一、问题背景
水泥行业是最大的粉体行业，三分之二以上的生产过程都是粉体技术环节。然而，大量粉仓的卸料控制存在严重的问题，如断料、打孔、波动等。很多环节不得不采用最原始的开环卸料方式，比如大量的水泥库，实际上是靠提升机的电流来控制卸料；而且由于普遍采用极不合理的气力卸料技术方案，仓库内的积流经常堵塞，尤其是水泥仓库。在雨季空气体含水量较高时，吹入仓内的含水空气体容易造成冷热水凝结在仓内逃生路径上变硬，从而助长了停机清理仓的必要性和难度。此外，由于高仓的物料压力增大导致出料困难，很多粉仓不敢在高仓装车运行，大大降低了设计库容的有效利用率。
总之，各种号称先进的生产线，在排出大量粉末的控制环节，都存在极其严重的技术缺陷。除了生料煤粉等关键工序复杂、成本高的技术解决方案外，粉仓还存在许多质量精度不高的定量控制环节，大量非技术性的定量控制环节粗糙效率低，明显导致输送和提升的匹配效率低。严重时，要么造成落料停产失败，要么造成落料停产损失，不仅带来大量无效的人工清理劳动，还容易导致相关工序之间协调管理的矛盾，最终变相大幅提高生产成本。事实上，这些技术缺陷已经极大地影响和损害了相关过程的质量、效率和平衡。而且更先进的分别粉磨和混合工艺也无法有效推广应用。
显然，这已经成为世界水泥行业普遍存在的瓶颈技术问题，需要广泛而彻底地解决。
二、问题的原因分析
经过仔细的研究分析和大量的实验，我们发现工业粉体特殊的物理力学特性是问题的根源。首先流动性发生变化，粉体的含气量会表现出不同的机械传导特性。含气量越高，流动性越强，绕流膨胀性越强。反之，流动性越低，阻流支撑越强。大多数情况下，粉末处于半流动状态，呈现半流动半支撑的特点。随着存放位置的增加，粉末会被压上来，加速材料中气体的析出和逸出，趋于凝固。自然储存也会促使材料中的气体随着材料的再沉积而逐渐析出并逸出。存放位置越深，越容易被压，倾向于固化，所以中下存放位置的墙体容易形成壁挂式的保留效果。如果长期不能移动和卸载，就会形成半固化硬化，并逐渐长大膨胀，直至有效存储容量变窄变小，最终完全失效。
此外，在大仓中储存和卸载粉末会产生多种机械自然和动态平衡效应。第一种是垂直重力拱，通过级联效应将上部物料重量通过拱传递到下部仓侧壁。二是在库底再入库沿库侧壁形成的环形合成材料压力的应力平衡拱效应。杠杆式应力平衡拱是由反方向和侧方向的自然挤压形成的，一般发生在库底，为中上粉形成重力支撑和物质流动屏障。三是库底出口处粉末形成的动态收缩拱效应。由于出口上部的粉末同时向同一个方向汇聚，在环形出口区域自动形成一个三维的半球形拱形区域，造成物流堵塞。
影响仓内粉末的是三种机械拱的动态相互作用。只要出料口带动卸料，各种内部拱起和坍塌的相互作用必然导致仓内粉料无法自然、持续、稳定的卸料。而且由于出口中心各种拱形的汇聚，自然会出现一个从出口底部逐渐向上扩展的环形低压区，形成瓶颈限流漏斗流，只有少量的软流动物质才能从这里自然流出。
在实际生产中，粉体的流动性还受到储存地点、水分、比重、储存方式等因素的影响。，这将最终显示仓库中供应的波动。综合各种因素，可以看出这是一个多变量、多关联的复杂系统问题。
第三，目前面临的困境
现实情况是，在对粉仓物理特性缺乏充分研究和了解的情况下，人们选择了一些地方性的技术路径和手段来应对排放控制需求。
一是直接使用空仓，向仓底吹入空气体辅助卸料，仓底连接各种给料装置进行卸料控制。常见的有转子秤、螺旋秤、流量闸门、冲量计等几种。
其次，仓内设置减压锥，仓底布满充气盒阵列和隔断管道。通过大功率罗茨鼓风机和循环分配器，对仓体进行循环扫描吹卸，然后在仓口下方连接各种给料装置进行卸料控制，常见的有转子秤、螺旋秤、流量闸门、冲量计。
第三，采用更复杂的锥形蛋壳仓分换方式，在外环仓壁内设置气动装置，实现6-8点多路气动闸门控制的汇聚卸料控制。
事实上，无论采用哪种卸载方式，都无法达到持续稳定的控制效果。本质上并不能有效消除仓内动应力拱和收缩拱造成的堵塞和坍塌冲击波效应，根本不能在仓内形成均匀的整体流动。而是往往会自然产生各种不规则的漏斗流复合体，最终导致仓内偏流结构的堆积和固化。长期的生长和积累，会导致仓料硬化收缩，甚至堵塞限流和断料。
显然，上述实用工作方法的核心是吹空气解堵辅助卸载，但事实表明气动治疗有巨大后遗症。首先，很难稳定地控制排放压力；第二，气化材料的高流动性要求对随后控制和调节的机械装置有极高的密封要求；三是吹空气体中含有的水分逸入仓内，易产生冷凝水，导致凝固硬化；第四，无法形成真正理想的全流量均衡排放。
可以说，现有的一切技术手段都是无奈的治标不治本。
如今，在中国每年20多亿吨的巨大产能背后，大量水泥粉生产和排放控制要求遇到了巨大的瓶颈技术障碍。
粉末限流器的突破路径
自项目立项以来，粉末闸门就决定走非气动半流体控制的总路线。因此，需要深入研究粉仓连续稳定出料的可能性，并为此反复进行理论分析研究和各种个体物理特性的大量物理实验。与此同时，我们发现图书馆对粉体工程的全面深入的理论分析和实践经验严重缺乏。为了实现自然半流质散状流卸料的理想目标，我们进行了大量的实验，并逐步总结和吸收了粉体储存和运动的实际物理和动力学模型，并通过有目的的专项实验反复验证。就这样，经过三年的不断折腾和尝试，终于彻底攻克了粉仓无动力全流程卸料出料控制这一世界性难题。在工业粉体排放控制领域取得了重大突破。
其中太极锥的发明首先突破了粉仓自然全流卸料的巨大难题。如图，根据《易经》阴阳占卜的匹配原理，我们为仓出口上方的粉仓底部复杂的机械拱阻设计了一种开裂结构。它由多级环形钢圈塔锥构成，因其外表漆黑，阴阳交错的形象而被称为太极锥。工作时，埋在粉仓内的太极锥在垂直方向形成多级环形柱状多点进料通道。当出料口外主动带动料流时，向下的负压会在太极锥内部逐渐衰减，锥外的粉料在仓内有足够料压的重力推动下，按照先低后高的自然顺序实现粉料向锥内的交错收敛运动。这样就完成了底部各种拱的自动破碎，从而导致锥体上部自平衡整体流动的产生。
动词 （verb的缩写）粉末流量开关的成就和意义
由于粉体流量开关是一套系统的、全新的技术组合整体解决方案，它考虑了粉体在仓内外各种工况下的物理特性解决方案和配套方案，尤其是针对中国国情复杂的具体操作条件。通过非常紧密联系的卸料、驱动、计量、控制，形成有机统一的系统合成，最终突破粉仓卸料的技术瓶颈。
经过近30套粉流开关在不同尺寸、不同储存量、不同原料、不同工况下2年多的成功应用，充分证明其具有以下显著效果和价值:
实现了真正的无动力全流排放，减压锥底铺位充气箱的普通罗茨送风方式节电近90%，大大降低了现场噪音分贝；
自然流动卸载不仅可以大大提高均化效果，还可以实现环形库壁的全面自动清洗和清除，从本质上消除了库内运动不均匀造成的淤积和板结的可能，彻底避免了向库内吹入大量水空气造成的水凝结和板结，大大延长了麻烦的清洗周期。
基于太极锥的工作原理，在中高仓位条件下，仓库的控制和稳定精度更高，可以大大提高仓储容量的有效利用率和流程调度的自由度。
对存储容量和存储类型的要求非常简单，安装间空极其紧凑，可以轻松改造旧存储，快速搭建新存储。
该系统既有单机中控版，又有一主多从兼容中控的动态联锁自动配比跟踪版，完全可以满足各自粉磨工艺高精度、可靠的配比混合要求。
整个系统不仅提供1%的高精度定量控制型，还提供5%的普通精度经济输送型，完全可以满足水泥工艺的不同应用需求。
整机设计具有较高的通过性、可靠性和可维护性，基本可以实现免维护长期无人值守运行。
8.不仅基本消除了堵冲等极端情况，特别是超调引起的后续输送和提升环节的过载堵停故障，而且大大降低了常见的大控制波动引起的工序质量下降。
不及物动词应用领域的扩展和发展
目前，粉流锁在水泥行业的应用有三种非常成熟:一是粉煤灰精确定量控制掺配应用，成为国内第一项真正成功的应用技术。二是大量水泥库库底经济无气定量卸料控制应用，是一项大大改善水泥库淤积硬化问题，大大降低卸料能耗的实用新技术。三是分别粉磨工艺急需的高精度主从联锁跟踪多路掺配技术，可与中控兼容实现双掺比质量保障，是高效搅拌水泥工艺的先进技术保障。
生料和煤粉入窑定量控制、水泥定量装车控制等几类应用也将尽快批量开发。预计到2022年将完全覆盖水泥行业所有粉体应用领域。
对于已经生产使用的原有大仓，可以利用粉流开关技术对其进行彻底改造，或者根据工艺需要快速新建新仓，实现目标粉稳定、准确的定量出料控制，从而促进粉仓出料工序之间优质、高效的定量动态平衡衔接，真正实现所有粉仓生产的完全数字化自动控制和管理。
当然，粉流开关技术的出现为水泥生产企业打开了一个新的空空间，极大地提高了粉仓的运行质量和效率，给每个企业在相关领域充分应用的机会，最终带来巨大的经济效益和社会效益。制造商地址:昆明世纪城明春苑8栋3单元3F
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