本發(fā)明屬于粉粒物料運輸設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于風掃帚模式的粉粒物料輸送裝置。

背景技術(shù)：

水泥是國民建設(shè)的基礎(chǔ)材料，隨著基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，對水泥的需求顯然也在不斷增大。由于袋裝水泥存在成本高、損耗大、勞動強度大以及環(huán)境污染大等弊端，因此，為適應(yīng)國家大建設(shè)的需求，散裝水泥運輸車在粉粒物料輸送車方面率先逐步進入市場。散裝水泥車，又稱粉粒物料運輸車或粉煤灰運輸車，它適用于粉煤灰、水泥、石灰粉礦石粉、堿粉等顆粒直徑不大于0.1mm粉粒的干燥物料的散裝運輸。傳統(tǒng)的散裝水泥車的結(jié)構(gòu)包括車體以及布置于車體后方處的鞍座，鞍座上架設(shè)和固定圓柱狀的散裝罐a。散裝罐a的具體結(jié)構(gòu)可參照1-2所示，其內(nèi)部空間被流化床分為上下兩個腔體，上部腔體為用于裝貨的有效容積，而下部腔體也即圖2的陰影部分為氣室。流化床則包括圖1所示的長條形的由多孔承載板及化纖帆布疊合形成的透氣層b，透氣層b的中部為卸貨口c，透氣層b的兩側(cè)形成導(dǎo)流板d。導(dǎo)流板d和透氣層b均傾斜設(shè)置，以便引導(dǎo)氣體流化后的水泥向卸貨口處移動。使用時，如圖2所示的，外部壓力空氣通過進氣管路進入氣室，并通過流化床的透氣層進入上部腔體，使罐內(nèi)在卸貨時保持較高的壓力。同時，粉狀水泥因壓縮空氣的泵入而產(chǎn)生流態(tài)化現(xiàn)象，該流態(tài)化的水泥會因上述壓力所產(chǎn)生的空氣流場而自然沿卸料管路流出，而達到卸貨的目的。

上述散裝水泥車自使用以來，一直在被業(yè)內(nèi)人士改進以便提升其使用性能，但是其本身所存在的根本性缺陷卻無法解決：由于散裝罐總?cè)莘e有限，而在有限容積內(nèi)還需設(shè)計流化床及氣室，這使得目前散裝罐的有效容積僅占散裝罐總?cè)莘e的80％左右，也即散裝罐始終會有20％左右的空間是處于浪費狀態(tài)的，這導(dǎo)致散裝罐的容積利用率極低。此外，流化床本身質(zhì)地較重，且還作為氣室的一部分而需承受較大壓力，這不僅使得散裝水泥車的有效載貨量進一步降低，同時流化床在使用過程中屢出故障，從而給實際使用帶來極大困擾。是否可以拋開現(xiàn)有的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所帶來的技術(shù)枷鎖，轉(zhuǎn)而研發(fā)出一種全新的散裝罐形式，以便在確保自身工作穩(wěn)定性的同時，提升散裝罐的有效容積，以確保散裝水泥車的單次運輸效率，為本領(lǐng)域近年來所亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于風掃帚模式的粉粒物料輸送裝置，相對于傳統(tǒng)散裝罐而言，本裝置的有效容積更大，粉粒物料運輸車的單次運輸效率可得到進一步提升。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于風掃帚模式的粉粒物料輸送裝置，至少包括具備中空內(nèi)腔的罐體以及用于向罐體內(nèi)腔提供壓縮空氣及卸料路徑的進氣管路及卸料管路，其特征在于，罐體內(nèi)腔中布置有以下組件：

導(dǎo)軌組件，包括沿罐體軸線方向延伸的軌道以及布置于軌道上的滑塊，該滑塊與軌道間構(gòu)成滑軌導(dǎo)向配合；滑塊沿垂直軌道導(dǎo)向方向延伸形成懸臂；

風掃帚組件，包括連通進氣管路的出氣管以及連通卸料管路的卸料管，在鉛垂向的高度上，卸料管的進料口高度高于出氣管的出氣口高度，且出氣管的出氣口與罐體內(nèi)壁間存有間距；所述出氣管及卸料管彼此固接，且兩者均可擺動的固定于懸臂上；出氣管及卸料管的擺動軸線平行罐體軸線方向；工作組件還包括用于驅(qū)動出氣管及卸料管作上述擺動動作的動力電機。

優(yōu)選的，所述卸料管及出氣管彼此平行布置，且兩者間通過回流管連通彼此并形成“h”狀構(gòu)造；回流管上布置用于啟閉該回流管管腔的二次進風閥。

優(yōu)選的，卸料管的進料口與出氣管的出氣口之間距離為50-150mm。

優(yōu)選的，所述出氣管及卸料管的上述擺動軸線與罐體軸線彼此重合；出氣管的出氣口與罐體內(nèi)壁間距為50-150mm。

所述軌道貼合狀的固定于罐體的頂壁處，罐體上開貫穿開設(shè)有用于向罐體內(nèi)供料的粉粒物料進口；在罐體的徑向截面上，所述粉粒物料進口的布置位置位于軌道所處位置的一側(cè)處。

粉粒物料進口為兩道以上且沿罐體長度方向依序分布。

優(yōu)選的，在出氣管或卸料管上布置有用于對流化的氣、固比例含量進行實時檢測的光電傳感器。

優(yōu)選的，卸料管內(nèi)設(shè)置壓力傳感器。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、完全不同于傳統(tǒng)的必須攜帶流化床的散裝罐結(jié)構(gòu)，本發(fā)明直接拋棄了流化床，轉(zhuǎn)而使用純空腔結(jié)構(gòu)的罐體來進行粉粒物料如粉狀水泥的的運輸，由于無流化床及氣室來占用本就不多的罐內(nèi)容積,從而不僅有效的降低的罐體自重，同時也極大的提升了單次運輸?shù)倪\輸量及運輸效率。實踐證明，通過采用本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)，相對原有散裝罐而言，整個罐體的有效容積增加了20％左右，重量反而減輕了20％左右，從而使得散裝水泥車的有效載貨量得到了顯著提升。

具體操作時，通過將壓縮空氣經(jīng)進氣管路送入罐體內(nèi)，再經(jīng)由出氣管而噴出。同時，動力電機驅(qū)動風掃帚組件產(chǎn)生沿自身軸線的擺動動作，從而使得風掃帚組件的出氣管的出氣口不斷對密閉罐體內(nèi)的粉粒物料進行擺動掃描。一方面，隨著風掃帚組件的擺動動作，出氣管噴出的壓縮氣體會使得粉粒物料流化區(qū)域逐漸增大；另一方面，在罐體內(nèi)壓力達到指定值時，卸料管的進料口打開,流化的粉粒物料會自然從風掃帚組件處的進料口流出輸送到罐體外部的存儲罐內(nèi)。隨著風掃帚組件的不斷擺動掃描，位于出氣管的出氣口及卸料管的進料口附近的流態(tài)粉粒物料不斷被吸走，位于高處的流態(tài)粉粒物料不斷下降從而彌補該處空隙，直至該區(qū)域完全被吸空。隨懸臂沿軌道的滑移動作和風掃帚組件的不斷擺動掃描，可最終實現(xiàn)對罐體內(nèi)全部粉粒物料的快速卸貨目的。

2)、實際上，卸料管與出氣管之間的相對布置狀態(tài)，可依據(jù)實際狀況為準，只需能保證卸料管的進料口處于流態(tài)粉粒物料的范圍內(nèi)即可。本發(fā)明優(yōu)選將卸料管及出氣管依托回流管而布置為“h”狀結(jié)構(gòu)，一方面使得卸料管的進料口與出氣管的出氣口間始終間距恒定，以確保對流態(tài)粉粒物料的及時抽取。另一方面，當出現(xiàn)卸料管內(nèi)粉粒物料塞管及卡管等狀況時，通過打開回流管處的二次進風閥，可實現(xiàn)簡潔化的故障排除目的，其使用起來極為便捷。

3)、考慮到軌道在使用時可能與粉粒物料進口之間產(chǎn)生使用干涉狀況，也即軌道的布置位置可能因位于粉粒物料進口的進料路徑處而造成阻礙落料的問題，因此，本發(fā)明將粉粒物料進口偏斜的布置在軌道的一側(cè)處。上述偏斜布置的粉粒物料進口，一方面保證了風掃帚組件能夠始終重心均衡的懸掛在位于罐體頂壁的軌道處的懸臂上，且在必要時甚至能360°回轉(zhuǎn)卸料，此時仍能確保整個風掃帚組件工作的穩(wěn)定性；另一方面，粉粒物料進口即使稍稍偏斜，也不會影響罐體實際的粉粒物料進料效率。甚至可以根據(jù)需要，而將粉粒物料進口對稱分布在軌道的兩邊，以進一步的提升其進料效率。

4)、在風掃帚組件處安裝有可對流化的粉粒物料的進行感應(yīng)的光電傳感器，以對流化的氣、固比例含量進行實時的測試，測試數(shù)據(jù)反饋到用以機械臂的plc控制裝置系統(tǒng)，用以控制“風掃帚”對粉粒物料掃描的運行速度。而在卸料結(jié)構(gòu)部分，在卸料管的進料口、管路中端及末端內(nèi)均可設(shè)置壓力傳感器，用以智能化的自動控制各卸料閥門的開啟與關(guān)閉，實現(xiàn)卸料系統(tǒng)的智能化控制。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)散裝罐處流化床的布置狀態(tài)圖；

圖2為傳統(tǒng)散裝罐的剖視示意圖；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-6為風掃帚組件的擺動狀態(tài)圖。

本發(fā)明各標號與部件名稱的實際對應(yīng)關(guān)系如下：

a-散裝罐b-透氣層c-卸貨口d-導(dǎo)流板

10-罐體11-粉粒物料進口20-進氣管路30-卸料管路

41-軌道42-懸臂

51-出氣管52-卸料管53-回流管54-光電傳感器

具體實施方式

為便于理解，此處結(jié)合圖3-6，對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作方式作以下進一步描述：

相對于傳統(tǒng)散裝罐的靜態(tài)且定點流化的卸料方式，本發(fā)明另辟蹊徑采用了如圖3-6所示的動態(tài)且移動式流化的風掃帚卸料模式，從而實現(xiàn)了對粉粒物料的高效運輸及快速卸貨目的。

本發(fā)明主要由導(dǎo)軌組件以及風掃帚組件構(gòu)成，其中：

如圖3所示，導(dǎo)軌組件布置于罐體10上層空間，優(yōu)選直接貼合在管罐體10的頂壁處，且沿罐體10軸線水平延伸。在導(dǎo)軌組件上滑軌軌配合有懸臂42，懸臂42可隨時沿軌道41的導(dǎo)向方向產(chǎn)生可控的直線往復(fù)動作。實際使用時，懸臂42沿軌道41的滑移動作可通過plc控制系統(tǒng)進行自主控制。粉粒物料進口11則如圖4-6所示的布置在軌道41的一側(cè)處。

風掃帚組件固定于懸臂42的底端處。一方面，卸料管52與出氣管51彼此通過回流管53形成“h”狀的一體構(gòu)造；另一方面，該一體構(gòu)造再可轉(zhuǎn)動的配合于懸臂42處。由于卸料管52與出氣管51相對懸臂42的回轉(zhuǎn)動作，可使得在需要時，卸料管52與出氣管51能夠沿垂直罐體10軸線方向而作往復(fù)的擺動動作。卸料管52與出氣管51的擺動動作的動力來源為動力電機等一系列能夠驅(qū)動其產(chǎn)生指定動作的裝置，此處就不再贅述。在圖4-6中，可以很清楚的看到卸料管52與出氣管51的擺動路徑為垂直軌道51的導(dǎo)向方向，當然，實際使用時因加工誤差等，而使得卸料管52與出氣管51的擺動路徑與軌道51的導(dǎo)向方向形成90°以內(nèi)夾角也可以，只要不影響本發(fā)明預(yù)期的使用功能即可。

實際操作時，卸料管52的進料口應(yīng)當位于出氣管51的出氣口上方50-150mm左右，同時和可活動的外部的進氣管路20及卸料管30相接。卸料管52與出氣管51所形成的一體結(jié)構(gòu)的擺動軸線與罐體10的軸線重疊，也即該一體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擺動動作時，是以罐體10的軸線為原點且以原點到出氣管51的出氣口的長度為半徑作掃描動作的。此時，出氣管51的出氣口離罐體10內(nèi)壁間距在50-150mm左右。

為進一步實現(xiàn)本裝置的自動化與智能化操作，可在風掃帚組件處安裝有可對流化的粉粒物料的進行感應(yīng)的光電傳感器54，以對流化的氣、固比例含量進行實時的測試，測試數(shù)據(jù)反饋到用以機械臂的plc控制系統(tǒng)，用以控制風掃帚組件對粉粒物料掃描卸料時的運行速度。此外的，在卸料結(jié)構(gòu)部分，在卸料管52的進料口、管路中端及末端內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，用以智能、自動控制各卸料閥門的開啟與關(guān)閉。同時，plc控制系統(tǒng)亦可控制二次進風閥的開啟與關(guān)閉，以避免整個卸料系統(tǒng)的堵塞，進而實現(xiàn)卸料系統(tǒng)的智能化控制。

當然，至于進氣管路20的空氣來源，可以來自空氣壓縮機，可以通過取力器取之于汽車發(fā)動機，也可以取之于增裝的電動機等，其選擇方式為多種，此處就不再一一贅述。為使得本發(fā)明的制造變得簡單方便，上述罐體10、軌道41、懸臂42乃至plc控制系統(tǒng)等也均可由專業(yè)的生產(chǎn)廠家配套，再經(jīng)組合裝配即可成型，這顯然可大大縮短制造流程并節(jié)省制造成本，也有利于提升本發(fā)明的市場競爭力。

本發(fā)明的工作流程如下：

待散裝水泥車到達卸貨區(qū)域后，將連通存儲罐的管路與散裝水泥車后的罐體10的卸料管30連通，同時取來壓縮空氣源以連通進氣管路20。打開進氣管路20，壓縮空氣經(jīng)由進氣管路20至出氣管51再到罐體10內(nèi)腔。出氣管51噴出的壓縮氣體使位于出氣管51的出氣口周圍的粉粒物料局部流態(tài)化。連續(xù)的、動態(tài)化的噴射，使粉粒物料流態(tài)化范圍不斷擴大。當粉粒物料流態(tài)化范圍覆蓋卸料管52的進料口且該進料口周圍的壓力達到設(shè)定值時，卸料管52自動打開，流化的粉粒物料沿卸料管52在罐外罐內(nèi)壓力差的作用下流出，輸送到罐外的存儲罐內(nèi)。整個操作流程可參照圖3所示，圖3中的實心箭頭即為壓縮空氣以及流態(tài)化物料的行進路徑。隨著物料抽取的進行，位于卸料管52的進料口附近的流態(tài)粉粒物料不斷被吸走，位于高處的流態(tài)粉粒物料不斷下降從而彌補該處空隙，直至該區(qū)域完全被吸空。此后，懸臂42開始帶著風掃帚組件產(chǎn)生沿軌道41的滑移動作，從而使得風掃帚組件進入新的粉粒物料區(qū)域并重復(fù)上述流化過程。隨懸臂42沿軌道41的不斷滑移動作和風掃帚組件的不斷擺動掃描，罐內(nèi)粉粒物料逐步的全部的流態(tài)化，同時借助于罐內(nèi)罐外的壓力差，從而將罐內(nèi)的粉粒物料全部沿卸料管路30卸出，最終便捷化和高效化的達到粉粒物料輸送及卸除的目的。