计（5）与所述管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性。

10.一种气力输送系统弯管性能检测方法，基于权利要求1-8任一所述的一种气力输送系统弯管性能检测平台，其特征在于：步骤包括：

技术总结
本发明涉及气力输送系统检测技术领域，且公开了一种气力输送系统弯管性能检测平台及方法，包括物料输送单元、图像与数据采集单元、物料回收单元，所述的物料输送单元包括空压机、储气罐、球阀、节流阀、料仓、挡板、星型卸料器、气固喷射器、透明直管以及透明弯管组成，所述空压机安装在输送系统的始端，能够通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹及分布规律，探索输送效率与弯管磨损的平衡点，获得输送不同散体物料时所对应的弯管最优结构参数及输送系统最优工作参数为气力输送技术的不断完善提供参考，在本领域内具有较强的创新性和广泛的实用性。

技术研发人员：周锋,张强,高魁东,刘峻铭,顾颉颖,栾亨宣,范春永,刘伟,张润鑫
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13