[發(fā)明專利]一種將固體粉末送入高速氣流的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114616.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106743674B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 路波;林學東;吳勇航;林俊;郭秋亭;陶洋;左金;范長海;葉坤;張兆;杜寧;楊可;周洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: B65G53/16
• 分類號: B65G53/16;B65G53/50
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 周曉娜

本發(fā)明提供了將固體粉末送入高速氣流的裝置，主要包括超聲速噴管、側(cè)向環(huán)狀孔板進氣筒、輔助進料噴嘴、加料倉、進料管等。氣體經(jīng)側(cè)向環(huán)狀孔板進氣筒進入，由超聲速噴管加速后攜帶加料倉、進料管送入的物料高速撞靶，輔助進料噴嘴可輔助進料，從而解決粉狀物進料易堵塞問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種裝置，具體涉及一種將固體粉末送入高速氣流的裝置。

背景技術(shù)

低熱固相反應合成技術(shù)是近年來快速發(fā)展的材料制備新技術(shù)，其本質(zhì)特征在于室溫或低溫下的能量傳遞，即通過機械研磨等方式，向粉末反應劑體系中引入機械能，并使之轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻w系的化學能，從而實現(xiàn)室溫下的固相合成。從材料制備技術(shù)的角度看，實現(xiàn)低熱固相合成反應的必要條件是向體系引入機械能以誘發(fā)反應。研究發(fā)現(xiàn)：利用高速氣流加速技術(shù)同樣能向反應體系饋入機械能，且可饋入的機械能能量密度有可能提高一個量級(從傳統(tǒng)裝備的小于等于3W/g～10W/g提高到100W/g以上)。該方法的基本原理為：由超聲速噴管產(chǎn)生高速氣流(氣流馬赫數(shù)1.5～4.5，可根據(jù)需要采用不同馬赫數(shù)的噴管)，參與反應的物料被送入氣流加速流道，經(jīng)過氣流加速后與對撞靶發(fā)生碰撞。

然而要實現(xiàn)氣體加速物料，需要考慮的一個問題是如何進氣與進料。因為進氣與進料方式將極大影響物料輸送效率、氣流加速效果以及合成反應的產(chǎn)能。目前，現(xiàn)有的進氣、進料方式為軸向進氣側(cè)向進料(如圖1所示)，參與反應的物料2’經(jīng)側(cè)向物料入口5’送入氣流加速流道3’，超聲速噴管1’產(chǎn)生高速氣流攜帶物料2’加速后與對撞靶4’發(fā)生碰撞。這種方式采用標準的收縮擴張噴管獲得超聲速氣流，并在噴管出口管壁上開饋料口進行加料，其出發(fā)點是利用噴管出口處比較低的靜壓，實現(xiàn)顆粒加入。但在實際應用中，當超聲速噴管1’的入口氣流壓力較高時，物料入口5’壓力會超過大氣壓，導致物料無法進入氣流加速通道3’。但是，如果降低超聲速噴管入口氣流壓力，則噴管下游的高速氣流難以維持。此外，從外側(cè)壁加料，由于邊界層內(nèi)氣流速度較低，核心流速度較高，且顆粒進入時有一定的徑向速度，使得顆粒軌跡很難估計，物料受重力作用往往跟隨氣流運動在流道壁面的邊界層內(nèi)較為集中，因此碰撞效率較低，難以實現(xiàn)引入機械能以誘發(fā)反應的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述進氣進料方式存在的問題，本發(fā)明提出了一種將固體粉末送入高速氣流的裝置，以解決粉狀物中心進料與進氣的矛盾。

本發(fā)明的基本思路是反應物料經(jīng)加料倉、進料管送入氣流加速通道，氣流從側(cè)向進氣接頭進入超聲速噴管，經(jīng)噴管加速后攜帶物料高速撞擊對撞靶。雖然物料在進料管出口處受低壓作用能夠被吸入氣流加速通道，但為使進料更為通暢，本發(fā)明設計了進料結(jié)構(gòu)，外接一路氣源將經(jīng)由加料倉落下的物料推入進料管。

一種將固體粉末送入高速氣流的裝置，采用載氣將固體粉末送入高速氣流中，沿氣流方向依次設置進料管、氣流穩(wěn)定外罩和高速氣流加速管，該進料管為三段式結(jié)構(gòu)，前段為進料細長管，中段為法蘭盤結(jié)構(gòu)，后段為輸送管；進料管的進料細長管插入并貫穿氣流穩(wěn)定外罩內(nèi)腔，由超聲速噴管分別將進料管進料細長管出口、氣流穩(wěn)定外罩與高速氣流加速管的高速氣流通道連通。

所述氣流穩(wěn)定外罩一端與進料管中段的法蘭盤通過第一組螺釘連接，氣流穩(wěn)定外罩另一端與高速氣流加速管通過第二組螺釘連接。

所述氣流穩(wěn)定外罩外部徑向方面設置一連通內(nèi)腔的側(cè)向進氣接頭。

所述進料管的輸送管段軸向連接輔助進料噴嘴，輔助進料噴嘴一端設置接頭連接載氣源；進料管輸送管段徑向設置一加料倉。

進料管的輸送段內(nèi)外徑均大于進料細長管的內(nèi)外徑，內(nèi)腔通過圓錐形過渡實現(xiàn)連通。

所述的氣流穩(wěn)定外罩的內(nèi)腔前段為圓錐形收縮段，后段為圓柱形。在氣流穩(wěn)定外罩內(nèi)腔前段設置進氣筒，所述的進料管的進料細長管貫穿進氣筒，進氣筒與氣流穩(wěn)定外罩的內(nèi)腔之間形成進氣腔。