用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置，包括进风管段、进料管段、提升管段以及旋风分离器，进风管段和旋风分离器通过回风管段连接，形成封闭循环回路；气体沿进风管段进入进料管段，形成向上移动的气流；固体物料颗粒从进料口落入进料管段后，受到向上移动的气流的作用力，被气流携带至提升管段，在提升管段的固体物料颗粒处于悬浮状态，并与空气充分接触；旋风分离器将气体与固体物料颗粒分离，固体物料颗粒被收集于旋风分离器下端的集料口中，同时，被分离的气体沿所述回风管段返回进风管段。相比于实际工业应用中结构复杂的流化床，本实用新型专利技术结构简洁，操作方便，增加了冷态化颗粒运动特性研究的可行性和便利性。的可行性和便利性。的可行性和便利性。

【技术实现步骤摘要】
用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置


[0001]本技术涉及流化床物料输送、收集装置，具体涉及一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置。

技术介绍

[0002]气固流化床是一种利用气体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程的设备。流化床具有能够控制固体物料颗粒的连续输入和输出、使输送颗粒与气相介质大面积接触反应的优势，被广泛地应用于化工、塑料、粮油、医药以及食品等领域。气固流化床作为工业工艺中重要工具，其主要用途是对固体物料颗粒进行干燥以及气力输送。流化床运行时固体颗粒的输送是及其复杂的运动过程，一方面颗粒与气体会发生相互作用，另一方面颗粒之间也会产生碰撞，这些因素都会加增加颗粒运动的剧烈程度，导致颗粒在流化床内部不同位置处聚集形成团簇。在工艺过程中颗粒团簇现象的存在对于颗粒干燥、反应和得到品质良好的物料产品是极其不利的。研究固体颗粒在流化床中的运动规律，深入了解和掌握颗粒运动的微观机理，如颗粒和颗粒群的运动行为、团簇的运动分布以及流化形态等，对流化床流动、传热、传质等机理研究以及流化床的设计研制都有着重要的意义。但是在工业实际应用中物料颗粒处理过程繁琐，流化床设备结构复杂，很难应用于试验研究当中。

技术实现思路

[0003]技术目的：鉴于现有技术存在的问题，本技术提供一种结构简洁、操作方便的流化床实验装置，适用于冷态化颗粒运动特性的研究。
[0004]技术方案：本技术所述的一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置，包括依次连接的进风管段、进料管段、提升管段以及旋风分离器，所述进料管段上开设有进料口；所述进风管段和旋风分离器之间，又通过回风管段连接，形成首尾连接的回路；
[0005]气体沿进风管段进入进料管段，形成向上移动的气流；固体物料颗粒从进料口落入进料管段后，受到向上移动的气流的作用力，被气流携带至提升管段，在提升管段的固体物料颗粒处于悬浮状态，并与空气充分接触；所述旋风分离器将气体与固体物料颗粒分离，被分离的气体再沿所述回风管段返回进风管段。
[0006]进一步的，所述进风管段向下倾斜设置，其通过第一弯管连接所述进料管段，所述进料管段向上倾斜设置，其通过第二弯管连接所述提升管段，所述提升管段竖直布置，其通过第三弯管连接旋风分离器。优选的，所述第三弯管为弯曲圆心角为90
°
的方形弯管；各管段及旋风分离器均以有机玻璃为材料所制作。
[0007]优选的，所述进风管段与水平面夹角角度为25
°
～30
°
。所述进料管段与水平面夹角为40
°
～45。
[0008]进一步的，所述进料管段的进料口上设有储料料斗，用于储存固体物料颗粒。所述储料料斗内部置有隔板，用于控制物料颗粒下落速度。优选的，所述储料料斗呈立方体结
构。
[0009]进一步的，所述回风管段靠近进风管段的位置处设有蝶阀，用于调控实验装置内部的压力。
[0010]进一步的，所述提升管段的管道侧壁中心轴线开设有测压孔，用于测量实验装置内部的压力。
[0011]进一步的，所述进风管段的管口通过帆布接头连接风机。
[0012]装置原理：变频离心风机运转，气体被送入冷态可视化流化床实验装置。储料料斗内储放的物料颗粒落入进料管段，与从进风管段输送进的空气掺混，被空气携带至提升管段。在空气的携带下，物料颗粒在提升管段内悬浮、上升。处于悬浮状态的固相物料颗粒在气相场中与空气充分接触；物料颗粒经被空气携带至旋风分离器，在重力和离心力作用下气固两相分离。物料颗粒被收集于旋风分离器下端集料口，同时，被分离的空气经回风管返回至进风管段。
[0013]有益效果：相比于实际工业应用中结构复杂的流化床，本技术的结构简单、测量方便，容易投入到学科研究中使用，增加了冷态化颗粒运动特性研究的可行性和便利性，具有较高的应用价值。
附图说明
[0014]图1为本技术的一种用于研究冷态可视化颗粒运动特性的流化床实验装置的立体结构示意图；
[0015]图2为图1结构的侧视图。
[0016]附图标记说明：1：变频离心风机；2：帆布接头；3：进风管段；4:第一方形弯管；5：进料管段；6：第二方形弯管；7：隔板；8：储料料斗；9：提升管段；10：第三方形弯管；11：旋风分离器；12：连接头；13：回风管段；14：蝶阀。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图和具体实施例进一步介绍本技术的结构特点和工作原理。
[0018]参考图1和图2，本技术的一种用于研究冷态可视化颗粒运动特性的流化床实验装置，其包括：变频离心风机1、帆布接头2、进风管段3、第一方形弯管4、进料管段5、第二方形弯管6、隔板7、储料料斗8、提升管段9、第三方形弯管10、旋风分离器11、连接头12、回风管段13和蝶阀14。
[0019]变频离心风机1位于实验装置端部，进风管段3通过帆布接头2与变频离心风机1相连接，帆布接头两端截面尺寸适配于变频离心风机1送风口和进风管段 3进风口尺寸。进料管段5通过第一方形弯管4与进风管段3相连接。储料料斗 8位于进料管段5上方并与其进料口相连接，隔板7内置于储料料斗8下部。提升管段9通过第二方形弯管6与进料管段相连接。旋风分离器11通过第三方形弯管10与提升管段9相连接。回风管段13为L形圆管，通过连接头12与旋风分离器11相连接，连接头12尺寸适配于旋风分离器11排气口和回风管段13 直径。蝶阀14内置于回风管段靠近进风管段3位置处。回风管段13连接到进风管段3侧壁形成封闭循环。具体的，上述各部件的结构/功能限定如下：
[0020]变频离心风机1，通过调节风量让实验装置在不同工况下运作，实验所需最大风量
为500m3/h。
[0021]进风管段3，向下倾斜设置，与水平面夹角角度25
°
～30
°
，空气沿进风管段进入进料管段，进风管段与变频离心风机用帆布接头连接以减低风机震动的影响。
[0022]进料管段5，向上倾斜设置，与水平面夹角约为40
°
～45
°
，使物料颗粒落入进料管段后受到向上移动的气流的作用力，被气流携带向上运动，所述进料管段与进风管段用方形弯头连接。
[0023]储料料斗8，呈立方体结构，用于储存固体物料颗粒，内部置有水平隔板7, 用于控制物料颗粒下落速度，储料料斗下端与进料管段上壁面的进料口相连接。
[0024]提升管段9，固体物料颗粒被空气携带至此处于悬浮状态与空气充分接触，在管道侧壁中心轴线开有若干个圆形孔用于测量压力，提升管段与进料管段用方形弯头连接。
[0025]旋风分离器11，固体物料颗粒被空气携带离开提升管段进入旋风分离器，在重力和离心力的作用下进行气固分离，气体从旋风分离器上端的排气口排出，物料颗粒在下端的集料口被收集，优选的，旋风分离器与提升管段用90
°<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置，其特征在于，包括依次连接的进风管段、进料管段、提升管段以及旋风分离器，所述进料管段上开设有进料口；所述进风管段和旋风分离器之间，又通过回风管段连接，形成首尾连接的封闭循环回路；气体沿进风管段进入进料管段，形成向上移动的气流；固体物料颗粒从进料口落入进料管段后，受到向上移动的气流的作用力，被气流携带至提升管段，在提升管段的固体物料颗粒处于悬浮状态，并与空气充分接触；所述旋风分离器将气体与固体物料颗粒分离，固体物料颗粒被收集于旋风分离器下端的集料口中，同时，被分离的气体沿所述回风管段返回进风管段。2.根据权利要求1所述的一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置，其特征在于：所述进风管段向下倾斜设置，其通过第一弯管连接所述进料管段，所述进料管段向上倾斜设置，其通过第二弯管连接所述提升管段，所述提升管段竖直布置，其通过第三弯管连接旋风分离器。3.根据权利要求2所述的一种用于研究冷态化颗粒运动特性的流化床实验装置，其特征在于：所述进风管段与水平面夹角角度为25
°
～30
°
。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾丛汇，赵海超，许冰洋，杨俊杰，万宇超，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：新型
国别省市：