粉料輸送裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種粉料輸送裝置，包括氣粉混合器(13)、柱塞筒式粉倉和線性驅動機構，柱塞筒式粉倉包括柱塞(7)及柱塞筒(8)，線性驅動機構驅動柱塞在柱塞筒內線性移動，以推動粉料進入氣粉混合器內，實現粉料的氣力輸送。線性驅動機構包括旋轉驅動電機(1)、絲桿(4)和絲桿滑塊(6)，柱塞與絲桿滑塊相連，旋轉驅動電機驅動絲桿旋轉以帶動絲桿滑塊和柱塞線性移動。氣粉混合器連接有并行設置的多個柱塞筒式粉倉，絲桿滑塊連接并帶動多個柱塞筒式粉倉的多個柱塞同步線性移動。本發明裝置可實現小粒徑粉體顆粒的微量輸送，具有誤差小、給粉精確、可長時間連續工作的優點。對粉體的適應性好，可根據給粉量的不同，調節粉倉內的裝粉量。
【專利說明】
粉料輸送裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種試驗用的連續微量給粉裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，越來越多的學者致力于煤粉、生物質等顆粒物的燃燒和熱解等實驗研究。在這些研究中，一般需要通過氣體攜帶流卷吸攜帶煤粉送到實驗裝置中，通常所需要的給粉速率都很小，有的甚至低于0.2g/min。并且輸送的粉體粒徑都很小，一般煤粉顆粒小于ΙΟΟμπι。而實現精準連續穩定地給粉，對整個實驗研究至關重要。
[0003]現有的給粉裝置類型較多，如螺旋給粉機、葉輪給粉機、刮板式給粉機等，這些給粉機普遍存在給煤精度不高、不能實現連續給粉等缺點，難以實現精確給煤，同時粉體顆粒的力學特性較為復雜，在加料時容易形成結拱等現象，造成堵塞。例如專利申請200820221966.8中提出了一種塌落式給粉機，該技術特點是利用粉體的重力進行給粉，但明顯缺點是給粉量不易控制，給粉誤差大。
[0004]此外，現有微量給粉機的驅動系統大多采用直流電機和減速器相組合的方式，具有轉速誤差大、難以在低轉速下穩定運行等缺點。因此，提高電機運行的精度也非常重要。

【發明內容】

[0005]針對現有技術的上述缺陷或不足，本發明提供了一種粉料輸送裝置，可實現小粒徑粉體顆粒的微量輸送，具有誤差小、可長時間連續工作的優點。
[0006]為實現上述目的，本發明提供了一種粉料輸送裝置，所述粉料輸送裝置包括氣粉混合器、柱塞筒式粉倉和線性驅動機構，所述柱塞筒式粉倉包括柱塞以及與所述氣粉混合器連通的柱塞筒，所述線性驅動機構驅動所述柱塞在所述柱塞筒內線性移動，以推動該柱塞筒內的粉料進入所述氣粉混合器內，并通過該氣粉混合器實現粉料的氣力輸送。
[0007]優選地，所述線性驅動機構包括旋轉驅動電機、絲桿和絲桿滑塊，所述柱塞與所述絲桿滑塊相連，所述旋轉驅動電機驅動所述絲桿旋轉以帶動所述絲桿滑塊和所述柱塞線性移動。
[0008]優選地，所述旋轉驅動電機為步進電機。
[0009]優選地，所述絲桿可旋轉地支撐在兩端的軸承座上，所述旋轉驅動電機的電機輸出軸通過聯軸器與所述絲桿的一端相連。
[0010]優選地，所述氣粉混合器連接有并行設置的多個所述柱塞筒式粉倉，所述絲桿滑塊連接并帶動多個所述柱塞筒式粉倉的多個所述柱塞同步線性移動。
[0011 ]優選地，所述柱塞筒式粉倉的一端通過所述柱塞筒的出口端連接所述氣粉混合器，所述柱塞筒式粉倉的另一端通過從所述柱塞筒的進口端伸出的所述柱塞的端部固定連接于所述絲桿滑塊，所述粉料輸送裝置還包括支架，該支架的下端支撐于底座，所述支架的上端設有多個管夾以分別夾持多個所述柱塞筒。
[0012]優選地，所述柱塞筒的與所述氣粉混合器連通的出口端設有閘門。
[0013]優選地，所述氣粉混合器的頂部側壁上設有進料短管，所述柱塞筒的出口端與所述進料短管之間形成套管連接。
[0014]優選地，所述氣粉混合器的頂部連接有進氣管，所述氣粉混合器的底部連接有送粉管，并且所述氣粉混合器還設有用于測試腔內氣壓的壓力表。
[0015]優選地，所述粉料輸送裝置還包括用于驅動所述氣粉混合器振動的振動電機。
[0016]優選地，所述氣粉混合器的與所述送粉管相連的底部呈錐形漏斗狀，該錐形漏斗的錐角小于所述粉粒的堆積角。
[0017]通過上述技術方案，在本發明的粉料輸送裝置中，利用柱塞勻速推進的特點，可顯著地減少了給粉誤差，即推進式微量給粉裝置，可以有效地輸送顆粒粒徑小于ΙΟΟμπι的粉體顆粒。通過線性驅動機構對柱塞筒式粉倉的持續往復驅動，可實現連續微量給粉的目的。
[0018]本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0019]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0020]圖1為根據本發明的優選實施方式的粉料輸送裝置的結構原理圖。
[0021]附圖標記說明
[0022]I旋轉驅動電機2聯軸器
[0023]3軸承座4絲桿
[0024]5底座6絲桿滑塊
[0025]7柱塞8柱塞筒
[0026]9支架10 振動電機
[0027]11進氣管12 壓力表
[0028]13氣粉混合器91 管夾
[0029]131進料短管
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0031]在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“內、外”通常指的是相對于腔室而言的腔室內外或相對于圓心而言的徑向內外。
[0032]如圖1所示，本發明提供了一種粉料輸送裝置，該粉料輸送裝置包括氣粉混合器
13、柱塞筒式粉倉和線性驅動機構，柱塞筒式粉倉包括柱塞7以及與氣粉混合器13連通的柱塞筒8，線性驅動機構驅動柱塞7在柱塞筒8內線性移動，以推動該柱塞筒8內的粉料進入氣粉混合器13內，并通過該氣粉混合器13實現粉料的氣力輸送。可見，本發明旨在利用柱塞的勻速推進的特點，來實現推進式微量給粉，以顯著減少給粉誤差，構成推進式微量給粉裝置。
[0033]從原理上來說，本發明裝置主要由驅動系統、給粉系統和輸粉系統組成。具體地，線性驅動機構精確驅動柱塞筒式給粉系統進行精確、勻速給料，給料的粉體顆粒進入氣粉混合器13內被氣流卷吸攜帶走，完成氣力輸送。
[0034]如I所示，作為示例，線性驅動機構可包括旋轉驅動電機1、絲桿4和絲桿滑塊6，柱塞7與絲桿滑塊6相連，旋轉驅動電機I驅動絲桿4旋轉以帶動絲桿滑塊6和柱塞7線性移動。即線性驅動機構采用電機驅動螺桿的結構形式，將旋轉驅動電機I的旋轉運動轉化為絲桿滑塊6的精確的線性移動，通過控制旋轉驅動電機I的旋轉圈數、旋轉頻率可控制絲桿滑塊6的移動距離、移動速度。經由絲桿滑塊6可推進柱塞7做勻速直線運動，將柱塞筒8內的粉料均勻給料至氣粉混合器13內。絲桿滑塊裝置在安裝時，如圖1所示，絲桿4可旋轉地支撐在兩端的軸承座3上，旋轉驅動電機I的電機輸出軸通過聯軸器2與絲桿4的一端相連。
[0035]旋轉驅動電機I優選為步進電機。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。總之，步進電機驅動的轉速穩定，調速范圍大，可在低轉速下穩定運行。步進電機的驅動器和控制器可以精確地控制步進電機的轉速，以及控制電機的正反轉切換。通過脈沖信號控制電機的轉速，實現微量粉體的連續供給。
[0036]為了保證粉倉內粉量的可調節，可將粉倉分為多個小粉倉，每個粉倉對應一個推動柱塞，可以根據給粉量的不同來選取粉倉的個數，給粉系統與輸粉系統之間采用套管連接，可以拆卸，便于安裝。參見圖1，氣粉混合器13連接有并行設置的多個柱塞筒式粉倉，絲桿滑塊6連接并帶動多個柱塞筒式粉倉的多個柱塞7同步線性移動。其中，氣粉混合器13的頂部側壁上設有進料短管131，柱塞筒8的出口端與進料短管131之間形成套管連接。柱塞筒8的與氣粉混合器13連通的出口端還可設有啟閉閘門。
[0037]具體安裝時，柱塞筒式粉倉的一端通過柱塞筒8的出口端連接氣粉混合器13，柱塞筒式粉倉的另一端通過從柱塞筒8的進口端伸出的柱塞7的端部固定連接于絲桿滑塊6，粉料輸送裝置還包括支架9，該支架9的下端支撐于底座5，支架9的上端設有多個管夾91以分別夾持多個柱塞筒8。這樣，柱塞筒式粉倉的安裝可靠，柱塞筒式粉倉和線性驅動機構之間的連接驅動關系穩定。
[0038]回到氣粉混合器13，其頂部連接有進氣管11，氣粉混合器13的底部連接有送粉管
14。粉體顆粒在氣粉混合器13內與由進氣管11通入的氣體形成攜帶流，最終從送粉管14流出。其中，為防止輸粉系統內過壓，需實時監測管內的壓力，為此，氣粉混合器13還設有用于測試腔內氣壓的壓力表12。為防止粉體顆粒在混合器出口處及輸粉系統連接處形成堵塞，氣粉混合器13還設置有振動電機10，以減少粉體對氣粉混合器13的壁面的粘附。利用振動電機10的振動作用，還可有效避免粉體顆粒的堆積和堵塞。此外，氣粉混合器13的與送粉管14相連的底部呈錐形漏斗狀，該錐形漏斗的錐角小于粉粒的堆積角，以避免粉體在氣粉混合器13內的堆積。
[0039]本發明的粉料輸送裝置采用步進電機、絲杠、推進柱塞、壓力表和振動電機等相結合的方式，通過脈沖信號控制電機的轉速，實現微量粉體的連續供給，其對粉體的適應性好，可輸送煤粉、生物質、飛灰以及其他粉狀物質，可避免粉體的粘結效應，且粉體的輸送粒徑范圍廣，可根據給粉量的不同，調節粉倉內的裝粉量。其具體工作過程為:
[0040]以煤粉為例，在給粉前，先連接好各連接部件，確保各部分連接穩固；參見圖1，啟動步進電機控制器，將步進電機調整為反轉，直到絲桿滑塊6運動到最右方(避免與右邊軸承座3相撞)，停止步進電機;根據實驗需要，稱取一定量的煤粉，并選取合適的粉倉個數，將裝有煤粉的粉倉(即柱塞筒8)與氣粉混合器13和柱塞7連接，重新啟動步進電機，調整為正轉，推進柱塞7直到煤粉抵達粉倉的出口處，停止步進電機，到此時給煤的準備工作完畢。接下來，通過進氣管11向氣粉混合器13內通入氣體，啟動步進電機和振動電機10，并啟動秒表計時，開始給煤，在給煤的過程中，應時刻關注壓力表12的壓強變化，如遇壓強過高的情況，應及時關掉步進電機，停止給煤。待給煤結束后，反轉步進電機退出柱塞7，將給粉倉和柱塞7取下。
[0041 ]綜上，與現有加料器相比，本發明具有以下優點:
[0042]1、對粉體的適應性好，可輸送煤粉、生物質、飛灰以及其他粉狀物質，可避免粉體的粘結效應，且粉體的輸送粒徑范圍廣；
[0043]2、利用振動電機的振動作用，可有效避免粉體顆粒的堆積和堵塞；
[0044]3、可根據給粉量的不同，調節粉倉內的裝粉量；
[0045]4、采用步進電機驅動，轉速穩定，調速范圍大，可在低轉速下穩定運行，保證了給粉的精確。
[0046]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，例如，線性驅動機構也不限于電機驅動的絲桿滑塊機構，也可以是電動推桿直接驅動、氣動缸或液壓缸驅動等諸多方式，這些簡單變型均未超出本發明的構思，因而均屬于本發明的保護范圍。
[0047]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0048]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1.一種粉料輸送裝置，所述粉料輸送裝置包括氣粉混合器(13)、柱塞筒式粉倉和線性驅動機構，所述柱塞筒式粉倉包括柱塞(7)以及與所述氣粉混合器(13)連通的柱塞筒(8)，所述線性驅動機構驅動所述柱塞(7)在所述柱塞筒(8)內線性移動，以推動該柱塞筒(8)內的粉料進入所述氣粉混合器(13)內，并通過該氣粉混合器(13)實現粉料的氣力輸送。2.根據權利要求1所述的粉料輸送裝置，其中，所述線性驅動機構包括旋轉驅動電機(1)、絲桿(4)和絲桿滑塊(6)，所述柱塞(7)與所述絲桿滑塊(6)相連，所述旋轉驅動電機(I)驅動所述絲桿(4)旋轉以帶動所述絲桿滑塊(6)和所述柱塞(7)線性移動。3.根據權利要求2所述的粉料輸送裝置，其中，所述旋轉驅動電機(I)為步進電機。4.根據權利要求2所述的粉料輸送裝置，其中，所述絲桿(4)可旋轉地支撐在兩端的軸承座(3)上，所述旋轉驅動電機(I)的電機輸出軸通過聯軸器(2)與所述絲桿(4)的一端相連。5.根據權利要求2?4中任意一項所述的粉料輸送裝置，其中，所述氣粉混合器(13)連接有并行設置的多個所述柱塞筒式粉倉，所述絲桿滑塊(6)連接并帶動多個所述柱塞筒式粉倉的多個所述柱塞(7)同步線性移動。6.根據權利要求5所述的粉料輸送裝置，其中，所述柱塞筒式粉倉的一端通過所述柱塞筒(8)的出口端連接所述氣粉混合器(13)，所述柱塞筒式粉倉的另一端通過從所述柱塞筒(8)的進口端伸出的所述柱塞(7)的端部固定連接于所述絲桿滑塊(6)，所述粉料輸送裝置還包括支架(9)，該支架(9)的下端支撐于底座(5)，所述支架(9)的上端設有多個管夾(91)以分別夾持多個所述柱塞筒(8)。7.根據權利要求5所述的粉料輸送裝置，其中，所述柱塞筒(8)的與所述氣粉混合器(13)連通的出口端設有閘門。8.根據權利要求5所述的粉料輸送裝置，其中，所述氣粉混合器(13)的頂部側壁上設有進料短管(131)，所述柱塞筒(8)的出口端與所述進料短管(131)之間形成套管連接。9.根據權利要求1所述的粉料輸送裝置，其中，所述氣粉混合器(13)的頂部連接有進氣管(U)，所述氣粉混合器(13)的底部連接有送粉管(14)，并且所述氣粉混合器(13)還設有用于測試腔內氣壓的壓力表(12)。10.根據權利要求9所述的粉料輸送裝置，其中，所述粉料輸送裝置還包括用于驅動所述氣粉混合器(13)振動的振動電機(10)。11.根據權利要求9所述的粉料輸送裝置，其中，所述氣粉混合器(13)的與所述送粉管(14)相連的底部呈錐形漏斗狀，該錐形漏斗的錐角小于所述粉粒的堆積角。
【文檔編號】B65G53/06GK106081629SQ201610631390
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610631390.1, CN 106081629 A, CN 106081629A, CN 201610631390, CN-A-106081629, CN106081629 A, CN106081629A, CN201610631390, CN201610631390.1
【發明人】劉小奇, 曹培強, 趙勇綱, 沈亞東, 蒲鵬飛, 白楊, 鄧磊, 李 昊, 董金貴, 王長安, 車得福
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 神華神東電力有限責任公司, 西安交通大學