气动力管道运输系统技术方案

气动力管道运输系统，一种新型管道运输系统。利用高压氮气或其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速，在运输管道内输送粉状物质（如煤粉、金属矿粉、面粉）。对于粉状物质（如煤粉、金属矿粉、面粉）的运输，现有管道运输方式通常以水为介质，缺点是耗水量很大，缺水地区难以应用。若以空气为载体运送粉状物质（如煤粉、金属矿粉、面粉），容易导致爆炸。如果以氮气及其它惰性气体作为动力载体，可有效解决运输过程中的安全与稳定问题。该系统的优点是投资小、占地少、建设周期短、运量大、运费低、不受地形与气候影响、无污染、通用性强等，可应用于钢厂、电厂对煤炭的短途运输以及水泥厂的水泥及矿渣的物料运输。若以１２００ｍｍ管道运输煤炭为实例，当速度达到７０－９０ｋｍ／ｈ的条件下，若压力为０．２５－０．３ＭＰａ，则不考虑检修条件下运量可以达到５－７亿吨／年，是复线铁路运量的２－４倍，双向四车道高速公路运量的１０倍，是西部能源及原材料等单一品种运输的主要替代方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道运输，特别是涉及一种利用高压氮气或其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速，在运输管道内输送粉状物质(如煤粉、金属矿粉、面粉)的气动力管道 运输系统。
技术介绍
现有的运输方式主要有航空运输、铁路运输、公路运输、水路运输、管道运输等。各 种运输方式有各自的优势，同时也有相应限制条件。航空运输建设投资大、运费高；铁路与 公路运输受地形限制以及经济因素影响较大，并且投资大、建设周期长、运能有限；水路运 输对水运条件要求较高，难以形成网络；管道运输的成本低、投资小、技术成熟、占地少、无 污染，建设周期短。但运送品种单一，是单一品种运输的最佳方式。 对于粉状物质(如煤粉、金属矿粉、面粉)的运输，现有管道运输方式通常以水为 介质，缺点是耗水量很大，缺水地区难以应用。若以空气为载体运送粉状物质(如煤粉、金 属矿粉、面粉)，容易导致爆炸。如果以氮气及其它惰性气体作为动力载体，可有效解决运输 过程中的安全与稳定问题。在一定压力下，利用惰性气体在管道内运输，既可提供载体、又 可以补充动力。惰性气体(以氮气为代表)具有易获取、易排放、造价低、无毒、性质稳定等 特点，对缺水地区的管道运输载体是很好的替代物。
技术实现思路
现有的运输技术存在诸如投资大、建设周期长、运能有限、受水资源条件限制等弊 端，鉴于以上问题，本专利技术的目的在于提出一种气动力管道运输系统，其投资少、建设周期 短、运能大、不受运输介质即水资源条件限制，解决单一品种运输特别是缺水地区的相关运 输问题。 因此，为实现上述目的，本专利技术公开了一种气动力管道运输系统，利用高压氮气或 其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速，在运输管道内输送粉状物质(如煤粉、金属 矿粉、面粉)，其特征在于，所述气动力管道运输系统包括运输管道，其内部具有腔体，所 述运输管道具有管径变化和弯道段；气固混合子系统，由进料仓、动力泵与气固混合管道组 成，所述气固混合子系统与所述运输管道连通；散热子系统，由水冷装置与散热片组成，所 述散热子系统与所述运输管道连接；增压运输子系统，由增压装置与动力泵组成，所述增压 运输子系统与所述运输管道连通；沉淀与仓储子系统，由沉淀与仓储装置、过滤装置与尾气 体排放设施组成，所述沉淀与仓储子系统与所述运输管道连通；控制子系统，由监测装置与 计算机控制网络组成，所述控制子系统与所述气固混合子系统、增压运输子系统、散热子系 统、沉淀与仓储子系统相关联。 本专利技术的有益效果在于利用高压氮气或其它惰性气体作为管道运输的载体，推送 粉状物质(如煤粉、金属矿粉、面粉)在管道内实现高速运输，并且保证其运输的安全性与 稳定性，降低运输成本，提高运输效率。 以下结合附图对本专利技术进行详细描述，但不作为本专利技术的限定。 附图说明 图1为本专利技术的组成示意图； 图2为本专利技术部分组成部件的剖面示意图； 图3为本专利技术部分组成子系统的放大示意图。 其中，附图标记 A-气固混合子系统B-散热子系统C-增压运输子系统D-沉淀与仓储子系统 E-控制子系统F-螺旋型导流槽G-波浪型内衬H-直线型导流槽I-直线型导流槽设 计的弯道段1-粉状物质2-进料仓3-动力泵4-高压氮气或其它惰性气体5-气固 混合管道6-监测装置7-散热片8-水冷装置9-气固混合物10-运输管道ll-尾 气体12-沉淀与仓储装置13-过滤装置14-计算机控制网络15-陶瓷内衬16-圆滑 内槽17-波浪形凸起18-增压装置具体实施例方式请参照图1至图3所示，为本专利技术所提出的一种气动力管道运输系统，利用高压氮 气或其它惰性气体4作为动力载体，在运输管道10内输送粉状物质1 (如煤粉、金属矿粉、 面粉)，其特征在于，所述气动力煤炭管道运输系统包括运输管道IO，其内部具有腔体，所 述运输管道10具有管径变化和弯道段；气固混合子系统A，由进料仓2、动力泵3与气固混 合管道5组成，所述气固混合子系统A与所述运输管道10连通；散热子系统B，由水冷装置 8与散热片7组成，所述散热子系统B与所述运输管道10连接；增压运输子系统C，由增压 装置18与动力泵3组成，所述增压运输子系统C与所述运输管道10连通；沉淀与仓储子系 统D，由沉淀与仓储装置12、过滤装置13与尾气体11排放设施组成，所述沉淀与仓储子系 统D与所述运输管道10连通；控制子系统E，由监测装置6与计算机控制网络14组成，所 述控制子系统E与所述气固混合子系统A、散热子系统B、增压运输子系统C、沉淀与仓储子 系统D相关联。 以上所述为本专利技术的系统组成，接着再进一步说明本专利技术的运作过程。 待运输的粉状物质1(如煤粉、金属矿粉、面粉)经过干燥处理，将水分含量控制在 1 % 3%之间，经进料仓2进入到动力泵3，在动力泵3的加速作用下，使粉状物质1 (如煤 粉、金属矿粉、面粉)达到70 90km/h的初始速度，之后在气固混合子系统A中的直径为 1600mm的气固混合管道5与浓度为99. 7%、压力达到0. 25Mpa的高压氮气或其它惰性气体 4混合，混合质量比根据不同物质酌情确定，而后经过气固混合管道5与直径1220mm的运输 管道10连通处管道管径的变化以及高压氮气或其它惰性气体4推动的共同作用，使气固混 合物9在运输管道10内达到70 90km/h的初始速度。 气固混合物9进入运输管道IO后，在三种不同设计形式的运输管道10内壁的作 用下，呈现不同的运输状态。在内壁为螺旋型导流槽F设计的运输管道10内，气固混合物9 在高压氮气或其它惰性气体4与螺旋型导流槽F内壁的共同作用下，呈现旋转前行的状态， 该设计使得粉状物质1(如煤粉、金属矿粉、面粉)主要集中在运输管道10的中部运输，有 利于运输的稳定性，有效防止物质沉积，避免运输管道io堵塞，提高运输效率，并且由于螺5旋型导流槽F采用圆滑内槽16设计，有效防止煤粉在螺旋型导流槽F内的残留。在内壁为 波浪型内衬G设计的运输管道10内，气固混合物9在高压氮气或其它惰性气体4与内壁底 部波浪形凸起17的共同作用下，呈现翻滚前行的状态，该设计使得粉状物质1(如煤粉、金 属矿粉、面粉)主要集中在运输管道10的中部运输，有效防止物质沉积，避免运输管道10 堵塞。在内壁为直线型导流槽H设计的运输管道IO内，导流槽位于运输管道IO内壁底部， 平行于管道中轴线，面积达到内壁面积的1/2，气固混合物9在高压氮气或其它惰性气体4 与内壁底部导流槽的共同作用下，呈现浮于运输管道10中部前行的状态，该设计使得粉状 物质1(如煤粉、金属矿粉、面粉)主要集中在运输管道10的中部运输，降低运输过程中的 运输损耗，提高运输效率，并且由于导流槽内采用圆滑内槽16设计，有效避免了物质在槽 内的残留。 气固混合物9进入弯道段时，由于离心力等作用，与内壁的磨损与撞击增加，使能 量损失较大，造成气固混合物9在经过弯道段后前行速度会有所降低，而后又有一个加速 阶段，所以要尽量减小弯道段长度，并控制其曲率半径与运输管道10的直径比在7 15之 间，减少气固混合物9经过弯道段时的摩擦损失。相邻弯道的间距不小于运输管道10直径 的40倍，加厚弯道段管壁与陶瓷内衬15，并保证弯道段管道内径与运输管道10的一致。该 设计有效的避免气固混合物9经过弯道段后因加速距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动力管道运输系统，利用高压氮气或其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速，在运输管道内输送粉状以及颗粒状物质（如煤粉、金属矿粉、面粉），其特征在于，所述气动力管道运输系统包括：运输管道，其内部具有腔体，所述运输管道具有管径变化和弯道段。气固混合子系统，由进料仓、动力泵与气固混合管道组成，所述气固混合子系统与所述运输管道连通。散热子系统，由水冷装置与散热片组成，所述散热子系统与所述运输管道连接。增压运输子系统，由增压装置与动力泵组成，所述增压运输子系统与所述运输管道连通。沉淀与仓储子系统，由沉淀与仓储装置、过滤装置与尾气体排放设施组成，所述沉淀与仓储子系统与所述运输管道连通。控制子系统，由监测装置与计算机控制网络组成，所述控制子系统与所述气固混合子系统、增压运输子系统、散热子系统、沉淀与仓储子系统相关联。

【技术特征摘要】
一种气动力管道运输系统，利用高压氮气或其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速，在运输管道内输送粉状以及颗粒状物质(如煤粉、金属矿粉、面粉)，其特征在于，所述气动力管道运输系统包括运输管道，其内部具有腔体，所述运输管道具有管径变化和弯道段。气固混合子系统，由进料仓、动力泵与气固混合管道组成，所述气固混合子系统与所述运输管道连通。散热子系统，由水冷装置与散热片组成，所述散热子系统与所述运输管道连接。增压运输子系统，由增压装置与动力泵组成，所述增压运输子系统与所述运输管道连通。沉淀与仓储子系统，由沉淀与仓储装置、过滤装置与尾气体排放设施组成，所述沉淀与仓储子系统与所述运输管道连通。控制子系统，由监测装置与计算机控制网络组成，所述控制子系统与所述气固混合子系统、增压运输子系统、散热子系统、沉淀与仓储子系统相关联。2. 根据权利要求1所述的气动力管道运输系统，其特征在于，所述运输管道以高压氮 气或其它惰性气体作为动力载体，动力泵辅助加速。高压氮气或其它惰性气体要达到一定 浓度，气固混合管道以及运输管道的压力要达到并维持在一定范围，实现气物混合物在管 道内以一定的速度移动。3. 根据权利要求l所述的气动力管道运输系统，其特征在于，所述运输管道采用 200mm 2200mm及其以上管径的钢制或其它材料的管体，管体要符合压力与密封要求，可 以附以陶瓷内衬实现抗摩擦与导流。4. 根据权利要求1所述的气动力管道运输系统，其特征在于，所述运输管道的入管粉 状物质要将水...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱勇生，孙鹏，王敏，曾俊伟，程永华，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]