一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法

本发明属于气力旋流输送性能测试，具体为一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法。

背景技术：

1、气力输送是一项综合性技术，它涉及流体力学、材料科学、自动化技术、制造技术等领域，属输送效率高、占地少、经济而无污染的高新技术项目。

2、本发明适用于检测不同工况条件下散体物料旋流输送性能，同时也可用于检测轴流系统气力输送特性。气力输送是一种安全、清洁的散体物料输送方式，目前已应用于矿物开采、粮食加工以及药品生产加工等多个领域，然而管道磨损、物料破碎、能耗较高等问题制约着气力输送技术的进一步发展。研究表明，旋流能够提高流场的物料携带能力，降低物料对管壁的冲击，然而旋流会在一定程度上增加能耗，同时旋流器结构参数、旋流系统工作参数对不同散体物料的输送效果尚未可知。因此需要一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法，通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹与分布规律，探索输送效率与系统能耗的平衡点，获得输送不同散体物料时旋流器所对应的最优结构参数及旋流系统最优工作参数，为气力输送技术的不断完善提供参考。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法，有效的解决了上述背景技术中提到的的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种散体物料旋流输送性能测试平台，包括旋流输送单元、图像与数据采集单元、物料回收单元，所述旋流输送单元由空压机、储气罐、球阀、三通接头、节流阀ⅰ、节流阀ⅰⅰ、料仓、星型卸料器、气固喷射器、旋流器以及透明直管等构成，所述空压机位于输送系统的始端，所述空压机的出气口通过其出气口通过稳压管与储气罐进气口连接，所述储气罐出气口经所述球阀与所述三通接头相连，所述三通接头将输送管路分为轴向管路与切向管路，两条支路分别装有所述节流阀及所述涡街流量计，所述料仓、所述星型卸料器、所述气固喷射器自上而下依次连接并接入所述轴向管路，所述气固喷射器的出口与所述旋流器轴向入口相连，所述切向管路与所述旋流器切向进气口相连。

3、优选的，所述物料回收单元由旋风分离器、收料箱构成，所述旋风分离器安装于输送系统末端，所述旋风分离器出料口与所述收料箱相连。

4、优选的，所述料仓与所述星型卸料器的连接处设有挡板，所述挡板开口大小可以调节。

5、优选的，所述图像与数据采集单元由高速摄像机ⅰ、高速摄像机ⅰⅰ、涡街流量计ⅰ、涡街流量计ⅰⅰ、压力传感器ⅰ、压力传感器ⅰⅰ、压力传感器ⅰⅰⅰ以及信号采集仪构成，所述高速摄像机ⅰ与所述高速摄像机ⅰⅰ正对所述透明直管，所述压力传感器ⅰ、所述压力传感器ⅰⅰ与所述压力传感器ⅰⅰⅰ沿所述透明弯管等距安装并与所述信号采集仪相连，所述信号采集仪与计算机连接。

6、优选的，所述涡街流量计ⅰ、所述涡街流量计ⅰⅰ、所述压力传感器ⅰ、所述压力传感器ⅰⅰ及所述压力传感器ⅰⅰⅰ均由v电源进行供电。

7、优选的，所述信号采集仪通过信号线连接至所述计算机，所述计算机上安装动态信号测试软件。

8、优选的，所述涡街流量计ⅰ、所述涡街流量计ⅰⅰ、所述气固喷射器、所述旋流器等与管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性，所述透明直管通过喉箍接入气力输送系统。

9、本发明还提供了一种散体物料旋流输送性能测试方法，基于上述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：步骤包括：

10、。步骤①：对散体物料称重并加入所述料仓，同时确保所述球阀、所述节流阀ⅰ、所述节流阀ⅰⅰ处于关闭状态；

11、步骤②：固定并开启所述高速摄像机ⅰ、所述高速摄像机ⅰⅰ，启动所述空压机并设置加载压力与卸载压力，开启所述球阀并分别根据所述涡街流量计ⅰ、所述涡街流量计ⅰⅰ所测得的数值调节所述节流阀ⅰ、所述节流阀ⅰⅰ控制所述轴向管路与所述切向管路内的气流流量；

12、步骤③：开启所述料仓挡板，散体物料随所述星型卸料器中匀速旋转的叶片均匀进入所述气固喷射器，经所述气固喷射器轴向加速及所述旋流器切向加速完成旋流输送；

13、步骤④：散体物料全部输送至系统末端并完成分级回收后，依次关闭所述空压机、所述球阀、所述节流阀ⅰ、所述节流阀ⅰⅰ、所述高速摄像机ⅰ及所述高速摄像机ⅰⅰ；

14、步骤⑤：保存压力数据，通过各压力传感器测量值计算管道压降并获得变化趋势；

15、步骤⑥：对未破碎的散体物料进行称重，与测试前的颗粒总质量对比获得颗粒破碎率，未破碎的颗粒可循环测试避免浪费；

16、步骤⑦：根据测试结果拟合出散体物料输送性能随旋流参数的变化规律，获得最优结构参数及输送参数。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1.本发明提供一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法，能够通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹及分布规律，找到输送效率与系统能耗的平衡点，获得输送不同散体物料时旋流器所对应的最优结构参数及旋流系统最优工作参数。

19、2.本发明公开的一种散体物料旋流输送性能测试平台结构紧凑，安装便捷，可同时对气流流量、管道压力、散体物料质量流率等多个参数进行采集，节省测试时间与成本，测试中未破碎的散体物料可循环使用，减少材料浪费与环境污染，同时能够实现散体物料输送过程的可视化，通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹与分布规律，探索输送效率与系统能耗的平衡点，获得输送不同散体物料时所对应的旋流器最优结构参数及旋流系统最优工作参数，为气力输送技术的不断完善提供参考，在本领域内具有较强的创新性和广泛的实用性。

技术特征：

1.一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：包括旋流输送单元、图像与数据采集单元、物料回收单元，所述旋流输送单元由空压机（1）、储气罐（2）、球阀（3）、三通接头（4）、节流阀ⅰ（5）、节流阀ⅰⅰ（6）、料仓（9）、星型卸料器（10）、气固喷射器（11）、旋流器（12）以及透明直管（16）等构成，所述空压机（1）位于输送系统的始端，所述空压机（1）的出气口通过其出气口通过稳压管与储气罐（2）进气口连接，所述储气罐（2）出气口经所述球阀（3）与所述三通接头（4）相连，所述三通接头（4）将输送管路分为轴向管路与切向管路，两条支路分别装有所述节流阀及所述涡街流量计，所述料仓（9）、所述星型卸料器（10）、所述气固喷射器（11）自上而下依次连接并接入所述轴向管路，所述气固喷射器（11）的出口与所述旋流器（12）轴向入口相连，所述切向管路与所述旋流器（12）切向进气口相连。

2.根据权利要求1所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述物料回收单元由旋风分离器（20）、收料箱（21）构成，所述旋风分离器（20）安装于输送系统末端，所述旋风分离器（20）出料口与所述收料箱（21）相连。

3.根据权利要求1所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述料仓（9）与所述星型卸料器（10）的连接处设有挡板，所述挡板开口大小可以调节。

4.根据权利要求2所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述图像与数据采集单元由高速摄像机ⅰ（17）、高速摄像机ⅰⅰ（19）、涡街流量计ⅰ（7）、涡街流量计ⅰⅰ（8）、压力传感器ⅰ（13）、压力传感器ⅰⅰ（14）、压力传感器ⅰⅰⅰ（15）以及信号采集仪（18）构成，所述高速摄像机ⅰ（17）与所述高速摄像机ⅰⅰ（19）正对所述透明直管（16），所述压力传感器ⅰ（13）、所述压力传感器ⅰⅰ（14）与所述压力传感器ⅰⅰⅰ（15）沿所述透明弯管（16）等距安装并与所述信号采集仪（18）相连，所述信号采集仪（18）与计算机连接。

5.根据权利要求4所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述涡街流量计ⅰ（7）、所述涡街流量计ⅰⅰ（8）、所述压力传感器ⅰ（13）、所述压力传感器ⅰⅰ（14）及所述压力传感器ⅰⅰⅰ（15）均由24v电源进行供电。

6.根据权利要求2所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述信号采集仪（18）通过信号线连接至所述计算机，所述计算机上安装动态信号测试软件。

7.根据权利要求6所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：所述涡街流量计ⅰ（7）、所述涡街流量计ⅰⅰ（8）、所述气固喷射器（11）、所述旋流器（12）等与管道的连接方式均为法兰连接，所述法兰之间增加橡胶垫片保证气密性，所述透明直管（16）通过喉箍接入气力输送系统。

8.一种散体物料旋流输送性能测试方法，基于权利要求1-9任一所述的一种散体物料旋流输送性能测试平台，其特征在于：步骤包括：

技术总结
本发明涉及气力旋流输送性能测试技术领域，且公开了一种散体物料旋流输送性能测试平台及方法，包括旋流输送单元、图像与数据采集单元，安装便捷，可同时对气流流量、管道压力、散体物料质量流率等多个参数进行采集，节省测试时间与成本，测试中未破碎的散体物料可循环使用，减少材料浪费与环境污染，同时能够实现散体物料输送过程的可视化，通过实验监测散体物料在输送管道中运动轨迹与分布规律，探索输送效率与系统能耗的平衡点，获得输送不同散体物料时所对应的旋流器最优结构参数及旋流系统最优工作参数，为气力输送技术的不断完善提供参考，在本领域内具有较强的创新性和广泛的实用性。

技术研发人员：周锋,苏煜,杨道龙,田世伟,余柄辰,侯大为,黄兆,李显龙,王凯
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16