CN102202779B - 用于流体物质颗粒化的振动造粒料罐 - Google Patents

Abstract

一种用于流体物质颗粒化的振动造粒料罐，其包括毂(11)、上板(12)、下板(13)和穿孔侧壁(14)，还包括底部箱体(40)，用于防止液体流失。在优选实施例中，所述箱体受压并且容置有所述料罐的振动引擎(30)，还为所述料罐提供空气供给。

Description

用于流体物质颗粒化的振动造粒料罐

技术领域

本发明涉及一种用于流体物质的颗粒化的造粒料罐。

现有技术

造粒料罐用于将可固化的液体产品转化为固体颗粒。造粒料罐实质上为带有穿孔侧壁的转动的料罐，其安装在造粒塔顶部，用于在塔自身内部产生液滴流。液滴在带有例如空气的冷却介质的逆流中固化，在塔的底部获得固体颗粒。造粒塔通常用于尿素厂的最后阶段。

已发现造粒料罐的轴向振动有助于打散从穿孔侧壁射出的液体射流，并改进液滴的单分散性，即：其在尺寸和形状上的均匀性。通常由气动振动器传递该振动，因为已知电子振动器不适于这种特定的应用。从4,585,167号的美国专利中已知一种造粒料罐，并在WO2004/101131中公开了一种改进的旋转振动造粒料罐。

在实现旋转振动造粒料罐时的主要问题是：相关的机械应力，尤其是在大的工厂中，料罐具有相当大的直径和质量，并需要以高速(200-300rpm)转动并以相对较高的频率振动，从而将液滴扩散到塔的整个横截面上；通常安装在具有腐蚀性的环境中，即安装在造粒塔内部；需要例如通过转动轴为增压空气提供合适的供给和排放装置，但这使设计更加复杂和昂贵。

还应注意到，造粒料罐通常作用于综合化工厂的最后阶段，其可靠性是关键因素，因为料罐的故障会使整个工厂的生产停顿。在尿素领域，例如，造粒料罐的损耗会将液体尿素扩散到塔中，且尿素会在聚集于塔底部的固体颗粒上固化；这些颗粒会被损耗，并且为了移除固化的尿素并使塔重新运转，必须持续停止很久。

尽管事实上WO 2004/101131中公开的造粒料罐可以以满意的方式解决这些问题，仍然需要改进该现有技术，特别是出于在大型化工厂中实现更大且转动更快的造粒料罐的目的。

发明内容

本发明根本的技术问题是提供一种适于克服上述缺点的造粒料罐结构，并且具体地：保护造粒料罐的移动部件免受造粒塔的环境影响，特别是免受灰尘的影响；防止液体从料罐流失到造粒塔中；改进可靠性。本发明的一个目的也是简化料罐和降低其成本。

因此，本发明公开了一种用于流体物质颗粒化的振动造粒料罐，所述料罐包括：毂；限定用于流体的流体腔的上板、下板和穿孔侧壁；连接至所述料罐的振动部件的气动振动引擎，和用于操作所述振动引擎的至少一个增压空气进口，所述料罐的特征在于：其包括底部箱体，该底部箱体限定与所述流体腔分离的底部密封腔。

所述底部箱体可包括底盖或者固定凸缘，其固定至料罐的下部。优选地，所述底盖或凸缘具有与造粒料罐的底部基本相同的直径。

根据本发明的一个方面，密封腔与增压气体进口联通，因此当造粒料罐被使用时，该密封腔维持在受压状态，下文将对其更多的优点进行解释。

气动振动引擎优选地安装在底部密封腔的内部，且更加优选地，密封腔直接对引擎提供所需的空气供给。因此，振动引擎的空气进口在底部密封腔内开启，使得当料罐运转时，增压密封腔将增压空气供给到振动引擎。根据优选实施例，振动引擎的空气输出通过至少一个空气排放管连接到至少一个安装在底部密封腔的盖上的单向空气排放阀。在本发明的一个实施例中，振动引擎直接固定至所述底盖。

根据本发明的另一个方面，借助通过料罐的毂的轴向通道，空气供给被传输至底部密封腔内。在优选实施例中，使用中空管轴来提供转动的动力并提供增压空气供给。

在本发明的优选实施例中，造粒料罐的毂包括：耦合至转动轴并相对于振动固定的第一构件，同轴且滑入所述第一构件内的第二构件，该第二构件耦合至料罐的振动引擎和振动部件，并留出通过料罐的毂、用于增压空气供给的轴向通道。

下面是本发明的更多和优选的方面。为了减少振动质量，振动引擎耦合至料罐的穿孔侧壁，且使用柔性连接将所述穿孔侧壁连接至料罐的框架，过滤振动驱动力。结果是，当其它例如顶部和底部凸缘的巨大部件以及包含在料罐中的流体机械地脱离振动时，料罐的振动设备实质上包括穿孔侧壁和质量可忽略的其它部件(例如螺钉)。

而且，为了减小机械应力这一目的，在本发明的优选实施例中，对包含有两个相同并相对转动的转动单元的振动引擎进行平衡。

本发明的另一个方面是选择性地设置至少一个振动传感器。振动传感器对于在不需要物理检测的情况下监测料罐的运转和探测振动系统的故障是有用的。作为实例，振动传感器包括朝向一个振动构件的固定的邻近传感器；然后使用来自所述传感器的数据进行光谱分析，并且与标准值比较，从而探测可能的故障或损坏。

本发明的第一个优势为底部密封腔防止液体从料罐中流失进入造粒塔内，并保护料罐的内部不受灰尘影响，且更一般地不受造粒塔环境的影响。尤其当造粒塔的环境具有腐蚀性，比如尿素造粒塔的情况，并且因为造粒塔含有因转动和振动而移动的部件，这一点成为明显的优势。因为被保护于底部密封箱体中，可更加自由地选择移动部件的材料，例如在最佳弹性和疲劳抗力的基础上可以选择用于振动系统的回复弹簧的钢。

本发明的另一个优势是简单和有效的增压空气供给。使用底部密封腔直接供给振动器，并使用管轴将增压空气供给到密封腔，这比在料罐的传统轴和其它部件中钻出空气供给通道更加便宜。而且，通向振动器的空气通路是笔直的且具有更大的截面积，因此减小了空气回路中压力的下降。

在本发明的一个优选实施例中，穿孔侧壁和料罐的框架之间的弹性连接减小了振动部件的质量，并且因此减小了机械应力。具有减小的振动质量的料罐能够以更高的频率更可靠地运转，更高的频率意味着更好的液滴单分散性，从工艺角度即更有价值的产品角度考虑也具有优势。已发现最佳频率与转动速度有关，因此本发明的料罐也能以更快的速度转动并适于在大型工厂中使用，其中对于多个小料罐来讲，单个且转速快的料罐是优选的。在一个优选实施例中，通过平衡的振动引擎，应力被进一步减小。

当在毂的相对较大直径上获得导引时，包含有同轴固定且滑动的构件的毂组件以及回复弹簧给予振动部件精确的导向。自动润滑的套筒上的导引避免了需要在相对运动的部件之间设置O型环。

本发明的目的是还提供一种具有造粒塔的制粒设备，该造粒塔装备有如上所述的至少一个造粒料罐。两个或更多造粒料罐平行运转，可用于大型或非常大规模的工厂中。

从下文参考所附附图对其实施例的示意性和非局限性实例的描述中，本发明的更多特征和优势将会变得更清楚。

附图说明

图1示出根据本发明装备有造粒料罐的造粒塔的简化示意图。

图2是根据本发明第一优选实施例的造粒料罐的横截面示意图。

图3是根据本发明第二优选实施例的造粒料罐的横截面示意图。

具体实施方式

参考图1，用于尿素制粒的造粒塔1具有带垂直轴A-A的圆柱形外壳2，其由底板3和顶壁4封闭。导管5和6靠近底板3设置，用于通过塔1输入连续上升的冷却介质(例如空气)的流。导管7和8设置在顶壁4上，用于排放所述冷却介质。

液体尿素U被馈送到安装在塔1顶部的造粒料罐10。在运转时，造粒料罐10围绕轴A-A转动并遵循同一轴A-A振动，产生向下的尿素液滴流W，该液滴流W被上升的冷却空气冷却直到固化成球形颗粒。颗粒通过底部开口E排放。

料罐10(图2)具有截锥形主体，其基本包括：毂11，顶部凸缘12，底部凸缘13和穿孔侧壁14。凸缘12和13通过推进板15连接。毂11连接到转动轴16，该转动轴16由适合的电机驱动(未示出)。在实例中，轴16由管以简单的方式实现，优选为具有标准尺寸以减少成本。

在使用时，通过围绕轴16的环形空间，并通过穿孔的馈送管18，尿素U被送到位于顶部和底部凸缘12和13之间的液体腔17内。

在使用时，料罐10在由底部箱体或盖40限定的底部密封腔46内也遵循A-A方向通过安装在料罐底部的气动振动引擎30振动。用于所述引擎30的增压空气P由也充当气管的轴16传输。

穿孔侧壁14由弹性环20和21，例如橡胶环，连接至凸缘12和13。环20和21在扭转方向上基本为刚性，因此能够在扭转方向上传递驱动扭矩，但是在轴向方向A-A上为柔性。因此，可以阐明的是：在本实例中，壁14是弹性悬挂而不是固定在料罐10的框架上，所述框架例如由凸缘12、13和板15形成。也可使用与环20和21等同的装置，例如膨胀接头，获得根据本发明的柔性连接。

毂11包括固定在管轴16一端的延伸部22，以及至少一个固定至料罐10的振动设备的移动套筒23。在一个优选实施例中，使用由自动润滑材料制造的合适的导引轴承使所述移动套筒23同轴地滑动进入固定套筒内。

移动套筒23被固定至下部凸缘13下方的板24上，所述板24支撑振动引擎30并固定至料罐的穿孔侧壁14上。

更具体地，参考图2的设计，所述移动套筒23的底部凸缘借助于螺钉25牢固地连接到下部凸缘13下方的板24上，并且延伸部22的底部固定(例如螺接)至下部凸缘13。套筒23相对于毂11的交替运动与合适的弹性回复装置，例如容纳于毂11内部的一个或者更多弹簧相对。应该注意到：术语“固定套筒”和“移动套筒”与沿A-A方向的振动相关，因为在使用时整个组件由轴16驱动围绕A-A转动。

板24是振动设备的一部分，并且为了减少重量，其构造为具有固定至壁14的外围环形部分24a以及位于毂11下方的带有孔24b的中心部分。毂11具有流通孔26，该流通孔26的上端与所述管轴16的内部连通且其下端位于板24的孔24b之上。将不解释毂11的更多细节，因为其可以由本领域技术人员很容易地确定。

将不更加详细地描述振动引擎30，因为其能够由商业上可获得的物品实现。

盖40固定至料罐10的底部，封装振动引擎30。在附图的实施例中，盖40具有凸缘41，该凸缘41具有与料罐10的下部相同的直径并通过螺钉42固定至板24的环形部分24a和穿孔壁14。螺钉42还将弹性环21固定至壁14的下部43。垫圈44插在板24的凸缘24a和盖40的凸缘41之间。可以注意到，板24为引擎30和穿孔壁14之间的刚性连接，其传输振动力。

盖40内部的腔46通过垫圈44与外界密封，并借助于下凸缘13和环形垫圈21与液体腔17隔开。但腔46经由穿过毂11的轴向通道26和板24的孔24b与管轴16的内部连通，由此接收空气供给P。引擎30的空气进口在腔46内是开启的，同时空气出口经由柔性空气导管48连接至盖40上的单向空气排放阀47。

可选择地，在增压腔46中可设置润滑油雾。尤其在引擎30包括通过齿轮连接的相对转动的振动器时，这一特征是有利的。

在本发明的第二个实施例中，如图3所示，引擎30直接固定到盖40上。为此目的，盖40优选地具有底部平面表面并实现为具有合适的厚度。

在另一个简化的实施例中(未示出)，引擎30直接固定到所述盖40和板24上，去掉了毂11的套筒23和内部回复弹簧，由环20、21的弹力产生回复动作。该实施例的优势为对毂11的很大程度的简化和振动质量的减少。另外，如果需要，为了维护或替换的目的，引擎30可以容易地与盖40一起移除。

操作如下。轴16以给定速度转动毂11和整个料罐10，在一些情况下高达200-300rpm或更高的速度。扭矩传输至毂11的盖22，然后至底部凸缘13；借助于环21，凸缘13的转动驱动包括穿孔壁14、上凸缘12、板24和盖40的料罐的其它部件。

在转动时，壁14也通过引擎30在A-A方向上振动。通过螺接至壁部件43上的板24，振动被直接传输至壁14，但是被弹性环20和21过滤掉了。因此，振动设备包括套筒23、板24、穿孔壁14和箱体40，但是厚重的凸缘12，13和其连接的推进板15，以及凸缘12和13之间的料罐10内容纳的液体的主要部分，基本上保持不受任何振动的影响。

通过管轴16和毂11的流通通道26供给空气P，保持腔46处于受压状态，使得引擎30直接从腔46接收增压空气供给。然后空气经由单向阀47排放到盖40外。

待颗粒化的液体物质U，例如在适合的工厂中制造的纯尿素，被馈送到造粒料罐10中，然后由于离心力通过穿孔壁14喷射而出。侧壁14的振动有助于液体射流分散成为均匀的液滴流。

通过以上的详细描述，本发明的优势变得更加明显。参考图2，应该注意到，料罐10的移动部件，尤其是振动部件(包括套筒23、板24、毂11内的弹簧)被密封和安全地保护，使其不受可能存在于塔1中的腐蚀性液体尿素和灰尘两者的影响。特别是，箱体40内的压力避免了灰尘从底部进入。

由于例如环21的损坏而流失的液体尿素会包含在密封腔46中，而不是分散进入塔1内。这样会需要停止运转并更换或修理料罐，但是会避免进入造粒塔1内的流失液体对塔的底部区域3处的颗粒的更严重的损坏。

Claims (12)

1.一种用于流体物质（U）颗粒化的振动造粒料罐（10），所述料罐包括：毂（11）；限定用于流体（U）的流体腔（17）的上板、下板和穿孔侧壁；连接至所述料罐的振动部件的气动振动引擎（30），和用于操作所述振动引擎（30）的至少一个增压空气进口，所述料罐的特征在于：其包括底部箱体，所述底部箱体限定与所述流体腔（17）分离的底部密封腔（46）。

2.根据权利要求1的造粒料罐，其特征在于，所述底部密封腔（46）与所述料罐（10）的所述增压空气进口连通，这样使得当所述料罐运转时底部腔受压。

3.根据权利要求1或2的造粒料罐，其特征在于，所述振动引擎（30）安装在所述底部密封腔（46）内。

4.根据权利要求3的造粒料罐，其特征在于，所述振动引擎（30）的空气进口在所述腔（46）中开启，这样使得在运转时所述振动引擎接收来自所述密封腔的增压空气供给。

5.根据权利要求3的造粒料罐，其中，所述振动引擎（30）连接到至少一个单向排气阀（47）。

6.根据权利要求4的造粒料罐，其中，所述毂（11）具有轴向通道（26），所述轴向通道（26）具有与所述增压空气供给连接的上端和与所述密封腔（46）流体连通的下端，所述毂（11）的所述通道（26）提供密封腔（46）的增压。

7.根据权利要求6的造粒料罐，其中，所述毂（11）连接到用于围绕所述轴（A-A）转动的管轴（16），并且所述管轴通过所述毂（11）的所述轴向通道（26）向所述密封腔（46）提供增压空气供给。

8.根据权利要求7的造粒料罐，其中，所述毂（11）包括：与转动的管轴（16）耦合并且相对于振动运动固定的第一构件（22），同轴并可滑动进入所述第一构件内的第二构件（23），所述第二构件（23）耦合至所述振动引擎（30）并与所述料罐的振动部件关联；所述第二构件（23）限定所述毂（11）用于增压空气供给的所述轴向通道（26）。

9.根据权利要求1的造粒料罐，其中，所述振动引擎（30）直接固定至所述料罐的底盖，限定所述密封腔（46）。

10.根据权利要求1的造粒料罐，还包括至少一个振动传感器。

11.根据权利要求1的造粒料罐，其中，所述振动引擎（30）连接至所述穿孔侧壁，并且在所述料罐的侧壁和框架之间设置柔性连接（20，21），所述柔性连接适于作为用于由所述振动引擎（30）传递的驱动力的机械过滤器。

12.一种用于流体物质颗粒化的装置，其特征在于，其包括至少一个根据前述权利要求中任一项的造粒料罐（10）。

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