CN112449629A - 流量补偿式充装系统 - Google Patents

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CN112449629A CN201980048183.5A CN201980048183A CN112449629A CN 112449629 A CN112449629 A CN 112449629A CN 201980048183 A CN201980048183 A CN 201980048183A CN 112449629 A CN112449629 A CN 112449629A
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Abstract

本发明涉及一种用于容器的充装系统(1)，该容器用来存储固体粒子，该系统(1)设置为与固体粒子供给设备协作并包括固体粒子分配设备(5)，该固体粒子分配设备包括至少一个分离元件(9)，所述分离元件用于接收和选择性地将固体粒子向配送设备(7)分配，所述分离元件(9)包括固体粒子接收主体(11)，该接收主体的端部包括用于连续地向所述配送设备(7)供料的轴向开口(13)，所述配送设备(7)包括至少一个散布元件(21)，所述散布元件用于均匀地给所述容器充装固体粒子并由穿过所述轴向开口(13)的驱动轴驱动。根据本发明，所述接收主体(11)包括截锥形部分(11a)，该截锥形部分包括所述轴向开口(13)并离所述轴向开口(13)越远就越外扩，所述截锥形部分(11a)被管状部分(11b)延续，该管状部分包括至少一个位于所述轴向开口(13)上游的径向开口(15)，该径向开口设置为自存储在所述接收主体(11)的截锥形部分(11a)中的固体粒子的预定量起，引导所述固体粒子，在到达所述配送设备(7)之前，不与从所述轴向开口(13)出来的固体粒子相遇，以保证最小固体粒子流，即使是在所述供给设备流量变化的情况下。

Description

流量补偿式充装系统
技术领域
本发明涉及给容器充装例如颗粒或粒料的固体粒子的领域。这些容器可例如是用于石油或化学工业的反应器或用于存储粮食、肥料或任何其它呈固体粒子形式的产品的贮藏塔。
背景技术
这样的容器是通过从料斗或漏斗倾倒固体粒子来充装的，料斗或漏斗通过柔性套管或刚性管将固体粒子倾倒到容器中。一般来说，追求给容器充装最多的固体产品并获得在粒度方面尽可能均匀的固体粒子分布，以尽可能地接近理论上确定的最优充装。
由此，对于用于保存粮食颗粒的贮藏塔，应该能够存储尽可能多的颗粒，同时避免粒度分离现象，以保证良好的通风，以免昆虫(如象鼻虫)繁殖，尤其是在所存储的质量体的中心处。
用于粮食颗粒贮藏塔的供给设备有非常多种。而且，对于这些供给设备，针对要满足的流量(débit)，没有任何强制性的具体标准。由此，由于所使用的供给设备的不同流量，或用于同一贮藏塔的多个供给设备的不同流量(其尤其取决于带来粮食颗粒的卡车所运来的货物)，会使得难以均匀地充装。
发明内容
本发明的目的在于通过提出一种用于用来存储固体粒子的容器的充装系统来克服这些缺陷，该充装系统对于固体粒子的发送流量的变化不敏感或不大敏感，以维持最小流量，该最小流量能够保证通过固体粒子的均匀粒子雨来充装容器。
为此，本发明涉及一种用于用来存储固体粒子的容器的充装系统，该系统设置为与固体粒子供给设备协作，并包括固体粒子分配设备，该固体粒子分配设备包括至少一个用于接收和选择性地将固体粒子向配送设备分配的分离元件，该分离元件包括固体粒子接收主体，该接收主体的端部包括用于连续地向配送设备供料的轴向开口，配送设备包括至少一个散布元件，该散布元件用于均匀地给容器充装固体粒子且由穿过轴向开口的驱动轴驱动，该系统的特征在于，接收主体包括截锥形部分，该截锥形部分包括轴向开口并离该轴向开口越远就越外扩，截锥形部分被管状部分延续，该管状部分包括至少一个位于轴向开口上游的径向开口，该径向开口设置为自存储在接收主体的截锥形部分中的固体粒子的预定量起，引导固体粒子，在到达配送设备之前，不与从轴向开口出来的固体粒子相遇，以保证最小固体粒子流，即使是在供给设备流量变化的情况下。
有利地根据本发明，该系统因此包括能够维持最小流量的接收主体，即使在固体粒子供给设备流量变化的情况下。更具体地说，下部轴向开口优选地相对于可能遇到的最低流量来设计尺寸，并由上游的缓冲体积来供料，以保证大致恒定的流量，该大致恒定的流量能够通过固体粒子的均匀粒子雨来充装容器。
而且，每个上部的径向开口通过在下部轴向开口上游的缓冲体积被充装满时也向配送设备引导固体粒子，有利地用于保证下部轴向开口上游的缓冲体积的最小充装，并补偿可能的流量变化。因此可理解的是，无论接收到充装系统中的固体粒子的流量如何，该充装系统总是能够通过固体粒子的均匀粒子雨来充装容器。
本发明可以还包括单独或组合地采用的一个或多个以下可选特征。
轴向开口可由大致圆形或多边形形状的轮廓限定，这允许容易地向配送设备引导固体粒子。
径向开口可具有由与(例如具有圆形或多边形截面的)柱体跟接收元件的表面的相交部吻合的轮廓限定的形状，以容易地向配送设备引导固体粒子，或包括离轴向开口越远就越宽的形状，以提供根据接收主体中的固体粒子存储高度而变化的分配流量。
轴向开口和/或径向开口可以是可至少部分地被遮挡的，以控制供给配送设备的固体粒子流量。实际上，选择性地遮挡轴向开口和/或径向开口可允许充装系统能够适应同一类型的固体粒子的流量变化和/或不同类型的固体粒子的相似或相同的流量(例如在将同一贮藏塔在不同时刻用于存储不同的粮食的情况下)。
接收主体可以安装为是可旋转的，以优化固体粒子的存储和配送。实际上，当供给设备是带式传送机时，该带式传送机在带的输出处产生倾斜的喷流，该喷流在其到达充装系统中时可能会不沿着轴向(竖直)方向取向。接收主体的旋转因此允许通过以更均匀的方式充装接收主体的缓冲体积，来补偿该不对称性。而且，它的移动有利于在其缓冲体积中的压实。此外，接收主体的移动能够优化固体粒子在轴向开口和径向开口之间的分配。由此，它的移动有利于在其缓冲体积充装满时，固体粒子穿过轴向开口。最后，它的移动能够在角度方向分配轴向开口和径向开口处的可能的通过缺陷(如卡住的物体)，以使得供给配送设备的固体粒子流更加均匀。
接收主体可连接到驱动机构，例如电气驱动机构，以选择性地被移动。这尤其使得能够根据充装系统的运作条件来操控该移动(开始、速度、停止等)。
根据一个特定版本，驱动机构可联接到配送设备以使得接收元件的位移相对于散布元件的位移成比例，这允许例如使用配送设备的马达来移动接收元件或反过来。
接收主体可以还包括至少一个用于与固体粒子的流动协作以移动接收主体的驱动元件。这尤其使得能够吸收固体粒子移动的能量的一部分以免需要添加驱动机构。
散布元件可包括转台，该转台设有具有变化长度的翼部，使得转台的周边大致以至少一条螺旋线的形式延伸，以便以固体粒子的均匀粒子雨的形式来充装容器。
分离元件可另外还包括环绕接收主体的固定壳，以将从径向开口出来的固体粒子引导向配送设备。
附图说明
由以下参照附图，示例性地且绝无限制性地做出的说明，本发明的其它特点和优点将变得显而易见，在附图中：
-图1是根据本发明的充装系统的立体视图；
-图2是类似于图1的立体视图，其中，取走了壳的一部分以显示根据本发明的充装系统的接收主体；
-图3是接收主体的立体视图。
具体实施方式
在各副图中，相同或相似的元件具有相同附图标记，不过可能带有下标。因此，对它们结构和功能的描述没有总是重复。
在所有下文中，取向是图的取向。特别地，“上”、“下”、“左”、“右”、“在……上方”、“在……下方”、“向前”和“向后”这些词的意思一般是相对于图的图示方向而言的。
本发明总地涉及一种用于容器的充装系统，其中所述容器例如为用来存储像粒状催化剂或粮食颗粒的固体粒子的催化反应器或贮藏塔。该充装系统用于安装在容器的上部部分中，以按照均匀且规则的粒子雨来分配固体粒子，从而能够以形成大致平坦且水平的表面的上锋面(front supérieur)逐渐地充装容器。该类型的充装实际上能够按照非常均匀的分布，最大化存储在容器中的固体粒子的量，而且还保护了固体粒子，尤其是避免它们磨损，而磨损会产生尘埃。
在图1至图3所示的例子中，充装系统1设置为用于充装粮食颗粒贮藏塔。当然，本发明还可以应用于其它领域，例如石油工业或更具一般性地，化学工业用的催化剂领域。
在图1至图3中示出的例子中，充装系统1设置为与固体粒子供给设备(未示出)协作。通常，对于粮食颗粒贮藏塔，供给设备一般是将粮食颗粒倾倒到安装在贮藏塔顶部上的充装管中的带式传送机。根据本发明的充装系统1因此布置在该充装管的出口处，以便将粮食颗粒均匀地配送到贮藏塔中。
如在图1中可见，充装系统1包括固定设备3、分配设备5和固体粒子配送设备7。固定设备3主要包括框架4，框架4用于在贮藏塔中支承充装系统1并固定到贮藏塔的至少一个壁和/或贮藏塔的充装管上。
分配设备5用于接收和选择性地向配送设备7分配来自贮藏塔的充装管的固体粒子。为此，设备5主要包括被至少一个分离元件9延续的料斗8。如在图1中可见，料斗8形成用于将粮食颗粒从贮藏塔的充装管引导向分离元件9的漏斗。料斗8不是本发明的必要元件。由此，它可以被去除，或被其它类型的引导部件代替。
有利地根据本发明，分离元件9包括固体粒子接收主体11，该接收主体用于在即使固体粒子供给设备的流量变化的情况下，仍保证最小的固体粒子流。
在图2和图3的例子中，接收主体11包括联结地形成的截锥形部分11a和管状部分11b。截锥形部分11a的下端部包括轴向开口13，截锥形部分11a离轴向开口13越远就越向外扩。截锥形部分11a因此能够通过重力将固体粒子引导向轴向开口13。而且，截锥形部分11a被包括至少一个径向开口15a(在图2和图3中为四个)的管状部分11b延续。在充装系统1的使用位置上的轴向取向大致对应于重力作用的方向。有利地，形成每个径向开口15，而无需移动零件或遮挡件。
有利地根据本发明，轴向开口13用于连续地向固体粒子配送设备7供料，而位于轴向开口13上游的每个径向开口15则设置为用于在存储于接收主体11中的固体粒子超过预定量时，将固体粒子引导向配送设备7。有利地，该接收主体的两个部分11a、11b允许从每个径向开口15出来的固体粒子在到达配送设备7中之前，不遇到从轴向开口13出来的固体粒子。
轴向开口13可具有多种形状。作为例子，轴向开口13可以由具有大致圆形或多边形形状的轮廓限定，以容易地将固体粒子引导向配送设备7。在图3的例子中可见轴向开口13由圆形轮廓限定。确切地，固体粒子进入由具有圆形形状的轮廓限定的轴向开口13所形成的环形空间中，在该轴向开口的中心处存在配送设备7的驱动轴。当然，可考虑其它形状的轴向开口13，而不超出本发明的范围。
径向开口15的数量至少等于一个，且不限制于图2和图3所示的四个。类似地，每个径向开口15也可以具有多种形状。作为例子，每个径向开口15可由与一柱体和接收元件的表面的相交部重合的轮廓限定，以容易地将固体粒子引导向配送设备7。因此，该柱体的截面可以是大致圆形或多边形的。作为变型，至少一个径向开口15可包括如图2和图3所示的，越远离轴向开口13就越宽的形状。该形状实际上允许提供可根据接收主体11中的固体粒子存储高度而变化的分配流量。当然，可考虑径向开口15的其它形状，而不超出本发明的范围。
有利地根据本发明，充装系统1因此包括这样的接收主体11：即使在固体粒子供给设备(未示出)的流量变化的情况下，接收主体该仍能维持最小流量。更确切地说，下部的轴向开口13优选地相对于可遇到的最低流量设置尺寸，并由上游缓冲体积(存储在接收主体11中的固体粒子的体积)供料，以保证能够持续地通过固体粒子的均匀粒子雨来充装容器的大致恒定的流量。
而且，每个上部的径向开口15有利地用于保证下部轴向开口13上游的缓冲体积的最小充装。每个上部径向开口15还能够通过如有必要，在下部轴向开口13上游的缓冲体积充装满时，将固体粒子也引导向配送设备7，来补偿供给设备(未示出)可能的流量变化。因此可理解的是，无论接收到充装系统中的固体粒子的流量如何，该充装系统将总是能够向配送设备7供料，以使得它通过固体粒子均匀的粒子雨来充装容器。
优选地根据本发明，接收主体11被安装为是旋转的，以优化固体粒子的存储和配送。实际上，当供给设备是带式传送机时，该带式传送机在带的输出处产生倾斜的喷流，该喷流在到达充装系统中时可能会不沿着轴向(竖直)方向取向。接收主体的旋转因此允许通过更均匀地充装接收主体的缓冲体积，来补偿该不对称性。而且，它的移动有利于在其缓冲体积(轴向开口13上游的、存储在接收主体11中的固体粒子的体积)中的压实。此外，接收主体11的移动能够优化固体粒子在轴向开口13和径向开口15之间的分配。由此，它的移动有利于在其缓冲体积充装满时，固体粒子穿过轴向开口13。最后，它的移动能够在角度方向分配轴向开口13和径向开口15处的可能的通过缺陷(如卡住的物体)，以使得供给配送设备7的固体粒子流更加均匀。
接收主体11可连接到驱动机构17，以选择性地被移动。这尤其使得能够根据充装系统的运作条件来操控该移动(开始、速度、停止等)。可考虑不同类型的驱动机构17，例如液压、气动或电气类型的。在图1至图3所示的例子中可见电气类型的驱动机构17。驱动机构17主要包括与接收主体11的管状部分11b联结的齿轮18、减速齿轮19和驱动组件20。因此，可理解的是，可以致动接收主体11的旋转，而无须存在操作员。作为例子，接收主体11的旋转可随着供给设备(未示出)的激活或固体粒子在接收主体11中的出现而启动。
作为变型，接收主体11还可以包括至少一个用于与固体粒子的流动协作以移动接收主体11的驱动元件(未示出)。这使得尤其能够吸收固体粒子移动的能量的一部分，以使得不必给充装系统1添加驱动机构17。作为例子，驱动元件可由安装在接收主体11的内壁上的弯曲或直的肋部形成，以使得固体粒子的轴向移动的一部分因这些肋部的阻挡而停止会引起接收主体11的旋转。因此可理解的是，接收主体11的旋转会取决于到达接收主体11中的固体粒子的流量。
根据另一变型(未示出)，接收主体11还可以联接到配送设备7以使得接收主体11的位移相对于散布元件21的位移成比例，这允许例如使用配送设备7的马达来移动接收主体11或反过来。由此，绝无限制性地，与接收主体11的管状部分11b联结的齿轮可通过减速齿轮(例如周转齿轮系)联接到配送设备7的马达或诸如散布元件21的马达的传动轴。通常，接收主体11的旋转速度可以是转台23的旋速度的八分之一至二分之一，例如四分之一。然而，相反地，没有什么阻止接收主体11以与散布元件21相同或比其更快的速度旋转。
分离元件9可以另外还包括环绕接收主体11的固定壳10，以将从每个径向开口15出来的固体粒子引导向配送设备7。
配送设备7可以是不同类型的。它包括至少一个由连接到马达(未示出)的驱动轴驱动的散布元件21，散布元件21用于均匀地，并优选地以固体粒子均匀粒子雨的形式，给容器充装固体粒子。绝无限制性地，散布元件21可如图1和图2所示的，包括转台23，该转台设有能够通过离心力按照均匀的分布来弹射固体粒子的翼部22。如在图1和图2中可见，这些翼部22优选地包括变化的长度，使得转台23的周边大致以一条螺旋线或多条螺旋线的形式延伸，以沿着能够产生均匀粒子雨形式的配送的多个半径弹射固体粒子。
当然，可使用其它配送设备7，像例如带式或鞭式的。
本发明不限于所说明的实施方式和变型，其它实施方式和变型对于本领域技术人员会是明显的。由此，在不超出本发明的范围的情况下，可考虑轴向开口13和径向开口15的其它几何形状和尺寸。还可行的是，径向开口15存在于截锥形部分11a上。实际上，一方面，通过同一接收主体11，可在管状部分11b的起始处附近设置径向开口15以留出足够的缓冲体积，另一方面，也可考虑完全截锥形的接收主体11，这会要求与上述说明不同地，在非管状部分上设置径向开口15。
此外，额外地，一个或多个轴向开口13和径向开口15可以是可完全或部分地被遮盖的，例如借助于可选择性地移动以调节轴向开口13和径向开口15的自由通过截面的隔板或活瓣。实际上，选择性遮盖允许适应于同一类型的固体粒子的流量，或适应于不同类型的固体粒子的流量(例如在同一贮藏塔在不同时刻被用于存储不同粮食的情况下)。由此，绝无任何限制性地，尤其是在充装起始时，接收主体11的所有开口13、15或仅轴向开口13可被遮盖，以更快速地充装缓冲体积和保证在重新打开之后，自开始充装容器起便更均匀地向配送设备7供料。
在不超出本发明的范围的情况下，也可考虑充装系统1包括具有不同几何形状和尺寸的接收主体11。充装系统1也可包括多个具有相同或不同形状的接收主体11，这些接收主体共轴地安装以优化固体粒子的分配。
最后，也可考虑充装系统1包括具有相同或不同几何形状的多个配送设备7，这些配送设备共轴地安装以优化固体粒子的分布。绝无限制性地，多个(例如两个至五个)散布元件21可由此如图1所示，每个都包括设有能够通过离心力按照均匀的分布来弹射固体粒子的翼部22的转台23。

Claims (12)

1.一种用于容器的充装系统(1)，该容器用于存储固体粒子，该系统(1)设置为与固体粒子供给设备协作并包括固体粒子分配设备(5)，该固体粒子分配设备包括至少一个分离元件(9)，所述分离元件用于接收固体粒子并选择性地将固体粒子向配送设备(7)分配，所述分离元件(9)包括固体粒子接收主体(11)，该接收主体的端部包括用于连续地向所述配送设备(7)供料的轴向开口(13)，所述配送设备(7)包括至少一个散布元件(21)，所述散布元件用于均匀地给所述容器充装固体粒子且由穿过所述轴向开口(13)的驱动轴驱动，所述系统的特征在于，所述接收主体(11)包括截锥形部分(11a)，该截锥形部分(11a)包括所述轴向开口(13)并离所述轴向开口(13)越远就越外扩，所述截锥形部分(11a)被管状部分(11b)延续，该管状部分包括至少一个位于所述轴向开口(13)上游的径向开口(15)，该径向开口被设置为自存储在所述接收主体(11)的截锥形部分(11a)中的固体粒子的预定量起，引导固体粒子在到达所述配送设备(7)之前，不与从所述轴向开口(13)出来的固体粒子相遇，以保证最小固体粒子流，即使是在所述供给设备流量变化的情况下。
2.如权利要求1所述的充装系统(1)，其中，所述轴向开口(13)由大致圆形或多边形形状的轮廓限定。
3.如权利要求1或2所述的充装系统(1)，其中，所述径向开口(15)由与柱体跟所述接收元件的表面的相交部吻合的轮廓限定。
4.如权利要求1或2所述的充装系统(1)，其中，所述径向开口(15)的轮廓具有离所述轴向开口(13)越远就越宽的形状，以提供根据所述接收主体(11)中的固体粒子存储高度而变化的分配流量。
5.如上述权利要求中任一项所述的充装系统(1)，其中，所述轴向开口(13)可至少部分地被遮挡，以控制供给所述配送设备(7)的固体粒子的流量。
6.如上述权利要求中任一项所述的充装系统(1)，其中，所述径向开口(15)可至少部分地被遮挡，以控制供给所述配送设备(7)的固体粒子的流量。
7.如上述权利要求中任一项所述的充装系统(1)，其中，所述接收主体(11)被安装为是可旋转的，以优化所述固体粒子的存储和分配。
8.如权利要求7所述的充装系统(1)，其中，所述接收主体(11)连接到驱动机构，以选择性地被移动。
9.如权利要求8所述的充装系统(1)，其中，所述驱动机构联接到所述配送设备(7)以使得所述接收元件(11)的位移相对于所述散布元件(21)的位移成比例。
10.如权利要求7所述的充装系统(1)，其中，所述接收主体包括至少一个用于与所述固体粒子的流动协作以移动所述接收主体(11)的驱动元件。
11.如上述权利要求中任一项所述的充装系统(1)，其中，所述散布元件(21)包括转台(23)，该转台设有具有变化长度的翼部(22)，使得所述转台(23)的周边大致以至少一条螺旋线的形式延伸，以便以固体粒子的均匀粒子雨的形式来充装所述容器。
12.如上述权利要求中任一项所述的充装系统(1)，其中，所述分离元件(9)另外还包括环绕所述接收主体(11)的固定壳(10)，以将从所述径向开口(15)出来的固体粒子引导向所述配送设备(7)。
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