本發(fā)明涉及一種自激勵空氣粒子輸送裝置。

背景技術(shù)：

氣力輸送廣泛的存在于能源、化工、食品、制藥等工業(yè)領(lǐng)域，根據(jù)不同的過程需求，氣力輸送可以分為濃相輸送和稀相輸送。在濃相輸送過程中，其輸送穩(wěn)定性較差，容易產(chǎn)生管道堵塞和振動的想象。在工業(yè)實際中，應(yīng)用較多的是稀相輸送，在稀相輸送過程中，較高的輸送速度導(dǎo)致附加的能量消耗，輸送效率較低，此外，由于顆粒被高速氣體攜帶，顆粒之間以及顆粒與管壁間的碰撞容易導(dǎo)致輸送管道磨損嚴(yán)重和輸送顆粒品質(zhì)等級降低的問題。高效氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵在于保證輸送顆粒能夠連續(xù)穩(wěn)定的輸送，在此基礎(chǔ)上盡可能的降低空氣輸送速度。

為了降低氣力輸送系統(tǒng)的能耗，對管道內(nèi)的空氣流施加擾動是一種有效的方法，典型的做法有在管道內(nèi)生成螺旋流或者旋渦流。這些方法雖然能夠減小輸送系統(tǒng)的壓力損失和空氣輸送速度，但是產(chǎn)生的流場擾動需要額外的能量來提供，節(jié)能的效果并不明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的節(jié)能效果不佳的缺陷，本發(fā)明提供一種自激勵空氣粒子輸送裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種自激勵空氣粒子輸送裝置，包括粒子輸送管、第一鼓風(fēng)機、第二鼓風(fēng)機、柔性擾流組件、分離器和送料罐，粒子輸送管為具有軸向腔體的圓柱結(jié)構(gòu)，第一鼓風(fēng)機和分離器分別連接設(shè)置于粒子輸送管的軸向兩端，送料罐連接設(shè)置于粒子輸送管上且靠近第一鼓風(fēng)機設(shè)置，分離器與送料罐之間設(shè)有循環(huán)料管，第二鼓風(fēng)機與循環(huán)料管連接，柔性擾流組件設(shè)置于粒子輸送管內(nèi)且靠近送料罐的出料口設(shè)置，柔性擾流組件包括翅片桿和多個柔性翅片，柔性翅片沿翅片桿的長度方向均勻設(shè)置于翅片桿上，翅片桿的軸向兩端設(shè)置于粒子輸送管的軸向腔體內(nèi)。

優(yōu)選的，柔性翅片的長度不低于兩倍的粒子輸送管直徑的長度。

優(yōu)選的，任意相鄰二個柔性翅片之間的間距與柔性翅片的寬度之比為1:1.5-1：3。

優(yōu)選的，柔性翅片的表面上均勻分布有若干柔性凸點。

優(yōu)選的，柔性翅片的表面上沿其長度方向均勻分布有若干流線型凸條，流線型凸條的長度方向為由柔性翅片長度方向的一側(cè)向其長度方向的另一側(cè)設(shè)置且流線型凸條與柔性翅片長度方向兩側(cè)的連接點的連線與柔性翅片長度方向呈一定夾角。

優(yōu)選的，流線型凸條與柔性翅片之間設(shè)有過渡外凸弧面結(jié)構(gòu)或過渡斜面結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，柔性翅片為密度不超過0.93g/cm³的材料制備而成的。

優(yōu)選的，粒子輸送管道為直管結(jié)構(gòu)或彎管結(jié)構(gòu)。

有益效果：(1)在高速氣流作用下柔性翅片對空氣流產(chǎn)生擾動，粒子在送料罐處依靠重力作用進入輸送管道，在擾動后空氣流的帶動下沿著粒子輸送管流動，不需要消耗額外的能量；

(2)柔性翅片對垂向的氣流速度有增強的作用，使得顆粒更容易懸浮和加速，能夠減小系統(tǒng)的壓力損失；

(3)柔性翅片引起的空氣流振蕩改變了粒子運動特性，有利于形成低頻的大尺度粒子流，能夠降低空氣輸送速度和管道磨損。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的柔性擾流組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為在同等顆粒輸送條件下有無安裝柔性翅片氣力輸送系統(tǒng)的壓力損失示意圖。

圖4為安裝柔性翅片前后系統(tǒng)的粒子濃度分布圖。

圖5為安裝柔性翅片前后系統(tǒng)的粒子速度波動的頻譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。

為了達到本發(fā)明的目的，如圖1至圖2所示，在本發(fā)明的其中一種實施方式中提供一種自激勵空氣粒子輸送裝置，包括粒子輸送管5、第一鼓風(fēng)機1、第二鼓風(fēng)機6、柔性擾流組件、分離器7和送料罐4，粒子輸送管5為具有軸向腔體的圓柱結(jié)構(gòu)，第一鼓風(fēng)機1和分離器7分別連接設(shè)置于粒子輸送管5的軸向兩端，送料罐4連接設(shè)置于粒子輸送管5上且靠近第一鼓風(fēng)機1設(shè)置，分離器7與送料罐4之間設(shè)有循環(huán)料管，第二鼓風(fēng)機6與循環(huán)料管連接，柔性擾流組件設(shè)置于粒子輸送管5內(nèi)且靠近送料罐4的出料口設(shè)置，柔性擾流組件包括翅片桿2和四個柔性翅片3，柔性翅片3沿翅片桿2的長度方向均勻設(shè)置于翅片桿2上，翅片桿2的軸向兩端設(shè)置于粒子輸送管1的軸向腔體內(nèi)。

本實施方式具有以下有益效果：(1)在高速氣流作用下柔性翅片對空氣流產(chǎn)生擾動，粒子在送料罐處依靠重力作用進入輸送管道，在擾動后空氣流的帶動下沿著粒子輸送管流動，不需要消耗額外的能量；

(2)柔性翅片對垂向的氣流速度有增強的作用，使得顆粒更容易懸浮和加速，能夠減小系統(tǒng)的壓力損失；

(3)柔性翅片引起的空氣流振蕩改變了粒子運動特性，有利于形成低頻的大尺度粒子流，能夠降低空氣輸送速度和管道磨損。

如圖3至圖5所示，為了更加清楚的說明本實施方式的有益效果，下面對本實施方式的技術(shù)方案做了幾個方面的試驗對比，具體如下：

從圖3中可以看出壓力損失隨著輸送速度的增加先減小然后增大，在輸送速度13.5m/s時，安裝柔性翅片的系統(tǒng)壓力損失低于未安裝柔性翅片的系統(tǒng)，而且最小壓力損失對應(yīng)的空氣輸送速度也較小，這表明了安裝柔性翅片的系統(tǒng)可以采用更小的輸送速度來實現(xiàn)粒子輸送，同時該系統(tǒng)有著更小的壓力損失。

從圖4中可以看出在粒子濃度隨著管道高度的增加而降低，在管道底部附近安裝柔性翅片的系統(tǒng)粒子濃度要低于未安裝柔性翅片的系統(tǒng)，而在管道中上部，安裝柔性翅片的系統(tǒng)粒子濃度要高于未安裝柔性翅片的系統(tǒng)。這表明柔性翅片使得顆粒更容易懸浮和加速，在同等輸送條件下，能夠有效的降低系統(tǒng)的壓力損失。

從圖5中可以看出安裝翅片后的粒子波動中心頻率要低于未安裝翅片的系統(tǒng)，這表明在柔性翅片的擾動下，能夠形成波動強度更大的低頻大尺度粒子流，在保證輸送穩(wěn)定的前提下，能夠降低空氣輸送速度，減小系統(tǒng)的能量消耗，降低輸送管道的磨損。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，柔性翅片3的長度不低于兩倍的粒子輸送管5直徑的長度，保證柔性翅片順利擺動，可實現(xiàn)較佳的擾動效果。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，任意相鄰二個柔性翅片之間的間距與柔性翅片的寬度之比為1:1.5-1：3，避免相鄰二個柔性翅片之間產(chǎn)生干涉，實現(xiàn)較佳的擾動效果。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，柔性翅片的表面上均勻分布有若干柔性凸點，進一步提高柔性翅片的擾動效果。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，柔性翅片的表面上沿其長度方向均勻分布有若干流線型凸條，流線型凸條的長度方向為由柔性翅片長度方向的一側(cè)向其長度方向的另一側(cè)設(shè)置且流線型凸條與柔性翅片長度方向兩側(cè)的連接點的連線與柔性翅片長度方向呈一定夾角，增加流線型凸條，對氣流速度有增強的作用，使得顆粒更容易懸浮和加速。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，流線型凸條與柔性翅片之間設(shè)有過渡外凸弧面結(jié)構(gòu)或過渡斜面結(jié)構(gòu)，可避免顆?？ㄔ谌嵝猿崞?。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，柔性翅片為密度不超過0.93g/cm³的材料制備而成的，密度較小，使得柔性翅片在外界微小作用下能發(fā)生變形。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，粒子輸送管道為直管結(jié)構(gòu)或彎管結(jié)構(gòu)，適用于不同結(jié)構(gòu)，更加廣泛。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。