CN101495363B

CN101495363B - 用于从船上卸载散装材料的系统和方法

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Publication number: CN101495363B
Application number: CN2007800277370A
Authority: CN
Inventors: 奥德莱夫·阿尔内·胡姆莱斯托尔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: NO20062650L; ES2579439T3; DK2032426T3; EP2032426A4; WO2007142534A1; NO332117B1; EP2032426B1; CN101495363A; PT2032426T; EP2032426A1; PL2032426T3

Abstract

描述了一种用于从船(50)上卸载粉状货物(14)的系统，其中，所述船包括一个或多个货舱(10)，以及流化装置，货舱(10)具有向货舱(10)内的中心点逐渐变细的货舱底部(12)；该流化装置用于使货舱(10)内的粉状货物(14)流化，使得货物流向货舱内的所述中心点；其中，在货舱(10)内的中心点处或该中心点附近布置气动卸载泵(16)，该气动卸载泵(16)至少部分地位于货舱的底部(12)之下，并且设立所述卸载泵(16)用来直接接收流化的粉状货物(14)。所述卸载泵为压力罐泵，其中所述泵(16)的侧壁(20)包括至少一个用于粉状货物(14)的入口(18)，该入口(18)大体上位于对应于粉状货物(14)的流动方向的高度，由此，粉状货物(14)借助于重力流到泵(16)中，并几乎完全充满泵，或者将泵填充到对应于货舱水平的水平，并且填充后的泵(16)布置成被加压以将所述货物(14)吹送上岸。

Description

用于从船上卸载散装材料的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于从船上卸载粉状货物的系统和方法，该船包括一个或多个货舱，以及流化装置，货舱的底部朝货舱内的中心点向下逐渐变细，该流化装置用于使货舱内的粉状货物流化，使得货物流向货舱内的所述中心点，并且在货舱内中心点处或该中心点附近布置有气动卸载泵，该气动卸载泵至少部分地位于货舱底部之下，且布置所述泵用来直接接收流化的粉状货物。

背景技术

在散装货物市场中用于粉状货物的船配备有多种可用的卸载设备。本发明尤其涉及水泥运载船，但当然也可用于运载其它粉状货物，例如飞灰、石灰乳和类似物。

用在水泥运载船中的卸载设备可分为两个主要的类别：机械卸载设备和气动卸载设备。

机械卸载设备的特征在于所有的运输都以机械方式发生。机械运输可以是借助于链式推进装置用铲斗运输货物的斗式升降机。另一种类型的机械运输为包括螺杆的螺旋输送机，该螺杆被外壳包围。水泥在一端被供入，并在外壳的另一端被“旋”出。链式输送机也可用在机械运输中。

气动卸载设备的特征在于使用空气来运输货物。货物借助于压缩空气或真空在封闭系统中运输。这两种主要类型卸载系统特征的不同在于：机械系统仅能将货物卸载到紧邻船的贮存器中，而气动系统可通过管道将货物输送到距离船例如600-800米远的贮存器中。

在以散装方式运载水泥的船上能够见到完全机械式的设备或完全气动的设备，但是也存在这两种设备的组合。大部分运载水泥的船包括由气动卸载系统运载上岸的船。

所有安装在船上的气动卸载系统的共同点是：在货物通过管道输送到岸上的装置之前，卸载过程本身在船上要经历三个操作。

步骤1.

在卸载期间，货舱内的水泥必须朝中心送到货舱底部或货舱外高度相同的中心点。中心点是真空系统的吸入端所放置的地方，或者位于机械螺杆/链式/斗式升降机系统的入口点处。当空气添加到水泥中时，水泥改变特性并表现得类似于液体。为了利用水泥的此特性，货舱的底部通常具有大约6-7度的倾斜并配有流化面板。通过吹送空气穿过这些面板，水泥将被流化并流向最低点。

步骤2.

在水泥被送到货舱内或货舱外的中心点后，在步骤2中向上输送水泥以填入卸载泵中。在传统装置中，这通常是借助于将水泥向上吸到过滤罐的真空系统进行的。此后，水泥下落到卸载泵中。在将水泥倾卸到卸载泵中之前，也常常使用机械系统(例如，螺旋输送机或斗式升降机)将水泥提升到储料箱中。

步骤3.

当卸载泵填满水泥时，入口关闭并加入压缩空气(例如，2-7bar)。当卸载泵被加压时，出口打开，并且水泥被吹送上岸到接收贮仓/仓库中等。

对于具有大约每小时400公吨卸载容量的船而言，各个操作中传统气动卸载设备的能量消耗如下：

1.聚集水泥：大约100KW(10％)

2.将水泥运输至泵：大约300KW(30％)

3.将水泥吹送上岸：大约600KW(60％)

对于要点3，能量消耗将随水泥离开船后运输的距离和高度而变化。对于要点1和要点2，与要点3的变化无关，能量消耗大约不变。

以上所述是基于市场上用于在船上处理水泥最常用的系统。

在现有技术中，注意到GB A 2219784，其涉及用于散装材料的卸载设备。这里，船的罐或容器具有朝中心点向下逐渐变细的底部，并且在底部中具有流化用喷嘴。另外，在罐的下方设有泵。然而，GB A 2219784中描述的泵是不能加压的喷射泵。根据本发明的泵不是喷射泵而是特别研发的在侧部进行填充的压力罐泵，该压力罐泵带来完全不同于喷射泵的性能，而喷射泵在效果、运输长度和运输高度方面受限较大。

此外，所述GB文献中的容器缺乏排风扇以在使用气动卸载系统装载货物到货舱时从货舱里排出空气。本发明的系统可具有结合滤尘器一起将空气排出货舱的排风扇，该滤尘器具有高达每小时1000公吨的容量。所述GB文献中容器的底部具有20-35度的倾斜，以将粉状货物向下运输到中心点。对于本发明的系统而言，对于同样的操作，货舱底部仅需例如6-8度的倾斜(对于压力罐泵情况也是如此)。在已知的解决方案中，在容器的底部安装有多个喷嘴以用于水泥的流化。在本发明的系统中，无需这些喷嘴。如前所述，所述GB文献中的容器是不能加压的。结果是卸载速率(公吨每小时)将会非常低，且在运输长度长和具有背压的高贮仓情况下，此系统将不工作。

因此，对于使用所述GB文献所描述的系统的船而言，伴随有相当大的风险。如果卸载管道被水泥堵塞，或者阀或喷射泵关闭，那么所有的空气将返回到货舱并能导致船上的损坏。在本发明的系统中，输送上岸是通过压力罐进行的，该压力罐通过阀与货舱分开，并被监控从而防止系统造成这种损坏。

已知的系统无法根据调节空气关于水泥的量，空气关于水泥的量对于获得最佳的混合物和可能最高的每消耗KW的卸载速率是必需的。本发明的系统可适合于不同类型的货物接收系统，并可通过其用于流化的相关喷嘴系统的使用以及可调节的罐压进行调节来获得最佳卸载。

现今，有一种基于过压的可居中放置在货舱内的卸载泵。这是一种两级泵，其中粉状货物借助于水平螺杆供入压力舱。在这种类型泵的制造商中，有Fuller-Kinyon、Claudius Peters和Ibau。两级泵中进料螺杆的能耗相当于卸载装置总耗能的大约25％。相比之下，根据本发明的压力罐泵为借助于重力(不使用能量)来进行填充的单级泵。

压力罐泵基本上是先前已知的，并被构造成具有圆柱部分和端部的球形和/或锥形部分的压力罐。为了使压力罐有效地工作，必须在罐内安装用于使货物流化的不同形式的设备，使得当罐被加压时粉状货物连同空气一起被吹送到期望的位置，例如，从船上吹送到岸上的水泥终站/贮仓。这种压力罐的共同之处在于：如果要使它们有效地运行且被迅速排空，它们应该垂直地安装并且安装的高度相对较大。所有具有压力罐的现有系统都是在罐的顶部进行填充。要填满压力罐，这种现有系统使用大约25％或更多的能量。

发明内容

本发明的目的是提出一种在侧部进行填充的压力罐泵，该压力罐泵可居中地放置在运载水泥的船的底部。结果是，本发明的泵能够在不使用能量的情况下直接从货舱进行填充。尽管所述泵是在侧部进行填充，但也可完成泵的充满，或填充至对应于货舱中水平的水平。

与在顶部进行填充相比，在侧部进行填充的另一优点是不必抬起货舱的底部。这样船就不会损失货舱的容积，同时船的稳定性是完好的。

本发明进一步的目的是找到用来处理粉状货物(例如水泥)的更简单且更好的解决方案，于是重点关注减少能耗、排放、成本并可能减少船载粉状货物卸载时间的气动系统。

传统的气动卸载系统与根据本发明开发的系统之间的差异主要是已经去掉了步骤2。这是通过在货舱底部或底部下方居中地设置新开发的卸载罐来实现的。当货舱内的水泥流化时，水泥流入该泵，该泵从而由于重力而被填充。因此本文所描述的申请专利的卸载设备在使用能量的卸载链中只有两个步骤，即货舱中水泥的流化和水泥经由卸载管道运输至接收装置。所有其它气动、加压卸载设备在使用能量的卸载链中还具有至少一个步骤。水泥的运输通常由通量泵(Flux pump)或富勒泵(Fuller pump)来进行。通量泵是充满水泥并用空气加压的罐，空气经管道将水泥吹入接收装置。富勒泵为包括螺杆的水泥卸载泵，该螺杆借助能量将水泥旋入腔室中，在该腔室内供应空气以通过管道将水泥吹入接收装置。

新卸载系统相比于其它系统的优点主要是：在卸载过程中能量消耗减少了大约30％；装载过程中气候性气体的排放减少了大约30％；水泥设备的安装成本降低了大约25％；卸载设备的维修费用减少了大约25％；由于会导致运行失调的部件使用减少，增加了运行安全性。应该指出的是，上面提到的值仅仅是估算。

关于新卸载系统的开发，出现了大量挑战和问题需要新技术解决方案来解决。为了优化卸载装置并避免货舱容积减少，不断的修改和进一步研发卸载泵一直以来都是必要的。所有现有的不与真空罐结合的卸载罐都是在顶部进行填充的。为了实现足够大的罐和有效的卸载，必须研制出优选在侧部进行填充的罐/泵。还在底部针对用于压缩空气的布管装置以及水泥和空气的出口对所述罐/泵进行了修改。这样做的目的是减少罐的构建高度。在内部，罐安装有新开发的喷嘴用于使罐中水泥的流化。

上述目的通过独立权利要求1中限定的系统而得以满足，其中所述系统的特征在于卸载泵是压力罐泵，其中泵的侧壁包括至少一个用于粉状货物的入口，该入口大体位于对应于粉状货物流动方向的高度，由此粉状货物借助于重力流到泵中，并且或多或少地完全填满泵，或者填充到对应于货舱水平的水平，并且填充后的泵布置成被加压以将所述货物吹送上岸。

所述系统的优选替代实施例的特征在于从属权利要求2-8。

所述卸载泵可布置在泵壳中并被泵壳包围。

所述流化装置可至少部分地由包括多个阀/面板的货舱底部组成，设立所述多个阀/面板用于空气的供应，以使货舱内的粉状货物流化。

此外，所述卸载泵的入口优选包括关闭阀。

所述卸载泵优选包括：至少一个卸载出口，该卸载出口用于通过管道将粉状货物运输上岸；以及至少一个压缩空气入口，设立该压缩空气入口用来接收空气以对泵进行加压，并在卸载过程中供应压缩空气，其中，所述泵的压缩空气入口终止在卸载出口内。所述卸载泵可进一步包括至少一个通风口，该通风口用于在对泵填充粉状货物的过程中将泵中的空气排出。

所述卸载泵还可包括用于将流化空气供应到泵下部中的内部流化面板的至少一个入口。另外，所述卸载泵可包括用于将空气供应到布置在泵的侧壁内或泵的中心位置处的喷嘴的至少一个入口，设立该入口用来用空气冲扫粘在泵中的粉状货物。

如前文所提到的，本发明还涉及一种用于从船上卸载粉状货物的两步骤方法，其特征在于独立权利要求9所限定的步骤，其中，在第一步骤中，将粉状货物直接从货舱引入到放置在货舱中心点处或该中心点附近的气动压力罐泵的至少一个侧部入口，以及在泵内填充粉状货物期间，将泵里的空气排出，由此，泵被完全充满或填充到对应于货舱水平的水平；以及在第二步骤中，当泵充有预期量的粉状货物时，将压缩空气供应到泵，以对泵进行加压，以及借助于所述压缩空气将粉状货物吹送上岸。

所述方法的替代优选实施例的特征在于从属权利要求10-12。在将粉状货物吹出的过程中，可供应恒定的压缩空气流。另外，可借助于邻近的流化装置使卸载泵下部中的粉状货物流化，以将粉状货物引导到卸载出口。

因为喷嘴通过泵中的入口被供应空气，可借助于来自安装在泵中的多个喷嘴的空气来冲扫或分开已固定在泵中的粉状货物。

附图说明

现在借助附图对本发明进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的具有卸载泵的货舱的横截面；

图2示出了根据本发明的卸载泵的侧视图；

图3示出了图2所示的卸载泵的侧视图；

图4示出了图2和图3所示的卸载泵的顶视图；

图5示出了图2-4所示的卸载泵的内部；

图6示出了具有多个货舱的船的纵截面，所述货舱包括根据本发明的卸载泵；

图7示出了图6所示的货舱中两个的相近部分。

具体实施方式

图1示出了船50内的货舱10的横截面，船50用于运输散装货物，例如粉状货物形式的原材料，如水泥14。可以看出，货舱10包括朝货舱10内的中心点逐渐变细的货舱底部12。优选在货舱底部12中布置流化装置，以使货舱10内的粉状货物14流化。该流化装置使货物流向货舱内的所述中心点。这种流化装置基本上是已知的，且工作为当空气添加到粉状货物时，货物的特性发生改变且几乎获得“液体”的属性。为了利用这种属性，货舱的底部通常具有流化面板，并且通过吹送空气穿过这些面板，将使粉状货物流化并“流”向最低点。根据本发明，该流化装置优选——至少部分地——由包括多个阀/面板的货舱底部12组成，配置所述多个阀/面板用来供应空气，以使货舱10内的粉状货物14流化。

如前所述，在粉状货物已经被送到货舱内或货舱外的中心点之后，通常是向上运输货物以填入卸载泵中。在传统的装置中，这是例如借助于将水泥向上吸到过滤罐中的真空系统或者借助于螺旋/斗式升降机而进行的，然后粉状货物被释放下落到卸载泵中。与已知的解决方案相反，在本发明的系统中，气动卸载泵16布置在货舱10内的中心点处或该中心点附近，使得卸载泵16被设立成优选经由入口18直接接收流化的粉状货物14。此后，粉状货物被设成受到压力作用，从而经由管道27将所述货物14直接吹送上岸。

该卸载泵为从侧部进行填充的压力罐泵，并可居中地放置在水泥运载船的底部。该卸载泵可研制成直接从具有侧部入口的货舱接收粉状货物(例如水泥)以填充泵，优选是完全充满泵，或者填充到对应于货舱内水泥水平的水平。卸载泵可放置在货舱中或货舱旁边，从而能够不使用能量而直接从货舱来进行填充。即便泵是从侧部进行填充的，也能够完全填满泵或填充到对应于货舱水平的水平。

在优选的实施例中(如图1所示)，卸载泵16可至少部分地布置在货舱底部12之下。卸载泵16可进一步布置在外泵壳40内并被外泵壳40包围，以便于接近卸载泵，从而方便维修及供应基本的管和/或线。泵壳40也可起到阻挡货物的屏障的作用。

图2至4从不同的角度示出了形成所述系统一部分的本发明的卸载泵。该卸载泵16优选形成为封闭壳，该封闭壳具有用来接收粉状货物的多个入口18。在所示的示例中，具有自货舱10的不同侧接收粉状货物的两个入口18。当然，根据货物的类型和/或货舱的形状，入口可以少于或多于两个。所述入口18可在卸载泵的侧壁20中布置在大体上对应于粉状货物14的流向的高度，使得粉状货物14借助于重力流到卸载泵16中，即粉状货物“自流”到卸载泵中。为了控制粉状货物的流入和泵的关闭，卸载泵的优选入口18包括关闭阀(图1所示)。

另外，卸载泵16包括至少一个下部卸载出口26，该出口26用于将粉状货物14运上岸。优选将该下部卸载出口26布置在卸载泵的下部碗形部分21中。货物的运输优选经竖直管道27进行。为了供给压缩空气，卸载泵包括至少一个压缩空气入口28，该入口28布置用来接收空气以对泵进行加压并在卸载过程中供应压缩空气。如图5所示，压缩空气入口28可终止在卸载出口26内，或者可替代地以另一种适当的方式来布置，并可具有与文氏管的作用相当的类似作用。在这方面，应当注意的是，所有在本申请中提到的入口/出口都可以不同于图中所示方式的方式来布置。

卸载泵16还包括至少一个上部通风口30，上部通风口30用于在对泵填充粉状货物14时将泵16内的空气排出。为了进行检修和维护，泵还包括上部入舱口36。

如前所述，货舱10优选包括至少一个流化装置。卸载泵16包括这样一种用于使粉状货物流化的装置同样是有利的。在这种情况下，卸载泵16可包括至少一个入口24，该入口24用于将流化用空气供应到泵16下部中的内部流化面板32。各面板32可包括或覆盖有空气渗透材料，并且可从底侧对面板供应压缩空气。这种布置主要有助于在从卸载泵进行卸载的过程中使粉状货物流化。另外，卸载泵16可包括至少一个入口22，该入口22用于将空气供给到布置在泵的侧壁20或泵的其它壁内的多个喷嘴，布置这些喷嘴利用空气来冲扫，即优选“切除”可能粘在泵中的粉状货物14。卸载泵还优选包括紧固托架34或类似物，以将卸载泵紧固在货舱/泵壳上。

图6示出了具有根据本发明的多个货舱的船的示例。该图示出了船的纵向方向上的局部截面。在所示的示例中，具有标为1至4的四个货舱，可以明显看到，卸载管27从各卸载泵优选延伸到主甲板上的中央集管，货物从这里被进一步传送上岸。图7用标为2和3的两个相邻货舱示出了图6进一步的截面。如前所述，卸载泵16包括至少一个通风口30，该通风口30用于在对泵填充粉状货物14期间将泵16内的空气排出，从图6能够特别明显地看到，上述通风口处布置有抽气管31，抽气管31优选竖直向上延伸到高于甲板的某点并折回到货舱。在示出的示例中，管31在自由的上端具有折弯。

最初，卸载泵仅在卸载货物期间运行，因为不打算在航行期间对泵进行填充。在粉状货物卸载期间，货物首先被流化以致流向货舱内的所述中心点。然后，粉状货物14被直接导入到布置在货舱10内的中心点处或该中心点附近的气动卸载泵16。在对泵内供应粉状货物期间，优选将泵内已有的空气排出。当卸载泵充满或填充到预期的水平时，压缩空气被供应到卸载泵16以在内部对泵进行加压，此后，粉状货物14借助于所述压缩空气被吹送上岸。在将粉状货物14吹出期间，优选地是供应恒定的压缩空气流。

用于控制泵内货物的供应/排放、泵内空气的供应/排出以及流化装置的空气供给的操纵系统主要包括已知的系统，且在此不作更为详细的说明，因为这些系统被认为是本领域技术人员所公知的。

Claims

1.一种用于从船(50)上卸载粉状货物(14)的系统，其中，所述船包括一个或多个货舱(10)，以及流化装置，货舱(10)具有向货舱(10)内的中心点逐渐变细的货舱底部(12)；该流化装置用于使货舱(10)内的粉状货物(14)流化，使得货物流向货舱内的所述中心点，在货舱(10)内的中心点处或该中心点附近布置气动卸载泵(16)，该气动卸载泵(16)至少部分地位于货舱底部(12)之下，并且设立所述卸载泵(16)用来直接接收流化的粉状货物(14)，所述系统的特征在于，所述卸载泵为压力罐泵，其中所述泵(16)的侧壁(20)包括至少一个用于粉状货物(14)的入口(18)，该入口(18)大体上位于对应于粉状货物(14)的流动方向的高度，由此，粉状货物(14)借助于重力流到泵(16)中，并完全充满泵，或者将泵填充到对应于货舱水平的水平，并且填充后的泵(16)布置成被加压以将所述货物(14)吹送上岸。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)布置在泵壳(40)内，并被泵壳(40)包围。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流化装置至少部分地由包括多个阀/面板的所述货舱底部(12)形成，布置所述多个阀/面板用于空气的供应，以使所述货舱(10)内的粉状货物(14)流化。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述卸载泵的所述入口(18)包括关闭阀。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括：至少一个卸载出口(26)，该卸载出口(26)用于通过管道(27)将粉状货物(14)运输上岸；以及至少一个压缩空气入口(28)，该压缩空气入口(28)用于接收空气以对所述泵进行加压，并在卸载过程中供应压缩空气，其中，所述压缩空气入口(28)终止在所述卸载出口(26)内。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括至少一个通风口(30)，该通风口(30)用于在对所述泵(16)填充粉状货物(14)的过程中将泵(16)内的空气排出。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括至少一个入口(24)，所述至少一个入口(24)用于将流化用空气供应到所述泵(16)的下部中的内部流化面板(32)。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括至少一个入口(22)，所述至少一个入口(22)用于将空气供应到布置在所述泵的侧壁(20)内的喷嘴，设立所述喷嘴用来用空气冲扫可能粘在泵中的粉状货物(14)。

9.一种用于从船(50)上卸载粉状货物(14)的两步骤方法，其中，所述船包括一个或多个货舱(10)，货舱具有向货舱(10)内的中心点逐渐变细的货舱底部(12)，在该中心点处布置有卸载泵(16)，所述卸载泵(16)为气动压力罐泵，货舱(10)内的粉状货物(14)被流化，使得货物流向货舱内的所述中心点，所述方法的特征在于：

在第一步骤中，将粉状货物(14)直接从货舱引入到放置在货舱(10)的中心点处或该中心点附近的所述气动压力罐泵(16)的侧部入口(18)，并在对所述泵填充粉状货物的过程中将泵内的空气排出，由此，所述泵(16)被完全充满或填充到对应于货舱(10)水平的水平；以及

在第二个步骤，当预期量的粉状货物(14)充入泵中时，将压缩空气供应到泵(16)，以对泵进行内部加压，并且借助于所述压缩空气将粉状货物(14)吹送上岸。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述粉状货物(14)吹出的过程中供应恒定的压缩空气流。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述卸载泵(16)下部中的粉状货物(14)借助于邻近的流化装置(32)被流化，以将所述粉状货物引导到所述卸载出口(26)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，借助于来自安装在所述泵(16)内的多个喷嘴的空气对粘在所述泵中的粉状货物(14)进行空气冲扫，并且所述喷嘴通过所述泵中的入口(22)来供应空气。