專利名稱：用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的單回路砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的單回路砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系 統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
砂塵環(huán)境是引起許多工程和/或武器裝備失效的一個(gè)重要環(huán)境因素，其主要損 壞類型有沖蝕、磨損、腐蝕及滲透等。吹塵和吹砂試驗(yàn)是檢驗(yàn)車輛、飛行器、電器 設(shè)備、軍用裝備在沙漠、干旱地區(qū)和風(fēng)沙天氣條件下環(huán)境適應(yīng)性和環(huán)境可靠性的重要手 段?，F(xiàn)有的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系統(tǒng)包括加料系統(tǒng)、回料與補(bǔ)料系統(tǒng)、砂塵 濃度測量與調(diào)節(jié)系統(tǒng)三大部分。圖1所示的是中國專利ZL200510000070.8公布的一種系 統(tǒng)，其中，標(biāo)號(hào)1為循環(huán)風(fēng)道，2為加料艙，3為回收料斗，4為真空泵，5為旋風(fēng)分離 器，6為調(diào)壓風(fēng)機(jī)；該系統(tǒng)的基本功能包括1)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)將試驗(yàn)所需的砂塵料，借 助(干、濕)壓縮空氣，由加料倉2輸送至循環(huán)風(fēng)道，2)同時(shí)將落在回收料斗3的沙塵料 在真空泵4的帶動(dòng)下通過旋風(fēng)分離器5輸送回加料倉2，3)根據(jù)濃度傳感器測得的試驗(yàn)段 砂塵濃度信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的加砂量。因?yàn)樵谡麄€(gè)沙塵環(huán)境模擬試驗(yàn)過程中，需要根據(jù)情況增加或者減小砂塵料的濃 度，并且在現(xiàn)實(shí)的沙塵模擬環(huán)境試驗(yàn)過程中涉及到開啟、運(yùn)行、停止等不同階段，在這 些不同階段中，循環(huán)風(fēng)道中沙塵濃度經(jīng)歷增高、穩(wěn)定、下降的不同過程，所以，需要在 砂塵循環(huán)的回料過程中先將回收砂塵料進(jìn)行氣固分離，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)沙塵濃度的有效控 制，分離出的固體部分被循環(huán)輸送到試驗(yàn)段的上游處時(shí)，在與輸送氣體混合用于增加、 調(diào)節(jié)試驗(yàn)段里的砂塵濃度。這樣的分離_混合的砂塵循環(huán)設(shè)置可以使?jié)舛瓤刂频男矢?。該系統(tǒng)的一個(gè)基本要點(diǎn)是把沙塵模擬環(huán)境盡量局限在試驗(yàn)段，而盡量降低風(fēng)道 的非試驗(yàn)段部分的沙塵量，從而避免沙塵環(huán)境對(duì)風(fēng)道等的不利影響。但該系統(tǒng)具有這樣 一些問題_回料系統(tǒng)的動(dòng)力來自真空泵4，加料系統(tǒng)的動(dòng)力來自壓縮空氣，加料、回料各 采用不同的動(dòng)力系統(tǒng)，因而整個(gè)砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系統(tǒng)的構(gòu)造復(fù)雜。-由于加料系統(tǒng)借助壓縮空氣的作用通過氣力傳輸?shù)姆绞郊恿希约恿舷到y(tǒng)需 要大量并且不間斷的壓縮空氣，為了產(chǎn)生大量并且不間斷的壓縮空氣，需要壓縮機(jī)不停 的工作，這樣便消耗了大量的能量。_由于回料系統(tǒng)也通過氣力傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行回料，但與加料系統(tǒng)不同的是，回料 系統(tǒng)是在真空泵4產(chǎn)生的抽吸力的作用下實(shí)現(xiàn)氣力傳輸方式的回料，為了能產(chǎn)生足夠并 且持續(xù)的抽吸力，需要真空泵4連續(xù)不斷的工作，這樣便消耗了大量的能量。-由于回料的大料斗3為了有利于回料的通暢，料斗的坡度設(shè)計(jì)很大，這樣就使回料的大料斗高度增加，并且回料的大料斗設(shè)置在循環(huán)風(fēng)道1的下部，所以需要挖很深 的地基才能放置下回收料斗3。在這種情況下，帶來了空間布局的困難，浪費(fèi)了建設(shè)成 本。-由于在加料系統(tǒng)中使用了壓縮空氣帶動(dòng)的氣力傳輸系統(tǒng)，所以在加料的過程中 在循環(huán)風(fēng)道1中進(jìn)入了大量的壓縮空氣，為了保持循環(huán)風(fēng)道1內(nèi)部壓力穩(wěn)定，需要調(diào)壓風(fēng) 機(jī)6進(jìn)行控制，這樣便消耗了額外的能量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案致力于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述和以下問題*加料系統(tǒng)需要專門設(shè)置氣力傳輸管道，并且開通壓縮機(jī)來提供壓縮空氣，這樣 便帶來了額外的運(yùn)行能耗；*回料系統(tǒng)需要專門設(shè)置真空泵來提供抽吸力，回收料再在抽吸力的作用下回 收，并且?guī)眍~外的運(yùn)行能耗；*回料系統(tǒng)需要在循環(huán)風(fēng)道下部安裝回料的大料斗，這樣會(huì)面臨整個(gè)循環(huán)風(fēng)道下 部空間布局的困難；*伴隨加料的過程，大量的壓縮空氣進(jìn)入了循環(huán)風(fēng)道，為了保持循環(huán)風(fēng)道內(nèi)氣壓 的穩(wěn)定，需要專門設(shè)置調(diào)壓風(fēng)機(jī)，并且?guī)眍~外的運(yùn)行能耗。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加料系統(tǒng)和回料系統(tǒng)被集成在一起，實(shí)現(xiàn)了一種單 回路砂塵料循環(huán)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，控制簡單，從而提供了一種單回路砂塵料循環(huán)及砂 塵濃度控制系統(tǒng)，具有占用空間小、系統(tǒng)耗能低的特點(diǎn)，特別適用于節(jié)約能源、空間利 用率高的場合。本發(fā)明的各實(shí)施例包括了如下技術(shù)手段中的至少一部分-用強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口代替現(xiàn)有技術(shù)中采用的回收料斗，從而有效地節(jié)約了 空間和成本。此強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口實(shí)現(xiàn)了砂塵料的回收。-在強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道之后接入陣列式旋風(fēng)分離器，該陣列式旋風(fēng)分離器包括 多個(gè)旋流子，從而使分離效率更高，占據(jù)空間更小。此旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)了對(duì)來自吸砂吸 塵風(fēng)道的氣固兩相回收料進(jìn)行氣固分離。-在陣列式旋風(fēng)分離器之后連接可在砂塵環(huán)境中使用的離心風(fēng)機(jī)，此離心風(fēng)機(jī)提 供了整個(gè)砂塵料循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力。_采用了一種單回路砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng)，其特征在于其包括強(qiáng)迫式 吸砂吸塵風(fēng)道、旋流子及下部加料裝置、離心風(fēng)機(jī)，它們分別通過管道相連并且組成一 種單回路循環(huán)系統(tǒng)，再通過設(shè)在試驗(yàn)段的風(fēng)速和濃度控制信號(hào)對(duì)離心風(fēng)機(jī)和螺旋給料器 進(jìn)行控制，這樣便實(shí)現(xiàn)了一種單回路砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)特征在于構(gòu)成包括強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口、旋流子及加料艙、 離心風(fēng)機(jī)以及各自氣力傳輸管道的一個(gè)單回路砂塵料循環(huán)系統(tǒng)；使位于分離段下部的砂 塵料通過強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口被吸入到砂塵料循環(huán)系統(tǒng)，再在離心風(fēng)機(jī)抽吸力的作用 下借助氣力傳輸流經(jīng)旋風(fēng)分離器。本發(fā)明的另一個(gè)特征在于在旋風(fēng)分離器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)氣固分離，分離出的固體部 分再次進(jìn)入到加料艙以便重新用于加料用途，而氣體部分通過氣力傳輸風(fēng)道繼續(xù)傳輸并進(jìn)入到離心風(fēng)機(jī)。離心風(fēng)機(jī)設(shè)置在旋風(fēng)分離器之后，它產(chǎn)生的抽吸力就是提供整個(gè)砂塵 料循環(huán)系統(tǒng)的氣力傳輸動(dòng)力，并且通過來自試驗(yàn)段的風(fēng)速及砂塵濃度信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)離心風(fēng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。本發(fā)明的再一個(gè)特征在于氣體部分從離心風(fēng)機(jī)出來以后通過氣力傳輸管道和 加料艙下端的螺旋加料器相連，砂塵通過螺旋加料器排入到混合器中，這樣便產(chǎn)生了用 于加料的氣固兩相流，此氣固兩相流通過設(shè)在氣力傳輸管道末端的加料噴頭噴入到循環(huán) 風(fēng)道的收縮段，這樣便實(shí)現(xiàn)了整砂塵料循環(huán)系統(tǒng)，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)循環(huán)風(fēng)道內(nèi)其固兩相流的 濃度控制。本發(fā)明的再一個(gè)特征在于螺旋給料器與加料艙相連并位于其下端，由它負(fù)責(zé) 對(duì)氣力傳輸管道加料，并通過來自試驗(yàn)段的風(fēng)速及砂塵濃度信號(hào)對(duì)螺旋給料器的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行閉環(huán)控制，這樣便實(shí)現(xiàn)了對(duì)循環(huán)風(fēng)道內(nèi)砂塵濃度的控制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán) 及砂塵濃度控制系統(tǒng)，所述吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)包括一個(gè)循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道包 括一個(gè)試驗(yàn)段，其特征在于包括—個(gè)砂塵回收部分，它被設(shè)置在所述試驗(yàn)段的下游，用于回收所述風(fēng)道中的砂土。一個(gè)氣_固分離部分，用于對(duì)來自所述砂塵回收部分的氣-固混合流進(jìn)行分 罔；一個(gè)砂塵料輸送裝置，用于把所述氣-固分離部分分離出的固體砂塵料輸送至 一個(gè)混合器；一個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)部分，它處于從所述氣_固分離部分到所述混合器的一個(gè)氣體管 路中，并把所述氣_固分離部分分離出的氣體驅(qū)動(dòng)到所述混合器，所述混合器，用于把所述氣體驅(qū)動(dòng)部分送來的氣體和所述砂塵料輸送裝置送來 的固體砂塵料相混合，形成混合的氣-固混合流。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循 環(huán)及砂塵濃度控制方法，所述吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)包括一個(gè)循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道 包括一個(gè)試驗(yàn)段，其特征在于包括利用一個(gè)砂塵回收部分回收所述風(fēng)道中的砂塵，所述砂塵回收部分被設(shè)置在所 述試驗(yàn)段的下游；對(duì)來自所述砂塵回收部分的氣_固混合流進(jìn)行分離；用一個(gè)砂塵料輸送裝置把所述氣_固分離部分分離出的固體砂塵料輸送至一個(gè) 混合器；利用一個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)部分把所述氣_固分離部分分離出的氣體驅(qū)動(dòng)到所述混合 器，在所述混合器把所述氣體驅(qū)動(dòng)部分送來的所述氣體和所述砂塵料輸送裝置送來 的固體砂塵料相混合，形成混合的氣-固混合流。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括1)回料和加料采用單一、統(tǒng)一的動(dòng)力系統(tǒng)(離心風(fēng)機(jī))，使得整個(gè)砂塵料循環(huán)及 砂塵濃度控制系統(tǒng)的布局大為簡化；
2)與傳統(tǒng)的吹砂吹塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)相比，由于本發(fā)明舍棄了回收料大料 斗，改為強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道，故使結(jié)構(gòu)更加簡單，占據(jù)空間更?。?)由于本發(fā)明不需要壓縮空氣，所以不需要消耗用于運(yùn)行壓縮機(jī)的能源，更加 節(jié)約能源；4)與傳統(tǒng)的吹砂吹塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)相比，由于本發(fā)明的舍棄了用于回收 料的真空泵，故更加節(jié)約能源；由于本發(fā)明的回料和加料都集成在一個(gè)單回路循環(huán)系統(tǒng) 中，故使整個(gè)砂塵料輸送、加料、回收系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，控制更方便。


圖1為現(xiàn)有砂塵環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置的砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng)。圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)風(fēng)道氣動(dòng)布局結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為圖 2A所示的循環(huán)風(fēng)道的一段的軸視圖。圖3為本發(fā)明單回路砂塵料循環(huán)流程圖。圖4為本發(fā)明單回路砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。吹砂、吹塵環(huán)境模擬設(shè)備一般包括循環(huán)風(fēng)道、砂塵料系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、濕 度控制系統(tǒng)。其中，循環(huán)風(fēng)道用于提供試件在吹砂和吹塵環(huán)境的場所；砂塵料系統(tǒng)用于 實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)環(huán)境的砂塵濃度，通過試驗(yàn)段風(fēng)速及濃度的信號(hào)對(duì)砂塵料系統(tǒng)中的離心風(fēng)機(jī)及 螺旋給料器進(jìn)行閉環(huán)控制，從而有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)風(fēng)道中砂塵濃度的控制；溫度控制系 統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)、風(fēng)道壓力控制系統(tǒng)組成空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(未顯示)。圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)風(fēng)道氣動(dòng)布局結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為圖 2A所示的循環(huán)風(fēng)道的一段的軸視圖。如圖2A和2B所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所 應(yīng)用于的一種循環(huán)風(fēng)道1包括依次的試驗(yàn)段101、擴(kuò)壓段102、分離段103、第一拐角段 104、第一收縮段105、第二拐角段106、方圓過渡段107、動(dòng)力段108、圓方過渡段109、 變截面段110、第三拐角段111、第四拐角段112、穩(wěn)定段113、第二收縮段114、U型分 罔 115 ο圖3所示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單回路砂塵料循環(huán)流程圖，其中當(dāng)循 環(huán)風(fēng)道試驗(yàn)段101下游部分內(nèi)的氣固兩相流碰到U型分離器115時(shí)，其中的砂塵料降落到 分離段103的底部，然后被吸入到強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口 7，繼續(xù)順著管道流下去，進(jìn)入 到陣列式旋風(fēng)分離器9，在旋風(fēng)分離器9的作用下固體部分進(jìn)入到加料艙10，而氣體部分 則進(jìn)入到離心風(fēng)機(jī)8;固體部分經(jīng)過位于加料艙10下游的螺旋給料器11，在混合器12中 與離心風(fēng)機(jī)8出來的氣體相混合，然后混合的氣固兩相流被噴入到循環(huán)風(fēng)道位于試驗(yàn)段 101上游的收縮段114，從而實(shí)現(xiàn)了砂塵料的循環(huán)。如圖4所示的是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單回路砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng) 的連接示意圖，該砂塵料循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)道(圖4里顯示了循環(huán)風(fēng)道的段113、114、101、102、103)，-強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口7，
-離心風(fēng)機(jī)8，-多個(gè)旋流子901組成的旋風(fēng)分離器9，_ 加料艙 10，-螺旋給料器11，-螺旋給料器旋轉(zhuǎn)電機(jī)1101，-混合器12，這些部分通過管道連接成根據(jù)本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例的單回路砂塵料循環(huán)及濃度 控制系統(tǒng)。降落在循環(huán)風(fēng)道分離段103的砂塵料在離心風(fēng)機(jī)8的抽吸力作用下被吸入到 強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道口7中；由于離心風(fēng)機(jī)8產(chǎn)生的抽吸力對(duì)砂塵料的回收產(chǎn)生了加速作 用，故使砂塵料的回收效率更高?；厥樟显跉饬ψ饔孟吕^續(xù)順著管道進(jìn)入到旋風(fēng)分離器 9，該旋風(fēng)分離器9包括多個(gè)旋流子901 ；每個(gè)旋流子901都能實(shí)現(xiàn)砂塵料的氣固分離， 相當(dāng)于一個(gè)小型旋風(fēng)分離器；而當(dāng)把多個(gè)旋流子901組合起來變成一個(gè)陣列式旋風(fēng)分離 器時(shí)，該旋風(fēng)分離器的效率更高，并且各旋流子901的高度即旋風(fēng)分離器9的高度降低。 陣列式旋風(fēng)分離器9將氣固兩相流中的固體成分分離出來，并通過旋轉(zhuǎn)閥902輸送到加料 艙10，旋轉(zhuǎn)閥902負(fù)責(zé)將旋風(fēng)分離器9中分離出來的固體排出并且送到加料艙，而氣體通 過管道流過離心風(fēng)機(jī)8，這樣便完成了一個(gè)回料動(dòng)作。從離心風(fēng)機(jī)8出來的氣體再和螺旋 給料器11出來的砂塵料在混合器12中混合，螺旋給料器11和加料艙10相通，這樣便完 成了一個(gè)加料動(dòng)作。整個(gè)砂塵料循環(huán)過程中回料和加料同時(shí)完成，并且集成在同一個(gè)回 路，故使整個(gè)砂塵料循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)約空間、節(jié)約能源。下面將介紹在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備中的工作過程的一個(gè)實(shí)施例如圖4所示，當(dāng)氣固兩相流流過試驗(yàn)段101后，再經(jīng)過擴(kuò)壓段102的減速，最終 氣固兩相流所攜帶的大量砂塵在分離器115的作用下沉落在分離段103，在分離段103下 部安裝了強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道口 7，落到分離段103下部的砂塵料在強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道 口 7所產(chǎn)生的抽吸力作用下被吸入到強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道7，然后順著管道進(jìn)入到旋風(fēng)分 離器9，旋風(fēng)分離器9將呈氣固兩相流狀態(tài)的回收料中的固體部分分離出來，然后回收到 加料艙10中，而氣體部分則再順著管道流向了離心風(fēng)機(jī)8，這樣便形成了一個(gè)完整的回 收料動(dòng)作。在離心風(fēng)機(jī)8所產(chǎn)生的氣力作用下，氣體部分進(jìn)入離心風(fēng)機(jī)8后又繼續(xù)順著管道 流到混合器12。螺旋給料器11位于加料艙10和混合器12的之間，并且構(gòu)成加料艙10 的開關(guān)。螺旋給料器11將加料艙10中的砂塵料放出來，使這些砂塵料和來自離心風(fēng)機(jī)8 的氣體在混合器12中混合，借助該氣體的作用將砂塵料運(yùn)送出去，從而形成了加料過程 的氣力傳輸，通過該氣力傳輸將加料艙10中的砂塵料噴入循環(huán)風(fēng)道1中的收縮段114，形 成一個(gè)完整的加料動(dòng)作。在回料和加料過程中都借助了離心風(fēng)機(jī)8的動(dòng)力，該離心風(fēng)機(jī)8轉(zhuǎn)速的大小決定 了回料和加料的快慢，并且砂塵料循環(huán)管道中的風(fēng)速要和循環(huán)風(fēng)道1中的風(fēng)速協(xié)調(diào)。設(shè) 置在試驗(yàn)段101中的風(fēng)速和濃度傳感器(未顯示)對(duì)循環(huán)風(fēng)道1中的風(fēng)速和濃度進(jìn)行檢 測，通過該風(fēng)速和濃度信號(hào)對(duì)離心風(fēng)機(jī)8的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制。螺旋給料器11決定著加料的量，通過利用所述風(fēng)速和濃度信號(hào)對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1101 的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)給料量的閉環(huán)控制。
離心風(fēng)機(jī)8與螺旋給料器11共同在風(fēng)速和濃度信號(hào)的控制下完成了整個(gè)砂塵料 的濃度控制。本發(fā)明的效果本發(fā)明能夠有效地 實(shí)現(xiàn)吹砂吹塵環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)的砂塵濃度控制，以滿足環(huán)境試 驗(yàn)所需要的砂塵濃度條件，而且結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，具有一體化的結(jié)構(gòu)，而且能夠 有效節(jié)約能源和空間。附圖標(biāo)號(hào)說明1.循環(huán)風(fēng)道 101.試驗(yàn)段 102.擴(kuò)壓段 103.分離段104.第一拐角段105.第一收縮段106.第二拐角段.107.方圓過渡108.動(dòng)力段 109.圓方過渡110.變截面段111.第三拐角段112.第四拐角段113穩(wěn)定段114.第二收縮段115.U型分離器2.加料艙 3.回收大料斗4.真空泵 5旋風(fēng)分離器 6.調(diào)壓風(fēng)機(jī)7.強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道口8.離心風(fēng)機(jī) 9.多旋流子式旋風(fēng)分離器 901.旋流子902.旋轉(zhuǎn)閥 10.加料艙 11.螺旋給料器101.螺旋給料器旋轉(zhuǎn)電機(jī) 12.混合器應(yīng)當(dāng)理解的是，在以上敘述和說明中對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述只是說明而非限定 性的，且在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行 各種改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
1.一種用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系統(tǒng)，所述吹沙吹 塵環(huán)境模擬系統(tǒng)包括一個(gè)循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道包括一個(gè)試驗(yàn)段(101)，其特征在于包 括一個(gè)砂塵回收部分(115)，它被設(shè)置在所述試驗(yàn)段的下游，用于回收所述風(fēng)道中的砂塵一個(gè)氣-固分離部分(9)，用于對(duì)來自所述砂塵回收部分(115)的氣-固混合流進(jìn)行 分離；一個(gè)砂塵料輸送裝置(11)，用于把所述氣-固分離部分(9)分離出的固體砂塵料輸送 至一個(gè)混合器(12)；一個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)，它處于從所述氣-固分離部分到所述混合器的一個(gè)氣體管路中，所述混合器(12)，用于把所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)送來的所述氣體和所述砂塵料輸送 裝置(11)送來的固體砂塵料相混合，形成混合的氣-固混合流。
2.如權(quán)利要求1所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系 統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括位于所述沙塵回收部分(115)與所述氣-固分離部分(9)之間的一個(gè)強(qiáng)迫式吸砂吸塵 風(fēng)道口(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系 統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)風(fēng)道進(jìn)一步包括位于所述試驗(yàn)段下游的一個(gè)擴(kuò)壓段(102)和位于所述擴(kuò)壓 段下游的一個(gè)分離段(103)，所述沙塵回收部分(115)包括設(shè)置在所述分離段(103)中的多個(gè)U型分離器(115)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系 統(tǒng)，其特征在于所述氣-固分離部分(9)包括一個(gè)陣列式旋風(fēng)分離器，陣列式旋風(fēng)分離器進(jìn)一步包括 并聯(lián)的多個(gè)旋流子(901)，且所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)提供了所述砂塵回收部分(115)、所述氣-固分離部分(9)、 所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)、所述混合器(12)所構(gòu)成的氣體和/或氣-固混合流回路的流動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制系 統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括設(shè)置在所述氣-固分離部分(9)與所述砂塵料輸送裝置(11)之間的一個(gè)加料艙 (10)，所述加料艙(10)能夠接收外部加來的砂塵料，所述砂塵料輸送裝置(11)包括一個(gè)螺旋給料器，所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)包括一個(gè)離 心風(fēng)機(jī)， 其中，所述螺旋給料器與所述加料艙相連并位于所述加料艙下端，根據(jù)來自所述試驗(yàn)段(101)的風(fēng)速和/或砂塵濃度信號(hào)對(duì)所述螺旋給料器的轉(zhuǎn)速進(jìn)行 閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述試驗(yàn)段(101)內(nèi)砂塵濃度的控制，根據(jù)來自所述試驗(yàn)段(101)的風(fēng)速和/或砂塵濃度信號(hào)對(duì)所述離心風(fēng)機(jī)(8)的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行閉環(huán)控制。
6.一種用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制方法，所述吹沙吹 塵環(huán)境模擬系統(tǒng)包括一個(gè)循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道包括一個(gè)試驗(yàn)段(101)，其特征在于包 括利用一個(gè)砂塵回收部分(115)回收所述風(fēng)道中的砂塵，所述砂塵回收部分(115)被設(shè) 置在所述試驗(yàn)段的下游；對(duì)來自所述砂塵回收部分(115)的氣-固混合流進(jìn)行分離；用一個(gè)砂塵料輸送裝置(11)把所述氣-固分離部分(9)分離出的固體砂塵料輸送至 一個(gè)混合器(12)；利用一個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)把所述氣-固分離部分(9)分離出的氣體驅(qū)動(dòng)到所述混合 器(12)，在所述混合器(12)把所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)送來的所述氣體和所述砂塵料輸送裝置 (11)送來的固體砂塵料相混合，形成混合的氣-固混合流。
7.如權(quán)利要求6所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制方 法，其特征在于用所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)提供包括所述砂塵回收部分(115)、所述氣-固分離部分(9)、所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)、所述混合器(12)所的氣體/氣-固混合流回路中的流動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制方 法，其特征在于所述循環(huán)風(fēng)道進(jìn)一步包括位于所述試驗(yàn)段下游的一個(gè)分離段(103)， 所述沙塵回收部分(115)包括設(shè)置在所述分離段(103)中的多個(gè)U型分離器115， 所述方法進(jìn)一步包括利用一個(gè)強(qiáng)迫式吸砂吸塵管道(7)抽吸所述砂塵回收部分(115) 所回收的砂塵。
9.如權(quán)利要求6所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制方 法，其特征在于利用所述氣-固分離部分(9)所包括的多個(gè)并聯(lián)的旋流子(901)進(jìn)行砂塵與氣體的 氣-固分離。
10.如權(quán)利要求6所述的用于吹沙吹塵環(huán)境模擬系統(tǒng)的砂塵料循環(huán)及砂塵濃度控制方 法，其特征在于用設(shè)置在所述氣-固分離部分(9)與所述砂塵料輸送裝置(11)之間的一個(gè)加料艙(10)接收外部加來的砂塵料，用所述砂塵料輸送裝置(11)所包括的一個(gè)螺旋給料器把砂塵料從所述加料艙(10)輸 送到所述混合器(12)，其中所述螺旋給料器與所述加料艙相連并位于所述加料艙下端， 所述氣體驅(qū)動(dòng)部分(8)包括一個(gè)離心風(fēng)機(jī)(8)，根據(jù)來自所述試驗(yàn)段(101)的風(fēng)速和/或砂塵濃度信號(hào)對(duì)所述螺旋給料器的轉(zhuǎn)速進(jìn)行 閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述試驗(yàn)段(101)內(nèi)砂塵濃度的控制，根據(jù)來自所述試驗(yàn)段(101)的風(fēng)速和/或砂塵濃度信號(hào)對(duì)所述離心風(fēng)機(jī)(8)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單回路砂塵料循環(huán)及濃度控制系統(tǒng)，包括強(qiáng)迫式吸砂吸塵風(fēng)道口、陣列式旋風(fēng)分離器、離心風(fēng)機(jī)、加料艙、螺旋給料器、混合器，它們通過管道相連組成了一個(gè)單回路砂塵料循環(huán)系統(tǒng)，再通過來自試驗(yàn)段的風(fēng)速及砂塵濃度信號(hào)，對(duì)離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)和螺旋給料器旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，實(shí)現(xiàn)了砂塵濃度的控制系統(tǒng)。在本發(fā)明中，其回料、加料過程同步實(shí)現(xiàn)，并且在單個(gè)回路中實(shí)現(xiàn)回料和加料兩個(gè)過程，結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、系統(tǒng)耗能低，特別適用于空間布局小，系統(tǒng)耗能低的場合。
文檔編號(hào)B04C5/24GK102019151SQ20091009260
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者鞏萌萌, 張華 , 明章鵬, 李運(yùn)澤, 王浚 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)