专利名称：将粉末固体供应到输送线路的装置及装有该装置的鼓风炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于将粉末状固体连续供应到气动输送 线路中的装置以及装有该装置的鼓风炉。
背景技术：
当将粉末状固体(诸如煤粉末)从存储容器连续供应到气动输 送线路中时，根据技术领域的情况可知，已经采用了两种不同的引 入方法。
在第一种方法中，两个中间容器垂直地且一个在另一个之上地
位于存储容器下方。上部中间容器用作闸室(lock chamber )。周期 性地4丸行以下的循环(1 )在环境压力下从存储容器将粉末状固体 填充到上部中间容器；(2)相对于存储容器关闭上部中间容器； (3)对上部中间容器加压；(4)通过进入到下部中间容器的重力 进料(gravity feed)而将加压的上部中间容器倒空；(5)相对于下 部中间容器关闭上部中间容器；以及(6)对上部中间容器减压。 下部中间容器用作注入室，其永久性地在压力之下，并且4分末状固 体从该下部中间容器连续地供应到气动输送线路中。
在第二种方法中，两个类似的中间容器并排且平行地布置在存 4诸容器下方。这些中间容器既用作闸室又用作注入室。它们都重复相同的循环，^f旦在时间上4晉开，即相位偏移，从而在4壬4可给定的时 刻，粉末状固体都能从两个容器之一被连续地吹送到气动输送线路 中，与此同时，另一个中间容器被从存储容器再填充。
当将粉末状固体注入到数量相对较多的输送线路时，主要使用 垂直布置的串联连接的中间容器。当只供应一条输送线路或至多几 条输送线路时，主要使用水平并排布置的并联连接的中间容器。
并联连接和串联连接的中间容器都存在劣势。
例如，串联布置的中间容器的劣势在于
-结构的高度相当高，需要记住的是，在两个垂直布置的中间 容器上方，还有较大的存储容器。
-上部中间容器的下出口与下部中间容器的上入口之间的连 接管线路(下管)的直径比较大。这种大直径是必需的，使 得可以诱导粉末状固体从上部容器流到下部容器。但是，这 种大直径造成两个容器的出口对入口处的截止阀装置较大 且昂责。还应该注意到，上部闸室出口处的截止阀装置净皮末 状固体撞击，而且阀的打开随着截止阀装置直径的增加而成 比例地变得更困难。
-从供应操作中的经验得知的干扰相对较频繁。这是因为加压 操作使得闸室中的末状固体紧凑(compact )，从而尽管出口 直径较大并且使用了松开装置，但可能会发生重力进料过程 的延迟、中断、或停止。
并联布置的劣势在于
-每个中间容器必须设有完整的+>开和转移系统，以形成固-流混合物，并将该混合物输送到输送线路中。-只能以昂贵的成本来实现，将4分末状固体引入多条输送线路。
-每次从一个容器更换到另一个容器时出口质量流速发生变 化，经验表明这种情况经常发生。这些变化只能通过困难的、
高成本的方式#^卩制，并JU中制不完全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种用于将粉末状固体连续供应 到气动输送线路中的简单装置，该装置至少部分地消除了上述劣 势。该目的通过本实用新型4是供的以下装置而实现。
所提出的用于将粉末状固体从存储容器连续地供应到气动输 送线路中的装置包括转移料斗和输送料斗。转移料斗与上部闸门和 下部闸门 一起构成闸室，利用通过上部上闸门而来自存储容器的粉 末状固体能够填充该闸室并通过下部闸门能够倒空该闸室。输送料 斗构成具有上部入口和下部^t非出口的注入室，该上部入口由来自转 移料斗的粉末状固体填充该，而下部排出口用于将粉末状固体连续 i也供应到气动llr送线路中。两个料斗并4非地并联布置。
根据本实用新型，转移料斗包括具有流态化底部的流态化室， 用于末状固体在流态4匕室中的流态^f匕，该流态^匕室具有i殳有下部闸 门的出口。进一步根据本实用新型，在转移料斗的下部闸门与输送 料斗的上部入口之间布置有气动中间输送线路，借助于该气动中间 输送线路，可以将粉末状固体从转移料斗中气动地输送到输送料斗 中。
本实用新型的有益效果是借助于具有流态化装置的气动中间 输送装置将粉末状固体从转移料斗气动输送到输送料斗避免了在 设备上的费用以及在加压重力进料破裂方面的易损性。固-流混合物乂人转移并+斗(其祐L永久性地加压)；故连续地供应到一条或多条输送 线路中。仅需要一个松开和输出装置，并且不存在由容器之间的变 才灸而造成的输出流速的变化。应该注意到，对于两个相邻中间容器 之间的气动中间转移，仅需要非常小地增大转移料斗中的压力，并 且加压气体消耗上的最终增加相比于重力进料上的消耗来说也是 不多的。
在优选实施例中，输送料斗还包括具有流态化底部的流态化 室，用于4分末状固体在流态化室中的流态化。在该实施例中，下部 输出口将流态化室连接至气动输送线路。如经验所显示的，利用与 输送料斗一体形成的流态化室提供了最高的效率和均匀流态化。
有利地，用于将流态化气体供应到输送料斗中的流态化室的第 一气体供应单元包括可渐进调节的气流调节阀，该气流调节阀由用 于渐进调节流态化气体注入的气流控制器来控制。可渐进调节的气 流注入允许对由于加压气体泄漏造成的输送线路中的粉末密度波 动进行最优补偿，尤其是在输送料斗较低的填充程度(level)时。 在相对简单和成本有效的设计中，用于将流态化气体供应到转移料 斗中的流态化室的第二气体供应单元具有多个并联的分支，每个分 支均具有々立瓦尔(Laval)喷嘴和相应的截止阀。用于流态化气体的 第二供应单元可以包括例如三个并联的分支，每个分支均具有截止 阀和拉瓦尔喷嘴。那么，第一分支中的拉瓦尔喷嘴应该容许所需最 大气流的七分之一，第二分支中的拉瓦尔喷嘴容许七分之二，而第 三分支中的拉瓦尔喷嘴容许七分之四。用这种方法，从最大气流的 七分之一到最大气流的七分之七，可以以六个相等的步幅来调节流 速。因此，实现了流态化气体流速的接近连续的调节，而无需借助 更复杂的可渐进调节控制。
对于两个相邻的中间容器，可以有利地包括用于压力维持的共 同装置和用于压力释放的共同装置。优选地，专用的气体压力释放线路连接于输送料斗。在该气体 压力释放线路中设置有压力释放调节阀，其中，在输送料斗与压力 释放调节阀之间，设置有用于保持粉末状固体的过滤器。对于粉末 状固体颗粒的过滤允许在专用于输送料斗的气体压力释放线路中 4吏用标准型调节阀。
专用的气体压力释放线路还可以利用设置于专用气体压力释 放线路中的压力释放调节阀而连接于转移料斗。优选地，专用于转 移料斗的释放线路通到(即释放到)存储容器中，以便允许回收通 过气体压力释放线路而溢出的粉末状固体。
优选地，设置有用于两个料斗中压力维持的共同装置。用于压
力维持的共同装置例如可以包括 -共同的气体供应线路； -共同气体供应线路中的压力调节阀； 陽利用第一截止阀而通向转移料斗的第一连接；以及 -利用第二截止阀而通向输送料斗的第二连接。
由于可以借助于截止阀从一个中间容器切换到另 一个，所以仅 需要提供一组用于压力维持的设备。如果开始没有物料转移到转移 料斗，则转移料斗中的压力调节装置维持必需的附加压力，以确保 将固-流混合物最优地输出到输送料斗中。在一开始有粉末状固体转 移到输送料斗的气动中间转移期间，压力调节阀维持输送料斗中必 需的附加压力，同时专用于输送料斗的压力释放调节阀从输送料斗 排出过多的气体。
如将理解的，根据本发明的装置尤其适用于例如鼓风炉的煤粉 末注入系统。
9附困说明
现则将参照附图借助于实例来描述本实用新型的优选实施例，
附图中
图1示出了才艮据本实用新型的用于将粉末状固体从存储容器连 续供应到气动输送线路中的装置的示意图。
具体实施方式
在
图1中，参考标号IO表示存储容器，该存储容器中存储有 粉末状固体，例如煤粉末。该粉末状固体被连续地吹送到至少一条 气动输送线路12中(其它的输送线路未示出)。气动输送煤粉末的 典型应用是例如在鼓风炉上的固体燃料注入系统(未示出)中。
为此目的提出的装置包括并排平行布置的且在基本同一水平 面上的转移料斗14和输送料斗16,转移料斗14布置在存储容器 10下方。
转移料斗14用作闸室，具有上部闸门18、排放锥体19、和下 部闸门20，从而可以利用通过上部闸门18而来自于存储容器14的 寿分末状固体来填充转移料斗14，并通过排i文锥体19和下部闸门20 倒空该转移料斗。上部闸门18有利地包括平滑阀(flat slide valve) 22，其用作保持装置，该保持装置用于存储容器10中的粉末状固 体；以及球阀24，其设置在平滑阀的下方以提供气密密封。下部闸 门20包括截止阀21,其为提供高度气密性的球阀。参考标号28表 示第一称重单元，用于确定转移料斗14中的填充程度。
输送料斗16用作注入室，具有上部入口 30，从转移料斗14 对该上部入口进4亍再填充；以及下部出口 32, 4立于4非-丈锥体33上。参考标号34表示第二称重单元，用于确定输送料斗16中的填充程 度。
参考标号38通常表示流态4匕装置，其经由下部出口32、通过 输出阀40连接至输送线路12。该流态化装置38包括流态化室42， 该流态化室是输送料斗16的整体部件并且设置在排放锥体33下 方。第一气体供应单元44连接于流态化室42。该气体供应单元44 包括可渐进调节的气流调节阀46,该气流调节阀的伺月l电才几连接于 气流控制器49的输出。气流传感器48连接于气流控制器49的输 入并提供气流(gas flow)测量。流态化室42具有流态化底部(未 示出)，借助于从下方进行的流态化气体的喷射使粉末状固体在流 态化室中被流态化。第 一气体供应单元44控制流态化气体的注入。 如将要认识到的，流态化室42保证有效且均匀的流态化。此外， 还将认识到，气流调节阀46使得可以渐进连续(可无极变化)调 节流态化气流速率。可渐进调节的控制在补偿气体泄漏方面是有利 的，其中，由于输送料斗16的加压(尤其在输送料斗的填充程度 丰交低时)，通过流态化固体会发生这种气流泄漏。为了补偿由于这 种气体泄漏而导致的输送线路12中的密度波动，可以在输送线路 中设置附加密度传感器，并将其连接于控制器49。
参考标号50表示用于气动中间输送线路的整体设计，该气动 中间输送线路将转移料斗14的截止阀21连接至输送料斗16的上 部入口 30,并将从转移料斗14出来的粉末状固体输送到输送料斗 16中。该气动中间输送线路邻通过专用的第二气体供应单元54连 接至流态化室52。如
图1所示，与气动中间输送线路50相连接的 下部闸门20连接在流态化室52的出口处。流态化室52是转移料 斗14的整体部件，并以与流态化室42相同的方式祐:i殳计和运4亍。 但气体供应单元54具有不同的设计。其具有并排的三个分支，每 个分支均包4舌截止阀561、 562、 563, 4妄着是三个并朝,布置的拉瓦尔喷嘴581、 582、 583,以调节进入流态4匕室52的气流。4立瓦尔喷 嘴581、 582、 583用于限制流态化气体的流速。例如，第一分支中 的拉瓦尔喷嘴581容许所需最大气流的七分之一，第二分支中的拉 瓦尔喷嘴582容许七分之二 ，而第三分支中的拉瓦尔喷嘴583容许 七分之四。为了加压转移料斗14,配有截止阀62的附加气体供应线路60 连接于转移料斗14的排放锥体19。为两个料斗14和16提供共同的压力维护装置。压力维护装置 包括共同气体供应线路70，该共同气体供应线路具有调节阀72以 及具有第一截止阀74并通向转移料斗14的第一连接73和具有第 二截止阀76并通向输送料斗16的第二连接75。另一方面，每个料斗14、 16均具有专用的气体释放装置。转 移料斗14的气体释放装置具有带调节阀84的气体压力释放线路 83。为了回收粉末状固体，气体压力释放线路83优选地通到存储 容器10中。输送料斗16的压力释放装置包括带调节阀86的气体 压力释放线路85 。加压的袋过滤器88在气体压力释放线路85中连 接在输送料斗16与调节阀86之间，用于留住粉末状固体。借助于 袋过滤器幼，可以使用标准类型的气流调节阀86，其不必耐由粉 末状固体造成的磨损。调节阀86的下游设置有截止阀89。参考标号96、 98表示控制器元件，用于控制压力维持调节阀 72以及分别控制每个料斗14、 16的压力释放调节阀84、 86。这些 控制器元件96、 98分别连4妻于用于感测转移料斗14中压力的第一 压力传感器92和用于感测输送料斗16中压力的第二压力传感器 94。下面，描述
图1中示意性示出的装置的操作。用作闸室的转移料斗14用于待从存储容器输送到输送料斗16 中的粉末状材料的气动输送。该循环转移过程始于通常在环境压力 下从存储容器10对转移料斗14的填充。为此，球阀24进而平滑 阀22打开。待转移的物料通过重力从存储容器10流到转移料斗14 中。当称重单元28确定了转移料斗14中已经达到最大填充程度时， 平滑阀22进而球阀24关闭。气体压力释》文线路83中的先前打开 的调节阀84现在被关闭。然后通过打开截止阀62来对转移料斗14 加压。当压力传感器92确定已经达到注入压力时，截止阀62再次 关闭。一旦输送料斗16中达到最小填充程度，就利用气动中间输送 线路S0。为此，第二气体供应单元54的截止阀561、 562、 563的 给定选择，即截止阀561打开，进而转移料斗14的下部闸门20， 更确切地i兌是截止阀21打开。在流态化室52中，从下方注入流态 化气体，并以公知方式使粉末状固体流态化。由气动中间输送线路 50将固-流混合物通过上部入口 30输送到输送料斗16中。借助于 调节阀72，在中间转移期间，转移料斗14中的压力量保持恒定。 在该再填充操作期间，截止阀76关闭，而截止阀74打开。控制器 元件96调节压力维持调节阀72，作为由第一压力传感器92返回的 测量〗直的函^:。一旦转移料斗14中已经达到最小填充程度，转移料斗14的下 部闸阀20就关闭。气动中间l餘送线路50通过冲洗阀59被冲洗。 沖洗阀S9上游的拉瓦尔喷嘴确定冲洗气体流速。在气动中间输送线路50的沖洗之后，截止阀561、 562、 563、 59关闭。由调节阀72进4亍的控制现在切换到输送料斗16上。这通 过关闭截止阀74并打开截止阀76而实现。然后使用转移料斗14 的压力释^:调节阀84。通过打开压力释》丈调节阀84,可以对转移 料斗14加压。以与转移料斗14中的残余压力(由压力传感器92测得)成比例的方式来控制压力释方文调节阀84的打开，从而流速 在较宽的范围内保持接近恒定。然后称量加压后的转移料斗14，并 且循环可以从起始处再次开始。将粉末状固体从输送料斗16连续地注入到至少一条气动输送 线路12中。结果，输出阀40打开，并且，随着粉末状固体的流出， 由于粉末状固体与流态化室42中的运载气体以公知的方式混合， 所以末状固体被流态化。以由底部到顶部的方式将运栽气体从气体 供应单元44供应到流态化室42中。根据流态化以及转移流态化后 的粉末状固体所需的气流来确定气流调节阀46的设定，其连续地 计量流态化气体的流速。利用联接于控制器49的输出阀40下游的 流速和/或密度传感器，气流调节阀46还可以用于控制输送线路中 的流态化后粉末状固体的流速和/或密度。在流态化期间，输送料斗16中的压力保持恒定。这里，两个 操作条件必须区分开气动中间输送线路50是否正在供应。如果气动中间输送线路50未在使用中，则将调节阀72切换成 控制输送料斗16中的压力，即截止阀74关闭且截止阀76打开。 输送料斗16中的压力通过压力传感器94与调节阀72之间的调节 电路(包括控制器元件98 )而保持恒定。当称重单元34检测到输 送料斗16中的最小填充程度时，气动中间输送线路50就启动。通 过关闭截止阀76并且打开截止阀74，将调节阀72切换到转移料斗 14。如果气动中间输送线路50正在使用，比通过注入过程而从中 提取的更多的粉末状固体和栽体气体到达输送料斗16中。于是， 输送料斗16中的压力通过特定量气体的受控释放而保持恒定。结 果，截止阀89打开，并且调节阀86净皮1吏用。llr送料斗16中的压 力通过压力传感器94与调节阀86之间的调节电路(包括控制器元件98)而保持恒定。当完成输送料斗16的填充和气动中间输送线 路50的沖洗时，截止阀89关闭，并将由调节阀72进行的控制再 次切换到输送料斗16 (即，截止阀76打开且截止阀74关闭)，从 而再次达到初始操作条件。主要参考标号存储容器10:流态4b室52气动输送线路12第二气体供应单元54转移料斗14截止阀561、 562、 563输送料斗16拉瓦尔喷嘴581、 582、上部闸门18截止阀59排放锥体19、 33气体供应线路60下部闸门20截止阀62下部截止阀21气体供应线路70平滑阀22调节阀72球阀24第一连接73第一;^重单元28第一截止阀74上部入口 30第二连接75下部排出口 32第二截止阀76第二称重单元34气体压力释》丈线路83流态化装置38压力释i丈调节阀84输出岡40气体压力释放线路85:流态4t室42压力释》欠调节阀86第一气体供应单元44加压袋过滤器88气5虎调节阀46 截止阀89气流传感器48 第一压力传感器92气流控制器49 第二压力传感器94气动中间输送线路50 控制器元4牛96、 98
权利要求1.一种将粉末固体供应到输送线路的装置，所述装置包括存储容器(10)；转移料斗(14)，具有上部闸门(18)和下部闸门(20)，其中，所述上部闸门连接至所述转移料斗(14)的上部并连接至所述存储容器(10)以使得所述转移料斗(14)可以通过所述上部闸门(18)从所述存储容器(10)被填充以粉末状固体，所述下部闸门连接至所述转移料斗(14)的下部以使得所述转移料斗(14)能够通过所述下部闸门(20)被倒空；以及输送料斗(16)，具有上部入口(30)以及下部排出口(32)，所述上部入口被设置在所述输送料斗(16)的上部，而所述下部排出口被设置在所述输送料斗(16)的下部并将所述输送料斗(16)连接至所述气动输送线路(12)，其特征在于，所述转移料斗(14)和所述输送料斗(16)并排地布置；流态化室(52)被设置在所述转移料斗(14)的所述下部，所述流态化室具有用于所述粉末状固体在所述流态化室中流态化的流态化底部，所述流态化室(52)具有设有所述下部闸门(20)的出口；并且在所述转移料斗(14)的所述下部闸门(20)与所述输送料斗(16)的所述上部入口(30)之间设置有气动中间输送线路(50)，借助于所述气动中间输送线路，可以将所述粉末状固体从所述转移料斗(14)中气动地输送到所述输送料斗(16)中。
2. 4艮才居4又利要求1所述的将粉末固体供应到丰餘送线路的装置，其特征在于，所述输送料斗(16)包括具有用于所述粉末状固体 在室中进4亍流态化的流态化底部的且位于所述输送料斗(16 ) 的所迷下部中的流态化室(42),所述下部排出口 (32)将所 述流态化室(42 )连接于所述气动输送线路(12 )。
3. 根据权利要求2所述的将粉末固体供应到输送线路的装置，其 特征在于，所述装置进一步包括第一气体供应单元(44),所述第一气体供应单元连接至所述输送料斗(16)中的所述流态 化室(42),所述第一气体供应单元(44)包括可渐进调节的气 流调节阀(46)，所述气流调节阀(46)装备有气流控制器(49) 并连接至所述流态化室(42)，用于可渐进调节的流态化气体注入o
4. 根据权利要求3所述的将粉末固体供应到输送线路的装置，其 特征在于，所述装置进一步包括第二气体供应单元(54 )，所述 第二气体供应单元连接至所述转移料斗(14)中的所述流态化室(52 )，所述第二气体供应单元(54 )包括多个平行的分支， 每个所述分支均具有拉瓦尔喷嘴(581、 582、 583 )以及相应的截止阀(561、 562、 563 )。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的将粉末固体供应到输送线路的装置，其特征在于，所述装置进一步包括连接于所述输送 料斗(16)的专用的气体压力释放线路(85)以及设置在所述气 体压力释放线路(85)中的压力释放调节阀(86),其中，在所 述输送料斗(16)与所述压力释放调节阀(86)之间的所述气 体压力释放线路(85 )中设置用于保持粉末状固体的过滤器(88 )。
6. 根据权利要求5所述的将粉末固体供应到输送线路的装置， 其特征在于，所述装置进一步包括连接于所述转移料斗(14) 的专用的气体压力释放线路(83 )以及设置在所述气体压力释 放线路(83)中的压力释放调节阀(84),所述释放线路(83)通到所述存储容器(10)中。
7. 根据权利要求6所述的将粉末固体供应到输送线路的装置， 其特征在于，所述装置进一步包括用于压力维持的共同装置，具有共同的气体供应线路(70)、所述共同气体供应线路中的压 力调节阀(72)、经由第一截止阀(74)而通到所述转移冲+斗 (M)的第一连4妾(73)、以及经由第二截止阀(76)而通到 所述输送料斗(16)的第二连接(75)。
8. —种鼓风炉，其特征在于，所述鼓风炉装备有根据权利要求 1 一7中任一 项所述的将粉末固体供应到输送线路的装置的鼓风炉。
专利摘要本实用新型公开将粉末固体供应到输送线路中的装置以及装备有该装置的鼓风炉，其中，该装置包括具有上部闸门(18)和下部闸门(20)的转移料斗(14)，其能够从存储容器(10)通过上部闸门(18)被填充以粉末状固体并通过下部闸门(20)被倒空。该装置还包括输送料斗(16)，其具有设置在所述输送料斗(16)的上部的上部入口(30)以及设置在所述输送料斗(16)的下部并将所述输送料斗(16)连接至所述气动输送线路(12)的下部排出口(32)。转移料斗(14)和输送料斗(16)并排地布置。转移料斗(14)包括具有流态化底部的流态化室(52)，用于粉末状固体在流态化室中的流态化，该流态化室(52)具有设有所述下部闸门(20)的出口。
文档编号B65G53/50GK201158550SQ20072015481
公开日2008年12月3日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年6月11日
发明者乔治·拉塞尔, 伊万·克勒默, 保罗·格德特, 埃马努埃莱·琴西, 居伊·容克, 路易斯·施米特 申请人:保尔伍斯股份有限公司