CN101400433A - 用于处理颗粒的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以涂料(如蜡)处理多个颗粒(如硫酸铵)以防止颗粒结块的设备(20)。所述设备包括供给斜槽(22)、扩散器(26)和排出斜槽(24)。邻近于扩散器的基部安装有涂布器，该涂布器用于向下远离扩散器地将涂料喷射成预定的图案。排出斜槽包括用于与从扩散器落下的颗粒幕相交并使颗粒改变方向进入所述预定的涂料图案中的导流板(66)。在所述导流板上安装有加热元件(78)以使所述导流板保持预定的温度，从而防止涂料积聚在所述导流板上。

Description

用于处理颗粒的设备

技术领域

本发明涉及一种用于处理颗粒(例如用防结块剂处理硫酸铵微粒)的设备。

背景技术

现有技术包括各种不同的向固体颗粒涂布涂层(通常是液体形式)的方法。这些现有技术系统中的很多系统使用可水平旋转的腔或鼓形筒，在其中随着颗粒在所述鼓形筒中滚动而涂布液体涂层流。在美国专利5,443,637和5,501,874中公开了这种鼓形筒式系统的示例。这些鼓形筒式系统需要大量的空间和能量来运行。另外，这些鼓形筒式系统的构造、维护以及安装成本高。其它现有技术系统利用其它的旋转部件来涂布涂层，这些部件同样可能成本高并且容易发生故障。例如，美国专利4,596,206和2,862,511中利用旋转涂布器来施加液体涂层。作为其它示例，美国专利4,275,682利用旋转的锥状板来分散液体涂层，而美国专利4,520,754公开了一种为颗粒施加电荷的装置，该颗粒然后由旋转涂布器涂布带有异性电荷的涂层。

为了避免以上设计的缺陷，现有技术还发展出可选系统，如美国专利5,993,903公开的系统，该系统最小化了可动部件的数量。‘903专利公开了一种具有数个会聚的或发散的圆锥体的装置，在该锥体上沿其长度设置有数个喷射涂布器。然而，‘903专利并未根据被喷射的涂料的量优化穿过所述装置的颗粒量的通过量。换句话说，‘903专利没能相对于被喷射的涂料的量提供最优的颗粒通过量以实现所希望的颗粒被覆盖的百分比。‘903专利只是在会聚的和发散的锥体的每个交叉处喷射颗粒，而不尽力优化涂布过程的效率。

另外，现有技术没有解决涂层粘附于系统本身的构件上的问题。换句话说，在运行中，涂料可能会粘结在系统的各种不同的构件上，从而降低系统的效率。

因此，仍需要发展一种具有最小数量的运动部件的装置，所述装置有效地处理较大通过量的颗粒，同时避免与涂料粘结在各种构件上相关的缺陷。

发明内容

一种用于以涂料处理多个颗粒的设备。所述设备包括具有用于接收颗粒的入口和用于排出颗粒的出口的供给斜槽。邻近所述供给斜槽设置有扩散器，其中所述扩散器具有呈角度的壁和基部用于与从所述出口排出的颗粒相交以及用于产生围绕所述扩散器的颗粒幕。邻近于扩散器的基部安装有涂布器，该涂布器用于向下远离所述扩散器地将涂料喷射成预定的图案/型式。围绕所述扩散器设置有排出斜槽，所述排出斜槽用于捕获颗粒幕，所述排出斜槽包括用于与颗粒幕相交并使颗粒改变方向进入所述预定的涂料图案中的导流板。在所述导流板上安装有加热元件，所述加热元件用于使导流板保持预定的温度从而防止涂料积聚在导流板上。

因此，本发明提供了一种以最小量的涂料有效地处理大量的颗粒，并确保涂料不粘结在设备的特定构件上的设备。

附图说明

通过在结合附图进行考虑的同时参照以下的详细说明来更好地理解本发明，本发明的其它优点将会是显而易见的，附图中：

图1是结合有本发明的设备的部分侧视图；

图2是所述设备的部分端视图；

图3是在扩散器壳体内的扩散器的透视图；

图4是设备的子组件的部分透视图，其中示意性示出供给斜槽、扩散器、涂布器和排出斜槽；

图5示出子组件的部分剖面示意图，其中有一个颗粒穿过该子组件；

图6示出子组件的另一个部分剖面示意图，其中有多个颗粒穿过该子组件；以及

图7是设备的一可选子组件的部分剖面示意图，其中该子组件包括外腔、扩散器、涂布器和导流板。

具体实施方式

参照附图，其中，在各视图中相同的标记表示相同的或对应的部件，根据本发明的设备在图1和2中一般地表示为20。设备20包括一供给斜槽22和一排出斜槽24。供给斜槽22具有一用于接收颗粒的入口和一用于排出颗粒的出口(在本图中未示出颗粒)。供给斜槽22优选构造成在入口处具有呈角度的壁的料斗。排出斜槽24将在下文中更详细地说明。在供给斜槽22和排出斜槽24之间设置有将在下文中更详细地说明的扩散器26和扩散器壳体28。在供给斜槽22上方优选设置供给输送器30以提供希望的颗粒入流。在排出斜槽24下方优选设置排出输送器32以便在颗粒从设备20排出时捕获并输送被处理颗粒。所述供给斜槽22、排出斜槽24和输送器30、32为本领域的技术人员所公知并且可以是任何合适的设计或构型。

在供给斜槽22内安装有筛子34以在多个颗粒与扩散器26相交/相遇之前筛选颗粒。筛子34具有多个预定尺寸的开口，其中，大于所述预定尺寸的任何颗粒都不能穿过筛子34。应当理解，所述开口可以是任何合适的尺寸或构型。在一个设想的实施例中，各开口的尺寸为1平方英寸。优选地，开口的尺寸基于在供给斜槽22与扩散器26之间的间隙尺寸。因此提供筛子34来防止颗粒阻塞在供给斜槽22与扩散器26之间。如图1所示，在供给斜槽22上安装有与筛子34相对齐的旁通斜槽36，使得任何大于(由筛子34所限定的)预定尺寸的颗粒被导入旁通斜槽36中。当颗粒从旁通斜槽36排出时，旁通输送器38收集大于该预定尺寸的颗粒。

转到图1-3，更详细地示出了扩散器26和扩散器壳体28。扩散器壳体28支承邻近于供给斜槽22的扩散器26。扩散器26包括呈角度的壁40和基部42以限定基本为锥形的构型。应当意识到，根据需要扩散器26可以具有任何合适的构型。

如图1所示，邻近于扩散器26的基部42安装有涂布器44，或喷嘴。涂布器44优选同心地安装在扩散器26下方以减小被颗粒损坏或堵塞的可能性。一输入管48连接于涂布器44上以向涂布器44提供必需的涂布材料。如下文中详细说明的，涂布器44向下远离扩散器26地喷射涂料。适用于本发明的涂布器44在本领域中是已知的，因此将不再对其进行详细说明。

如图3中最佳地示出的，扩散器壳体28包括形成大致的盒状结构的四个壁，其中一个壁中设置有窗口。在其中一个壁中形成有第一对狭槽50，而在与该壁相对的壁中形成有与该第一对狭槽50相对齐的第二对狭槽52。一对轨道54贯穿扩散器壳体28延伸，其中所述轨道的各第一端从相应的第一狭槽50伸出，而各第二端从相应的第二狭槽52伸出。轨道54的第一端由支架56连接起来。第一螺纹轴58将支架56连接到扩散器壳体28。轨道54的第二端安装在一板件60上。优选地，一对第二螺纹轴62将板件60连接到扩散器壳体28。将扩散器26安装在轨道54上以将该扩散器26安装到扩散器壳体28上。轨道54、支架56、板件60和螺纹轴58、62提供了联接在扩散器壳体28与扩散器26之间的调节机构，用以调节扩散器26相对于扩散器壳体28的高度。另外，该调节机构调节扩散器26相对于供给斜槽22的高度以在扩散器26与供给斜槽22之间限定希望的间隙。优选地，在设备20运行之前相对于供给斜槽22固定扩散器26的高度。

另外如图4-6所示，设备20的一子组件示意性地示出为64。该子组件64包括供给斜槽22、扩散器26、涂布器44和排出斜槽24。为了最佳地示出本发明的一些运行特性，在这些图中省去了很多安装构件，以使子组件64在某种程度上是示意性地示出细节。在图4-6中，涂布器44通过输入管48安装在扩散器26的基部42上。

如图1-2和4-7中最佳地示出的，排出斜槽24围绕扩散器26设置。

如供给斜槽22的情况，排出斜槽24优选构造成在入口处具有呈角度的壁的料斗。排出斜槽24包括设置在扩散器26和涂布器44下方的导流板66。导流板66包括顶部67和底部69，其中，顶部67的直径大于底部69的直径。优选地，导流板66从顶部67到底部69向下地成一角度/倾斜。导流板66形成角度的方式使得足以在不会堵塞排出斜槽24或干涉涂布器44的运行的情况下使颗粒改变方向。更优选地，导流板66贯穿基部42使得从基部42落下的整个颗粒幕都被导流板66改变方向。

在图4-6的实施例中，排出斜槽24包括捕获部68和直径小于该捕获部68的排出部70。导流板66呈角度地安置在较大的捕获部68与较小的排出部70之间。优选地，排出斜槽24的捕获部68安置成邻近于扩散器26，以将导流板66定位成邻近于基部42。导流板66可选地可以直接安装在扩散器壳体28上，如图1和2所示。如图5和6中最佳地示出的，导流板66相对于扩散器26的基部42或排出斜槽24的捕获部68的角度α可为45到80度，优选为60度。

如图1-2和4-7中最佳地示出的，在导流板66上安装有加热元件78以使导流板保持预定的温度，这防止了涂料积聚在导流板66上。导流板66的预定温度根据涂布的涂料的类型和量而改变。对于通常的蜡涂料(如石油蜡)，导流板66的预定温度在125到220华氏度范围内，理想地保持在180华氏度。优选地，加热元件78至少部分地盘绕导流板66。更优选地，加热元件78从导流板66的顶部67到底部69盘绕导流板66，使得几乎全部的导流板66都被加热到升高的温度。在最优选的实施例中，加热元件78还被限定为盘绕导流板66的加热电缆。应当意识到，加热元件78可以是任何合适的设计或构型。如图1和2中示意性示出的，将一控制器80可操作地连接到加热元件78以确保所述预定温度保持相对恒定。

图5示出单个颗粒穿过该子组件64，图6示出多个颗粒穿过该子组件64。优选地，所述多个颗粒进一步被限定为多个微粒。更优选地，所述多个微粒进一步被限定为多个硫酸铵微粒，如肥料应用中所使用的类型。所述微粒的形状可以是球形、卵形或其它任何合适的构型。

下面参照图4-6详细说明利用优选实施例的设备20以涂料处理所述多个颗粒的具体的方法步骤。首先，通过供给输送器30将多个颗粒供给到供给斜槽22中。颗粒与扩散器26相交，从供给斜槽22的出口排出以形成围绕扩散器26落下的颗粒幕。优选地，颗粒与呈角度的壁40相交以形成围绕基部42落下的颗粒幕。如上所述，可相对于供给斜槽22调节扩散器26的高度。优选地，在使颗粒与扩散器26相交的步骤之前相对于供给斜槽22固定扩散器26的高度。

所述多个颗粒以高通过率穿过供给斜槽22和围绕扩散器26通过，从而本发明可在较短的时间段内高效地处理大量的颗粒。应当理解，材料穿过设备20的速度可根据颗粒类型和颗粒尺寸而改变。在一非限制性示例中，穿过供给斜槽22和围绕扩散器26通过的颗粒的通过量为每小时200到40,000lbs。对另一非限制性示例，穿过供给斜槽22和围绕扩散器26通过的颗粒的通过量为每小时10,000到25,000lbs。颗粒的通过量可由任何合适的装置或计算(方法)得到。

从涂布器44远离扩散器26朝向排出斜槽24的导流板66以预定的图案向下喷射涂料。在所示的实施例中，以限定喷射的涂料的外缘的锥形图案向下喷射涂料。应当理解，可以用其它图案来喷射涂料，只要涂料被向下朝向导流板66喷射出即可。可以用空心锥形的图案向下喷射涂料以直接朝向导流板66喷射主要部分的涂料。或者，可以用实心锥形的图案向下喷射涂料以直接朝向导流板66喷射一部分的涂料，而将另一部分的涂料喷射到导流板66下方的排出斜槽24的排出部70中。在两种情况下，涂料的外缘都与导流板66的一部分相交。如图所示，与导流板66相交的涂料外缘接近于扩散器26的基部42的宽度。优选地，将涂料进一步限定为防结块剂。更优选地，涂料是在喷射前被加热的石油蜡。被加热的导流板66确保被加热的蜡涂料不粘结或以其它方式积聚在导流板66上，这种粘结或积聚会降低导流板66的效率。另外，将被加热的蜡涂料保持在导流板66上允许导流板66上的涂料被涂布到在涂料的外缘下方与导流板66相交的颗粒上(下文中说明)，从而改进了整个过程。

从扩散器26的基部42落下的颗粒幕被排出斜槽24捕获并与导流板66相交以使颗粒改变方向进入涂料的预定图案中，用于以涂料处理各颗粒。优选地，在用涂料处理任何颗粒之前，使颗粒与导流板66相交以使颗粒改变方向进入所述图案中。换句话说，当颗粒幕围绕扩散器26落下并且通过导流板66改变方向时颗粒保持未被处理。因此，优选仅在颗粒改变方向进入所喷射的涂料的外缘内之后才对颗粒进行处理。本发明的这种特征可能在图10中最佳地示出。一部分颗粒自身被改变方向并通常与导流板66相交不止一次。加热的导流板66确保蜡涂料保持在当颗粒改变方向进入导流板66时连续地促进合适的颗粒处理的状态中。

由于喷射图案和颗粒改变方向，使得能够以相对于颗粒穿过设备20的高通过率较低的通过率喷射涂料。还应当意识到，可以用任何合适的速率喷射涂料而不会背离本发明的整体范围。在一非限制性实施例中，可以用每小时15-80lbs、优选地每小时25lbs的速率喷射涂料。优选地，在涂布过程期间，与导流板相交的颗粒的至少25％被处理。更优选地，与导流板相交的颗粒的大约35-50％被处理。作为非限制性的示例，已经发现少于50％的硫酸铵颗粒需要被涂覆以防止这些颗粒结块。作为另一非限制性的示例，已经发现接近100％的硫酸铵颗粒需要被涂覆以防止这些颗粒结块。应当意识到，颗粒的涂覆百分比取决于颗粒的类型、尺寸、环境条件以及数个其它因素。因此，涂覆百分比可改变很大而不会背离本发明的整体范围。因此，本发明限定了一种以最小量的涂料处理大量颗粒，同时确保涂料不粘结或积聚在导流板66上的有效方法。

然后，被处理的颗粒从排出斜槽24排出并沿排出输送器32积聚。如上所述，超过预定尺寸的颗粒将沿旁通斜槽36改变路线到达旁通输送器38。

参照图7，一般地示出了设备20的可选子组件64。该可选子组件64结合有不同的结构以执行基本相同的上述有效处理步骤。特别地，该可选子组件64包括外腔72、扩散器26、涂布器44以及可选构型的导流板66。外腔72可限定供给斜槽和排出斜槽，并且可以是任何合适的尺寸或构型。

或者，供给斜槽和/或排出斜槽可以是安装到外腔72上的分离的构件。扩散器26和涂布器44的构型基本相同。然而，导流板66是从外腔72向内延伸出的呈角度的壁66。围绕该呈角度的壁66设置有相似的加热元件78，该加热元件78优选围绕呈角度的壁66盘绕以加热导流板66。

本发明是以例证性的方式说明的，应当理解，所用的术语本性为描述性语言而不是限制性语言。如现在对本领域技术人员显而易见的，根据上述说明可对本发明做出很多修改和变型。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内可以用不同于具体说明的方式来实践本发明。

Claims (12)

1.一种用于以涂料处理多个颗粒的设备，所述设备包括：

具有用于接收颗粒的入口和用于排出颗粒的出口的供给斜槽，

邻近所述供给斜槽设置的扩散器，其中所述扩散器具有呈角度的壁和基部，用于与从所述出口排出的颗粒相交以及用于产生围绕所述扩散器的颗粒幕，

邻近于所述扩散器的所述基部安装的涂布器，该涂布器用于向下远离所述扩散器地将涂料喷射成预定的图案，

围绕所述扩散器设置的排出斜槽，所述排出斜槽用于捕获颗粒幕，所述排出斜槽包括用于与颗粒幕相交并使颗粒改变方向进入所述预定的涂料图案中的导流板，和

安装在所述导流板上的加热元件，所述加热元件用于使所述导流板保持预定的温度从而防止涂料积聚在所述导流板上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热元件至少部分地围绕所述导流板盘绕。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导流板包括顶部和底部，其中所述顶部的直径大于所述底部的直径，所述加热元件从所述顶部到所述底部围绕所述导流板盘绕。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热元件进一步限定为盘绕所述导流板的加热电缆。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括可操作地连接到所述加热元件以确保所述预定温度保持相对恒定的控制器。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热元件使所述导流板保持在从125到220华氏度的温度范围内。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述排出斜槽邻近所述扩散器安置以用于邻近所述基部安置所述导流板。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括安装在所述供给斜槽内的筛子，所述筛子用于在所述多个颗粒与扩散器相交之前筛选所述颗粒，从而防止颗粒阻塞在供给斜槽与扩散器之间。

9.根据权利要求9所述的设备，还包括安装在所述供给斜槽上并与所述筛子相对齐的旁通斜槽，用于接收大于由所述筛子所限定的预定尺寸的颗粒。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述扩散器的所述呈角度的壁限定出基本为锥形的构型。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述涂布器居中地安装在所述锥形扩散器的下方。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括支承所述扩散器的扩散器壳体，以及联接在所述扩散器壳体与所述扩散器之间用于调节所述扩散器相对于所述扩散器壳体的高度的调节机构。

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