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气动输送系统

阅读:654发布:2020-05-11

专利汇可以提供气动输送系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及在一种带空气总管道的输送系统内的气量调节,其中,在单个输送管道内气量或相应的气流速度通过一个具有机 翼型 面的升 力 体进行调节,这升力体的工作如同一节流 阀 ,并从全开 位置 的至少10度的安装 角 直到关闭位置的90度之间运动,该升力体本身通过空气管道截面堵塞的多或少调节气量,同时,在各种情况下,在升力体上所受的指向关闭位置的 气动 力和指向开启方向的 配重 之间处于一种平衡。依此,可以实现一个最佳的调节特性。,下面是气动输送系统专利的具体信息内容。

1、在气动输送系统中的带有一个空气调节的空气调节单元,其特征在于,空气调节阀(2)安装在空气管道中,并设计为可转动安置的升体(4),该升力体可作为一个节流阀从一个开启位置动作到一个关闭位置,同时,升力指向关闭的位置,并且,附加有在升力体(4)上的产生机械开启力的装置;该升力体(4)以一种机翼型断面的形式构成,它具有圆钝形的入流侧(12)和尖锲形的出流侧(13)。
2、如权利要求1的装置,其特征在于,该升力体(4)在一侧(11)上是拱形的,在其相对侧(14)基本上呈平坦的结构。
3、如权利要求1的装置,其特征在于,该机械的开启力是可调节的,并通过一个弹簧力或一个配重(5)构成。
4、如权利要求1的装置,其特征在于,该升力体(4)在关闭位置时,在其进流侧和出流侧留有一个空气间隙。
5、如权利要求1的装置,其特征在于,在出流侧(13)上该升力体(4)具有一个切口(16)。
6、如权利要求1的装置,其特征在于,该空气管道(1)有一个收缩部位,而升力体(4)设置在这收缩部位区域内。
7、调节一组气动空气输送管道(30-36)的气流速度的方法,该输送管道通过一个连接管道(1)连接到一个公共的通机(26)或一个鼓风机(26)上,其特征在于,为调节气流速度设置了空气调节单元,在该调节单元上的升力体(4)所受的升力使升力体(4)趋于朝向关闭方向运动,而一个施加到升力体(4)上的机械作用力趋于使力体(4)朝向开启位置运动。
8、如权利要求7的方法,其特征在于,该升力体(4)在从至少约为10度,最好至少为20度的开启位置和在关闭位置约为90度的调节范围内动作。

说明书全文

发明涉及一种带有一个通机或鼓风机,一个或多个气动输送管道以及一个空气量调节装置的气动输送系统

对工业设备的自动化程度要求越高,则对单个设备元件的运行可靠性要求就越高。这不仅是现代工业发展的一般经验,而且也是设备制造者的确定的义务一部分。在理论上至少有二种途径能增加设备运行的可靠性,其一是增加计算机的应用,不仅用于中心控制,而且特别作为单个机器和装置的计算机使用。

在DE-PS3128807中描述了一种解决本发明所提出的问题的方案。在粉料气动输送中的基本问题早已公知。此处,将多个平行的输送管道连接在一个共同的通风机或鼓风机上,这样,各个输送管道的空气量是互相制约的,例如,一旦在一个单独的输送管道内、或在其中一部分输送管道内的输送物量减少,那么由于在这些管道内的输送阻降低,致使空气量增大。但是,这对其余的输送管道来说是不利的,以致于在其余管道中会引起气量以及气流速度的下降。于是在通风输送管道内的产品输送变得不稳定,当该空气系统设计不好或处峰值状态时,甚至能引起物料的堆积和阻塞。DE-PS3128807试图在无须设置过载输送系统的鼓风机的情况下获得一种安全可靠的运转,为此建议,每一个输送管道设置一个气量调节装置,一个测定空气流量的探测装置和一个由探测装置控制的用于调节各个相应气流调节装置的机构,以便使通过输送管道的气流量保持稳定。通过探测装置,每个输送管道内的静压或压力差就可确 定,这些压力数据在一种电子控制装置中进行处理,以产生控制相应气流调节装置的调节机构的控制信号,从而使每个输送通道内气量保持在一个允许的最小值上。

可是,在含粉尘物料的输送管道内,空气静压力的测量技术应用是有问题的,存在着许多影响“静气压”-“气量”之间的直接关系的因素。主要不利因素之一是气流横截面、形状、表面积等的特殊结构设计。此外,压力值还由于可能粘着的粉料而受到极大干扰,直至测量值无法应用。如果采用普通的压力测量仪表来确定静压,那么在很短时间之后,由于测量管截面小而出现的堵塞,使含粉尘空气中相应的测量信号也不再能说明问题了。

因此,想采用电子计算装置进行精确的气量调节和控制的愿望被证明是一种幻想。电子技术将本来简单的事情变得错综复杂起来。也不能达到提高运转可靠性的目的。

第二种途径,近来在许多自动化设备中被采用,该方法可通过在每一个输送管道各设置一个鼓风机而简单地绕过该问题。可以设想,采用十分简单的节流用于每个输送管道的粗调节。由于在每一个磨料机内有相当多数量的气动输送管道,从花费度来看,这样一种方案是不合适的。此外,如果应用许多排风机、达等,系统中单元个部件数目明显增加,又使运行的可靠性成了问题。

迄今在实践中无论是应用更多的计算机或是放弃采用多个气动输送管道的共用总系统都未能取得令人满意的效果。只是在次要情况下,仍然采有了一种最古老的、最简单的在每个输送管道中设置一个可运动的调节阀的方案。此时,该调节阀通过一个配重,向着开启位置运动,并视空气流动的强度或多或少地向着其关闭位置运动。这种调节阀不同于排风装置中的无气流时关死,有气流通过时向开启位置运动的关闭阀。

在瑞士专利说明书CH-PS600428中描述了一种在通风装置内调节气 量用的稍作改进的结构。在这种解决方案中,使用作用在节流阀平坦表面上的气动力和一个过紧力矩以及一个与空气流额定值相应的校准信号来使节流阀处于所希望的平衡位置,或所希望的开启位置。在此,粉尘敏感性的问题仍然没有得到解决。

由此,本发明的任务是,避免现有解决方案的缺陷,提高运转的可靠性,同时,尽可能降低气动输送的空气消耗,特别是不采用复杂的和对粉尘敏感的结构元件。

本发明解决方案的特征是,每个气量调节装置具有一个可转动安置的升力体,它作为一种节流阀可从开启位置运动到关闭位置,同时,空气流的升力指向升力体的关闭位置,并且,附加的机械开启力作用在该升力体上。

由较大规模的实验室试验得知,上述简单装置有出人意料的精确功能。这种功能被该领域专业人员认为是不可能的,而自从气动管道输送粉料开始以来,徒然寻求解决方案已约40年了。

通过合适地选择升力体的形状,不仅可以使空气量保持恒定,而且甚至还能达到一种积极的效果,例如当单个输送管道内阻力增加时,可使空气量调节得略大一些,就气动输送的稳定性而言这是又一优点。

本发明也允许采用其它不同的结构设想。该升力体可采用机翼型断面,入流侧为圆形钝头体,流出侧为尖楔形,通过在气动输送有中断趋向时,立刻提高气量的方式,这种结构措施就允许保持一种特别有利的“空气压力-空气量关系”。

最好机翼翼型的一侧呈拱形,而在相对的另一侧是基本平面的结构。

另一个优选的结构设想是,升力体的机翼型断面翼型在其尖形的流出侧具有一个切口,因此,无论在全开还是在全闭位置,都可提高升力体的动作灵敏度,因为采用这种方式,相对升力体的转动点而言,得到一种较小的力的不平衡,即使转动点位于升力体大致中心时也如此。

为能对该空气系统进行精确调节,尤其在以后情况变化时能进行校准,最好该机械开启力是可调节的,由一种弹性力或一个配重来构成。特别在极限关闭位置时,处于关闭位置的升力体在其入流侧和流出侧留有一个空气间隙是十分有利的。

为了在一个大的范围内能够对空气量进行精确地调节,最好该空气输送管道设置一个收缩的部位,同时把升力体安置在这收缩部位的区域内。

本发明还涉及对一组气动空气输送管道的气流速度进行调节的方法,这组输送管道是通过一个连接管与一个共同的通风机或鼓风机相连接的。

这种新方法的特征是,至少在具有较大管道截面的输送管道中,利用机械的气动力对气流速度独立进行调节。那里,设计为升力体的空气速度调节阀的升力用来作为关闭力,其方向与一种作为开启力的机械作用力的方向相反。

该升力体在完全开启位置时,最好具有一个约为20度的定位角,为了调节,该升力体在20度和90度之间的范围内移动。在90度时,升力体几乎起着一个关闭的闸阀的作用,亦即它与空气流处于一个完全正交的位置。各种不同的试验表明,打开的位置应该用一个限位器加以限制。为应用简便,该限位器在开放位置时可定在大约10度,最好能具有从大约15度至25度的数值。然而,在大多数情况下,20度为最佳,在20度时已产生很强的升力,以致于立即形成一个高的动作灵敏度,这特别在设备启动也即通风机的启动时可能是有决定性的。

每个从事空气流动技术领域的专业人员都充分知道,经常由于微小的变化,例如由于局部不可控涡流引起测量段的变化,会造成结果的严重失真,以致不能使用,亦即这些偏差可能轻易地达到实际值的20%,50%或更多。需要很多的实践,特别是应用已知的测量技术规则才能够进行有效的测量。在采用皮托管的情况下,只要把皮托管少许倾斜,就 足以得到超过允许范围的测量误差。另一方面,实际操作人员都知道一些达到目的的手法。

更加有问题的是飞机结构中的、机翼型断面的设计中及常规的升力体应用中的各种比例参数。为得到最佳升力机翼型断面有一个确定的安装角范围。如果安装角选择过大,那么,在流出侧的气流会发生突然中断,并在此处转变成一种完全不可控的涡流,使升力受到破坏。在正常的亚音速区内,预计安装角最大值为20度,如果想转用这个已知的规律,那么就可马上得知这种转用是不行的。当将这样的升力体用作节流阀时,至少首先考虑到,允许的调节范围只能是很小的,而对于空气节流几乎是无用的。如同上面对装置所描述的情况那样,以新的气量调节装置进行的测量却正好得出相反结构,亦即得到一个直到升力体在几乎接近完全正交位置的关闭的明显稳定的“空气量-压力曲线”。这意味着,该升力体正好在飞机翼型应用范围以外的区域内使用。

唯一的并通过实践证明的解释是,一个升力体在封闭管道系统内的性能完全不同于一架在自由大气中的飞机上的同样翼型在对应速度状况下的性能。就申请人所知,尚未有人对这种现象作深入研究或者在空气量调节实践中加以应用。

本发明还涉及可转动的升力体在气动输送系统及空气-除尘系统中进行空气速度调节的应用。

下面通过一些实施例对本发明作更详细的说明。

图1是处于开启位置时的气量调节装置的剖视图,

图2是图1所示的气量调节装置,在半关闭位置时的剖面图,

图3a是机翼叶型,

图3b是根据图1和图2翼型的压力/空气量调节关系曲线,

图4表示一种新型气量调节装置的简单示意布置,

图5示意地描述了整个粉料气动输送系统的调节情况。

在图1中,一个空气调节单元2安装在空气导管1内,它由一个管件3,一个升力体4,以及一个配重5组成,该管件3既可以采用普通的圆管,也可以例如用矩形截面的管构成。而升力体4在完全开启位置时有一个相对于管3中心轴6至少为10度的安装角α。这样,气流按箭头7方向流动时,在每种情况下都产生一个使升力体关闭的气动力(下称关闭力)S,该关闭力S就是人们能想到的作用在升力体4的升力总和所产生的合力。为此,仅示意地在包络曲线8中用许多单个力矢量来描述对于通常机翼是常见的力场。力矢量的实际值没有测定。但是,不能排除实际的受力分布是与此不同的,然而最令人感兴趣的关闭力S则是与此相同的。现在,配重的重力G以与关闭力S相反的方向作用在升力体上,在气流速度稳定的情况下,在气动力S和配重5的重力G之间达到平衡。

如果把空气速度V提高到如图2所示的二倍值V,那第气动关闭力S(原文为升力)立即从S增大至S,这就将升力体关闭到大体半开的位置,(角度为β)。但是,在此余下横截面内的气流速度还是变大。所有这些力的总和再次达到成一个新的平衡,从而在升力体前方的静压Pstat与Pstat的压差,当该压差由于升力体处于新的,更关闭的位置而调节出一个几乎相等的气流速度V1=V2时,立即得到相应平衡。该调节单元以这种方式确实调节得到一个基本稳定的气流速度。

这种相应的变化发生在几分之一秒钟内,所以该空气系统几乎不受到由个别输送管道1内发生的压力变化造成的干扰,这一点对于通风机启动时尤为重要。

在图3中以示意方式描绘了表示升力体11的压力Pa与气量(米/分)之间变化关系的测量曲线10。其特点是,入流侧12是圆钝形,而流出侧13是尖锲形。这就造成一个较明显的翼型厚度D,其可达翼型长度L的1/5。该升力体11的下侧14可以是稍向里凹的圆弧形或平坦形结构,所 描述的这种形状也具有以下优点;即在表面上较少粘附有尘土或粉状颗粒。

在图3a中描述的机翼断面具有一个转动点或一个转轴15,其大体位于翼型弦长L的中点处(a,a)。图1所示的升力体的另一个特殊结构是在尖形的出流侧有一个切口16,该切口使升力体位于开启位置时对气动力来说出现一个有利于关闭力的力不平衡,这就有可能安置一个较重的配重,以增大开启力。由此导致,该升力体可从全开位置马上朝关闭方向和从全关闭位置立刻朝开启方向动作。图上的点划线17表示,该升力体对任何一种管道或通道结构(如圆的,椭圆的,方形的等)都是适用的。

在特殊的应用中,例如,在一种特别大的通道截面中,也可以应用二个或多个互相平行的升力体,如果在各个升力体之间安置一个导流挡板,从而使每个升力体形成一个自己的通道流,则结果的精确度会因此提高。

在图4中描述了该新型空气调节装置的一种实际应用,在图中,还是作为试验装置而加以完善。来流空气量由文式管20进行测量。输送压力可以通过常用的节流阀21调节到任间需要的值,静压在空气调节单元2前用一个压力表22测定,另一个压力计23测量空气调节单元2之后的静压。然后,又有一个通常的可调节的节流阀24。为了模拟不同的空气压力比,在通风机26和可控节流阀24之间设置一个进气阀25。在通风机26之后是一个消声器27。在一个相应的试验装置中,在所有可能的运行状态和运行变化情况下证实其运行可靠而有效。

在图5中,描述了粉料气动输送系统中进行气量调节的情况,管道30-36是实际中常用的具有不同截面的气动产品输送管。

或多或少的细点表明在有关的输送管道内,某一瞬间输送产品的多少或没有产品输送情况。例如,如果在二个最粗的输送管道32和36内没有产品输送,并在各自的输送管道内空气量没有调节时,那么在这二个 管道内气流速度会相当高,这就使小截面输送管道30,31,33,34,35内的负荷增加,其中由于缺乏足够的空气速度使输送工作可能中断。

但是,采用按本发明的调节装置,如在输送管道36内瞬间没有产品输送时,该空气调节装置就将关闭到一个相当于额定空气量的最小值。按图1和图2,在所有的输送管道中配重的相庆倾斜位置就示意地表示了其中该升力体应处的位置。

结果,采用这种方法,整个系统工作稳定,所以在总管道37内可调节出一种基本稳定的气量,而与在哪个输送管道内输送多少产品完全无关。从图5还可明显看出,例如,对于小的输送管道33,没有设置空气调节单元。如果相应的空气量仅占总气量的10%-20%,无论从经济观点还是从运行可靠性来看,这一做法毫无疑问是完全允许的。

这样做法可涉及一种产品传送管道,根据经验,其中输送的产品粘性很强,例如为十分潮湿的面粉。在此,由于不调节空气量,或者选择在任何情况下都过大的空气量,就将冒一点经济损失的风险,作为补偿,可排除产生故障的可能。

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