CN101715423B

CN101715423B - 可流化物料用分配装置

Info

Publication number: CN101715423B
Application number: CN200780053204.XA
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·阿尔特曼·林克; 彼得·希尔格拉夫; 安德烈亚斯·沃尔夫
Original assignee: Claudius Peters Technologies GmbH
Current assignee: Claudius Peters Technologies GmbH
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: EP2160344A1; AU2007354516A1; CA2689550C; AU2007354516A2; CA2689550A1; WO2008148406A1; AU2007354516B2; EP2160344B1; CN101715423A; ATE524398T1

Abstract

本发明涉及一种用于将可流化物料(13)从一个初始容器(1)分配至多个目标容器(21、22、23、24)的可流化物料用分配装置。所述分配装置包括一根输送管道(3)，所述输送管道具有一个物料(13)进料口(12)与多个物料(13)出料口(41、42、43、44)。在所述输送管道(3)中设置有流通面(51、52、53、54、55)，通过所述流通面，可以将一种流化气流导入输送管道(3)。根据发明所述，设置有一种用于生产可沿着输送管道(3)输送方向流动的动力气流的动力气体供给装置(8)。本发明的优点在于，可以不考虑输送管道(3)的落差来传送物料(13)，并且能耗较低。本发明的另外一个优点在于，流化气流与动力气流也可将输送管道(3)中的物料残渣传送出来。也可以借助流化气流与动力气流清洁输送管道(3)。

Description

可流化物料用分配装置

技术领域

本发明涉及一种用于将可流化物料从一个初始容器分配至多个目标容器的分配装置。所述分配装置具有一根输送管道，所述输送管道带有一个物料进口与多个物料出口。在所述输送管道中设置有流通面，通过所述流通面，可以将一种流化气流导入输送管道。

背景技术

在生产铝材时可以使用这种形式的分配装置。对于铝材生产所需的矾土必须由一个中心料斗传送至各个电解槽。根据生产设备的大小，可以将矾土传送系统分成多个层级，其中较高层级的目标容器总是构成下一层级的初始容器。根据本发明所述的分配装置特别适用于将矾土从一个中间容器分配至电解槽接收容器的最后一个层级。

专利WO 02/074670 A1公开过一种这种形式的分配装置，在所述分配装置中，流化的物料在重力作用下会沿着输送管道移动。输送管道在其整个长度上必须具有一个持续的落差。但是，在很多情况下，对于输送管道的走向有空间限制，从而导致难以满足持续落差的要求。特别是当现有设备需要额外加装一个新分配装置时，更是如此。

另外还公开过所谓的气动分配装置。在所述气动分配装置中，通过输送管道可以导入一种动力气流，所述动力气流的速度较快，以至于物料在输送管道中会被流化气流夹杂在一起，并一起运走。为了使动力气流传送物料，动力气体的流速要位于至少6米/秒至7米/秒之间。虽然这种形式分配装置可以在很多领域使用，并且可以抵抗重力传送物料，但是其能耗非常高。

发明内容

本发明的任务在于设计一种本文开头所述的形式的分配装置，所述分配装置的能耗较低，并且可以在很多领域使用。通过以下所述的分配装置可以解决该任务。一种可流化物料用分配装置，将一种可流化物料从一个初始容器传送至多个目标容器，包括一根输送管道，所述输送管道具有一个进料口与多个出料口，所述分配装置还带有设置在所述输送管道中的流化气流用流通面，所述流通面置于物料之下，流通面没有在输送管道的整个长度上延伸，出料口设置在输送管道不具有流通面的一段管段中，设置有一种用于生产能够沿输送管道的输送方向流动的动力气流的动力气体供给装置，按照如下方式确定通过动力气体供给装置供给的动力气流量，即，流经输送管道的动力气流具有一个0.5米/秒至1.5米/秒之间的速度。其中，分配装置具有一个动力气体供给装置，所述动力气体供给装置用于生产可沿着输送管道输送方向流动的动力气流。有利的实施方式是，流化气流与动力气流要按照如下方式确定，即，能够从传输管道中传送出物料残渣。

首先来解释几个概念。流化可以理解为一个过程，通过所述过程可以使一种粒状材料处于一种像液体一样的状态。在初始状态，粒状材料的颗粒会在重力作用下层叠起来。颗粒之间的摩擦力较大，以至于需要较大的力才能让它们相互之间发生相对移动。为了流化，会从下面导入一种流化气流，并使其流经粒状材料，流化气流会反作用于重力对颗粒的影响。在流化气流选择合适的情况下，颗粒之间的摩擦力非常小，以至于粒状材料可以表现出一种液体的特性。例如：粒状材料也就具有可以沿着一个落差流动的性能。

所有可以通过一种合适流化气流处于这种状态的材料都可以称作是可流化的。

设置在输送管道中的流通面的任务在于将流化气流导入物料中，从而使物料处于流化状态。流通面也可以置于物料之下，这样流化气流就可以大面积地作用于物料。

物料可以从一个初始容器被分配至多个目标容器。在一个设备中，一个初始容器可以配置一百多个目标容器。目标容器从其本身来说又可以是下一级分配装置的初始容器。通过这种方式，可以设置多级分配装置。

根据发明所述，设置有一种动力气体供给装置，所述动力气体供给装置用于生产一种可以沿着输送管道的输送方向流动的动力气流。动力气体供给装置优选设置在输送管道的初始端，也可以设置在进料口之前。所生产的动力气流要比较大，从而可以使流化的物料沿着输送方向流经输送管道。在输送管道的末端，也就是说在输送方向上在最后出料口后，设置有一个排气装置，通过所述排气装置可排出动力气流。

当动力气流掺入流化物料中时，动力气流会与流化气流混合在一起。在输送方向上可以偏转流化气流，因此，动力气流会与流化气流一起以混合气流的形式支持沿着输送管道传输物料。

因为流化物料可以通过动力气流或者是说混合气流在输送装置中移动，所以根据本发明所述的分配装置不受重力影响。输送线路也可以自由选择。仅仅只须按照如下方式确定动力气流，即，可以输送处于较低内部摩擦力的流化物料。尽管除了给输送管道供给动力气流外还供给有一种流化气流，但是气体耗用量要比在纯气动分配装置中的气体耗用量显著降低。

因为分配装置不受重力影响，所以即使是输送管道中只有很少的物料时，也可以传送物料。其还可以将物料残渣从输送管道中传送出来。动力气流可以用于清洁输送管道。根据发明所述，特别是在卧式与立式输送管道中，也可以实施这一点。

因为动力气流与混合气流被强制沿着输送管道流动，所以可以用小的半径偏转输送管道，而不会因此而终止传输。而在这种形式的偏转情况下，仅仅只靠重力作用移动的物料会发生堵塞。根据发明所述的分配装置也可以自由设计输送路径。

事实证明，即使是流通面没有在输送管道的整个长度上延伸，也可以沿着输送管道传送物料。即使是输送管道具有一段没有供给流化气体的管段，通过流化气流与动力气流的共同作用也可以保持物料的传送。因此，在本发明的框架下，可以将出料口设置在输送管道底部。出料口优选设置在输送管道不具有流通面的一段管段中。事实证明，由流化气体与动力气体组成的混合气流可以按照如下方式传送物料，即，一部分物料通过出料口下落，而另一部分物料可以越过出料口沿着输送管道继续传送。在每个出料口处，会有一部分物料下落，而另一部分物料会沿着输送管道继续传输，这样就会导致目标容器装满的速度不同。设置在输送管道初始端的目标容器要比设置在输送管道末端的目标容器更早被装满。但是通过出料口具有不同的横截面或者是给出料口配置阀门，可以避免这一点。一般来说，可以容忍目标容器装满的速度不同。如果第一个目标容器完全装满了，那么将不会再有物料落入该目标容器，并且整个物料将会越过该出料口沿着输送管道继续传送。分配装置可以一直运转，直至最后一个目标容器被装满，然后停止。为了确定停止分配装置的时间点，设置有一个用于显示最后一个目标容器料位的料位传感器。同样也可以在所有的目标容器中设置料位传感器。

一部分物料通过出料口下落，而另一部分物料会越过出料口继续传送，只有当出料口可以在整个宽度上或几乎在输送管道的整个宽度上延伸时，这一点才有效。出料口也可以具有一个与输送管道相同大小的或者是几乎相同大小的横截面。优选，出料口横截面小于输送管道横截面的量不超过20%，优选不超过10%，最好是不超过5%。

因为传送机械装置不受重力影响，所以输送管道可以按照如下方式构成，即，其在输送方向上具有一段上升的管段。上升的管段相对于水平方向可以倾斜10°，优选的倾斜20°，最好是倾斜30°。

根据本发明所述的分配装置可以按如下方式构成，即，其具有目标容器，在所述目标容器中可以收集从出料口中流出的物料。如果输送管道具有一段上升管段，那么位于之后的第二目标容器在输送方向上要比位于前方的第一目标容器设置的高一些。在第一与第二目标容器之间，可以抵抗住重力传输物料。如果目标容器设置在出料口之下，那么物料仅仅只在重力的作用下就可以落入目标容器。

为了有效传送物料，必须确保，动力气流或者是混合气流可以沿着由输送管道规定的线路移动。气流不应再从输送管道的中途流出来。因此，目标容器优选与输送管道密封连接，这样气流就不会通过目标容器流出来了。

另外，初始容器可以看作是分配装置的组成部分。初始容器优选设置在输送管道的进料口之上，这样物料只需在重力作用下就可以落入输送管道。在初始容器到进料口的过渡部分上可以设置一个阀门。阀门可以防止气流通过进料口与初始容器从输送管道中泄漏出来。另一方面，阀门可以确保只有适量的物料进入输送管道。

但是在本发明的框架下，不再需要这种阀门，从初始容器经进料口到输送管的过渡部分可以让物料自由地通过。从初始容器从落入输送管道的物料量按照如下方式确定，即，输送管道在进料口之下的部分装满有物料。通过流化气流对物料进行流化，通过动力气流将物料从位于进料口之下的区域传送走。一个自由通过的开口比较有利，因为输送管道这样就不再有机械移动的部件了。

原则上来说，流化气流也可以通过一种可自由通过的开口泄漏。但是可以通过如下方式给流化气流施加有一个阻力，即，所述流化气流必须穿过设置在进料口之前的物料。通过物料的路径越长，那么这种阻力就越大，流化气流分布在输送管道中的面积就越小。优选在进料口之前设置有大量的物料，以至于可以密封住进料口。如果输送管道中只有低于流化气流量10%的一小部分流化气流是通过进料口泄漏的，那么就可以说是充分密封了。

初始容器可以设置在与进料口直接相邻的地方。这样初始容器中的物料才可以密封住流化气流。比较有利的是，在初始容器与进料口之间设置有一根连接管，所述连接管装满有物料。连接管的横截面要比初始容器的横截面小一些，这样就可以给流化气流施加一个较高的阻力。连接管可以具有与输送管道一样大小的横截面。对于一种有效的密封来说，连接管具有一个0.8米至3米之间的长度，优选具有一个1.3米至2米之间的长度。

当在输送管道初始端与输送管道末端之间存在压力差时，就会沿着输送管道传送物料。建议分配装置以尽可能低的压力差运行。通过密封初始容器与目标容器，可以使分配装置以一种在输送管道初始端与输送管道末端之间的压力差不超过0.2巴的大小运行，优选不超过0.1巴。

输送管道的横截面可以是任意形状，例如：正方形或矩形。在一种有利的结构形式中，输送管道的横截面是圆形的。流通面设置在输送管道的下半部分，以至于流通面在横截面上将管道分成两部分。通过下部分可以将流化气体会导入输送管道，并且使流化气体分布在流通面下。流化气体可以通过流通孔大面积地进入输送管道的上部分，并流化该部分中的物料。会通过上部分沿着输送管道传送物料。

分割两个部分的流通面是平整构成的，这样有利于均匀地分配流化气体。另外，流通面可以如下构成，即，其可以给流化气体施加尽可能少的阻力，但是虽然如此，物料也不会从流通面落下。

因为在本发明所述的分配装置中，通过输送管道可以使流化气体与物料一起流动，所以输送管道的直径要比已经公开过的分配装置的直径小一些。也就是说，在已经公开过的那些分配装置中，总是要从以下方面考虑，即，在物料所需的空间之上必须存在其它可以传输流化气体的空间。

在一种有利的结构形式中，动力气体供给装置具有一个0.5米/秒至1.5米/秒的速度流经输送管道，优选具有0.7米/秒至1.0米/秒之间的速度。有关动力气流的说明涉及到动力气体还没有与流化气体混合的输送管道段。物料会以一种略低于动力气流速度的速度流经输送管道。在这种动力气体速度下，在一种10厘米直径的输送管道中，物料的传送量可以达到12t/h。

对于物料流化所需的流化气流一般是以单位流通面流化气流量的形式给出的。这种流化气流量在本发明的框架下位于0.8 m³ /（m²·min) 至1.8 m³ /（m²·min)之间，优选位于1.3 m³ /（m²·min)至1.6 m³ /（m²·min)。供给输送管道的动力气流量与输送管道的长度无关。相反，输送管道越长，则流化气流量越大，因为在一个较长的输送管道中，需要更多的流通面。

附图说明

下面将根据一种有利的实施方式结合附图对本发明进行详细描述。其中：

图1为本发明所述可流化物料用分配装置的一种示意图；

图2为图1所述可流化物料用分配装置沿A-A方向的一个横截面；

图3为图1所述可流化物料用分配装置的一种局部放大图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明所述的分配装置用于将一种物料从一个初始容器1中分配至多个目标容器21、22、23、24。在这种实施例中，仅仅示出了四个目标容器21、22、23、24，在真实的分配装置中，可能存在一百多个目标容器。初始容器1与目标容器21、22、23、24之间的连接装置构成了一根输送管道3。输送管道3是由多个管道段31、32、33、34、35组成的。另外，输送管道3还具有T形出料口41、42、43、44，其中，每个出料口41、42、43、44都设置在一个目标容器21、22、23、24之上。在重力的作用下，物料会通过出料口41、42、43、44从输送管道3中落入目标容器21、22、23、24中。

在管道段31、32、33、34、35的下半部分设置有流通面51、52、53、54、55。在出料口41、42、43、44的范围内，输送管道3没有设置流通面51、52、53、54、55。例如：图2所示流通面51，流通面51、52、53、54、55把管道3划分成一个上部分61与一个下部分62。通过一根管道7给下部分62输送流化气体。流化气体将会分布在流通面51之下的管道部分62中，并且会生产一种流化气流，所述流化气流会穿过流通面51进入管道部分61中。通过自下而上的流化气流的作用，可以流化在流通面51之上的管道部分61中出现的物料。

在输送管道3的初始端，安装有一个动力气体供给装置8，通过所述动力气体供给装置可以沿着输送管道3的输送方向生产一种动力气流。通过所述动力气流，可以实现流化物料的传送，并且流化气流可以偏转，所以可以通过一种混合气流沿着输送管道3来传送物料。一部分物料将会通过出料口41、42、43、44落入目标容器21、22、23、24中，而另一部分物料则会越过出料口41、42、43、44。因此，设置在输送管道3初始端的目标容器要比设置在输送管道3末端的目标容器更快被装满。当所有的目标容器21、22、23、24都被装满时，将会调整物料的输送，动力气流与流化气流也会被关闭。阀9、10用于控制流化气流与动力气流。

为了动力气流或者是混合气流可以传送物料，气流必须可以沿着输送管道3移动。为了避免气流在其它方向上从输送管道3中泄漏出来，目标容器21、22、23、24要与出料口41、42、43、44密封相连。

初始容器1通过一根连接管11与输送管道3的进料口12相连。连接管11与进料口12可以自由通过，所以来自初始容器1的物料会在重力作用下落入输送管道3中。当分配装置停止运转时，如图3所示，未流化的物料13会继续积聚在输送管道3位于进料口12下的区域中。接通流化气流后，可以继续流化位于输送管道3中的物料。通过动力气流可以沿着输送管道3传送流化的物料。

连接管11中物料柱会在初始容器1的方向上密封住输送管道3。动力气流与流化气流不会通过初始容器1泄漏，而是沿着输送管道3强制流动。在输送管道3的末端，将会通过一种排气装置13排出由流化气体与动力气体构成的混合气体。

目标容器21、22、23、24从其本身来说可以是下一级目标容器的初始容器。因此，分配装置可以通过多个等级组合而成。

Claims

1.一种可流化物料用分配装置，将一种可流化物料从一个初始容器（1）传送至多个目标容器（21、22、23、24），包括一根输送管道（3），所述输送管道具有一个进料口（12）与多个出料口（41、42、43、44），所述分配装置还带有设置在所述输送管道（3）中的流化气流用流通面（51、52、53、54、55），所述流通面置于物料之下，其特征在于，流通面没有在输送管道的整个长度上延伸，出料口设置在输送管道不具有流通面的一段管段中，设置有一种用于生产能够沿输送管道（3）的输送方向流动的动力气流的动力气体供给装置（8），按照如下方式确定通过动力气体供给装置（8）供给的动力气流量，即，流经输送管道的动力气流具有一个0.5米/秒至1.5米/秒之间的速度。

2.根据权利要求1所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，流化气流与动力气流要按照如下方式确定，即，能够从传输管道（3）中传送出物料残渣。

3.根据权利要求1所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，出料口（41、42、43、44）设置在输送管道（3）的底部。

4.根据权利要求3所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，至少一个出料口（41、42、43、44）的横截面积小于输送管道（3）横截面积的量不超过20%。

5.根据权利要求4所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，至少一个出料口（41、42、43、44）的横截面积小于输送管道（3）横截面积的量不超过10%。

6.根据权利要求5所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，至少一个出料口（41、42、43、44）的横截面积小于输送管道（3）横截面积的量不超过5%。

7.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，输送管道（3）具有一段在输送方向上上升的管段。

8.根据权利要求7所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，具有目标容器（21、22、23、24），并且在输送管道（3）的输送方向上，一个第二目标容器设置在一个第一目标容器之后，并且第二目标容器要比第一目标容器设置的更高一些。

9.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，目标容器（21、22、23、24）与输送管道（3）成密封连接。

10.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，具有一个初始容器（1），并且初始容器（1）设置在进料口（12）之上。

11.根据权利要求10所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，进料口（12）能够让来自初始容器（1）的物料自由通过。

12.根据权利要求11所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，在进料口（12）之前，物料是以如下形式放置的，即，物料会密封住进料口（12）。

13.根据权利要求12所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，在初始容器（1）与进料口（12）之间设置有一根连接管道（11）。

14.根据权利要求13所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，连接管（11）的长度在0.8米至3米之间。

15.根据权利要求14所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，连接管（11）的长度在1.3米至2米之间。

16.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，流通面（51、52、53、54、55）是平整的。

17.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，按照如下方式确定通过动力气流供给装置（8）供给的动力气流量，即，流经输送管道的动力气流具有一个0.7米/秒至1.0米/秒的速度。

18.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，单位面积流通面的流化气流量位于0.8 m³ /（m²·min) 至1.8 m³ /（m²·min)之间。

19.根据权利要求18所述的可流化物料用分配装置，其特征在于，单位面积流通面的流化气流量位于1.3 m³ /（m²·min)至1.6 m³ /（m²·min)之间。