一种旋风分离器的自动出料装置及其控制方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201310418253.6 | 申请日 | 2013-09-13 | 公开(公告)号 | CN104437906B | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院; | 发明人 | 曾宪忠; 陈翔; 丛林; 郑虹玲; 刘翠云; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种旋 风 分离器的自动出料装置，其包括料仓、自动出料出口 法兰 （7）、连接部件以及控制箱（4），所述料仓包括上料仓（5）、下料仓（2），所述上料仓（5）与所述下料仓（2）之间、所述上料仓（5）与所述旋风分离器出口（6）之间、所述下料仓（2）与所述自动出料出口法兰（7）之间通过连接部件固定连接；所述上料仓（5）与所述下料仓（2）之间的连接部件连接第一电磁 气动 碟 阀 （3），所述下料仓（2）与所述自动出料出口法兰（7）之间的连接部件连接第二电磁气动碟阀（1），所述第一电磁气动碟阀（3）与所述第二电磁气动碟阀（1）都连接控制箱（4），提供了能自动出料的粉末状 橡胶 的旋风分离器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋风分离器的自动出料装置，与旋风分离器出口(6)连接，其包括料仓、自动出料出口法兰(7)、连接部件以及控制箱(4)，所述料仓位于旋风分离器出口(6)的下部，其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 一种旋风分离器的自动出料装置及其控制方法技术领域背景技术[0002] 粉末橡胶经喷雾干燥制备后的产品虽为颗粒状但并不爽滑，容易产生粘壁和结团，继而造成管口堵塞，装置不能出料的局面。如不及时清理将无法维持正常生产，因此，对于粉末橡胶这一类物料，在喷雾干燥行业内通常采用手动出料装置（附图1），而不是采用自动出料装置，以便于清理，防止管口堵塞。 [0003] 但是手动出料操作较为繁琐，出料时需要每隔一段时间人工拆卸，人工抬桶1-1出料一次，若出料不及时，物料易被向上运动内旋气流带出装置外，导致物料损失，也易导致物料堵塞旋风分离器出料口，此时只能在线清理，导致系统密封性能破坏。 发明内容[0004] 针对使用手动出料装置的上述问题，本发明提供了一种密封性能良好、能够避免物料堵塞的自动出料装置及其控制方法。 [0005] 本发明的目的之一在于提供一种旋风分离器的自动出料装置，实现自动处理粉末橡胶类物料： [0006] 一种旋风分离器的自动出料装置，与旋风分离器出口6连接，其包括料仓、自动出料出口法兰7、连接部件以及控制箱4，所述料仓位于旋风分离器出口6的下部，其特征在于： [0007] 所述料仓由上之下依次包括上料仓5、下料仓2，所述上料仓5与所述下料仓2之间、所述上料仓5与所述旋风分离器出口6之间、所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间通过连接部件固定连接； [0008] 所述上料仓5与所述下料仓2之间的连接部件连接第一电磁气动碟阀3，所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间的连接部件连接第二电磁气动碟阀1，所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1都连接控制箱4；所述旋风分离器的自动出料装置主要通过上述控制箱4控制第一电磁气动碟阀3以及第二电磁气动碟阀1的打开和关闭，实现旋风分离器的自动出料。 [0009] 所述第一电磁气动碟阀3的公称直径为DN1，所述第二电磁气动碟阀1的公称直径为DN2，旋风分离器出口6的公称直径为DN，DN1与DN相等或比DN小一个公称直径，一个公称直径优选为50mm，DN2与DN相等； [0010] 所述第一电磁气动碟阀3以及所述第二电磁气动碟阀1的密封公称压力为P2，所述旋风分离器的自动出料装置的密封压力为P1，根据P1选择P2，P2等于P1或比P1大一个公称压力等级。再根据P2选择电流型式、电压值以及气源压力，所述旋风分离器的自动出料装置的气源压力0.2MPa～0.8MPa，电流型式根据所述控制箱4的型式选择直流或交流。 [0011] 所述公称直径指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm；所述公称压力是一个用数字表示的与压力有关的标示代号，是供参考用的方便的圆整数，以P表示，单位MPa，公称压力等级通常是0.6MPa，1.0MPa，1.6MPa，2.5MPa。 [0012] 所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1为双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀，每个双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀包括阀板和阀座，并且阀板和阀座采用过盈配合，过盈量根据所述第一电磁气动碟阀3以及所述第二电磁气动碟阀1的公称密封压力为P2选用，对于粘黏性物料过盈量通常采用0.4～0.6mm。具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下。 [0013] 所述双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀包含双控电磁阀、双作用气缸、碟阀和一些配件组成，双控电磁阀用于控制气源，可以自动开关；双作用气缸用于控制碟阀，可以自动开关。目前还存在单作用气缸，只能用于开或关。 [0014] 进一步地，本发明所提供的一种旋风分离器的自动出料装置，还能够防止粉末橡胶经喷雾干燥制备后的产品粘壁和结团： [0015] 所述上料仓5内壁、所述下料仓2内壁都光滑，并且所述上料仓5内壁、所述下料仓2内壁、所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1的阀板整个表面和阀座内腔都喷涂防粘喷涂层。根据不同物料选择不同防粘喷涂层。 [0016] 所述防粘喷涂层选自聚四氟乙烯类涂层，优选为聚四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚的共聚物，即PFA。 [0017] 进一步地，本发明所提供的一种旋风分离器的自动出料装置，通过改变料仓中上料仓、下料仓等部分的结构，有利于防止粉末橡胶经喷雾干燥制备后的产品粘壁和结团，从而有利于自动出料装置对于粉末橡胶类物料的自动处理： [0018] 所述上料仓5由上料仓第一直筒段5-4、上料仓锥形仓5-3、上料仓第二直筒段5-2组成，所述上料仓锥形仓5-3的外壁倾斜； [0019] 所述上料仓5与所述旋风分离器出口6之间的连接部件包括上料仓上连接法兰5-5以及旋风分离器出口下连接法兰6-1，所述上料仓5与所述下料仓2之间的连接部件包括上料仓下连接法兰5-1； [0020] 所述上料仓上连接法兰5-5的内径为D1，所述旋风分离器出口下连接法兰6-1的内径为D2，所述上料仓第一直筒段5-4的内径为D3，D1、D2与D3相等； [0021] 所述上料仓第二直筒段5-2的内径为D4，所述上料仓下连接法兰5-1的内径为D5，所述第一电磁气动碟阀3的内径为D6，D4、D5与D6相等。 [0022] 所述上料仓锥形仓5-3的外壁所在平面与所述上料仓第二直筒段的外壁所在平面之间所呈的锐角的角度为上料仓锥形仓半顶角α，α为5°～15°。 [0023] 所述上料仓5中上料仓上连接法兰5-5的顶面与所述上料仓下连接法兰5-1的底面之间的距离为上料仓高度h1，上料仓5里向下运动的外部旋流与向上运动的内部旋流的交界点为折返点5-6，所述折返点5-6与所述上料仓上连接法兰5-5的顶面之间的距离为折返点5-6长度L1，h1>L1，所述上料仓5内各折返点5-6形成平面以下与所述上料仓下连接法兰5-1底面之间的空间为上料仓有效体积V1，旋风分离器的出料速率为G1，旋风分离器在第一电磁气动碟阀3关闭时间T1下的出料量为V2，V2=G1×T1≤V1，第一电磁气动碟阀3关闭最大时间：T1MAX=V1/G1。 [0024] 在上述过程中，上料仓高度h1确定后，上料仓锥形仓5-3整体几何尺寸确定，折返点5-6的具体位置影响因素复杂，一般通过试验获得，所述折返点5-6与所述上料仓上连接法兰5-5的顶面之间的距离为折返点5-6长度L1，上料仓的设计关键是上料仓高度h1大于旋风分离器折返点5-6长度L1，h1>L1；所述有效体积V1必须大于所述出料量V2，V2=G1×T1≤V1，否则，物料易形成“底部夹带”作用重新卷起夹带排出，严重影响旋风分离器的收率。 [0025] 所述下料仓2由下料仓第一直筒段2-6、下料仓倒锥形仓2-5、下料仓第二直筒段2-4、下料仓锥形仓2-3、下料仓第三直筒段2-2组成，所述下料仓锥形仓2-3的外壁倾斜； [0026] 所述下料仓2与所述上料仓5之间的连接部件包括下料仓上连接法兰2-7，所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间的连接部件包括下料仓下连接法兰2-1； [0027] 所述下料仓上连接法兰2-7的内径为D7，所述第一电磁气动碟阀3的内径为D6，所述下料仓第一直筒段2-6的内径为D10，D10、D7与D6相等， [0028] 所述下料仓下连接法兰2-1的内径为D8，所述第二电磁气动碟阀1的内径为D9，所述下料仓第三直筒段2-2的内径为D11，D11、D8与D9相等。 [0029] 所述下料仓锥形仓2-3的外壁所在平面与所述下料仓第三直筒段的外壁所在平面之间所呈的锐角的角度为下料仓锥形仓半顶角β，β≤30°，越小越好。 [0030] 所述下料仓上连接法兰2-7顶面与所述下料仓下连接法兰5-1底面之间的空间为下料仓有效体积V3，所述旋风分离器的出料速率为G1，出料循环周期T2=V3/G1，自动出料装置启动时，第一电磁气动碟阀3处于打开状态，第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，启动时第二电磁气动碟阀1关闭状态至其首次打开的时间为出料频率T，T≤T2，第二电磁气动碟阀1首次打开至其首次关闭的时间为出料时间T3，T3≤T1MAX-2T间，5s≤T间≤10s，优选T间=5s。 [0031] 下料仓的设计关键是综合考虑旋风分离器的下部空间（即下料仓有效体积V3）以及出料循环周期T2，从碟阀使用寿命考虑，出料循环周期T2越长，下料仓的有效体积V3越大，碟阀使用寿命就越长，但应根据下料仓长度L2，即下料仓上连接法兰2-7的顶面与下料仓下连接法兰2-1底面之间的距离，和下料仓锥形仓半顶角β确定下料仓第二直筒段2-4的直径D12，通过计算确定下料仓的有效体积V3。 [0032] 通过计算第一电磁气动碟阀3关闭最大时间T1MAX、出料循环周期T2，综合考虑物料挂壁、不同物料对这两个时间的影响，确定出料频率T分钟/次。 [0033] 本发明的另一个目的在于提供所述旋风分离器的自动出料装置的控制方法，实现所述自动出料装置的自动主料，控制方法包括以下步骤： [0034] 步骤1），选择控制参数， [0035] 根据上料仓高度h1、折返点5-6长度L1、上料仓锥形仓半顶角α、所述上料仓第二直筒段5-2的内径D4或所述上料仓下连接法兰5-1的内径D5或所述第一电磁气动碟阀3的内径D6，计算上料仓有效体积V1、下料仓有效体积V3； [0036] 选择旋风分离器出料速率为G1，根据V1、V3、G1计算第一电磁气动碟阀3关闭最大时间T1MAX以及出料循环周期T2； [0037] 根据T≤T2，T3≤T1MAX，选择出料频率T、出料时间T3； [0038] 步骤2），控制过程设计， [0039] 根据G1、T、T3设计以下控制过程， [0040] 过程A，装置开车启动，第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，第一电磁气动碟阀3处于打开状态； [0041] 过程B，T分钟后第二电磁气动碟阀1首次打开进行出料，在它打开之前T间秒第一电磁气动碟阀3首次关闭，出料T3秒后第二电磁气动碟阀1关闭，在它关闭T间秒后，第一电磁气动碟阀3打开，5s≤T间≤10s，优选T间=5s； [0042] 过程C，循环过程B； [0043] 过程D，装置停车，此时第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，第一电磁气动碟阀3处于打开状态。 [0044] 本发明的有益效果是： [0045] 通过改变自动出料装置的结构，并按工作原理设计控制箱，合理设置出料时间和出料频率，达到自动出料的效果，解决了粘黏性强的粉末状橡胶生产装置中旋风分离器出料无法自动出料的技术问题。 附图说明[0046] 图1是现有技术采用的手动出料装置的结构示意图。 [0047] 图2是本发明所提供的旋风分离器的自动出料装置的结构示意图。 [0048] 图3是本发明所提供的旋风分离器的自动出料装置的上料仓的结构示意图。 [0049] 图4是本发明所提供的旋风分离器的自动出料装置的下料仓的结构示意图。 [0050] 附图标记说明： [0051] 1-1：手工卸料筒、1-2：手动蝶阀、1-3：卸筒装置、1：第二电磁气动碟阀、2：下料仓、2-1：下料仓下连接法兰、2-2：下料仓第三直筒段、2-3：下料仓锥形仓、2-4：下料仓第二直筒段、2-5：下料仓倒锥形仓、2-6：下料仓第一直筒段、2-7：下料仓上连接法兰、3：第一电磁气动蝶阀、4：控制箱、5：上料仓、5-1：上料仓下连接法兰、5-2：上料仓第二直筒段、5-3：上料仓锥形仓、5-4：上料仓第一直筒段、5-5：上料仓上连接法兰、5-6：折返点、6：旋风分离器出口、 6-1：旋风分离器出口下连接法兰、7-自动出料出口法兰、a-压缩空气。 具体实施方式[0052] 下面结合实施例，进一步说明本发明。 [0053] 实施例1 [0054] 一种旋风分离器的自动出料装置，与旋风分离器出口6连接，其包括料仓、自动出料出口法兰7、连接部件以及控制箱4，所述料仓位于旋风分离器出口6的下部，其特征在于： [0055] 所述料仓由上之下依次包括上料仓5、下料仓2，所述上料仓5与所述下料仓2之间、所述上料仓5与所述旋风分离器出口6之间、所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间通过连接部件固定连接； [0056] 所述上料仓5与所述下料仓2之间的连接部件连接第一电磁气动碟阀3，所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间的连接部件连接第二电磁气动碟阀1，所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1都连接控制箱4；所述旋风分离器的自动出料装置主要通过上述控制箱4控制第一电磁气动碟阀3以及第二电磁气动碟阀1的打开和关闭，实现旋风分离器的自动出料。 [0057] 所述第一电磁气动碟阀3的公称直径为DN1，所述第二电磁气动碟阀1的公称直径为DN2，旋风分离器出口6的公称直径为DN。 [0058] 所述第一电磁气动碟阀3以及所述第二电磁气动碟阀1的密封公称压力为P2，所述旋风分离器的自动出料装置的密封压力为P1，根据P1选择P2，再根据P2选择电流型式、电压值以及气源压力，电流型式根据所述控制箱4的型式选择直流或交流。 [0059] 所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1为双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀，每个双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀包括阀板和阀座，并且阀板和阀座采用过盈配合，过盈量根据所述第一电磁气动碟阀3以及所述第二电磁气动碟阀1的公称密封压力为P2选用。 [0060] 所述双控电磁阀控制的双作用气缸碟阀包含双控电磁阀、双作用气缸、碟阀和一些配件组成，双控电磁阀用于控制气源，可以自动开关；双作用气缸用于控制碟阀，可以自动开关。目前还存在单作用气缸，只能用于开或关。 [0061] 所述上料仓5内壁、所述下料仓2内壁都光滑，并且所述上料仓5内壁、所述下料仓2内壁、所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1的阀板整个表面和阀座内腔都喷涂防粘喷涂层。可以根据不同物料选择不同防粘喷涂层。 [0062] 所述上料仓5由上料仓第一直筒段5-4、上料仓锥形仓5-3、上料仓第二直筒段5-2组成，所述上料仓锥形仓5-3的外壁倾斜； [0063] 所述上料仓5与所述旋风分离器出口6之间的连接部件包括上料仓上连接法兰5-5以及旋风分离器出口下连接法兰6-1，所述上料仓5与所述下料仓2之间的连接部件包括上料仓下连接法兰5-1； [0064] 所述上料仓上连接法兰5-5的内径为D1，所述旋风分离器出口下连接法兰6-1的内径为D2，所述上料仓第一直筒段5-4的内径为D3，D1、D2与D3相等； [0065] 所述上料仓第二直筒段5-2的内径为D4，所述上料仓下连接法兰5-1的内径为D5，所述第一电磁气动碟阀3的内径为D6，D4、D5与D6相等。 [0066] 所述上料仓锥形仓5-3的外壁所在平面与所述上料仓第二直筒段的外壁所在平面之间所呈的锐角的角度为上料仓锥形仓半顶角α。 [0067] 所述上料仓5中上料仓上连接法兰5-5的顶面与所述上料仓下连接法兰5-1的底面之间的距离为上料仓高度h1，上料仓5里向下运动的外部旋流与向上运动的内部旋流的交界点为折返点5-6，所述折返点5-6与所述上料仓上连接法兰5-5的顶面之间的距离为折返点5-6长度L1，h1>L1，所述上料仓5内各折返点5-6形成平面以下与所述上料仓下连接法兰5-1底面之间的空间为上料仓有效体积V1，旋风分离器的出料速率为G1，旋风分离器在第一电磁气动碟阀3关闭时间T1下的出料量为V2，V2=G1×T1≤V1，第一电磁气动碟阀3关闭最大时间：T1MAX=V1/G1。 [0068] 所述下料仓2由下料仓第一直筒段2-6、下料仓倒锥形仓2-5、下料仓第二直筒段2-4、下料仓锥形仓2-3、下料仓第三直筒段2-2组成，所述下料仓锥形仓2-3的外壁倾斜； [0069] 所述下料仓2与所述上料仓5之间的连接部件包括下料仓上连接法兰2-7，所述下料仓2与所述自动出料出口法兰7之间的连接部件包括下料仓下连接法兰2-1； [0070] 所述下料仓上连接法兰2-7的内径为D7，所述第一电磁气动碟阀3的内径为D6，所述下料仓第一直筒段2-6的内径为D10，D10、D7与D6相等， [0071] 所述下料仓下连接法兰2-1的内径为D8，所述第二电磁气动碟阀1的内径为D9，所述下料仓第三直筒段2-2的内径为D11，D11、D8与D9相等。 [0072] 所述下料仓锥形仓2-3的外壁所在平面与所述下料仓第三直筒段的外壁所在平面之间所呈的锐角的角度为下料仓锥形仓半顶角β。 [0073] 所述下料仓上连接法兰2-7顶面与所述下料仓下连接法兰5-1底面之间的空间为下料仓有效体积V3，所述旋风分离器的出料速率为G1，出料循环周期T2=V3/G1，自动出料装置启动时，第一电磁气动碟阀3处于打开状态，第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，启动时第二电磁气动碟阀1关闭状态至其首次打开的时间为出料频率T，T≤T2，第二电磁气动碟阀1首次打开至其首次关闭的时间为出料时间T3，T3≤T1MAX-2T间，本实施例T间=5s。 [0074] 下料仓的设计关键是综合考虑旋风分离器的下部空间（即下料仓有效体积V3）以及出料循环周期T2，但应根据下料仓长度L2，即下料仓上连接法兰2-7的顶面与下料仓下连接法兰2-1底面之间的距离，和下料仓锥形仓半顶角β确定下料仓第二直筒段2-4的直径D12，通过计算确定下料仓的有效体积V3。 [0075] 本实施例中DN1=150mm，比DN小一个公称等级，DN2=DN=200mm，也可以采用DN1=DN=200mm。 [0076] 所述旋风分离器的自动出料装置的密封压力为P1=0.2MPa，根据P1选择P2，P2=0.6MPa；再根据P2选择电流型式、电压值以及气源压力，电流型式一般采用直流或交流，所述旋风分离器的自动除料装置的气源压力0.4MPa。 [0077] 根据所述第一电磁气动碟阀3以及所述第二电磁气动碟阀1的公称密封压力为P2选用过赢量，本实施例采用0.5mm。 [0078] 本实施例中所述第一电磁气动碟阀3与所述第二电磁气动碟阀1的阀板整个表面和阀座内腔都喷涂聚四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚的共聚物（PFA）。 [0079] 本实施例中D3=D1=D2=296mm，D4=D5=D6=152mm；α=15度。 [0080] 上料仓高度h1=376mm，旋风分离器折返点5-6长度L1，L1=280mm，h1>L1，V1=0.83升，旋风分离器的出料速率为G1，G1=1.5升/分钟，旋风分离器在第一电磁气动碟阀3关闭时间T1下的出料量为V2，所述有效体积V1必须大于所述出料量V2，V2=G1×T1≤V1，第一电磁气动碟阀3关闭最大时间： [0081] 秒。 [0082] 本实施例中D10=D7=D6=152mm，D11=D8=D9=202mm，β=30度。 [0083] 下料仓长度L2=370mm，下料仓第二直筒段2-4的直径D12=346mm，通过计算确定下料仓的有效体积V3=17.1升。出料循环周期： 分钟 [0084] 通过计算第一电磁气动碟阀3关闭最大时间T1MAX、出料循环周期T2，T1MAX=33秒、T2=11.4分钟，综合考虑物料挂壁、不同物料对这两个时间的影响，确定出料频率T=5分钟/次，出料时间T3=20秒。 [0085] 本实施例的控制方法，首先根据步骤1）确定了上述出料频率T=5分钟/次；出料时间T3=20秒之后，设计以下控制过程： [0086] 过程A，装置开车启动，第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，第一电磁气动碟阀3处于打开状态； [0087] 过程B，T分钟后第二电磁气动碟阀1首次打开进行出料，在它打开之前T间秒第一电磁气动碟阀3首次关闭，出料T3秒后第二电磁气动碟阀1关闭，在它关闭T间秒后，第一电磁气动碟阀3打开，T间=5s； [0088] 过程C，循环过程B； [0089] 过程D，装置停车时，第二电磁气动碟阀1处于关闭状态，第一电磁气动碟阀3处于打开状态。 |
||||||
