CN103328090B - 用于为容器填充固体颗粒的包括隔板的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为容器填充固体颗粒的设备，该设备包括用于颗粒通过的环形通道（20、20’、20’’）、和隔板（22），其中所述环形通道被多个相互同轴地布置的竖直管（16）限定，所述隔板则布置在所述环形通道（20、20’、20’’）的上游，用于调节颗粒在环形通道中的流量，所述隔板（22）包括多个用于阻塞环形通道的活门，每个活门都阻塞单一环形通道的一个角扇区，并且所述隔板包括用于控制阻塞活门移动的装置，所述装置被配置为能够独立于其他通道地部分阻塞一个通道。本发明还涉及一种用于阻塞填充设备的方法。

Description

用于为容器填充固体颗粒的包括隔板的设备

技术领域

本发明涉及为容器填充固体颗粒（例如：谷物或粒料）的领域。所述容器可以例如为石油或化学工业的反应器，或用于存储谷物、饲料或其他任何呈固体颗粒形式的产品的筒仓。

背景技术

此类容器的填充通过从漏斗筛或漏斗倾倒固体颗粒来实现，漏斗筛或漏斗借助于柔性套管或刚性管来倒入颗粒到容器中。

通常力求为容器填充最多的固体产品并力求获得在粒度上尽可能均匀的固体颗粒分布，以尽可能地接近理论上确定的最优填充。

实际上，特别是在化学反应器的情况下，有利的是，反应器中的催化剂质量尽可能地大，以便能够拉长与催化剂更换相关的设备暂停的间隔。同样重要的是，在整个反应器中具有粒度上均匀的分布，以避免出现必须穿过催化剂床的反应物的优选路径——在该情况下，只使用了催化剂的一部分。因此尽管一部分还没有被使用，但还是需要更换催化剂，否则所期望的化学反应就不再会发生，而该催化剂的成本是相对高的。

对于谷物保存筒仓也是一样的，在这些筒仓中必须能够储存尽可能多的谷物，同时避免粒度分离现象，该现象造成防腐产品不能到达的具有较高密度的区域。

同样地，力求尽可能地减少固体颗粒之间或是固体颗粒与填充设备之间的磨损和冲击，以尽可能地避免产生不利于设备良好运行和固体颗粒在容器中的粒度分布均匀性的粉尘。

由FR2862625已知一种为容器填充固体颗粒的设备，该设备在漏斗筛下方设有开口向下方扩大的同心管和直的同心管，所述这些管能够相对于彼此竖直移动，并允许固体颗粒在容器中更好地分布。

一个问题在于，根据颗粒的大小不同，由于管不够开放，某些同心管会在填充过程中堵塞，导致实现的填充不是最优的，并且填充参数的控制是棘手的。

发明内容

特别地，本发明的目的在于提供一种可靠、高效并且易于控制的容器填充设备。

为此，特别地，本发明的主题在于一种用于为容器填充固体颗粒的设备，该设备包括：

用于颗粒通过的环形通道，其用于颗粒在容器中的均匀分布，并且由多个相互同轴地布置的竖直管限定；

隔板，其被布置在环形通道的上游，用于调节环形通道中的颗粒流量，

所述设备的特征在于，隔板包括多个环形通道阻塞活门，每个阻塞活门都阻塞单一环形通道的一个角扇区（secteur angulaire），所述设备的特征还在于，隔板包括用于控制阻塞活门移动的控制装置，该控制装置被配置为能够独立于其他通道地部分阻塞一个通道。

借助于本发明，获得一种为容器填充固体颗粒的设备，该设备无论颗粒大小如何都是可靠的。每个环形通道中的流量的调节借助于阻塞活门来实现。每个环形通道都包括多个（至少两个）阻塞活门，每个阻塞活门都覆盖阻塞通道的一个角扇区。对于同一环形通道，通过使这些活门相对于彼此移动，改变了固体颗粒能够通过的环形通道的开度，使得至少部分地阻塞该通道。可以理解的是，环形通道的阻塞可以是完全的。

由此，隔板允许以独立的方式来控制在每个用于颗粒通过的环形通道中的固体颗粒流量。一个通道的部分阻塞不影响另一个通道的阻塞，特别是不影响在径向方向上的相邻通道的以下部分的阻塞：该部分位于与被阻塞活门阻塞的角扇区相同的角扇区中。换句话说，借助于上述设备，不需要以相同开度比例打开所有的通道。

通过分开地控制每个环形通道中的流量，可以灵活地调节固体颗粒在每个环形通道中的分布，并由此避免这些通道的堵塞效应。

还可以随时间推移调节颗粒在每个环形通道中的流动，以根据容器的填充情况来减小或增大固体颗粒在某一环形通道中的流量。实际上，根据容器的填充情况，为了获得颗粒在容器中的均匀分布，必须能够增大某些环形通道中的固体颗粒流量或相反地减小该流量甚至使其停止。

例如，可以以一定比例打开接近中心的通道，该比例足够大以避免颗粒堵塞和/或获得比外部更大的流量（接近中心的通道的截面一般比距离中心更远的通道小），同时以较小的比例打开接近外部的通道，以使得允许在整个容器中实现更均匀的分布（因此，尽管环形通道不具有相同的面积，但容器的每个（中心或远离中心的）区域都可以根据相近的流量来填充）。

此外，还可以注意到的是，阻塞活门及因此的隔板沿着大致水平的平面取向。由此，不需要使通道相对于彼此竖直移动。颗粒通过的截面因此是水平的，而不是竖直的，这增大了流量并进一步避免了堵塞。

所述设备还允许提供一种标准设备，该标准设备能够容易地适应固体颗粒不同的几何构造。实际上，例如呈杆状（即相对于其截面而言具有大的长度）的固体颗粒的流动不同于球状固体颗粒。因此，有利的是，部分或完全地关闭一个环形通道，同时控制通过其他通道的固体颗粒的流量。可以注意到的是，有利的是，完全关闭一个通道，以使填充适合容器的大小。特别是在容器相对较小的时候，可以关闭外部通道，以避免向容器边缘分配过多的颗粒。

此外，所述设备还可以包括以下特征中的一个或多个：

-控制装置包括至少两个手柄，每个手柄都被配置为用于控制单一环形通道的阻塞。由此，每个手柄都专用于每个通道。换句话说，一个通道的阻塞控制装置不同于另一个通道的阻塞控制装置，每个通道都有其自己的控制装置。这允许容易地控制固体颗粒在每个环形通道中的流动；

-对于每个环形通道，隔板均包括圆形骨架（armature），该骨架承载多个均匀地分布在该骨架上的活门，活门的数量例如包括在2至20个之间。由此，颗粒在每个环形通道中的分布更加均匀。实际上，隔板用于每个环形通道的开口均匀地分布在整个通道上；

-隔板包括至少两个直径相同并且被安装为能够围绕相同旋转轴相对于彼此枢转的圆形骨架，这些圆形骨架能够通过相对于彼此枢转来至少部分地阻塞同一环形通道。例如，骨架中的一个可以被安装为相对于所述设备是固定的，骨架中的另一个由控制装置控制的通过枢转实现的相对于第一个骨架的简单移动允许部分或完全地阻塞一个通道；

-隔板包括用于控制直径相同的多个骨架的相对枢转的同一手柄。由此，为了阻塞单一环形通道，隔板可以包括多个直径相同的骨架，这些骨架每个都承载被布置为能够相对于彼此枢转以至少部分地阻塞该环形通道的阻塞活门。对于所有直径相同的骨架，骨架相对于彼此的枢转由单一控制装置来控制。由此，对于给定通道，环形通道的打开或阻塞控制简单地由单一手柄的致动来实现；

-阻塞活门为刚性壁，其由至少一个骨架来承载，并被配置为用于阻塞单一环形通道的一个角扇区；

-阻塞活门为柔性壁，其由两个直径相同并被安装为能够相对于彼此枢转的圆形骨架承载。阻塞活门具有一个相对于第一骨架固定的端部和一个相对于第二骨架固定的相对的端部。当两个端部相互接近时，环形通道没有被阻塞。当期望减小固体颗粒在给定环形通道中的流量时，使一个骨架相对于另一个骨架围绕其共同的轴枢转，由此展开柔性阻塞活门，该柔性阻塞活门会打开并阻塞环形通道的一个角扇区；

-竖直管的下游端部是扩大的，以允许颗粒顺畅地流动，并避免固体颗粒方向的突然改变，该突然改变会造成不期望的摩擦和压头损失（perte de charge）。实际上，力求避免颗粒之间或颗粒与设备之间的摩擦使颗粒破裂并造成粉尘。该粉尘不利于设备的良好运行，并对颗粒在容器中的均匀分布造成额外的问题。粉尘还可能会造成任何产品（反应物和/或防腐产品）都无法通过的区域；

-所述设备包括布置在与竖直管下游端部对齐处的气体喷流，该气体喷流构成固体颗粒推掷装置。这些推掷装置允许通过将固体颗粒向容器的边缘推掷来将这些颗粒分布在容器的整个截面上。由此最大程度地避免了固体颗粒与设备部件之间的机械摩擦；

-所述设备包括固体颗粒分布装置，该分布装置允许在固体颗粒离开管的扩大部分的时候使固体颗粒均匀分布；

-分布装置包括至少一个旋转的可动托盘，该可动托盘在其周边承载易弯曲的柔软的毛或刷子。由此不需要增大分布装置的尺寸就可以填充直径相比于填充设备的直径为大的容器。

本发明的主题还在于一种用于阻塞为容器填充固体颗粒的设备的方法，在该方法中，控制一个环形通道至少部分的阻塞，而不因此改变另一环形通道的阻塞情况。

附图说明

阅读以下仅示例性地并参照附图给出的说明之后，本发明将变得更好理解。在这些附图中：

图1为符合一个实施例的设备的轴向剖面示意图；

图2为图1的设备的隔板的透视示意图，其中，只部分展开了外部通道的活门；

图3为图2的隔板的透视示意图，其中所有的活门都是关闭的。

具体实施方式

在图1中示出了为容器（未示出）填充固体颗粒的设备10，该设备10包括储存器12，储存器12接收散装的固体颗粒。在该示例中，颗粒为用于石油化工反应器的催化剂粒料。要注意的是，与所述设备的直径相比，要被固体颗粒填充的容器的直径可以相对较大。由此，待填充容器的直径可以在0.5米至15米之间变化，而所述设备的外部直径则可以包括在0.1米至2.5米之间。

在这里示出的实施例中，储存器12包括带刷子的偏向装置14，该偏向装置14允许通过在固体颗粒被分配到容器中之前使流动偏转方向并造成固体颗粒相互之间的混合来分布固体颗粒。实际上，固体颗粒在储存器中的流动往往会造成颗粒的分离：较长的颗粒更会向储存器的外壁流动，而较短的颗粒则倾向于向储存器的中心流动。

该储存器12在其下部分或下游部分上通向多个相互同轴地布置的竖直管16。

要注意的是，用于形容设备元件端部的“下游”和“上游”是相对于固体颗粒在该设备中的流动方向而言的。

设备10还包括中央轴18。储存器12的壁、竖直管16和中央轴18在它们相互之间限定用于颗粒通过的环形通道20、20’、20’’。在该示例中，该设备包括三个由三个竖直管16和一个中央轴杆18限定的环形通道20、20’、20’’。

在环形通道20、20’、20’’的上游并因此在管16的上游，设备10包括隔板22，用于调节颗粒在环形通道中的流量。该设备还包括布置在隔板22下方的隔板支撑件24，隔板支撑件24大致具有与隔板22相同的形状，并且管16连接在该隔板支撑件上。例如，管16可以焊接在支撑件24上。如图1中可见，管16还可以连接到中央轴18上。

竖直管16的下游端部是扩大的，以允许颗粒顺畅地流动，并避免固体颗粒方向的突然改变，该突然改变会造成不期望的摩擦和压头损失。

所述设备还可以在其下游端部包括固体颗粒的推掷和分布装置。

例如，推掷装置可以包括多个大致水平的圆形管26，圆形管26与管16的下游端部对齐。换句话说，这些管26位于管16的扩大的端部的附近，更具体地说，位于该端部的下游。管26被供有受压气体，并被穿孔，以让气体喷流28通向所述设备的外部。

由此，借助于这些气体喷流，离开管16扩大部分的固体颗粒被推掷到填充设备以外，以到达容器的所有区域。借助于这些推掷装置，有效地避免了推掷装置和固体颗粒之间的机械摩擦，由此允许特别地降低固体颗粒的粉粹和/或粉尘的形成。

固体颗粒分布装置可以包括由中央轴18的下游端部承载的臂30。该臂30承载杆32，杆32承载主要在水平方向上延伸的圆环34。这些环34布置在管16扩大端部的附近，并优选地布置在圆形管26下游。优选地，每个环34都在其外部表面上承载在大致水平的方向上延伸的带刷子的偏向装置36。

这些刷子36以及刷子14由不同几何构造的柔软易弯曲的毛构成。

这些分布装置允许在中央轴18旋转时将固体颗粒分布到具有大直径的容器中。

每个环34还可以在其内部表面上承载大致竖直并向上游延伸的圆形壁38，圆形壁38穿有多个均匀地分布在其整个圆周上的开孔。该壁38面对气体喷流28，并允许在中央轴18旋转时让气体喷流通过或阻挡该气体喷流。

图2和图3示出了隔板22。对于每个用于固体颗粒通过的环形通道20、20’、20’’，隔板22都包括多个圆形骨架40a、40b、40c、40d、40’a、40’b、40’c、40’d、40’’a、40’’b、40’’c、40’’d。这些圆形骨架按照具有相同直径的骨架分组，以相互重叠。由此，骨架40a、40b、40c、40d具有相同的直径，骨架40’a、40’b、40’c、40’d和骨架40’’a、40’’b、40’’c、40’’d同样地也分别具有相同直径。在该示例中，骨架分为3组具有相同直径的4个骨架，每组骨架都对应于环形通道20、20’、20’’中被该组骨架至少部分地阻塞的一个，并且每组骨架的中心都与中央轴18重合。换句话说，骨架40a、40b、40c、40d的外直径大致等于通道20的外直径，骨架40’a、40’b、40’c、40’d的外直径则大致等于通道20’的外直径，而骨架40’’a、40’’b、40’’c、40’’d的外直径则大致等于通道20’’的外直径。此外，具有相同直径的骨架，例如骨架40a、40b、40c、40d，被安装为能相对于彼此枢转，并每个都包括多个阻塞活门42，这些阻塞活门沿着每个骨架40a、40b、40c、40d的圆周规则地分布。每个活门42都具有大致为梯形的形状。对于每个环形通道20、20’、20’’，圆形骨架中的一个（在示例中为骨架40d、40’d、40’’d）被安装成相对于所述设备是固定的。

此外，每个活门42都可以被外部边缘和内部边缘限定。每个活门的外部边缘属于承载该活门42的骨架。每个活门42的内部边缘则属于一个圆圈，该圆圈的直径与活门42至少部分地阻塞的通道的内直径大致相同。例如，被直径较大的骨架40a承载的活门42的外部边缘为骨架40a的一部分，其内部边缘则属于直径与通道20的内直径大致相同的一个圆圈，其中所述通道20的内直径本身则大致与相邻通道20’的外直径相等。

每个活门42因此都阻塞单一环形通道20、20’、20’’的一个角扇区。由此，活门42不会阻塞（即便部分地）被其阻塞角扇区的通道的相邻通道。例如，阻塞通道20的活门42不会阻塞通道20’。

在图2和图3中示出的实施例中，活门42为刚性壁。

每个骨架承载的活门42的数量可以在2和20个之间变化。例如，如图2和图3中可见，两个外部通道20、20’的骨架40a、40b、40c、40d以及40’a、40’b、40’c、40'd每个都承载六个阻塞活门42，而最接近中央轴18的通道20’’的骨架40’’a、40’’b、40’’c、40’’d则每个都包括三个阻塞活门。阻塞活门42的数量和尺寸根据填充设备、待填充容器的大小和固体颗粒的尺寸来选择。

在图2中，只部分地展开了处于隔板22最外侧的通道20的阻塞活门42。在图3中，隔板22不让任何固体颗粒进入通道20、20’、20’’中，所有活门42都是完全展开的。

对于每个环形通道20、20’、20’’，隔板还包括用于控制阻塞活门42移动的装置。这些装置例如为手柄44、44’、44’’。每个手柄44、44’、44’’都控制单一环形通道20、20’、20’’的阻塞，并且都固定在一个骨架40a、40’a、40’’a上。

此外，对于每个环形通道20、20’、20’’，隔板都包括多个圆形骨架，其中一个骨架40d、40’d、40’’d相对于轴18是固定的，而另外一个骨架40a、40’a、40’’a则承载用于控制骨架移动的装置44、44’、44’’。

现在描述隔板22的工作原理。

环形通道20、20’、20’’的阻塞通过同一环形通道20、20’、20’’的骨架相对于彼此的枢转来实现。为了简化起见，针对通道20描述了工作原理，但同一工作原理也适用于其他通道。

在环形通道20处于最大打开位置上时，同一环形通道的骨架40a、40b、40c、40d被布置为使得每个骨架40a、40b、40c、40d的阻塞活门42都相互重叠。由此，从高处只能看到承载6个阻塞活门42的骨架40a。

此外，还是对于给定的环形通道20，每个骨架40都包括用于驱动与其直接相邻的骨架的装置，例如相应的止动装置。由此，当期望减小在给定环形通道20中流动的固体颗粒的流量时，像折扇一样，使手柄44在展开阻塞活门42的方向上移动。

例如当移动固定在骨架40a上的手柄44时，驱动该骨架40a转动，该骨架40a相对于与其相邻的骨架40b枢转，直至由这两个骨架40a、40b承载的驱动装置相互配合，即当第一骨架40a相对于第二骨架40b完全展开并且这两个骨架的阻塞活门42被展开的时候。第一骨架40a和第二骨架40b然后被驱动成相对于第三骨架40c转动，并展开直至由第二骨架40b和第三骨架40c承载的驱动装置相互配合，并以此类推直至骨架40a、40b、40c、40d以及因此阻塞活门42完全展开。

相反地，当期望增大在环形通道中通过的固体颗粒的流量时，使手柄44移动，控制阻塞活门42在相反方向上移动。

在另一个实施例（未示出）中，对于每个环形通道20、20’、20’’，隔板22只包括两个骨架40a、40b，这两个骨架40a、40b包括多个柔性阻塞活门42。这些活门42每个都包括分别被骨架40a和40b之一承载的两个端部。骨架中的一个40b是固定的，而另一骨架40a则相对于第一骨架40b是可动的，即可相对于彼此枢转。

当期望减小在环形通道20中通过的固体颗粒的流量时，使控制活门42移动的手柄44移动。该手柄44固定在可动骨架40a上，并且活门42的固定在可动骨架40a上的端部与该骨架40a一起相对于活门42的固定在固定骨架40b上的端部移动。由此，至少部分地展开了单一环形通道20的阻塞活门42。当期望增大在环形通道中通过的固体颗粒的流量时，使手柄44在相反方向上移动。

可以理解的是，借助于上述设备，可以借助于不同的手柄44、44’、44’’来以互相独立的方式控制通道20、20’、20’’的阻塞。

要注意的是，本发明不限于上述实施例。特别地，活门42可以具有柔性壁。此外，环形通道20、20’、20’’的数量可以变化，同样地，直径相同的重叠的骨架（例如骨架40a、40b、40c、40d）的数量也可以变化。

Claims (10)

1.一种用于为容器填充固体颗粒的设备，包括：

-用于颗粒通过的环形通道(20、20’、20”)，所述环形通道(20、20’、20”)用来将颗粒均匀地分配到所述容器中，并由多个竖直管(16)限定，所述竖直管(16)相对于彼此同轴地布置；以及

-隔板(22)，所述隔板(22)布置在所述环形通道(20、20’、20”)上游，用于调节颗粒在所述环形通道(20、20’、20”)中的流量，

所述设备的特征在于，所述隔板(22)包括多个用于阻塞所述环形通道(20、20’、20”)的阻塞活门(42)，每个阻塞活门(42)都阻塞单一环形通道(20、20’、20”)的一个角扇区，所述设备的特征还在于，所述隔板(22)包括用于控制所述阻塞活门(42)移动的控制装置(44、44’、44”)，所述控制装置(44、44’、44”)被配置为能够独立于其他通道地部分阻塞一个通道。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制装置(44、44’、44”)包括至少两个手柄(44、44’、44”)，每个手柄(44、44’、44”)都被配置为用于控制单一环形通道(20、20’、20”)的阻塞。

3.如权利要求1所述的设备，其中，对于每个所述环形通道(20、20’、20”)，所述隔板(22)都包括圆形骨架(40a、40b、40c、40d、40’a、40'b、40'c、40'd、40”a、40”b、40”c、40”d)，所述圆形骨架承载多个均匀地分布在所述骨架(40a、40b、40c、40d、40'a、40’b、40’c、40'd、40”a、40”b、40”c、40”d)上的活门(42)，所述活门的数量例如包括在2至20个之间。

4.如权利要求3所述的设备，其中，所述隔板(22)包括至少两个直径相同的并被安装为能够围绕相同旋转轴(18)相对于彼此枢转的圆形骨架(40a、40b、40c、40d)，所述圆形骨架能够通过相对于彼此枢转来至少部分地阻塞同一环形通道(20)。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述隔板(22)包括用于控制直径相同的多个骨架(40a、40b、40c、40d)的相对枢转的同一手柄(44)。

6.如上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述阻塞活门(42)是由至少一个骨架(40a、40b、40c、40d、40'a、40'b、40’c、40'd、40”a、40”b、40”c、40”d)承载的刚性壁，并被配置为用于阻塞单一环形通道(20、20’、20”)的一个角扇区。

7.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述阻塞活门(42)是由两个直径相同的并被安装为能够相对于彼此枢转的圆形骨架(40a、40b)承载的柔性壁，并被配置为用于阻塞单一环形通道(20、20’、20”)的一个角扇区。

8.如权利要求1至5中任一项所述的设备，包括布置在与所述竖直管(16)的下游端部对齐处的气体喷流(28)，所述气体喷流(28)构成固体颗粒的推掷装置。

9.如权利要求1至5中任一项所述的设备，包括固体颗粒分布装置(18、30、32、34、36)。

10.一种用于阻塞如上述权利要求中任一项所述的设备的方法，在所述方法中，控制一个环形通道(20、20’、20”)的至少部分阻塞，而不因此改变其他环形通道(20、20’、20”)的阻塞情况。