CN102712428A - 包含充填装置的料仓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料仓，包含被外壁(11)包围的储料区(10)。设有用于送入松散材料(15)的充填管(16)，其中，所述充填管(16)包括多个以不同高度布置的阀孔(19)。根据本发明，所述充填管(16)布置于进料室(17)中，所述进料室与所述储料区(10)被间壁(18)隔开。所述间壁(18)上设有多个以不同高度布置的出料口(21、22)。通过本发明可充填大型料仓而不会造成松散材料(15)偏析。

Description

包含充填装置的料仓

技术领域

本发明涉及一种包含储料区的料仓。所述料仓中设有用于送入松散材料的充填管。所述充填管具有多个高度不等的阀孔。

背景技术

经料仓顶盖中与储料区连通的管道为料仓充填松散材料时，下落的松散材料会在储料区内引起空气运动。空气会随松散材料流动向下运动并在远离该松散材料流的区域重新向上运动。这种空气运动会将松散材料中的细颗粒与粗颗粒分离。细颗粒会被气流带动并主要积聚于空气重新上升之处。在从中央送入松散材料流的料仓中，细颗粒会聚集于外壁附近。这种松散材料偏析现象是有害的。

根据已知方案，可以在料仓中设置充填管来将松散材料送入储料区。充填管中设有多个高度不等的开口。以料仓中松散材料的料位为参照，松散材料流经位于该料位上方的最下面开口排出。该开口上方的其他开口均被阀装置关闭。这个最下面开口与料仓中松散材料间的下落高度较低，因而不会造成松散材料偏析。这类料仓曾出现于在外壁附近设置多个充填管的实施方式中(WO 00/51924 A1)，以及设置中央充填管的实施方式中(Are Dyroy与Gisle G.Enstad于1997年12月在POSTEC Newsletter第16期发表的“An antisegregation tube tocounteract air current segregation”(阻止气流偏析作用的抗偏析管)，第27-30页)。在大型料仓中，清空料仓时会对充填管施加强大的作用力。充填管本身或阀装置可能因此受损。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种料仓，可以将大量松散材料送入该料仓或从该料仓中排出而不会使其受损。在前述现有技术的基础上，本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求所述特征。从属权利要求涉及的是本发明的有利实施方式。

根据本发明，所述充填管布置于进料室中，所述进料室与所述储料区被间壁隔开。所述间壁上设有多个高度不等的出料口。

下面先对部分概念予以阐述。松散材料在重力作用下在充填管中向下运动。所述充填管在多数情况下竖直定向，但在某些实施方式中也可能相对于竖向有所倾斜。

所述阀孔指充填管中的开口，其中，只有在充填管中的松散材料积聚至相应阀孔所在高度时，松散材料才会经该阀孔排出该充填管。处于运动状态的松散材料流路过该阀孔时不会使松散材料排出。积聚的松散材料不会再继续向下运动，而是经所述阀孔排出充填管。

为料仓装料时，在规定时间点上经所述充填管的一个阀孔或经多个高度大体相同的阀孔输送松散材料。这些处于工作状态的阀孔正好高于所述进料室中的料位。高度更低的阀孔被松散材料覆盖。松散材料无法经高度更高的阀孔排出。因此，松散材料流仅能经这些略高于进料室中料位的处于工作状态的阀孔排出充填管。在此情况下，松散材料在所述进料室中仅具有很低的下落高度，不会造成偏析。

所述进料室中的料位与所述储料区中的料位相关。松散材料从进料室经处于相同高度的阀孔滑入储料区，直至进料室中的料位仅略高于储料区中的料位为止。其中，松散材料在从进料室转入储料区时所面对的下落高度很低，这样就能防止出现偏析。

所述间壁包围所述进料室且将其与所述储料区隔开，所述间壁上设有多个出料口。这些出料口可实施为简易通孔且不具有任何活动部件。因此，所述间壁可以方便地采用某种设计，使得该间壁的稳定程度能够承受清空料仓时所产生的作用力。

所述进料室中设有多个充填管以对付大材料流。所述充填管可布置于所述间壁附近。如果充填管上的阀孔以背对所述间壁的方向定向，则可以达到均匀充填进料室的目的。

所述阀孔上可以设有阀装置以便使阀孔进入打开和关闭状态。松散材料在打开状态下能够穿过阀孔，而在关闭状态下无法穿过。所述阀孔在其正常状态下(即未施加任何外力的情况下)优选关闭。举例而言，可以由悬挂于阀孔上方并以其重力移至阀孔前的阀盖来关闭阀孔。穿过充填管的松散材料流在路过阀孔时产生负压，该负压将该阀盖进一步关紧。视情况也可以增设弹力来将阀孔保持在关闭状态下。在处于工作状态的阀孔所在高度上，松散材料流无法进一步下落。此时，该松散材料中产生针对充填管侧壁的侧向作用力。所述阀孔优选设计如下：该阀孔在此作用力的作用下打开以便松散材料从充填管中排出。

根据一种替代实施方式，所述阀孔上方安装有导引板，所述导引板从所述充填管的侧壁出发向内延伸。所述导引板使得松散材料流以某种方式发生转向，使其路过所述阀孔时与所述充填管的侧壁保持一定距离。只有在松散材料积聚至相应阀孔所在高度时，松散材料才会排出阀孔。这种实施方式的优点是不需要设置活动部件。

为了将从充填管转入进料室时的下落高度保持在较低程度上，各阀孔间必须具有较低竖向距离。这个竖向距离指阀孔的上端与位于其上方的阀孔的下端的距离，该距离优选小于1m，特别优选小于0.5m，尤佳小于0.3m。如果各阀孔并未直接上下布置，而是采用侧向错开布置，则出现高度上的重叠也是可能的。特别是在这种重叠的情况下，可能有多个阀孔同时处于工作状态，亦即，松散材料经多个处于工作状态的阀孔同时排出充填管。

即使在松散材料从进料室经所述出料口进入储料区的情况下也需要将下落高度保持在较低水平。这一点同样适用于各出料口间的竖向距离以及最下面出料口与储料区底面的距离。最下面阀孔优选略高于最下面出料口。为了稳定上述结构，所述间壁和所述充填管优选均具有连接料仓底面的连接件。特定而言，所述充填管可以采用底部呈开放设计。所述出料口优选分布于所述进料室的周边上以便为储料区均匀装料。举例而言，所述进料室周边的同一高度上可以分布有10至20个出料口。

所述料仓采用某种设计，使得在装料过程中产生一从充填管经进料室向储料区的恒定松散材料流，其中，松散材料不会在其中某个区域中发生积聚。有鉴于此，所述充填管需要采用某种方案，使得该充填管中最大可能的松散材料流能够经处于工作状态的阀孔排出。经处于工作状态的阀孔的最大松散材料流优选大于经所述充填管的最大松散材料流10％。同样，从所述进料室进入所述储料区的最大松散材料流应当具有某种流量，使得松散材料在所述进料室中不会发生积聚。

本发明的料仓中不会将储料区充填至均匀充填高度。确切而言，进料室附近的充填高度最高，这个高度从进料室出发向外递减且幅度越来越大。松散材料表面的斜角与该材料的安息角相等。本发明的料仓特别适用于储存用于制造铝的矾土，此时，安息角约为30°。所述料仓的仓顶的斜角可与待储存材料的安息角相等。所述进料室优选与所述外壁间隔一定距离或布置在所述料仓中央，在此情况下，所述仓顶在所述进料室所在区域内具有最大高度且该高度朝侧面递减。

根据另一可能的实施方案，所述储料区中设有多个进料室。这个实施方案特别适用于以下情况：根据本发明需要对高度较低且占地面积较广的现有料仓进行改装。而在使用单独一个进料室的情况下，料仓中由于安息角较小只能充填一小部分空间。

本发明料仓的优点是可储存大量松散材料以及可在短时间内送入或排出大量材料。所述料仓的容积优选大于10000m³，特别优选大于20000m³，尤佳大于40000m³。所述料仓可容纳优选介于10000t及150000之间的矾土。所述储料区的直径优选大于40m，特别优选大于60m，尤佳大于80m。所述料仓的设计松散材料流可例如为400t/h。为了对付这个流量，单个充填管的直径优选大于10cm，特别优选大于20cm，所述进料室的直径大于1m，优选大于2m。

附图说明

图1为本发明料仓的截面图；

图2为图1的局部放大图；

图3为沿图2中3-3线的截面图；以及

图4为本发明充填管的实施方式。

具体实施方式

下面借助附图所示的有利实施方式对本发明进行示范性说明。

图1为用于储存矾土的料仓的示意图，截面呈圆柱形的储料区10被外壁11包围。储料区10直径为100m。外壁高约8m，料仓中央高约25m。因此，当料仓基本填满至仓顶12时，料仓可容纳超过100000t矾土。图1中的料仓中充有约70％的矾土即松散材料15，其中，充填高度自中央朝外壁11方向递减，具体视该材料的安息角而定。料仓仓顶12的斜角与该材料的安息角大致相等。

经与料仓连通的上方管道13将更多松散材料15送入料仓。经分配室14将松散材料15从管道13分配到多个充填管16。松散材料15先从充填管16进入进料室17，该进料室与储料区10被间壁18隔开。松散材料15从进料室17穿过间壁18进入储料区10。进料室17可采用无支撑设计。视情况也可以用作仓顶12的支柱。

图2为进料室17的上部区段的放大图。每个充填管16中均设有多个上下布置的阀孔19。这些阀孔19均为布置于充填管16的侧壁上且具有阀盖20的开口。阀盖20在所述布置于充填管16的侧壁上的开口上方铰接布置，使得所述阀盖在其重力作用下竖向向下悬挂并将所述布置于充填管16的侧壁上的开口封闭。作为替代方案，也可以对阀盖20施加弹力并将其保持在关闭位置上。

所述充填管被间壁18包围，该间壁将进料室17与储料区10隔开。图中双轮廓线所示的间壁18采用稳定设计以便承受料仓中所产生的负荷。这些负荷尤指当松散材料15以平行于间壁18的方向向下滑动时的剪力，以及当松散材料15在储料区10内横向运动时的压力。间壁18对自身无法承受该负荷的充填管16起保护作用。

间壁18上设有多个高度不等的出料口21。这些出料口21仅为间壁18上的简易通孔且不具有任何活动部件。出料口21同样采用不会受到剪力影响的设计。在图2所示截面图中，每个阀孔19对应一个出料口21。出料口21的位置略低于阀孔19，以便经其中一个阀孔19进入进料室17的松散材料能够经对应的出料口21滑入储料区10。如图3所示，周边位置上的各充填管16间还设有其他出料口22。出料口22的高度与出料口21的高度不同，但会相应产生高度上的重叠。亦即，就进料室17中的每个料位而言，间壁18上均存在相应出料口21、22，松散材料可以经这些出料口滑入储料区10。进料室17的截面呈圆形，直径约为2m。充填管16同样具有圆形截面，其直径约为20cm。

如果紧邻进料室17的储料区10内充有一定充填高度的松散材料15，则松散材料15就会从进料室17滑入储料区10，直至进料室17中的料位仅略高于储料区10中的料位为止。亦即，只有当进料室17具有至少等于储料区10的料位时才能继续为储料区10装料。间壁18上低于这个料位的出料口21、22及充填管16上低于这个料位的阀孔19均被松散材料15封闭。间壁18上高度更高的出料口21、22处于打开状态且可供自由通过。充填管16上高度更高的阀孔19在正常状态下被阀盖20封闭。在经管道13及分配室14将更多松散材料送入充填管16的情况下，充填管16先充填至达到进料室17的料位。随着充填管16中的料位进一步升高，松散材料15所构成的柱形体就会产生侧向作用力并将下一高度上的阀孔19的阀盖20推向旁边，这样就打开这个阀孔19并使其进入工作状态。松散材料15可以经处于工作状态的阀孔19滑入进料室17。这样就产生了持续不断的松散材料流，其中，松散材料从分配室17经充填管16及处于工作状态的阀孔19进入进料室17。该松散材料流在各充填管16中产生负压，该负压将松散材料流所路过的阀孔19保持在关闭状态下。

如果储料区10中的料位和进料室17中的料位在松散材料流的作用下进一步上升，则该处于工作状态的阀孔19就会被松散材料覆盖从而关闭。此时，不再会有松散材料15排出这个阀孔19，该阀孔就进入非工作状态。随后，充填管16中的料位继续上升并使下一高度上的阀孔19进入工作状态。

在图4所示的实施方式中，阀孔19实施为充填管16侧壁上的简易通孔。阀孔19上方安装有导引板23。导引板23使得穿过充填管16下落的松散材料流转向，与相应阀孔19保持一定距离从而不会排出该阀孔19。只有在充填管16中的松散材料15积聚至相应阀孔19所在高度时，松散材料15才会穿过该阀孔19滑入进料室17。

两个相邻阀孔19间的垂直距离约为30cm。因此，松散材料15在从充填管16转入进料室17时所面对的下落高度较低。间壁18上出料口21、22间存在高度上的重叠，因此，松散材料15在从进料室17进入储料区10时的下落高度基本等于零。因此在本发明的料仓中，松散材料15从充填管16经进料室17进入储料区10的过程中不会出现下落高度较高的情况。也不会造成松散材料15偏析现象。

Claims (13)

1.一种料仓，包含储料区(10)及用于送入松散材料(15)的充填管(16)，其中，所述充填管(16)包括多个以不同高度布置的阀孔(19)，其特征在于：所述充填管(16)布置于进料室(17)中，所述进料室(17)与所述储料区(10)被间壁(18)隔开，所述间壁(18)上设有多个以不同高度布置的出料口(21、22)。

2.根据权利要求1所述的料仓，其特征在于：所述进料室(17)中设有多个充填管(16)。

3.根据权利要求2所述的料仓，其特征在于：所述充填管(16)接近所述间壁(18)布置，所述阀孔以背对所述间壁(18)的方向定向。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于，所述阀孔(19)包括阀装置(20)。

5.根据权利要求4所述的料仓，其特征在于：所述阀孔(19)在正常状态下关闭。

6.根据权利要求4或5所述的料仓，其特征在于：通过弹力将所述阀孔(19)保持在关闭状态下。

7.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：所述阀孔(19)上方设有导引板(23)，所述导引板从所述充填管(16)的侧壁出发向内延伸。

8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：经所述处于工作状态的阀孔(19)的最大松散材料流大于经所述充填管(16)的最大松散材料流。

9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：相邻两个阀孔(19)间的竖向距离小于1m，优选小于50cm，更优选小于30mm。

10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：所述进料室(17)与所述储料区(10)外壁(11)间隔一定距离。

11.根据权利要求1至10中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：所述储料区(10)的容积大于10000m³，优选大于20000m³，更优选大于40000m³。

12.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：所述储料区(10)在所述进料室(17)所在区域内具有最大高度。

13.根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的料仓，其特征在于：所述储料区(10)中设有多个进料室(17)。

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