稠密气固流动装置的防堵塞取压管及其应用方法

摘要

稠密气固流动装置的防堵塞取压管及其应用方法将倾斜管(1)插入稠密气固流动装置壁面(22)上倾斜角为75°的测压口(23)内，定位环(2)的橡胶圈(12)与稠密气固流动装置外壁面(24)紧贴，根据倾斜管(1)上标注的刻度调整好插入的长度并定位，螺纹接头(6)通过粗橡胶管(26)和压力脉动测试装置连接，高压气吹管(4)的螺纹段(20)通过细橡胶管(25)与高压空气源连接，双重防堵措施有效解决了解决取压管堵塞问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种稠密气固流动装置的防堵取压管及其应用方法，属于多相流测量的技术领域。

背景技术

稠密气固流动装置在化工、石化、冶金、能源、材料、生化、环保、制药等领域的物理和化学过程中有着十分广泛的应用。稠密气固流动装置的压力脉动信号包含了许多动态信息，是颗粒特性、气固流动装置的几何特性、气泡运动特性等多种因素的综合反映，床内不同位置的压力脉动信号，从不同的时间和空间反映了气固流动的特征，对于稠密气固流动装置的安全、稳定和优化运行起到重要的作用。

现有气固流动装置压力脉动信号的测量，通常是在装置的边壁水平开取测压孔，然后连接取固定或可活动的取压管，管口或管内布置有钢丝网，防止固体颗粒进入取压管，取压管与压力脉动测量装置相接，取得稠密气固流动装置边壁处或装置内部的压力脉动。然而对于稠密气固流动装置，现有类型的取压管存在以下的缺点：(1)稠密气固流动装置中颗粒的浓度大，且为小到几十微米大到几个毫米的宽筛分颗粒，孔较大的钢丝网可以阻止大颗粒进入取压管，但不能阻止小粒径颗粒进入取压管，在运行过程中取压管易产生堵塞，从而造成虚假信号，该问题对于水平布置的取压管尤为严重；(2)若采用孔很小的钢丝网(如孔径小于0.1mm)，可以同时阻止大颗粒和小颗粒进入取压管，但压力脉动穿过这种很密钢丝网时会产生延时和衰减效应，使的压力脉动信号失真；(3)一旦堵塞，必须将取压管拆卸下来清理，费时费力。因此，常规的取压管由于突出的堵塞问题已不能满足稠密气固流动装置压力脉动测量的需要，亟需在大量的实践基础上，寻找新的思路，研发稠密气固流动装置的新式防堵取压管，以解决取压管堵塞问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种稠密气固流动装置的防堵取压管及其应用方法，以解决取压管的堵塞问题。

技术方案：本发明提供了一种稠密气固流动装置的防堵取压管及其应用方法。本发明的思路是：取压管倾斜插入稠密气固流动装置，并设置双重防堵措施和清堵措施，以解决取压管在测量稠密气固流动装置的压力脉动时的堵塞问题。下面参照图1～图7，具体说明本发明的技术路线和目标的实现。

本发明的稠密气固流动装置的防堵塞取压管包括倾斜管、定位环、弯管、高压气吹管、水平管、螺纹接头和支撑架；其中，倾斜管位于取压管的最前端，定位环套在倾斜管上，倾斜管与水平管通过弯管连接，高压气吹管从弯管穿入一直到倾斜管的前端管口，并通过倾斜管内的支撑架支撑，支撑架置于高压气吹管的管口和出气孔之间。倾斜管的倾角为75°，倾斜管的前端为舌形取压口，舌形取压口上部3/4区域为孔板，孔板开有通气孔，舌形取压口下部1/4区域为落料口。所述支撑架由外环、支撑筋、支撑孔和钢丝网构成，外环与支撑孔之间由三根成120°夹角分布的支撑筋连接，钢丝网位于外环与支撑孔之间的空间中。

本发明的稠密气固流动装置的防堵塞取压管的应用方法将倾斜管插入稠密气固流动装置壁面上倾斜角为75°的测压口内，定位环的橡胶圈与稠密气固流动装置外壁面紧贴，根据倾斜管上标注的刻度调整好插入的长度并定位，螺纹接头通过粗橡胶管和压力脉动测试装置连接，高压气吹管的螺纹段通过细橡胶管与高压空气源连接。所述的定位是将与定位螺孔尺寸相配的螺钉从定位螺孔拧入，锁紧定位圈，使定位圈与倾斜管固定。

有益效果：本发明的稠密气固流动装置的防堵塞取压管，具有如下的特色及优点：

1、双重防堵措施有效解决了解决取压管堵塞问题。

2、设置有高压吹气管，当取压管在长时间运行或操作不当发生意外堵塞，通过高压吹气可有效疏堵。

3、定位环和倾斜段上标注的刻度可使取压管在装置内方便、准确定位。

4、管径和管长适中，避免了由于管径过粗而干扰流场；也有效避免了由于管径细长使压力脉动信号由于延时和衰减效应而失真。

5、结构简单，加工容易，使用方便，防堵、清堵有效。

附图说明

图1是本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管的结构示意图。

图2是倾斜管的舌形取压口结构示意图。

图3是取压管定位环结构示意图。

图4是弯管结构示意图。

图5是支撑架结构示意图。

图6是高压气吹管结构示意图。

图7是本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管及其应用方法示意图。

以上的图中有：倾斜管1、定位环2、弯管3、高压气吹管4、水平管5、螺纹接头6、支撑架7、舌形取压口8、孔板9、落料口10、通气孔11、橡胶圈12、定位圈13、定位螺孔14、高压气吹管穿入孔15、外环16、支撑筋17、支撑孔18、钢丝网19、螺纹段20、出气孔21、稠密气固流动装置壁面22、测压口23、稠密气固流动装置外壁面24、细橡胶管25、粗橡胶管26、颗粒27。高压空气源A、压力脉动测试装置B。

具体实施方式

本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管是由倾斜管、定位环、弯管、高压气吹管、水平管、螺纹接头和支撑架组成。其中倾斜管位于取压管的最前端，定位环套在倾斜管上，倾斜管和水平管通过弯管连接，高压吹气管从弯管穿入，并通过倾斜管内的支撑架支撑，支撑架置于高压吹气管的管口和出气孔之间。所述的倾斜管的倾角为75°；倾斜管的前端为舌形取压口，舌形取压口上部3/4区域为孔板，孔板上通气孔，舌形取压口下部1/4区域为落料口；倾斜管后半段的外壁标注有刻度。所述的定位环由橡胶圈和定位圈组成，定位圈上开有对称的定位螺孔，定位圈一端为直环面，另一段为斜环面，斜环面的倾斜角为75°，橡胶圈的大小与斜环面相同。所述弯管的弧度为5/12π，弯管上高压气吹管穿入孔的轴线与倾斜管的轴线重合，倾斜管内的高压气吹管在距管口30～50mm处开有沿周向均匀分布的出气孔；高压气吹管的另一端设有细螺纹。所述支撑架由外环、支撑筋、支撑孔和钢丝网构成，三根支撑筋成120°夹角。

本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管的防堵目标是通过双重防堵措施和清堵措施来实现的：本发明的取压管设有75°倾斜管，倾斜插入稠密气固流动装置，倾斜管前端舌形取压口上部3/4区域为孔板、下部1/4区域为落料口，孔板可以防止大颗粒进入倾斜管，即使有小颗粒从通气孔或大、小颗粒从落料口进入倾斜管，稠密气固流动装置内的气体脉动和大大、小颗粒自身重力的共同作用能使进入取压管的大部分颗粒从落料口落回稠密气固流动装置，这是本发明取压管的第一重有效防堵措施；管倾斜内支撑架上的钢丝网可阻止进入倾斜管但未落回稠密气固流动装置的少量颗粒继续进入管内，这是本发明取压管的第二重有效防堵措施；当取压管在长时间运行或操作不当发生意外堵塞，可用高压空气源通过高压气吹管疏堵，高压气吹管在距管口30～50mm处开有沿周向均匀分布的出气孔，管口和出气孔喷出的高压空气，可有效将堵在支撑架前后的颗粒吹出，这是本发明取压管专门设置的有效清堵措施。

本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管的应用方法为：在稠密气固流动装置的壁面上开有倾斜角为75°的测压口，将倾斜管插入测压口内，定位环的橡胶圈与稠密气固流动装置的外壁面紧贴，根据倾斜管上标注的刻度调整好插入的长度并定位；定位的方法是将与定位螺孔尺寸相配的螺钉从定位螺孔拧入，锁紧定位圈，使定位圈与倾斜管固定；取压管的螺纹接头通过粗橡胶管和压力脉动测试装置连接；高压气吹管的螺纹段通过细橡胶管与高压空气源连接。

参照图1～图6来详细说明本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管。

本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管是由倾斜管1、定位环2、弯管3、高压气吹管4、水平管5、螺纹接头6和支撑架7组成。倾斜管1位于取压管的最前端，定位环2套在倾斜管1上，倾斜管1和水平管5通过弯管3连接，高压吹气管6从弯管3穿入，并通过倾斜管1内的支撑架7支撑，支撑架7置于高压吹气管6的管口和出气孔21之间。

具体结构是：倾斜管1的倾角为75°，中心线长度为250～300mm，由外径为10mm、厚度为1mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管加工而成；倾斜管1的前端为舌形取压口8，舌形取压口8上部3/4区域为孔板9，孔板厚度为1mm，焊接在倾斜管1内，与舌形取压口8平齐；孔板9上开有4个通气孔11，孔径为0.5mm；舌形取压口8下部1/4区域为落料口10；倾斜管1后半段的外壁标注有刻度。定位环2由橡胶圈12和定位圈13组成，定位圈13上开有对称的定位螺孔14，定位圈13一端为直环面，另一端为斜环面，斜环面的倾斜角为75°，采用外径为10mm、厚度为1mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管加工而成，中心线长度为10～15mm；橡胶圈12的大小与斜环面相同，厚度为2～4mm；定位螺孔14为DN3国标内螺纹孔。弯管3的主要目的是实现倾斜管1和水平管5的对接，弯管3的弧度为5/12π，中心线长度为50～80mm，由外径为6mm、厚度为1mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管加工而成；弯管3上设有高压气吹管穿入孔15。高压气吹管采用外径为3mm、厚度为0.5mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管加工而成，长度为300～400mm；高压气吹管4在距管口30～50mm处开有沿周向均匀分布3～5个0.2mm的出气孔21，另一端的螺纹段设有3～5道螺纹高度为0.3mm的细螺纹。高压气吹管4插入倾斜管1内，管口离舌形取压口8的距离为5～8mm，高压气吹管4在管内通过支撑架7支撑，以保证高压气吹管4的轴线与倾斜管1的轴线重合；高压气吹管4与高压气吹管穿入孔15之间的缝隙用强力胶(如505瞬间胶)封死，防止漏气的同时也起固定作用。支撑架7置于高压吹气管6的管口和出气孔21之间，由外环16、三根成120°夹角的支撑筋17、支撑孔18和钢丝网19构成；外环16、支撑筋17和支撑孔18均采用直径为0.5mm的细钢丝加工而成，它们的位置通过焊接或强力胶粘接固定；钢丝网19为孔径0.1～0.2mm。螺纹接头6采用外径为10mm、厚度为1mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管加工而成，长度为30～50mm，设有4～6道螺纹高度为0.5mm的粗螺纹。

参照图7来详细说明本发明的密气固流动装置的防堵取压管的应用方法和防堵目标的实现。

本发明的稠密气固流动装置的防堵取压管的应用方法为：在稠密气固流动装置的壁面上22开有倾斜角为75°的测压口23，将倾斜管1插入测压口23内，定位环2的橡胶圈12与稠密气固流动装置外壁面24紧贴，根据倾斜管5上标注的刻度调整好插入的长度并定位；定位的方法是将与定位螺孔14尺寸相配的螺钉从定位螺孔14拧入，锁紧定位圈13，使定位圈13与倾斜管1固定；取压管的螺纹接头6通过粗橡胶管26和压力脉动测试装置B(如压力传感器或便携式压力计)连接；高压气吹管4的螺纹段20通过细橡胶管25与高压空气源A(如压缩空气罐或空气压缩机)连接。

双重防堵措施的具体实施方式为：首先，倾斜管1前端的舌形取压口8上部3/4区域为孔板9、孔板9上开有4个孔径为0.5mm通气孔11，孔板9可以让气体通过但会阻止粒径大于0.5mm的大颗粒进入倾斜管1，下部1/4区域为落料口10，即使有粒径小于0.5mm的小颗粒从通气孔11或大、小颗粒从落料口10进入倾斜管1，稠密气固流动装置27内的气体脉动和大、小颗粒自身重力的共同作用能使进入取压管的大部分颗粒从落料口10落回稠密气固流动装置27；其次，管倾斜1内支撑架7上的钢丝网19可阻止进入倾斜管1但未落回稠密气固流动装置27的少量颗粒继续进入管内。

清堵措施的具体实施方式为：当取压管在长时间运行或操作不当发生意外堵塞，可用高压空气源A通过高压气(压力0.3～0.5MPa)吹管疏堵，高压气吹管4在距管口30～50mm处开有沿周向均匀分布的出气孔21，管口和出气孔21喷出的高压空气，可有效将堵在支撑架7前后的颗粒吹出，清除堵塞。