一种气力输送系统中消除静电的装置的制作方法

本技术涉及气力输送设备，具体涉及一种用于气力输送系统中消除粉体物料流动产生静电的装置。该装置适用于化工、医药、食品等行业中涉及易燃易爆或易粘附粉体的气力输送场景，可实现对输送过程中静电的高效、安全消除。

背景技术：

1、气力输送系统凭借输送效率高、占地空间小、易实现自动化控制等优势，广泛应用于化工、医药、食品、冶金等行业中粉体物料的长距离或多点间输送。在该系统运行过程中，粉体颗粒（如塑料颗粒、煤粉、食品添加剂等）在密闭管道内高速流动时，会与管道内壁发生持续摩擦，同时颗粒之间也会产生频繁碰撞，这一过程会导致粉体颗粒表面电子转移，进而积累大量静电电荷。这些静电电荷若无法及时消除，会给生产过程带来多重隐患：轻则导致粉体因静电吸附作用粘附在管道内壁，逐渐形成物料堆积，不仅会缩小管道流通截面、降低输送效率，还会干扰流量计量设备的检测精度，导致物料计量偏差；重则当静电电荷积累到一定程度时，会在管道内形成静电场，若场强超过空气击穿场强，便会产生静电火花，尤其在输送煤粉、聚乙烯颗粒、硫磺粉等易燃易爆粉体时，静电火花极易引燃或引爆管道内的可燃混合物，引发火灾或爆炸事故，严重威胁生产设备安全与操作人员生命安全。

2、为解决气力输送系统中的静电问题，现有技术中已存在多种静电消除方法，但均存在明显不足：

3、增加输送空气湿度法：该方法通过向输送气流中通入水雾或蒸汽，提高空气湿度以增强静电泄漏能力，使粉体颗粒表面的静电电荷通过湿润空气传导至管道壁。但此方法的缺陷在于，高湿度环境易导致吸湿性粉体（如食盐、蔗糖、某些医药中间体）发生潮解，或使粉体颗粒之间因水分粘合而结块，不仅严重影响物料的物理化学品质（如导致医药粉体变质、食品粉体结块无法使用），还会加剧粉体在管道内的粘附与堵塞，反而进一步降低输送系统的稳定性；对于非吸湿性粉体，该方法的静电消除效果也十分有限。

4、接地金属管道法：该方法利用金属管道的导电特性，将管道通过接地线连接至接地极，使粉体与管道摩擦产生的静电电荷通过管道传导至大地。但此方法仅能提供基础的静电释放路径，当粉体输送量较大、流动速度较快时，粉体颗粒产生的静电电荷量远大于管道的静电传导速率，多余的静电电荷仍会在管道内积累，当积累量达到临界值时，仍可能在管道局部（如管道拐弯处、阀门接口处）产生静电火花，无法满足易燃易爆粉体输送的安全要求。

5、单一吹送离子风法：该方法通过向管道内吹送含有正负离子的气流（离子风），利用离子与粉体颗粒表面的静电电荷发生中和反应以消除静电。但现有单一离子风装置的缺陷在于：一方面，离子风的喷射方向与覆盖范围难以精准控制，易出现离子风与粉体颗粒混合不充分的情况，导致部分区域静电中和不彻底；另一方面，若离子风的离子浓度过高或喷射时间过长，会导致粉体颗粒表面吸附过量的正负离子，形成“过中和”现象，反而使粉体颗粒重新带上相反极性的静电电荷，消电效果不稳定；此外，现有离子风装置多为固定式结构，需对现有气力输送管道进行切割、焊接等大规模改造，不仅施工周期长、难度大，还会导致输送系统长时间停机，影响生产进度，且后续维护时需拆卸大量管道部件，维护成本高。

6、此外，现有多数静电消除装置缺乏实时监测功能，无法及时掌握管道内静电电荷的积累情况，只能通过预设参数持续运行，既造成能源浪费，也无法根据静电变化动态调整消电策略；同时，部分装置的密封性能较差，在高压气力输送场景下易出现气流泄漏，进一步降低输送效率。

技术实现思路

1、本实用新型旨在解决现以下技术问题：现有静电消除方法或消电效果差，或易影响物料品质，或消电效果不稳定；现有静电消除装置安装复杂，需对现有输送系统进行大规模改造，施工周期长、维护成本高，适配性差；现有装置缺乏实时静电监测功能，无法动态调整消电策略，易造成能源浪费，且难以保障输送安全；部分装置密封性能不足，在高压气力输送场景下易出现气流泄漏，影响输送效率。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案。

3、一种气力输送系统中消除静电的装置，包括壳体、离子风发生单元、静电导出单元、第一法兰、第二法兰以及静电测量装置；所述壳体内部设有贯穿两端的输送通道，输送通道通径与现有气力输送管道通径一致；所述离子风发生单元包括离子风进口、离子风发生器以及离子风喷头，三者通过内部气流通道依次连通，离子风进口开设在壳体侧壁，离子风喷头设置在壳体内壁；所述静电导出单元包括连接环和接地链，两者通过导电连接件固定形成导电路径；所述第一法兰、第二法兰分别固定在壳体两端，用于与现有气力输送管道连接；所述静电测量装置包括金属探针和静电仪表，金属探针安装在壳体预留接口处，通过屏蔽导线与静电仪表连接。

4、在本实用新型优选的实施方式中，所述壳体外形为圆柱形结构，侧壁预留多个标准化安装接口，每个安装接口内侧设有密封槽，槽内嵌入氟橡胶密封圈。

5、在本实用新型优选的实施方式中，所述离子风发生器为交流供电式离子风发生器或气流驱动式静电消除器；所述交流供电式离子风发生器外接220v交流电源，通过高压电极产生电晕放电；所述气流驱动式静电消除器利用0.4-0.8mpa压缩空气作为动力源，通过涡流腔与金属导流片实现空气电离。

6、在本实用新型优选的实施方式中，所述离子风喷头采用切向布置，喷入方向与粉体物料流动方向一致，且喷入方向轴线与输送管道轴线夹角为30至60度。

7、在本实用新型优选的实施方式中，所述离子风喷头数量根据壳体输送通道通径设置：通径dn80-dn150时配备3-4个，通径dn150-dn250时配备5-6个，所有喷头沿壳体内壁圆周方向均匀分布，相邻喷头夹角相等。

8、在本实用新型优选的实施方式中，所述离子风喷头的喷口采用可拆卸式螺纹连接结构。

9、在本实用新型优选的实施方式中，所述连接环为铜合金环形结构，通过氩弧焊固定在壳体外部靠近中部位置，外侧沿圆周方向均匀设置3个接地链接口；所述接地链为镀锡铜链条，一端通过螺栓与连接环接口固定，另一端通过接线端子与地下接地极连接，接地极埋入深度不小于1.5米。

10、在本实用新型优选的实施方式中，所述第一法兰、第二法兰内侧设有导电环，导电环为分体式半圆环拼接结构，厚度略大于石墨复合垫片厚度；导电环外缘沿圆周方向均匀分布多个弹性触片，弹性触片长度15mm、宽度8mm、厚度0.5mm，呈15度倾斜向外延伸。

11、在本实用新型优选的实施方式中，所述第一法兰、第二法兰外侧均设有4个定位螺柱，定位螺柱直径16mm、长度50mm，一端与法兰焊接固定，另一端为60度顶角圆锥形结构；每个法兰配备2个可折叠式夹持臂，夹持臂材质为q235碳钢，通过铰链与法兰连接，内侧设有橡胶垫。

12、在本实用新型优选的实施方式中，所述第一法兰、第二法兰通过埋弧焊与壳体固定，密封面采用凹凸面设计，凸面高度3mm，凹面深度3mm；法兰上沿圆周方向均匀分布多个螺栓孔，螺栓孔数量与孔径根据法兰公称直径确定。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

14、本装置通过切向布置的离子风喷头，喷入方向与管道轴线夹角30-60度，使离子风形成螺旋状气流轨迹，与粉体物料实现全方位无死角混合，电荷中和效率可达95%以上；同时，针对中和后残留的少量静电，通过连接环、接地链与法兰、导电环的双重接地路径导除，确保静电彻底消除，有效避免静电火花产生。此外，本装置无需通过增加空气湿度实现消电，而是采用离子风中和与金属接地导除的物理方式，避免了高湿度环境导致的粉体潮解、结块问题，保障了物料的物理化学品质，尤其适用于医药、食品等对物料品质要求高的行业。装置通过定位螺柱实现与现有管道的快速对准，搭配可折叠式夹持臂增强法兰连接稳固性，无需对现有管道进行切割、焊接改造；离子风喷头采用可拆卸式螺纹连接，堵塞或磨损时仅需更换喷口即可。装置配备的静电测量装置可实时监测管道内静电电压，当静电电压低于预设安全阈值时，自动降低离子风发生器输出强度或暂停工作，避免能源浪费；当静电电压高于阈值时，自动增强输出，确保消电及时。