单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统

摘要

本发明公开单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，包括供气支管、吹气管、溢气管、第一气缸、第二气缸、导气活塞和平衡活塞；所述第一气缸的第一端和所述第二气缸的第二端固定连接，所述导气活塞位于所述第二气缸内，所述平衡活塞位于所述第一气缸内，所述导气活塞和所述平衡活塞通过活塞杆相对固定连接，所述溢气管的一端与所述导气活塞和所述平衡活塞之间的第二气缸上的溢气入口流体导通，所述溢气管的另一端与输灰管流体导通；沿输灰方向：所述吹气管的一端与所述溢气管前方的输灰管流体导通，所述吹气管的另一端与所述第二气缸缸筒上的吹气孔流体导通。具有不堵管，远距离输送，低能耗，磨损小，效率高，大比重，简配置，安装条件宽松等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及粉末或小颗粒气力输送技术领域。具体地说是单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统。

背景技术

目前，无论何种形式的气力输灰，包括补气式、双套管、柱塞式、栓柱式、稀相、传统的所谓浓相等等都会产生堵管频繁、磨损严重、耗气量大等缺点，其中堵管和磨损是气力输灰系统的常见故障，或多或少都不可能避免。堵管在气力输灰系统里面是一种多发的、难以根除的故障，无论输送距离远近、无论机组大小、无论煤质好坏都会发生，堵管现象原因复杂，同一个系统可能一年也没发生几次，一旦发生若得不到及时处理，可能带来严重的后果。

偶发性的堵管如果及时处理、合理控制好仓泵的装灰量，可能会很快消除堵管引起的不良影响，但如果处理时间过长，灰斗积灰，造成灰堆积比重过大，流动性变差，温度降低，使堵管的可能性成倍增加，这就是造成恶性循环的起因。第一，装灰量及装料时间降低，第二，增大二次气补气量，第三，在仓泵之间的管道上加装进气点，使仓泵之间的流速提高(双套管也不起任何作用)，如果按以上几点正确处理，可能会很快消除故障。另外堵管的原因多种多样，需正确分析、根据现场实际情况进行处理，但最重要的是争取时间及时处理，避免灰斗积灰。

为了防止堵管，传统的各输送方式行之有效的办法就是增加进气量、补气点，以增加管道流速。但气力输灰管道及弯头的磨损与用气量成正比，用气量越多，管道内的流速越快，对管道及弯头的磨损增加。现有技术也有可以控制间歇性地对输灰管道补气的阀门，由于携带灰尘的输灰管溢气需要进入补气阀门内部触发补气动作，但是这种补气阀门向输灰管补气气路与触发补气的输灰管溢气气路共用一段气路，使得补气气路上有很多灰尘，严重污染补气气路及补气元器件，从而大大降低了补气元器件的补气动作可靠性和补气元器件的使用寿命。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可靠性高、使用寿命长的单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统包括供气支管、吹气管、溢气管、第一气缸、第二气缸、导气活塞和平衡活塞；所述第一气缸的第一端和所述第二气缸的第二端固定连接，所述导气活塞位于所述第二气缸内，所述平衡活塞位于所述第一气缸内，所述导气活塞和所述平衡活塞通过活塞杆相对固定连接，所述溢气管的一端与所述导气活塞和所述平衡活塞之间的第二气缸上的溢气入口流体导通，所述溢气管的另一端与输灰管流体导通；沿输灰方向：所述吹气管的一端与所述溢气管后方的输灰管流体导通，所述吹气管的另一端与所述第二气缸缸筒上的吹气孔流体导通；所述供气支管与所述第二气缸缸筒上的供气孔流体导通；所述吹气孔与所述供气孔沿所述第二气缸的横向正对；所述导气活塞上开设有导气孔，所述导气孔沿横向贯穿所述导气活塞；所述吹气孔和所述供气孔位于所述导气孔的行程内，所述溢气入口位于所述导气活塞的行程外。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述吹气管上安装有单向气阀，所述吹气管与所述输灰管连通处的吹气方向与所述输灰管轴线的夹角A为30-60度；所述溢气管与所述输灰管连通处的吹气方向与所述输灰管轴线的夹角D为30-60度；所述吹气管和所述输灰管的连通处与所述溢气管和所述输灰管的连通处之间的距离为5-25cm。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述第二气缸内安装有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述第二气缸的第一端缸底固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述导气活塞固定连接。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述第一气缸内安装有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述第一气缸的第二端缸底固定连接，所述第一弹簧的另一端与所述平衡活塞固定连接。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述第一气缸的内径小于所述第二气缸的内径。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述吹气管的气流横截面面积小于所述导气孔的横截面面积,所述供气支管的气流横截面面积大于所述导气孔的横截面面积。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，还包括补气管，所述补气管的一端与所述供气支管流体导通，所述补气管的另一端与所述导气活塞和所述平衡活塞之间的所述第二气缸上的补气入口流体导通；所述补气入口位于所述导气活塞的行程外；邻近所述溢气入口的所述溢气管内安装有逆止球和压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与所述逆止球固定连接，所述压缩弹簧的一端与所述溢气管内壁上的环形凸台固定连接；所述逆止球位于所述压缩弹簧与所述溢气入口之间，所述逆止球的直径大于所述溢气入口的孔径且小于所述溢气管的内径；在第二气缸内位于所述补气入口和所述溢气入口的两侧安装有第一节流孔板和第二节流孔板，第一节流孔板和第二节流孔板的中心均设置有供活塞杆作往复运动的活塞杆通道；第一节流孔板和第二节流孔板在所述导气活塞的行程外。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述第一气缸和所述第二气缸同轴安装设置，所述第一气缸的缸体内壁上设置有第一限位块，所述第二气缸的缸体内壁上设置有第二限位块；沿所述第一气缸和/或所述第二气缸的轴向：所述第一限位块朝向所述供气孔的一侧面与所述供气孔边沿的最大距离为L1，所述导气活塞与所述平衡活塞二者之间的相互背离端面之间的距离为L2，所述第二限位块朝向所述供气孔的一侧面与所述供气孔边沿的最小距离为L3，所述第一限位块与第二限位块之间的最小距离为L4，L1与L2相等，L3等于L4与L2二者之差；所述导气孔与所述供气孔的形状和大小相同。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，所述溢气入口与所述第二限位块之间的最小距离为L5，L5大于或等于所述导气活塞沿缸体轴向的长度和所述导气活塞的最大行程之和。

上述单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统，输灰管的一端与所述仓泵的出灰口流体导通，输灰管的另一端与灰库的入灰口流体导通，气源的出气口与供气总管流体导通；多个单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统沿输灰管的长度方向分别安装设置，供气支管的进气口与供气总管流体导通；所述第一气缸和所述第二气缸均固定安装于壳体内，所述第一气缸的第二端的缸体底部和所述第二气缸的第一端的缸体底部均开设有通气孔，所述通气孔上安装有空气滤膜。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.不堵管：可适应任何粉体物料的输送系统，安装单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统后永远不会发生堵管，可靠性100％，寿命长。

2.实现远距离输送：可以实现理想中的远距离输送，理论上想送多远都有可能，可以实现真正的远距离(例如5000米实测可正常运行)，且可以稳定运行。

3.低能耗：常规输送系统输送分为四个过程，进料、加压流化、输送、管道吹扫；安装单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统的输灰系统只三个过程，进料、加压输送，改变了流化，省略了管道吹扫；管道吹扫的过程有以下几个缺点：流速高、灰气比小、浪费大量压缩空气。可以实现所有物料的满管输送，流速低，仓泵里面没有灰时就可停止输送，在管道内的物料不会影响下一个过程的输送，不会堵管。输送气源压力经过调压阀后，只须要0.3Mpa压力就可以满足输送系统的用气要求，大大降低了系统的用气量，节气效果可达到50％以上。

4.磨损小：能够实现满管输送，所以输送流速低，流速和磨损成正比，对管道弯头等的磨损比常规输送系统低很多。输送流速平均不超过8m/s，灰库端不超过10m/s，但常规的浓相气力输灰系统都在12-20m/s。

5.效率高：同等输灰管径输送量是常规输送系统的一倍以上，同等的系统配置，使用单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统后，输送能力可提高一倍以上。

6.大比重：单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统适应性广，几乎所有的粉状物料都可以输送，且不会堵管。输送大比重的物料更有优势，例如锅炉省煤器灰、石灰石粉、炉渣等，只要颗粒小于5mm、灰分达到30％以上，就可以输送。

7.简配置：系统配置相当简单，纯机械结构、自我判断、自动动作，不需要电磁类控制，没有繁琐的控制，没有繁琐的配气，仓泵只有主进气一个进气点，所有的仓泵流化、一次气、二次气都不需要，减少的系统的故障点、控制点。

8.安装条件宽松：不受现场条件限制，现场管道、弯头、上升、下降等不受任何限制，都可以实现畅通输送。

附图说明

图1本发明单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统处于未向输灰管吹气状态的结构示意图；

图2本发明单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统的导气活塞的结构示意图；

图3本发明单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统处于向输灰管最大吹气状态的结构示意图；

图4本发明单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统中核心部件相对位置关系示意图；

图5图4中B部放大结构示意图；

图6图4中C部放大结构示意图；

图7本发明单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统应用的结构示意图；

图8图1所示E处放大结构示意图。

图中附图标记表示为：1-供气支管；2-吹气管；3-溢气管；4-第一气缸；5-第二气缸；6-导气活塞；7-平衡活塞；8-活塞杆；9-输灰管；10-吹气孔；11-供气孔；12-导气孔；13-单向气阀；14-第二弹簧；15-第一弹簧；16-溢气入口；17-第一限位块；18-第二限位块；19-补气管；20-补气入口；21-逆止球；22-压缩弹簧；23-环形凸台；24-壳体；100-单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统；200-仓泵；300-灰库；400-气源；500-供气总管。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实施例单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统包括供气支管1、吹气管2、溢气管3、第一气缸4、第二气缸5、导气活塞6和平衡活塞7；所述第一气缸4的第一端和所述第二气缸5的第二端固定连接，所述导气活塞6位于所述第二气缸5内，所述平衡活塞7位于所述第一气缸4内，所述导气活塞6和所述平衡活塞7通过活塞杆8相对固定连接，所述溢气管3的一端与所述导气活塞6和所述平衡活塞7之间的第二气缸5上的溢气入口16流体导通，所述溢气管3的另一端与输灰管9流体导通；沿输灰方向：所述吹气管2的一端与所述溢气管3后方的输灰管9流体导通，所述吹气管2的另一端与所述第二气缸5缸筒上的吹气孔10流体导通；所述供气支管1与所述第二气缸5缸筒上的供气孔11流体导通；所述吹气孔10与所述供气孔11沿所述第二气缸5的横向正对；如图1和图2所示，所述导气活塞6上开设有导气孔12，所述导气孔12沿横向贯穿所述导气活塞6；所述吹气孔10和所述供气孔11位于所述导气孔12的行程内,所述溢气入口16位于所述导气活塞6的行程外。

所述吹气管2上安装有单向气阀13，防止正常输灰状态时携带灰尘的溢气通过吹气管2进入第二气缸5内部而影响各元器件的可靠性及工作寿命，更为重要的是可以完全避免在补气过程中输灰管9内的突发性堵塞造成携带灰尘的溢气剧烈反窜而进入第二气缸5内部；所述吹气管2与所述输灰管9连通处的吹气方向与所述输灰管9轴线的夹角A为30-60度(即：此吹气方向与所述输灰管9内输灰方向的夹角为180-A)，所述溢气管3与所述输灰管9连通处的溢气方向与所述输灰管9轴线的夹角D为30-60度(即：此溢气方向与所述输灰管9内输灰方向的夹角为180-D),这样可以使得吹气管2内的气体能够更好吹开输灰管9内的堵塞，快速且有效地治堵，实现永不堵塞；所述吹气管2和所述输灰管9的连通处与所述溢气管3和所述输灰管9的连通处之间的距离为25cm，根据实践经验，通常是沿输灰方向：管道内发生堵塞，后方输灰管9内压力增大，现有技术中是输灰管9上的溢气口与吹气口重合，则对于在溢气口前方距离相对较近的严重堵塞点来说(距离很近的堵点可以在吹气的冲击下有效解堵)，吹入的气体压力已经减弱且与输灰管9内的气流形成冲击力较小的紊流，尚未与输灰管9内的气流完全形成一致的前进合力，遇到此严重堵点会造成输灰管9内气压急剧上升而形成剧烈的反窜气流而进入补气装置内部；而本发明中吹气点在溢气点后方25cm，吹入输灰管9内的气体到达溢气口的时候基本上与输灰管9内的气流完全形成了一致的前进合力，可以有效地解决现有设计中溢气口和吹气口共用时溢气口前方相对较近的严重堵塞点难以吹开的问题。

所述第二气缸5内安装有第二弹簧14，所述第二弹簧14的一端与所述第二气缸5的第一端缸底固定连接，所述第二弹簧14的另一端与所述导气活塞6固定连接。所述第一气缸4内安装有第一弹簧15，所述第一弹簧15的一端与所述第一气缸4的第二端缸底固定连接，所述第一弹簧15的另一端与所述平衡活塞7固定连接。在正常输灰状态下，在所述第一弹簧15、所述第二弹簧14和以及补气压力下保持导气活塞6处于封堵供气孔11和吹气孔10的平衡状态；在吹气完毕而输灰管9内的压力降低至工作状态时，所述第一弹簧15和所述第二弹簧14共同作用使得导气活塞6恢复至封堵供气孔11和吹气孔10的状态。双弹簧设计可以使得活塞杆8及其两端的导气活塞6和平衡活塞7始终处于稳定状态，产品运输及现场安装的时候，碰撞或摔落均不会影响正常使用；此外，双弹簧设计还会使得导气活塞6和平衡活塞7往复运动过程中很难发生细微的转动，确保产品长时间使用状态下的可靠性，使得产品生产加工的时候不用在活塞和气缸内壁上开设相互配合导向槽、导轨以防止活塞发生细微转动。

所述第一气缸4的内径小于所述第二气缸5的内径(本实施例中所述第一气缸4的内径为所述第二气缸5的内径的二分之一)，一方面可以节约设备成本，另一方面防止因密封不严而导致所述第二气缸5内的气体进入所述第一气缸4时装置失灵。

所述供气支管1的气流横截面面积大于所述导气孔12的横截面面积，所述吹气管2的气流横截面面积小于所述导气孔12的横截面面积，可以使得所述供气支管1的供给气体流经所述导气孔12进入所述吹气管2时气流速度逐渐增大，有利于吹开输灰管9内的堵点。

如图4所示，所述第一气缸4和所述第二气缸5同轴安装设置，所述第一气缸4的缸体内壁上设置有第一限位块17，所述第二气缸5的缸体内壁上设置有第二限位块18；如图4、图5和图6所示，沿所述第一气缸4和/或所述第二气缸5的轴向：所述第一限位块17朝向所述供气孔11的一侧面与所述供气孔11边沿的最大距离为L1，所述导气活塞6与所述平衡活塞7二者之间的相互背离端面之间的距离为L2，所述第二限位块18朝向所述供气孔11的一侧面与所述供气孔11边沿的最小距离为L3，所述第一限位块17与第二限位块18之间的最小距离为L4，L1与L2相等，L3等于L4与L2二者之差；所述导气孔12与所述供气孔11的形状和大小相同。所述第一限位块17和所述第二限位块18的设置使得所述导气活塞6和所述平衡活塞7行程限制在工作需要的范围内，避免设备失灵。

所述溢气入口16与所述第二限位块18之间的最小距离为L5，L5大于或等于所述导气活塞6沿缸体轴向的长度和所述导气活塞6的最大行程之和，避免所述导气活塞6堵塞所述溢气入口16而使设备失灵。

如图7所示，本实施例单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统100在使用的时候，输灰管9的一端与所述仓泵200的出灰口流体导通，输灰管9的另一端与灰库300的入灰口流体导通，气源400的出气口与供气总管500流体导通；多个单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统100沿输灰管9的长度方向分别安装设置，供气支管1的进气口与供气总管500流体导通，相邻两个单元流化高效节气治堵防磨前导式自动栓塞满管输送系统100的间距为3-5米；所述第一气缸4和所述第二气缸5均固定安装于壳体24内，所述第一气缸4的第二端的缸体底部和所述第二气缸5的第一端的缸体底部均开设有通气孔，所述通气孔上安装有空气滤膜，空气滤膜可以过滤进入所述第一气缸4和所述第二气缸5内的空气，避免恶劣工作条件下空气内的粉尘等杂质进入气缸内部而影响气缸使用的可靠性及使用寿命。

如图1、图3和图8所示，本实施例中还包括补气管19，所述补气管19的一端与所述供气支管1流体导通，所述补气管19的另一端与所述导气活塞6和所述平衡活塞7之间的所述第二气缸5上的补气入口20流体导通；所述补气入口20位于所述导气活塞6的行程外且与溢气入口16沿第二气缸5横向正对；邻近所述溢气入口16的所述溢气管3内安装有逆止球21和压缩弹簧22，所述压缩弹簧22的一端与所述逆止球21固定连接，所述压缩弹簧22的一端与所述溢气管3内壁上的环形凸台23固定连接；所述逆止球21位于所述压缩弹簧22与所述溢气入口16之间，所述逆止球21的直径大于所述溢气入口16的孔径且小于所述溢气管3的内径。在第二气缸5内位于所述补气入口20和所述溢气入口16的两侧安装有第一节流孔板25和第二节流孔板26，第一节流孔板25和第二节流孔板26上均开设有节流孔，第一节流孔板25和第二节流孔板26的中心均设置有供活塞杆8作往复运动的活塞杆通道；第一节流孔板25和第二节流孔板26在所述导气活塞6的行程外。第一节流孔板25和第二节流孔板26的设置使得来自补气管19的气体能够快速到达溢气入口16，并且还可以对第一节流孔板25下方空间以及第二节流孔板26上方空间起到抽吸作用，降低第一节流孔板25下方空间以及第二节流孔板26上方空间内的气体压力。

如图1所示，在输灰管9正常输灰状态下，供气支管1内的气体通过补气管9进入到第二气缸5内部，并通过溢气入口16向逆止球21施加压力，使得逆止球21压缩所述压缩弹簧22，从而打开溢气入口16，使得少量气体通过溢气入口16以及溢气管3进入到输灰管9内，实现在正常输灰状态下向输灰管9内进行微量补气。当输灰管9内气压升高到需要通过吹气管2大量补气的时候，输灰管9内的溢气进入到所述溢气管3内并向溢气入口16流动，溢气管3内的溢气压力大于溢气入口16处第二气缸5内的气体压力，逆止球21在所述压缩弹簧22的作用下向溢气入口16方向移动并最终封堵住所述溢气入口16，此时补气管19继续向第二气缸5内供气，使得第二气缸5内气压上升而推动导气活塞6移动而压缩第二弹簧14(此时第一弹簧15释放部分弹性势能)，供气孔11和吹气孔10通过导气孔12逐渐导通，开始通过吹气管2向输灰管9内补气，直至导气活塞6继续移动直至导气孔12与供气孔11完全重合，此时达到最大补气量(如图3所示)。输灰管9内堵塞解除后，输灰管9内气压下降，第二气缸5内的气体通过溢气入口16向逆止球21施加压力，使得逆止球21压缩所述压缩弹簧22，从而打开溢气入口16，实现第二气缸5泄压，导气活塞6在所述第一弹簧15和所述第二弹簧14的共同作用下反向移动，直至完全封堵住供气孔11和吹气孔10。供气支管1内的气体继续通过补气管9进入到第二气缸5内部，使得少量气体通过溢气入口16以及溢气管3进入到输灰管9内，实现在正常输灰状态下向输灰管9内进行微量补气。本实施例不使用输灰管9的溢气驱动导气活塞6运动，而是采用来自供气支管1的干净的气体驱动导气活塞6，最大限度地减小输灰管9溢气进入到气缸内部以及与其他零部件接触，确保设备无故障、长时间运行。并且通过补气管19和溢气管3进行微量供气，可以增加很少的耗气量而起到很好的防堵作用。此外，由于在输灰管9正常输灰状态下，通过溢气管3进行微量供气，使得溢气管3与输灰管9导通处附近不会发生堵塞，而在溢气管3与输灰管9导通处的前方发生堵塞的时候，通过后方的吹气管2进行大量供气，能够非常有效地解决现有设计中溢气口和吹气口共用时溢气口前方相对较近的严重堵塞点难以吹开的问题。现有设计中溢气口和吹气口共用的设备，需要在弯头管、上升管、下降管密集安装补气阀门才能有效治堵，而使用本发明的设备，可以减少30-50％的设备安装数量，大大节约了成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。