CN102245287A - 用于装载颗粒的装载装置、用于采用装载装置装载颗粒的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装载装置包括具有装载孔的图案的板，所述图案对应于所述管的阵列的入口，所述装载孔的开口的尺寸小于所述管的入口的开口的尺寸而大于要装载的颗粒的尺寸，其特征在于，所述板包括在装载孔之间的筛选部件，所述筛选部件包括筛选开口。

Description

用于装载颗粒的装载装置、用于采用装载装置装载颗粒的方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装置包括具有装载孔的图案的板。

背景技术

一般情况下，在精炼和化学工业中，通常采用管的组件，尤其是在需要加热或冷却通过管流动的流体的热交换器或反应器中。管的横截面相对较小(例如20-50mm)，而它们的长度相对较长(1.5-20m)。管组件通常被安装在器皿中，其中，管被保持为彼此平行布置，当沿管的轴线看组件时，管的轴线形成二维阵列。例如，管填充有一堆颗粒，所述颗粒被包含在被引导通过这堆颗粒的转换化合物中。

通过将颗粒供给到管的顶部开口中来实现在这种管组件中使管装载有固体颗粒。颗粒沿管下落直到被装置或已经存在的颗粒堆阻挡。

各个管相对于容积、装载高度、质量和孔隙率必须装载有等量的颗粒。由于通过每个管的流体化合物的流动以及流体化合物在组件的每个管中的存在时间应该相等，因此需要相同的装载量。更通常地，颗粒是在载体上的固体形式的催化剂，该催化剂影响被引导通过管的流体化合物的反应。使大量窄长的反应器管装载或再装载有催化剂(催化剂的颗粒通常并不非常小于管的内径)是很困难的并且耗时的。在每个管内和所有管之间的催化剂颗粒的均匀分布在这种情况下很重要但很难实现。在装载期间，有必要使同时进入反应器管的颗粒的数量(它们的最大尺寸的倍数)相对于反应器管的内径足够小以避免称作“桥接”的状态。当一些颗粒同时进入并沿管落下、楔在一起并有效塞在管内部时出现“桥接”，导致不均匀地并且不完全地被装载的管。当如上所述装载长形的反应器管时，最好保证颗粒一个接一个进入这些管。

进一步的需求是(尤其是当高反应温度在管中出现时)保持每个反应器管的小的上部没有催化剂。应该被保持无装载的该上部也被称作‘预备容积’。

实际上，颗粒可以被供给在不同容器例如管包装件或大袋中。管包装件通常包含用于一个管的颗粒内容物；大袋包含多个管的内容物，在该多个管中，最大量的颗粒通过处理以及颗粒强度限制而被阻止。

根据EP0963785A，用于管阵列的装载装置是已知的，该装载装置由多个基本装载装置构成，该基本装载装置包括具有一个或更多个装载孔的一个装载板和与所述装载孔连接的小的导管构成。导管用作用于将装载板定位在管的入口顶部上的插入件。基本板被形成为使得相邻板能够被定位在相邻管的入口上，使得所有板的外边缘相互抵接。因此，各个板一起形成封闭的表面，从而覆盖该装置被定位在其上的管的阵列。该结果可以与被布置在一起以覆盖地面的路砖相比。当板处于覆盖位置时，颗粒可以被装载在组合板的封闭表面上，并且在孔的上方扫过以装载管。

在一变形方案中，可以设计板的尺寸，使得它们的表面保留一些小的板内空间用于容纳灰尘，从而避免灰尘经由装载孔进入管。当被供给时灰尘可能存在于颗粒中，或者可能在将颗粒装载在管中的过程期间形成灰尘。

采用由装载板和装载孔构成的装置的方法被称作“孔口装载”。术语“孔口”是指小于要填充的管的开口的孔的特定开口。

当在管的阵列中装载颗粒时，以下两项技术被广泛采用以形成预备容积，这两项技术也可以被结合采用：

1.从管的顶部入口到所需的预备容积排空颗粒，和

2.采用具有填充管或导管的装载装置，该填充管或导管被插入要被装载的管中。

第一项技术1)在具有颗粒的管的顶部中放置与真空系统连接的软管。软管附近的颗粒被吸入到软管中。软管被向下移动并且移除颗粒直到达到所需的预备容积。

第二项技术2)采用具有与装载孔连接的填充管或导管的装载装置，该填充管或导管被插入要被装载的管的阵列中。为了清楚起见，该填充管或导管应该与管的阵列区分开，在本说明书中，管的阵列被称作器皿管以区分两种类型的管。在本说明书中器皿管也可以被称作反应器管。

该装置的填充管的外径小于器皿管的内径，并且填充管的内径小于装载孔的直径。在采用该装置装载颗粒达到板的水平面时，该装置被移除使得留在填充管中的颗粒下降到管中。当填充管在填充管被插入的长度上内部容积小于器皿管的入口的内部容积时，自动产生预备容积，该预备容积具有对应填充管和器皿管之间的内部容积的差的容积。

现有技术EP963785A在其示例中示出了技术1和2的结合以形成预备容积。

本发明目标在于在以下方面改进已知的装载装置：

颗粒在管中的相同装载，

有效的装载方法，

进入管的灰尘的减少，

形成预备容积。

以上已经解释了相同装载的问题，并且涉及使管均匀填充有均匀的颗粒，以便在管中具有相同堆的颗粒，使得在颗粒堆中的反应条件以及流动状态是相似的。

降低装载颗粒的时间由于两个原因是重要的。具有其器皿管的器皿由于该器皿的构造和安装成本而具有高的资本支出。在普通操作期间，具有高附加值的产品在器皿中被生产，这在颗粒的装载期间不能被生产。同时装载颗粒的设备和人力具有高的每小时成本率。

在制造、运输和装载期间颗粒的磨损使得颗粒的尺寸小于预定要装载在器皿管中的颗粒并形成灰尘。由于小的颗粒和灰尘改变了流动通过反应器管的介质的流体传输特性并引起在器皿管外部的问题，这是很不期望的。另外，当灰尘被吸入时构成对健康的威胁。在反应器管外，灰尘仍然是活性的并且引起在不希望的位置处的不希望的反应。因此，必须阻止磨损和灰尘形成或使其最小化，并且必须使不可避免的磨损和灰尘形成的产物与颗粒分开。

如上所述，预备容积的形成是与在管中发生的反应相关的总体需求。

发明内容

因此，在本发明的第一方面，本发明涉及一种根据所附权利要求的装载装置。

具体地，本发明涉及一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装载装置包括具有装载孔图案的板，所述图案对应于所述管的阵列的入口，所述装载孔的开口的尺寸小于所述管的入口的开口的尺寸而大于要装载的颗粒的尺寸，其特征在于，所述板包括在所述装载孔之间的筛选部件，所述筛选部件包括筛选开口。

该装载装置实现了大阵列的管的覆盖，同时实现了在通过使一定量的颗粒在板上方移动而使颗粒被装载在孔中的阶段有效地移除灰尘。采用这种方式，不需要为了实现可能采用用于移除灰尘的板内空间的关闭表面而使基本板以相对彼此精确的方式被定位。有效地，将装载装置施加在管的阵列上所耗用的时间减少。

因此，装载装置实现了在管的阵列中装载颗粒的更有效的过程，同时提供了灰尘颗粒的最佳移除，使得管的装载主要受预期要被装载在管内的颗粒的限制。这提高了管的相同装载并且不损害填充有一堆颗粒的管的内部的流动特性。

装载孔的直径允许颗粒通过装载孔，同时装载孔小于管的入口，从而减少桥接效应。合适的比率是直径是要被装载的颗粒的最大尺寸的1.2到3.0倍。该比率允许颗粒通过孔或多或少的各个下降进入到管中，这降低了管内部的桥接风险。

优选地，在根据本发明的装载装置中，所述筛选开口小于要装载的颗粒。这保证了将不会有颗粒意外通过筛选开口流失，使得它们不必从管开口之间的空间恢复。

有利地，在根据本发明的装载装置中，所述筛选部件由金属丝、杆、丝网或筛网制成。这些材料已经证明足够用于实现希望的灰尘移除，以及使颗粒在它们的表面上移动进入装载孔。

进一步优选地，在根据本发明的装载装置中，所述筛选部件作为分离体而能够从板上拆卸下来，所述板在大于要装载的颗粒的装载孔之间具有开口。当要装载的颗粒改变时，该装载装置给予了转换到具有不同尺寸的开口的不同筛选部件的机会。具有开口的板可以被保持安装在管的阵列上，同时筛选部件从顶部被移除并被另一种形式替换。这使得装载过程更有效。另外，用户可以采用具有多个孔的一个板，同时可以改变筛选部件的灰尘移除特性，这降低了成本。为了确保筛选开口不被下层的板阻塞，板具有在装载孔之间相对大的开口，即大于要装载的颗粒。

在进一步优选的实施例中，根据本发明的装载装置包括能够在所述板以及其筛选部件上移动的条、杆或金属丝的网格，所述网格具有类似于所述装载孔的阵列的间距，并且所述网格的每个网眼封闭一开口表面，所述开口表面的尺寸大于所述装载孔。该网格用作用于将装载在板上的颗粒移动到装载孔中的工具。通过网格的简单来回移动，颗粒可以被滑到装载孔中。形成在装载孔上方并阻挡入口的任何颗粒桥接通过网格的移动被移除。该网格允许颗粒更有效地移动到装载孔中。在该过程中，颗粒较少受到在已知装置中的剪切力。这降低了颗粒的磨损或者破裂，并且因此减少了灰尘的形成并确保被装载的颗粒具有更均匀的尺寸。

优选地，在本发明中，在网格的指向板和其筛选部件的侧部设置摩擦减小材料。当网格在板上方移动时这减小了剪切力并降低了颗粒被捕获在网格和板之间的可能性，而颗粒被捕获在网格和板之间对于上述优点来说是不利的。

进一步优选地，根据本发明的装载装置在其上方包括分配板，该分配板具有大于要装载的颗粒的开口。在装载颗粒的过程中，分配板是用于在整个装载板上均匀地分配大量颗粒的便利工具。这减少了用于装载的时间并增加了在管中的相同装载。

在进一步优选的实施例中，根据本发明的装载装置包括与装载孔连接的导管，导管的外径小于管的入口的内径，使得导管可插入管中，同时导管的内径大于或等于装载孔的开口。导管实现了在装载孔被完全填充直到装载板后形成预备容积的一种方式。采用相对尺寸使得桥接的风险小，同时导管装配在管的入口内使得它们的位置被固定。导管的长度和内部容积确定了在装载装置被从管的阵列移除后形成的预备容积的量。

优选地，导管设置有用于关闭导管的关闭构件，以便当从管取下装载板时阻止在装载后留在管中的颗粒落到管的外部。因此，该装载装置能够将管填充至所需的准确预备容积。

可选择地，根据本发明的装载装置包括能够与装载孔连接的真空软管。采用真空阻止留在导管中的颗粒落入管中。通过将真空软管连接到装载孔，可以从导管移除存在于导管中的所有颗粒。因此，形成的预备容积然后被导管插入管的入口内部的长度直接确定。

优选地，侧部通风端口被设置在导管中，用于降低当真空软管被用于移除颗粒时导管内颗粒桥接的风险。侧部通风端口允许真空流从不同的方向而不是只沿导管的方向吸入空气。更优选的是侧部通风端口自动处于关闭位置并且当管的直径填充有颗粒时打开。这只是在真空流应该具有附加方向的情况下，从而在其它情况下，没有在侧部通风端口上的真空损失。

在本发明的另一变形例中，装载装置包括在软管的能够与导管连接的端部处的滤网，该滤网具有小于存在于导管中的颗粒的开口。真空软管的该结构允许真空吸入颗粒直到滤网，而不从导管移除它们。在该状态下，在施加真空的同时能够移除板和导管，使得颗粒被保持在导管中。在移除后，停止施加真空，使得颗粒将从导管移出，并且能够被积累在合适的容器中。

优选地，根据本发明的装载装置包括装载孔，所述装载孔设置有用于关闭孔使得没有颗粒能够通过装载孔的关闭构件，并且优选地设置有用于检测管内颗粒的装载量的传感器，当装载预定量的颗粒时，该传感器控制关闭构件。

关闭构件优选地是完全或部分关闭装载孔的盖，使得其用作阻止颗粒通过的阻挡件。传感器可以设置在要装载的管中或者设置在装载装置上。传感器借助致动器的力控制关闭构件。因此，可以在管中形成由传感器的设定确定的预备容积，并且不需要将真空施加到管中以移除颗粒，或者具有导管的装载板。

优选地，根据本发明的装载装置包括为圆锥形状的可移动止挡件的关闭构件。该止挡件的特性将参考附图在下文中进行详细解释。

在第二方面，本发明涉及一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装载装置包括：具有一个或更多个装载孔的板，所述装载孔的开口的尺寸小于管的入口的开口的尺寸并大于要装载的颗粒的尺寸；与所述装载孔连接的导管，所述导管的外径小于所述管的入口的内径，使得所述导管能够插入所述管中，并且所述导管的内径大于或等于所述装载孔的开口；以及能够与所述装载孔连接的真空软管。真空能够利用真空用于从导管移除颗粒或者用于阻止存在于导管中的颗粒进入阵列的管。

如上所述，真空软管实现了以新的并且更有效的方式在管中形成可与被插入管中的导管的长度相对应的预备容积。该优点也适用于由一个板和一个装载孔构成的基本装载装置。

本发明的第二方面所包括的可选方式是装载板具有一个以上装载孔的变形例。其中，装载孔具有与管的入口的阵列相对应的图案，并且同样地设置有导管。

优选地，根据本发明的装载装置在软管的能够与导管连接的端部处包括滤网，所述滤网的开口小于存在于导管中的颗粒。在从管中移除装置同时仍施加真空的情况下，该装置能够阻止存在于导管中的颗粒进入阵列的管。上述优点也适用于由一个板和一个装载孔构成的基础装载装置。

具体地，与采用真空有关的优点是本发明的另一方面，该另一方面涉及一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的方法，该方法采用装载装置，该装载装置包括具有装置孔的板以及与装载孔连接的导管，该装置被插入管的入口，通过装载孔装载颗粒，并且将真空软管连接到装载孔，从而将真空施加到导管。

如上所述，有利的是使用设置在导管中的侧部通风端口，并且更优选地是侧部通风端口自动地处于封闭位置，并且当管直径填充有颗粒时打开。

在第三方面，本发明涉及一种采用装载装置通过管的阵列的入口装载颗粒的方法，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板以及与所述装载孔连接的导管，所述装载装置被插入管的入口中，通过装载孔装载颗粒，并且将真空软管连接到装载孔，从而将真空施加到导管，使得留在导管中的颗粒被移除。

真空软管实现了以新的并且更有效的方式在管中形成可与被插入管中的导管的长度相对应的预备容积。

可选择地，本发明涉及一种采用装载装置通过管的阵列的入口装载颗粒的方法，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板以及与所述装载孔连接的导管，所述装载装置被插入管的入口中，通过装载孔装载颗粒，并且将真空软管连接到装载孔，从而将真空施加到导管。其中，与所述导管连接的真空软管包括在所述软管的端部处的滤网，所述滤网的开口小于存在于导管中的颗粒，使得留在导管中的颗粒在真空的作用下被抽向滤网，该方法还包括在施加真空的同时移除装载装置的另外步骤。

上述优点相似地适用。

在另一方面，本发明涉及一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置和所述管的阵列的组件，其中，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板，所述装载孔的开口的尺寸小于管的入口的开口的尺寸并大于要装载的颗粒的尺寸，每个管包括用于检测所述管中的装载量的传感器以及用于关闭颗粒进入管的路径的关闭构件，其中所述传感器控制所述关闭构件。

如上所述，组件以新的且有效的方式实现了管中的预备容积，该方式与例如将管本身抽真空或者通过使用在装载孔处具有导管的装载板的已知方法无关。该优点也适用于由一个板和一个装载孔构成的基础装载装置。

本发明的另一方面所包括的可选方式是装载板具有一个以上装载孔的变形例。其中，装载孔具有与管的入口的阵列相对应的图案，并且同样地设置有导管。

关闭构件例如设置在管的入口端的顶部上，或者在板的装载孔处。

优选地，在根据本发明的组件中，当装载预定量的颗粒时，所述传感器控制关闭构件。具体优选地，传感器是由装载的颗粒启动的电器开关。该传感器的特性将参考附图在下文中进行更进一步的解释。

本发明还可以设置有例如可伸缩构建的导管和/或连接到关闭构件的杆的附加特征，如从属权利要求限定的特征。

附图说明

下面将通过对附图的说明来进一步阐述本发明，其中相应的特征在合适的地方以相同的附图标记表示。

图1示出了基于具有圆形装载孔6的圆形装载板4的基本装载装置1的横截面。装载板4设置有短的延伸部8，该延伸部用作用于将装置1沿轴向定中心在管中的引导构件。装载孔6具有17mm的直径并且装载板4的外径是44mm。

在板下方的支撑管可以具有30mm的长度，直径大于粘在器皿的外部的管的顶部。支撑管尤其用于在器皿和板之间产生均匀的距离，使得板处于均匀的高度处。

在装载板之间，筛选部件例如金属丝、杆或筛网被安装成使得在金属丝、杆或筛网之间、装载板之间或金属丝或者杆或者筛网的金属丝之间的最大距离或开口小于或等于被允许在器皿管中的颗粒的最小长度尺寸。换句话说，具有小于在器皿管中所允许的尺寸的颗粒通过在杆、金属丝、筛网或板之间的开口落下。经由这些开口，颗粒和颗粒灰尘被移除而不允许它们进入管组件中。

图2示出了根据本发明的筛选部件的示例。筛选部件相互连接并可以与装载板连接。图2描绘了具有大孔22阵列和在孔22之间的小槽24的板。大孔当它们被定位在器皿管的阵列上时用来包围装载板4。槽24用作用于移除灰尘和小的颗粒的筛选部件。大孔22根据器皿的管的阵列而被定位，并且与图1所示的装载板1的周边抵接。在本说明书中，板20也被称作盖板，并且能够与装载板1连接。连接件可以是可移除的、夹牢的或者固定的。板可以在装载板1和大孔22之间保留一些小的空间，其中小的空间用作另一筛选部件。

基于如上所述的相同原因，孔可以设置有支撑管(未示出)。

图3示出了与图2的盖板20具有相同图案的网格30的示例。有效地，网格30的间距32与用于管的阵列的间距相同，其与盖板20的大孔的图案类似。为了将颗粒移动到装载孔，网格在装载板1和盖板20的组件的表面上方来回移动。颗粒被滑入到装载孔中。由此移除形成在装载孔上方并挡住装载孔的可能的颗粒桥接。在硬的网格下方，可以安装软的并且柔性的材料以便于滑动。

图4示意性地示出了根据本发明的包括上述特征的装载装置的完整构象的横截面视图。颗粒供给软管分配器以42表示。分配筛网以44表示。在该筛网中，冲击板或锥形件可以与器皿管开口的阵列相对应地被安装。用于将颗粒移动到装载孔的网格以30表示。具有槽的筛选部件的盖板以20表示。在该图中的装载板以1表示。为了清楚起见，上述装置一个在一个上方被绘出。当使用时，装载板1的顶表面和具有槽的盖板20的顶表面在同一水平面并且彼此连接。管的阵列的一部分以46绘出。当使用时，装载板1在装载过程期间将接触管46，而不是‘浮’在彼此上方。

除了图4以外，以下内容将被观察到：当未装载颗粒的(传输)容器时，与颗粒一起到来的灰尘以及尺寸小于器皿管中所允许的颗粒通过筛选或鼓风(过滤)而分离。在受控的流动下，颗粒被沉积在位于具有装载板和盖板的部分上方的分配筛网上，以在装载装置上形成最多具有几个颗粒的厚度的层。在筛网中，冲击板可以与器皿管的开口相对应地被安装。这些冲击板阻止小的颗粒和颗粒灰尘直接进入管中。这些小的颗粒和灰尘被捕获在管之间的区域中。摇动分配筛网以形成均匀的层。在分配筛网中的开口大于颗粒直径并且因此颗粒像雨一样落在金属丝、杆、筛网或者盖板上。

在不需要分配颗粒的情况下，可以采用框架代替分配筛网，冲击板在与器皿管的开口相对应的位置处被安装在框架中。为了促进颗粒的流动，可以采用锥形件代替冲击板，该锥形件的底部直径等于器皿管的直径。

图5示出了具有与装载孔6附近的装载板4连接的填充管或导管72的装载装置1。导管72被插入器皿管74内，器皿管74是管46阵列的一部分。在需要可变预备容积的情况下，填充管72由可伸缩地连接的两个或更多个管构成。在填充管72的下端，用作用于导管72的下端的关闭构件的可移动的阻挡装置76被安装。

如图6所示，颗粒80被装载在器皿管74中，同时一些颗粒留在导管72中。

图7示出在导管72的端部处处于关闭位置中的阻挡装置76，同时整个装载装置被从器皿管74抬起。最有效并生效的是设置在装载板下方的装载装置。当达到所需预备容积时，关闭孔。

关闭构件被传感器致动，该传感器测量颗粒的装载高度或者该传感器被安装在器皿管中的装载高度处(在该位置预备容积应该开始)并且感测在该高度处的颗粒。在这种情况下，不需要必须安装、移除填充管并且需要进一步耗费时间的处理。

对于传感器，可以利用空气和颗粒之间的物理特性的差别。一些颗粒的导电性比用作电绝缘体的空气更高。电流可以致动关闭阀。或者在采用气动控制的情况下，颗粒关闭将会提高压力并致动关闭阀的气动空气的逃逸开口。也可以采用电容传感器或电感传感器。优选的方案是电气开关，当颗粒已经被装载达到所需的装载高度时该电气开关由颗粒致动。

图8示出了根据本发明的装载装置的优选使用。真空软管120(只示出了软管的端部)被附接到具有填充管72的装载板4。真空软管可以被直接放置在装载板上或者可以具有放入装载板的装载孔中的锥形端部。可以采用以下两种方式来通过真空移除颗粒以获得所需的预备容积：

-当填充管还在器皿管中时，从填充管排空颗粒；

-在真空下将颗粒保持在填充管中，并且将带有颗粒的填充管从器皿管取出。

在图8中，采用真空将颗粒保持(固定)在填充管72中。为此，滤网122被设置在软管120的端部内。在装载后被保留在导管中的颗粒通过真空被抽向筛网。由于真空，颗粒被保持在填充管内，当板被从器皿管移除时，同时仍然施加真空。在真空下移除装置后，停止真空并且颗粒掉落在合适的位置处。

当从填充管通过真空排空颗粒时(该步骤未描绘)，优选填充管的内径等于或略大于装载孔的直径。采用这种方式，当借助真空从导管移除颗粒时，使通过颗粒桥接而导致在装载孔处的颗粒流堵塞的风陷最小。填充管中的颗粒通过真空向上移动。可以同时对一个以上的管抽真空。在此之后，从留有合适的预备容积的器皿管移除装载板和空的填充管。因为填充管是空的，因而可以同时从器皿管取出多个装载板和填充管。

图9示出了根据本发明的可选择的装载板140，该装载板包括具有装载孔6的装载板阵列，装载板通过连接小板144彼此连接。装载板140可以与盖板，例如图2所示的盖板结合。盖板可选择地是具有小于要装载的颗粒的筛选开口的筛网，并且具有尺寸和位置与板140的装载孔6相对应的孔的阵列。

图10示出了根据本发明的具有合适的导管72的装载板4，该导管具有在其长度上分布的侧部通风端口160。在填充管中的颗粒的压力下，通过利用短的滑动臂164而使关闭盖162移动来打开端口160(参见图10a的横截面)。当没有颗粒并且导管处于真空状态下时(图10b)，关闭盖162通常在侧部通风端口160上处于关闭位置。关闭位置采用真空而被致动，同时在颗粒的压力下，盖被移动打开使得端口160被打开。

图11示出了合适的器皿管170的横截面，在预备容积必须开始的水平面处设置有传感器。该传感器包括沿器皿管的内径在距离该内径一小的距离处安装的弓形件172。弓形件172通过填充器皿管的内部的颗粒而在器皿管的内表面的方向上可移动。当在装载期间颗粒到达弓形件被安装的高度时，颗粒推动弓形件抵靠管的内表面。因此，两个电气连接件174被连接，采用螺线管176关闭低压电路，该螺线管控制使装载孔或管的入口关闭的致动器(未示出)。

具体实施方式

通过本发明的以下示例进一步阐述用于装载管阵列的装载装置在实践中的应用。

给出的示例涉及在广泛用于工业的器皿的管组件中的颗粒的装载，其中，颗粒是8mm标称直径的催化剂颗粒，并且器皿是具有9000支反应管的氧化乙烯反应器，该反应管的管内径是39mm，竖直组装在底和顶管板中。器皿管的长度是10m。在管的底端，弹簧被安装以阻止催化剂在反应器的填充和操作期间离开反应器管。催化剂和反应器的信息被概括在下表中：

催化剂经由一个或更多个具有一个或更多个装载孔的装载板被装载，用于以下给出的所有示例。除非在示例的说明中未提及有不同，否则在每个器皿管的顶部上，44mm直径的装载板被沿轴向定中心在管上。在不同的示例中，板具有分别为17或20mm的装载孔，通过该装载孔，最多有两个颗粒同时落到管中。图1示出了具有17mm装载孔的板的示例。

1.以圆形段组装的板

9000块板被安装成9个筛网段，使得筛网中的孔与装载孔相对应。这9个段在1小时之内被安装，使得每个反应器管被一个板覆盖，装载孔具有相应的中心。

每隔6分钟，一个大袋在板和筛网组件上被卸载，并且经由装载孔被手动扫入反应器管中，直到催化剂在已经填充反应器管之后到达板。

在14小时之后，所有9000支管已经被装载。板和筛网组件在2小时内被移除，同时排空反应器管之间的表面。

如果需要，可以通过排空从管的顶部到所需的预备容积的颗粒而产生预备容积。

2.无预备容积的一体装载盖板

将与直径为20mm的90个装载孔阵列一体的具有2mm的槽的盖板放在90个反应器管上。盖板中的槽被设置在器皿管开口之外的表面上。

如图3所示，小杆的网格放在一体装载盖板上。在网格的四边上，安装有40mm高的隔离件。

来自容纳900kg催化剂的大袋的催化剂被供给到反应器外的振动筛网。筛网移除灰尘并且每分钟运输90kg催化剂到具有出口部件的软管，该软管使催化剂分布在具有16mm开口的硬的分配筛网上。分配筛网具有图2和3所示的棱形形状，围绕筛网具有隔离件。通过摇动筛网而在筛网上形成大约2个颗粒厚的均匀层。通过筛网的开口，颗粒落在一体装载盖板上。通过使硬的金属丝在装载孔中来回移动，硬的直的金属丝的网格使催化剂滑入装载孔中。

同时，第二填充组件被安装在另外90个反应器管上。在10分钟之后，第一组90个管中的每一个已经被填充有10kg催化剂，并且大袋是空的。在第一填充组件中的少量的剩余催化剂被排空并再循环到反应器之外的振动筛网。第一填充组件移动到另一组90个器皿管。催化剂从反应器管被排空至所需的预备容积并且再循环到在反应器之外的振动筛网。颗粒灰尘和小的颗粒从器皿管之间排空并被处理。之后，90个器皿管被一个板覆盖以保护管中的内容物。

重复该过程直到所有9000个器皿管被装载有10kg颗粒。可以同时使用一个以上的填充组件。在管板的外边缘处，需要不同形状的填充组件以符合反应器的形状。

在上述示例中，大约20％的不可避免的颗粒磨损的产物，例如颗粒灰尘或小颗粒直接落入装载孔中。可通过在装载孔上方安装最少20mm直径的圆形冲击板而大大减小这种现象。这些冲击板可以被安装在具有16mm开口的硬的分配筛网中。

3.装载有预备容积的催化剂

当不需要预备容积或预备容积很短的情况下，可以最佳使用在示例1和2中给出的方法。可以通过从管的顶部排空颗粒而形成短的预备容积。采用真空，将颗粒排空到超过0.2m的预备容积导致催化剂损坏。

存在三种不同的方式来有效地实现更长的预备容积，并且对催化剂的损坏最小。基于对示例2的改进来阐述这几种不同方式。

代替示例2的一体装载盖板，使用图2所示的填充组件，而没有与装载板的固定联接。在装载孔的位置处，存在具有直径为48mm的圆形开口。在盖板中，存在2mm的槽。对以下预备容积给出3个补充示例：

a.0.2m

b.0.7m

c.1.2m

a)预备容积0.2m

在90个器皿管中，与内径为20mm的0.27m填充管连接的装载孔为17mm的装载板与盖板的圆形开口相对应地安装。类似于示例2，90个器皿管经由装载板被装载催化剂。取走盖板并且填充管中的催化剂在器皿管中被摇动，留下0.2m的预备容积。颗粒灰尘和小颗粒被从器皿管之间排空。

b)具有封闭锥体的预备容积0.7m

在90个器皿管中，与内径为20mm的填充管和封闭锥体(如图5所示)连接的装载孔为17mm的装载板与盖板的圆形开口相对应地安装。类似于示例2，90个器皿管被装载催化剂至装载板下方至少0.7m。随后，填充管通过锥体的向上移动而封闭，并且移除填充组件(如图7所示)。

在填充管未包含催化剂的情况下，器皿管被标记用于检查和另外的催化剂填充。这对于由填充组件覆盖的所有90个器皿管来说是重复的。

重复该过程至少所有9000个器皿管装载有10kg颗粒。在管板的外边缘处，设置有不同形状的填充组件，以符合器皿管组件的形状。

c)具有真空的预备容积1.2m

被安装在90个器皿管中，与内径为22mm的1.2m填充管连接的具有20mm装载孔的装载板与盖板的圆形开口相对应地安装在90个器皿管中，如图2中所示。类似于示例2，90个器皿管装载有催化剂。不需要装载催化剂到装载板。催化剂应该在装载板下方被装载到至少1.2mm。此后，盖板被移除。

填充管组件的装载板通过具有放在装载孔中并且被向上移动的锥形末端的真空软管被取走(如图8所描绘的)。在真空软管中，筛网被构建成阻止催化剂进入真空软管中。作为选择，具有筛网的真空软管放在装载板上并且被向上移动。在填充管中的催化剂被再循环。在填充管不包含催化剂的情况下，器皿管被标记用于检查和另外的催化剂填充。对由填充组件覆盖的所有90个器皿管重复该过程。

颗粒灰尘和小颗粒被从器皿管之间排空。

4.具有封闭装置的一体装载盖板

管必须装载有1.2m预备容积。在90个反应器管中，催化剂传感器被安装成在管的顶部下方1.2m。传感器致动位于管顶部上的装载孔封闭装置。传感器具体被设计为电气开关。该开关由弯曲板构成，该弯曲板的半径为内管直径，高度为0.05m，宽度使板覆盖周边的40％，如图11所示。在该开关内，两个末端或连接件被安装成与低电压电源连接，用作电气开关。当管被装载有催化剂时，催化剂到达板，板被推到内管表面，并且连接件靠近电路。电路被连接到封闭装载孔的螺线管。

90个传感器封闭装置被安装在填充组件的装载孔的图案中，如示例2中所描述的。如示例2中所描述的，填充组件被安装在具有传感器封闭装置的90个反应器管的顶部上。类似于示例2，90个器皿管装载有催化剂。催化剂一旦到达管的顶部下方1.2m的催化剂传感器，装载孔就被封闭。在所有90个装载孔封闭后，填充组件被移除并且90个传感器封闭装置被从反应器管取出。

颗粒灰尘和小颗粒被从器皿管之间排空。

5.经由在筛网中冲出的孔装载的催化剂，没有管预备容积或具有短的预备容积

在具有700mm等边、60和120度角的棱形形状中具有金属丝为0.9mm、开口为2mm的筛网中，根据管阵列的三角形间距，冲出19mm的121个孔。在孔中的金属丝被向下冲出。在向下冲出的金属丝上，具有20mm装载孔的44mm圆板通过被向下冲出的金属丝被安装并被固定，具有121个板的总共40个这些棱形形状的筛网被制造并且被设置以覆盖反应器管板的一半，使得反应器管的一半被覆盖有装载板。在管板的周边，棱形形状的筛网被调整为管板周边的形状。两个人在30分钟内安装这些筛网。在筛网上，用于呈筛网形状的121个装载孔的如图3所示的杆形的网格被设置在筛网上。

在具有板的第一组筛网被安装在管板上之后，1210kg的催化剂被供给到在反应器外的两个振动筛网。两个振动筛网移除灰尘并且每秒分别传送2kg催化剂到具有出口装置的软管，该软管将催化剂均匀分布在具有121个板的筛网上。作为选择，可以采用如示例2中所提及的用于分配催化剂的装置，但是被调整用于121个装载孔。催化剂通过在这些筛网上的杆状网格而滑动到器皿管中。每六分钟，一个筛网的121个管被装载，并且具有出口装置的软管被移动到下一筛网。

具有121个板和网格的筛网被移动到反应器的另一半，并且灰尘和小颗粒从管板被排空。在略微超过7小时之后，整个反应器被装载并且20分钟后，所有筛网被取走，灰尘被排空并且已装载的管被覆盖。总之，催化剂在略微超过8小时内被装载。

在需要短的预备容积的情况下，顶部催化剂可以被从管排空。

6.经由在筛网中烧制的孔装载的催化剂，没有管预备容积或具有短的管预备容积

该示例是示例5的改进。具有19mm直径的121个孔不是被冲出而是被烧制在棱形形状的筛网中。烧制使得筛网的各个金属丝在装载孔的边缘处烧结或熔融到一起。没有具有装载孔的板被安装在筛网中并且筛网被直接放在器皿管上。这使得在装载期间，很少量的催化剂灰尘和小颗粒落入管中。可以采用被调整用于121个装载孔的如示例2中所描述的冲击板的特征，从而阻止催化剂灰尘和小颗粒的装载。

7.经由在筛网中烧制的孔装载的催化剂，具有0.7m管预备容积

90个装载板经由杆彼此连接(如图9所示)。装载板具有直径为20mm的装载孔并且被连接到0.7m的20mm填充管。具有填充管的90个装载板被安装在90个器皿管中。在金属丝为0.9mm并且金属丝之间的开口为2mm的棱形形状的筛网中，19mm直径的90个孔被烧制在与装载孔的开口相对应的位置处。筛网被放在具有围绕棱形件的隔离件的硬框架中。图3中所示的网格被安装在具有隔离件的筛网上，并且组件被放在90个装载板上(类似于图4)。催化剂被装载到管中，如示例2所述。在催化剂在所有90个管中已经被装载到距离顶部至少0.7m后，筛网和网格被取走。

内径为22mm的真空软管被放在装载板上。催化剂被从填充管排空。当所有90个管是空的时，90个装载板的组件被从管除去。

8.经由烧制在筛网中的孔装载的催化剂，具有1.2m管预备容积

直径为20mm的90个装载板与1.2m长的20mm填充管连接。填充管设置有侧部通风端口，如图10所示。端口是4mm宽、50mm长的开口，具有在同一水平面彼此挨着的三个开口，在多个水平面处重复。在中间开口中，阀被安装在每个水平面处。这90个装载板和填充管被安装在90个管中，类似于示例7，并且催化剂如示例7中所描述的被装载。在催化剂在所有90个管中已经被装载到距离顶部至少1.2m后，筛网和框架被取走。

在填充管包含催化剂的水平面处，颗粒迫使阀处于打开位置。当真空软管被放在装载板上时，空气经由侧部开口和底部开口被吸到填充管中。这改善了流态并且容易从填充管移除颗粒。当填充管中的水平面没有颗粒时，阀由该水平面处的真空关闭。

在填充管的底部，也可以安装阀，该阀当催化剂从填充管被排空时关闭以阻止真空损失。

采用这种方式，可以同时抽取一个以上的填充管。当底部阀不关闭时，一旦一个管为空的，其它填充管的真空会下降。当所有90个管均为空的时，90个装载板和填充管被从管中取走。

Claims (25)

1.一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装载装置包括具有装载孔的图案的板，所述图案对应于所述管的阵列的入口，所述装载孔的开口的尺寸小于所述管的入口的开口的尺寸而大于要装载的颗粒的尺寸，其特征在于，所述板包括在所述装载孔之间的筛选部件，所述筛选部件包括筛选开口。

2.根据权利要求1所述的装载装置，其特征在于，所述筛选开口小于要装载的颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的装载装置，其特征在于，所述筛选部件由金属丝、杆、丝网或筛网制成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装载装置，其特征在于，所述筛选部件作为分离体而能够从板上拆卸下来，所述板在大于要装载的颗粒的装载孔之间具有开口。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装载装置，其特征在于，所述装载装置还包括能够在所述板以及所述板的筛选部件上方移动的金属丝网格，所述网格具有类似于所述装载孔的阵列的间距，并且所述网格的每个网眼封闭一开口表面，所述开口表面的尺寸大于所述装载孔。

6.根据权利要求5所述的装载装置，其特征在于，在所述网格的指向所述板和所述板的筛选部件的侧部处设置摩擦减小材料。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装载装置，其特征在于，在所述装载装置上方设置一分配板，该分配板具有大于要装载的颗粒的开口。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装载装置，其特征在于，一导管与所述装载孔连接，所述导管的外径小于所述管的入口的内径，使得所述导管能够插入所述管中，同时所述导管的内径大于或等于所述装载孔的开口。

9.根据权利要求8所述的装载装置，所述装载装置包括能够与所述装载孔连接的真空软管。

10.根据权利要求9所述的装载装置，其特征在于，一滤网设置在所述软管的能够与所述导管连接的端部处，所述滤网的开口小于存在于所述导管中的颗粒。

11.根据前述权利要求8-10中任一项所述的装载装置，其特征在于，所述导管设置有侧部通风端口，所述侧部通风端口的尺寸小于要装载的颗粒的尺寸。

12.根据权利要求11所述的装载装置，其特征在于，所述侧部通风端口能够由被施加到所述导管内部的真空关闭。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装载装置，其特征在于，所述装载孔设置有用于关闭孔的关闭构件，使得没有颗粒能够通过所述装载孔，并且所述装载孔优选地设置有用于检测所述管内的颗粒装载量的传感器，当预定量的颗粒被装载时，所述传感器控制所述关闭构件。

14.一种用于通过管的阵列的入口装载颗粒的装载装置，所述装载装置包括：具有一个或更多个装载孔的板，所述装载孔的开口的尺寸小于管的入口的开口的尺寸并且大于要装载的颗粒的尺寸；与所述装载孔连接的导管，所述导管的外径小于所述管的入口的内径，使得所述导管能够插入所述管中，并且所述导管的内径大于或等于所述装载孔的开口；以及能够与所述装载孔连接的真空软管。

15.根据权利要求14所述的装载装置，其特征在于，一滤网设置在所述软管的能够与所述导管连接的端部处，所述滤网的开口小于存在于所述导管中的颗粒。

16.根据前述权利要求14或15所述的装载装置，其特征在于，所述导管设置有侧部通风端口，所述侧部通风端口的尺寸小于要装载的颗粒的尺寸。

17.根据权利要求16所述的装载装置，其特征在于，所述侧部通风端口能够由被施加到所述导管内部的真空关闭。

18.一种采用装载装置来通过管的阵列的入口装载颗粒的方法，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板以及与所述装载孔连接的导管，将所述装载装置插入管的入口中，通过所述装载孔装载颗粒，并且将一真空软管连接到装载孔，从而将真空施加到所述导管，使得留在所述导管中的颗粒被移除。

19.一种采用装载装置来通过管的阵列的入口装载颗粒的方法，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板以及与所述装载孔连接的导管，将所述装载装置插入管的入口中，通过所述装载孔装载颗粒，并且将一真空软管连接到所述装载孔，其特征在于，与所述导管连接的所述真空软管包括在所述软管的端部处的滤网，所述滤网的开口小于存在于所述导管中的颗粒，使得留在所述导管中的颗粒在真空的作用下被抽向所述滤网，该方法还包括在施加真空的同时移除所述装载装置的另外步骤。

20.一种管的阵列和装载装置的组件，所述装载装置用于通过所述管的阵列的入口装载颗粒，其中，所述装载装置包括具有一个或更多个装载孔的板，所述装载孔的开口的尺寸小于管的入口的开口的尺寸并且大于要装载的颗粒的尺寸，所述管包括用于检测所述管中的装载量的传感器以及用于关闭颗粒进入所述管的路径的关闭构件，其中，所述传感器控制所述关闭构件。

21.根据权利要求20所述的组件，其特征在于，当预定量的颗粒被装载时，所述传感器控制所述关闭构件。

22.根据权利要求20或21所述的组件，其特征在于，所述传感器是由已装载的颗粒致动的电气开关。

23.根据权利要求13或20所述的装载装置，其特征在于，所述关闭构件是呈圆锥形状的可移动阻挡件。

24.根据权利要求8所述的装载装置，其特征在于，所述导管由可伸缩管部件构成。

25.根据权利要求8所述的装载装置，其特征在于，所述导管包括用于关闭所述导管的出口的关闭构件，所述关闭构件是呈圆锥形状的可移动阻挡件，并且所述可移动阻挡件与一杆连接，所述杆用于沿所述导管的轴线在关闭位置和打开位置之间上下移动所述阻挡件。

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