[发明专利]使用压缩气体输送物料的方法

说明书

本发明涉及一种用压缩气体输送物料的方法，特别是一种以压缩气体的压力作为输送手段，能够连续重复地将各种物料送至远处大面积区域上分布的不同地点的高效的输送方法。当所述压缩气体的比重等于空气之类气体的比重时，在地面上方1000米的大气范围内，重力问题可忽略不计，并且气压是以340米/秒的速度传插的波动。因此，输送物料的工作动力可以采用上述的自然条件。

通常是用泵压输送液体物料，但泵的适用性非常局限于特定的使用场合。泵很贵，输送距离短。特别是当液体具有高粘度或含有固态物质时，由于泵的结构无法阻止高粘度物质或固态物质进入泵的结构中，这就降低了机械耐用性，磨损或断裂导致了频繁的修理和零件更换。因此就需要许多种泵以适应各种使用场合。即使如此，泵也未必能够将物料压力输送到很高或很远的地方。而且，输送物料时作为输送能源的工作动力也无法保留。一旦输送完成，能源也就失散。为了继续进行下一步输送，就需要向泵提供新的工作动力。实际上，目前用于压力输送物料的泵，就其结构来说尚无法保留工作动力，以便重复地继续使用。另外，由于成本昂贵，在冬季尚不能为所有的泵和管道提供完整的防冻设施。

在这种情况下，本发明人在国际专利WO90/03322中曾提出过一种输送物料的方法，包括：大气压力操作，自然压力操作，加压操作，交替加压操作，以及连续加压操作。

大气压力操作是指这样一种方法：即大气中的空气被压缩，以用作输送作业中的工作动力。例如，在地面上放置一个充有水的容积1米³的压力容器。在它上方100米处放置一个1米³容积的空容器并用管道与之连接。当一个压缩机连续地从大气中抽取空气进行压缩，压力超过10个大气压的表压后再让压缩空气释放，第一个容器中的水就逐渐流入第二个容器。结果是，第一个容器中充有1米³表压略高于10个大气压的压缩空气(注：下文中除非特别指明，数字表示的压力值均指表压)，而第二个容器中充有1米³的水。这一时刻被电子测出后，第一容器底部的阀关闭，这样，压缩空气全部被保留，不会失散。也就是说，在大气压力操作中，用空气作为输送媒介把水推到第一容器上方100米的高度，而输送所用的工作动力作为物料的替代物被保留在第一容器中，即保留在物料从中输送出去的地方。

自然压力操作定义为这样一种方法，即作为工作动力而保留在一个压力容器中的压缩空气只通过压力容器上各个阀之间的开闭而独自工作，不消耗任何其它的能源。举例来说：根据上述大气压力操作而保留在第一容器中的，略高于10个大气压的1米的压缩空气被导入地面上方100米高的充有1米³水的第二容器，第二容器中整个1米³的水在自然压力操作方式下可被推到上方45米高处的第三容器中。此时，在第一容器和第二容器中都含有第一输送阶段结束后保留下来的4.5大气压的压缩空气。然后，总体积2米³的4.5大气压的压缩空气以自然压力操作方式导入第三容器，第三容器中的1米³水被推到上方26.6米高处的1米³容积的第四容器中。这样，使用1米³容器的上述方法以一系列自然压力操作重复实施，该方法能够达到的总的输送高度为122.19米。若采用积分进行精确计算，以自然压力操作可将1米³水送上164米的高度。这表明，大气压力操作下把1米³水送到100米高处所需的压缩空气工作动力等于自然压力操作下将1米³水送上164米高度的工作动力。

加压操作是指这样一种方法，即通过压缩机抽取和压缩空气，以供输送作业使用。通过压缩机抽取和压缩大气压力操作之后作为能源保留下来的压缩空气这种操作方式，或者对保留在储蓄容器中的压缩空气加以利用这种操作方式，都可以称为加压操作。