一種礦物顆粒旋流氣力輸送系統的製作方法

2023-05-24 15:15:56 1

本發明涉及氣力輸送技術領域，尤其涉及一種能夠產生旋流並對旋流進行補給的礦物顆粒氣力輸送系統。

背景技術：

氣力輸送是利用管道中氣體的動能或壓能使固態顆粒物料按照預定的管線進行輸送的運輸方式，根據氣體的壓力狀態可以分為正壓輸送和負壓輸送，根據物料與氣體的質量比可以分為稀相輸送和濃相輸送。礦物顆粒氣力輸送技術需要物料在管路內安全、高效和長距離輸送，並且保證物料不發生顯著破碎，不形成管路堵塞，通常選用正壓輸送系統濃相低速輸送。雖然氣力輸送技術具有設備簡單、佔用空間小、配置靈活和易於自動化控制等優勢，但是由於礦物顆粒的粒度較大，並且形狀差異明顯，在氣力輸送過程中會產生很大的能量損耗，並且極易出現礦物顆粒沉積和管路堵塞等現象，同時礦物顆粒與管道碰撞會導致管路磨損和物料破碎，影響輸送效率和輸送系統的使用壽命，這些問題都限制了氣力輸送技術在礦山領域的應用。

旋流氣力輸送作為減緩顆粒沉降和管路堵塞的有效途徑，通過在管路中改變輸送氣流的形式，獲得由軸向速度和切向速度結合的渦旋氣流，實現輸送顆粒按照螺旋形式運動。但是，現有的旋流輸送技術一般只能在氣流入口位置產生旋流，無法實現輸送過程的旋流補給，並且產生的旋流強度不易調整，難以適應礦物顆粒輸送過程中的多樣性需求，仍然不能有效解決顆粒沉積、管路堵塞、管路磨損和物料破碎等問題。

技術實現要素：

本發明的目的：提供一種可以降低礦物顆粒臨界輸送速度，減緩顆粒沉降和管路堵塞，減輕彎管磨損和顆粒破損，延長輸送管路使用壽命的礦物顆粒旋流氣力輸送系統。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：一種礦物顆粒旋流氣力輸送系統，包括供氣裝置、供料裝置、輸氣管、補給起旋器、加速室、輸料管和集料裝置，供氣裝置與加速室之間設有旋流產生系統；

供氣裝置包括風機、儲氣罐和乾燥器，供料裝置包括破碎機、緩衝料倉和旋轉供料器，旋流產生系統沿供氣方向包括氣體整流器和初始起旋器，本發明中的初始起旋器和補給起旋器均為2016年7月06日公開申請號201610212206.X的中國專利文獻 「一種雙向調節多用渦旋流補給起旋器」中的補給起旋器；

風機的出氣口與儲氣罐的進氣口連接，儲氣罐的出氣口與乾燥器的進氣口連接，乾燥器的出氣口通過輸氣管分別與氣體整流器的整流進氣口和補給起旋器的補給進氣口連接，氣體整流器的出氣口與初始起旋器的主進氣口連接，初始起旋器的出氣口與加速室的進氣口連接；

破碎機、緩衝料倉和旋轉供料器自上而下沿供料方向設置，緩衝料倉的出料端上粗下細呈錐筒形結構，破碎機的出料口與緩衝料倉的進料口連接，緩衝料倉的出料口與旋轉供料器的進料口連接，旋轉供料器的出料口與加速室的進料口連接；

加速室為三通結構，加速室的出氣料口與輸料管的進氣料口連接，輸料管上設置有若干補給起旋器，各補給起旋器沿輸料方向間隔均勻設置，且在輸料管的每段彎管前均設置有補給起旋器，輸料管的出氣料口與集料裝置的進氣料口連接，空氣從集料裝置的出氣口排出。

優選的，初始起旋器設在氣體整流器和加速室之間，調整初始起旋器中的進氣調節環的軸向位置使進氣調節環的第一錐形密封面與初始起旋器殼體內壁的第二錐形密封面之間留有空隙，補給進氣口設有螺塞並被螺塞密封；

供氣裝置提供乾燥壓縮空氣進入氣體整流器，乾燥壓縮空氣在氣體整流器中被調整為規則流動的空氣，規則流動的空氣從主進氣口進入初始起旋器後，分別進入軸向氣流通道和渦旋氣流通道，形成空氣旋流從出氣口流出，空氣旋流進入加速室中與礦物顆粒進行充分混合，使礦物顆粒在旋流場中按照螺旋形式沿輸料管向集料裝置方向運動。

優選的，各補給起旋器的補給進氣口通過輸氣管與乾燥器的出氣口連接，調整補給起旋器中的進氣調節環的軸向位置使進氣調節環的第一錐形密封面與補給起旋器殼體內壁的第二錐形密封面接觸密封；補給的氣流由補給進氣口進入渦旋氣流通道，形成切向氣流，與輸料管中的料氣混合氣流匯合。

本發明的有益效果：

1、供氣裝置與加速室之間設有旋流產生系統，空氣經由供氣裝置成為乾燥壓縮空氣，乾燥壓縮空氣進入旋流產生系統後形成空氣旋流，空氣旋流進入加速室；

礦物顆粒經由供料裝置實現平穩勻速且均勻進入加速室，平穩均勻的礦物顆粒在加速室中與空氣旋流進行充分混合，礦物顆粒被旋流場帶動並沿輸料管向集料裝置方向運動，有效降低臨界輸送速度，減少輸送系統的能量需求。

2、輸料管上設置有若干補給起旋器，各補給起旋器沿輸料方向間隔均勻設置；補給的氣流由補給進氣口進入渦旋氣流通道，形成切向氣流，與輸料管中的料氣混合氣流匯合，增強礦物顆粒的螺旋運動，避免由於輸料管中的旋流強度持續衰減而造成礦物顆粒沉積和管路堵塞。

3、在輸料管的每段彎管前均設置有補給起旋器，補給的氣流由補給進氣口進入渦旋氣流通道，形成切向氣流，對輸料管中的礦物顆粒產生擾動，改變礦物顆粒原有的速度，增強礦物顆粒彌散度，可以有效減緩顆粒與彎管壁面的正面衝擊，減少顆粒破碎，使顆粒與管壁接觸更均勻，減弱壁面磨損程度，延長管路壽命。

附圖說明

圖1是本發明的流程框圖；

圖2是本發明的結構示意圖；

圖3是初始起旋器的結構示意圖；

圖4是補給起旋器的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-4所示，本發明的一種礦物顆粒旋流氣力輸送系統，包括供氣裝置、供料裝置、輸氣管4、補給起旋器12、加速室10、輸料管11和集料裝置14，供氣裝置與加速室10之間設有旋流產生系統；

供氣裝置包括風機1、儲氣罐2和乾燥器3，供料裝置包括破碎機7、緩衝料倉8和旋轉供料器9，旋流產生系統沿供氣方向包括氣體整流器5和初始起旋器6；

風機1的出氣口與儲氣罐2的進氣口連接，儲氣罐2的出氣口與乾燥器3的進氣口連接，乾燥器3的出氣口通過輸氣管4分別與氣體整流器5的整流進氣口和補給起旋器12的補給進氣口24連接，氣體整流器5的出氣口與初始起旋器6的主進氣口連接，初始起旋器6的出氣口與加速室10的進氣口連接；

破碎機7、緩衝料倉8和旋轉供料器9自上而下沿供料方向設置，緩衝料倉8的出料端上粗下細呈錐筒形結構，破碎機7的出料口與緩衝料倉8的進料口連接，緩衝料倉8的出料口與旋轉供料器9的進料口連接，旋轉供料器9的出料口與加速室10的進料口連接；

加速室10為三通結構，加速室10的出氣料口與輸料管11的進氣料口連接，輸料管11上設置有若干補給起旋器12，各補給起旋器12沿輸料方向間隔均勻設置，且在輸料管11的每段彎管前均設置有補給起旋器12，輸料管11的出氣料口與集料裝置14的進氣料口連接，空氣從集料裝置14的出氣口排出。

優選的，初始起旋器6設在氣體整流器5和加速室10之間，調整初始起旋器6中的進氣調節環22的軸向位置使進氣調節環22的第一錐形密封面17與初始起旋器6殼體內壁的第二錐形密封面16之間留有空隙，補給進氣口18設有螺塞19並被螺塞19密封；

供氣裝置提供乾燥壓縮空氣進入氣體整流器5，乾燥壓縮空氣在氣體整流器5中被調整為規則流動的空氣，規則流動的空氣從主進氣口15進入初始起旋器6後，分別進入軸向氣流通道20和渦旋氣流通道23，形成空氣旋流從出氣口21流出，空氣旋流進入加速室10中與礦物顆粒進行充分混合，使礦物顆粒在旋流場中按照螺旋形式沿輸料管11向集料裝置14方向運動。

優選的，各補給起旋器12的補給進氣口24通過輸氣管4與乾燥器3的出氣口連接，調整補給起旋器12中的進氣調節環27的軸向位置使進氣調節環27的第一錐形密封面26與補給起旋器12殼體內壁的第二錐形密封面28接觸密封；補給的氣流由補給進氣口24進入渦旋氣流通道25，形成切向氣流，與輸料管11中的料氣混合氣流匯合。

本發明的工作過程為：

空氣通過風機1進入儲氣罐2形成壓縮空氣，壓縮空氣再經由乾燥器3乾燥後進入旋流產生系統，旋流產生系統沿供氣方向包括氣體整流器5和初始起旋器6，調整初始起旋器6中的進氣調節環22的軸向位置使進氣調節環22的第一錐形密封面17與初始起旋器6殼體內壁的第二錐形密封面16之間留有空隙，初始起旋器6的補給進氣口18被螺塞19密封，乾燥壓縮空氣首先通過氣體整流器5進行整流並被調整為規則流動的空氣，規則流動的空氣從主進氣口15進入初始起旋器6，空氣在初始起旋器6中分別進入軸向氣流通道20和渦旋氣流通道23，形成空氣旋流從出氣口21流出，進入加速室10；

破碎機7對礦物顆粒進行初步破碎，並經過緩衝料倉8和旋轉供料器9實現均勻物料平穩勻速進入輸送系統中的加速室10；在加速室10中空氣旋流與礦物顆粒進行充分混合，使礦物顆粒在旋流場中按照螺旋形式沿輸料管11向集料裝置14方向運動；

輸料管11上設置有若干補給起旋器12，各補給起旋器12沿輸料方向間隔均勻設置；各補給起旋器12的補給進氣口24通過輸氣管4與乾燥器3的出氣口連接，調整補給起旋器12中的進氣調節環27的軸向位置使進氣調節環27的第一錐形密封面26與補給起旋器12殼體內壁的第二錐形密封面28接觸密封，補給的氣流由補給進氣口24進入渦旋氣流通道25，形成切向氣流，與輸料管11中的料氣混合氣流匯合，增強礦物顆粒的螺旋運動，避免由於輸料管11中的旋流強度持續衰減而造成礦物顆粒沉積和管路堵塞；

在輸料管11的每段彎管前均設置有補給起旋器12；補給起旋器12的補給進氣口24通過輸氣管4與乾燥器3的出氣口連接，調整補給起旋器12中的進氣調節環27的軸向位置使進氣調節環27的第一錐形密封面26與補給起旋器12殼體內壁的第二錐形密封面28接觸密封，補給的氣流由補給進氣口24進入渦旋氣流通道25，形成切向氣流，對輸料管11中的礦物顆粒產生擾動，改變礦物顆粒原有的速度，增強礦物顆粒彌散度，可以有效減緩顆粒與彎管壁面的正面衝擊，減少顆粒破碎，使顆粒與管壁接觸更均勻，減弱壁面磨損程度，延長管路壽命。

以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。