CN112752878A - 利用固体颗粒处理基质的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于利用固体颗粒材料处理基质的设备,所述设备包括:壳体,所述壳体中安装有可旋转地安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁;以及进入装置,用于将所述基质引入所述滚筒中,其中,(a)所述滚筒包括用于存储所述固体颗粒材料的存储装置;(b)所述滚筒具有位于所述滚筒的所述内表面上的至少一个长形突起,其中,所述长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部;(c)所述长形突起或每个长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,相同的长形突起还包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点;(d)其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间,所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧;并且(e)其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动是通过所述滚筒沿分配方向的旋转来促进的,以及所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动是通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转来促进的,其中,沿所述分配方向的旋转与沿所述收集方向的旋转是沿相反的旋转方向,其特点在于:(f)所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被限定为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔与收获流动路径流体连通,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料经由所述收获流动路径从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
Description
技术领域
本公开涉及一种利用固体颗粒材料处理基质、特别是纺织品或包括纺织品的基质的设备。本公开还涉及一种使用该设备处利用固体颗粒处理基质的方法。本公开还涉及该设备的部件,特别地涉及该设备的长形突起。本公开特别地涉及一种部件及其部件(特别是长形突起)和适合于清洁被污染的基质的方法。本公开还涉及一种适合于将一种设备改装或转换成根据本公开的设备的套件和方法。
背景技术
用于处理和清洁纺织品和织物的常规方法通常涉及使用大量水的水清洁。这些方法通常涉及水浸织物,然后去除污染物,悬浮含水污染物和用水冲洗。固体颗粒的使用提供对这些常规方法的改进和具有的优点在本领域中是已知的。例如,PCT专利公开WO2007/128962公开了一种使用固体颗粒材料清洁被污染的基质的方法。其他与清洁方法有关的PCT专利公开包括:WO2012/056252、WO2014/006424、WO2015/004444、WO2014/147390、WO2014/147391、WO2014/006425、WO2012/035343、WO2012/167545、WO2011/098815、WO2011/064581、WO 2010/094959和WO2014/147389。这些公开内容教导用于处理或清洁基质的设备和方法,这些设备和方法与常规方法相比具有多个优点,包括:处理/清洁性能的改进、水消耗的减少、去污剂和其他处理剂的消耗的降低、以及更好的低温处理/清洁(因此处理/清洁更节能)。其他专利申请,例如WO2014/167358、WO2014/167359、WO2016/051189、WO/2016/055789和WO2016/055788教导了在诸如皮革处理和鞣制的其他领域中由固体颗粒提供的优点。
因此,需要做的是提供用于包括使用固体颗粒材料的处理方法的甚至更好的设备。特别地,需要做的是提高效率和可靠性,进一步减少水消耗,促进安静的操作,改善织物护理,和/或减少设备及其操作的功耗和成本(包括资本成本和/或操作成本)。还需要做的是减少设备的复杂性和其中的移动部件的数量。此外,还需要做的是对常规设备进行改装,以使其适于利用固体颗粒材料进行操作。
本申请人的未决PCT申请PCT/GB2017/053815公开了一种设备,其中,固体颗粒被存储在可旋转的滚筒中,该滚筒进一步提供了多个分配流动路径,以使固体颗粒从存储隔室流到滚筒的内部,以及多个收集流动路径,以使固体颗粒从滚筒内部流到存储隔室,使得存储隔室与滚筒内部之间的流动方向由滚筒的旋转方向控制。
需要做的是对设备进行进一步的改进。本发明人发现,尽管在PCT/GB2017/053815中描述的设备具有从滚筒内部良好收集固体颗粒的速率,但是还是期望在处理周期的颗粒收集阶段期间使滚筒进行短暂且间歇的反向旋转(沿所谓的分配方向),在处理周期的颗粒收集阶段中颗粒与已处理的基质分开并且滚筒沿所谓的收集方向旋转,从而将颗粒收集在存储装置中。发现所述短暂且间歇的反向旋转抑制滚筒内部的基质的不期望的“起皱”或缠结。在处理周期的此阶段的滚筒短暂且间歇的反向旋转期间,没有实现固体颗粒的收集,并且一些颗粒被分配回滚筒内部,这降低收集速度并延长处理周期的持续时间。需要做的是增加收集速率,特别是在处理周期结束时,当固体颗粒与处理过的基质分开时,并且减少处理周期的持续时间。特别需要做的是当可旋转滚筒的轴线在水平面内时这样做。
发明内容
本发明的目的是解决前述问题中的一个或多个。
根据本发明的第一方面,提供了一种用于利用固体颗粒材料处理基质的设备,所述设备包括:壳体,所述壳体中安装有可旋转地安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁;以及进入装置,用于将所述基质引入所述滚筒中,其中,
(a)所述滚筒包括用于存储所述固体颗粒材料的存储装置;
(b)所述滚筒具有至少一个位于所述滚筒的所述内表面上的长形突起,其中,所述长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部;
(c)所述长形突起或每个长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,相同的长形突起还包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点;
(d)其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间,所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧;并且
(e)其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动是通过所述滚筒沿分配方向的旋转来促进的,以及所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动是通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转来促进的,其中,沿所述分配方向的旋转与沿所述收集方向的旋转是沿相反的旋转方向,
其特点在于:
(f)所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被限定为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔与收获流动路径流体连通,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料经由所述收获流动路径从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
本发明的设备有利地允许沿滚筒的两个旋转方向收集固体颗粒材料,即双向收集。因此,该设备提高了从滚筒内部到存储装置的固体颗粒材料的收集效率。特别地,该设备允许在处理周期结束时,或者在大多数固态颗粒材料已经存在于存储装置中的周期中的任何一点上,固体颗粒材料到存储装置的总回收率都有所提高。因此,本发明的设备有利地减少了总周期时间。
本发明的设备可以避免,并且优选地不包括未附接到滚筒或与滚筒不成一体的另一存储装置(例如,用于存储固体颗粒材料的贮槽,诸如位于滚筒下方的贮槽)。类似地,该设备可以避免,并且优选地不包括用于在存储装置与滚筒的内部之间循环所述固体颗粒材料(即从存储装置到滚筒的内部,以及从滚筒的内部到存储装置)的泵。优选地,该设备可以免除,并且优选地不包括用于循环所述固体颗粒材料的泵。
另外,由于不需要水将固体颗粒材料运送到设备周围,因此减少在基质处理中使用的水量。因此,本发明的设备和方法仅要求在基质处理中作为液体介质所需的水,这提供了水消耗的显著降低。
存储装置设置在可旋转滚筒中的进一步优点是固体颗粒材料可被离心干燥,即它可经受一个或多个旋转周期来干燥颗粒。固体颗粒材料的离心干燥可以与设备的操作分开或包括在设备的操作中以处理基质。例如,离心干燥与去除液体介质的提取步骤同时进行,如下文所描述。因此,下文描述的用于处理基质的方法选择性地包括离心干燥固体颗粒材料的步骤。因此,应理解本发明的优点是固体颗粒材料的干燥存储。
优选地,所述滚筒被配置为在所述滚筒沿所述收集方向旋转期间使存在于所述滚筒内的固体颗粒材料朝向所述收集孔偏置,并且所述滚筒被配置为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间使存在于所述存储装置和/或分配流动路径内的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
在优选实施例中,分配流动路径和/或存储装置被配置为使得其在分配方向上进行至少2、3、4、5、6、7、8、9或10或更多圈旋转以开始将固体颗粒材料释放到所述滚筒的内部。这取决于滚筒和设备的尺寸。对于较大的滚筒,在分配方向上开始将固体颗粒材料释放到所述滚筒的内部中的旋转数可以超过10,并且有可能可以超过20,尽管不太可能超过30圈旋转,且更通常地是不超过25圈旋转。有利地,这促进滚筒内基质的分开和解开。这也促进在处理周期期间控制固体颗粒材料的释放,能使基质暴露到固体颗粒材料更一致,因此提供出色的处理性能和效率。
应认识到固体颗粒材料在存储装置与滚筒的内部之间的流速也可以另外或作为选择通过在分配方向或收集方向上变化滚筒的转速和/或通过间歇旋转滚筒来控制。类似地,固体颗粒材料在存储装置与滚筒的内部之间的流速可以另外或作为选择通过变化滚筒的旋转方向来控制。因此,处理周期上的给定阶段可包括收集方向上的转数(n)且进一步包括在分配方向上的转数(m),其中,n和m是不同的且独立地选自整数或非整数,因此导致存储装置和滚筒的内部固体颗粒材料量上的净增加或减少。
该设备优选为前加载设备,其中,进入装置被设置在设备的前部中。优选地,进入装置是或包括门。应认识到,滚筒在滚筒的与端壁相对的端部处具有开口,其中,开口适合于与进入装置对齐,并且所述基质通过该开口引入所述滚筒中。
可选择安装的滚筒(本文也称为可旋转滚筒)优选为圆柱形的,但是其它配置也是预期的,例如包括六角形滚筒。
因此,滚筒的内表面优选为圆柱形的内表面。
滚筒的内表面是滚筒的内壁的表面。滚筒的内壁在内壁和端壁的接合部处连接到滚筒的端壁。因此,内表面是滚筒的内壁的表面,设置在滚筒的旋转轴线周围,即基本上垂直于滚筒的端壁。
对于圆柱形滚筒,圆柱形滚筒的轴线优选为滚筒的旋转轴线。更通常地,滚筒的内壁和端壁限定三维空间,其中,端壁与滚筒的旋转轴线交叉,并且优选地以基本上垂直的方式与所述旋转轴线交叉,并且其中,内壁设置在旋转轴线周围,优选地其中,内壁基本上平行于旋转轴线。
滚筒的内表面优选地包括穿孔,这些穿孔的尺寸小于固体颗粒材料的最短线性尺寸,以便允许流体进出所述滚筒而防止所述固体颗粒材料的流出(这与许多现有技术设备相反,在现有技术设备中,流体和固体颗粒材料二者均通过其内表面上的穿孔离开滚筒)。优选地,设备的壳体是围绕所述滚筒的桶状物,优选地其中,所述桶状物和所述滚筒基本上同轴,优选地其中,所述桶状物的壁是无孔的,但是其中已经设置了一个或多个进口和/或一个或多个出口以适合于液体介质和/或一个或多个处理制剂进出桶状物。因此,桶状物是适合于不透水的,仅允许液体介质和其它液体成分通过管路或导管部件进出。
优选地,滚筒设置在设备中,使得滚筒的轴线基本上是水平的。在优选的实施例中,滚筒设置在设备中,使得在设备的至少一部分操作期间,并且优选在设备的整个操作期间,滚筒的轴线基本上是水平的。本发明设备的改进的收集速率大大提高了设备的收集效率,其中,滚筒的轴线在操作期间基本上是水平的。
在替代实施例中,如本领域中已知的,设备和/或滚筒(特别是滚筒)是倾斜的或可倾斜的。在可倾斜的设备和/或滚筒中,滚筒相对于水平面的轴线可以在设备中处理基质之前、期间或之后进行改变,优选地在处理过程中或其一部分期间、且特别是在滚筒沿收集方向旋转期间进行改变。倾斜可以通过任何合适的手段,包括例如安全气囊、液压油缸、气动活塞和/或电动马达来实现。在该实施例中,滚筒和/或设备优选地是可倾斜的,使得滚筒的轴线相对于水平面限定角度α,该角度α大于0且小于大约10°。在该实施例中,滚筒和/或设备优选地被配置为可倾斜的,以使得在至少一部分所述处理期间,特别是在滚筒沿收集方向旋转期间,滚筒从滚筒的前部到滚筒的端壁沿向下方向倾斜。因此,该设备被适当地配置为使得对于所述处理的至少一部分(特别是在滚筒沿收集方向旋转期间),滚筒的轴线倾斜成使得其相对于水平面限定角度α,该角度α小于0°且小于大约10°,并且使得滚筒从滚筒的前部到滚筒的端壁在向下方向上倾斜。
有利地,在本发明的设备的操作期间,滚筒或桶状物二者都不允许固体颗粒材料的进或出,在设备中处理基质的全部处理周期上滚筒保持固体颗粒材料。换言之,在整个处理周期上,固体颗粒材料保持在存储装置中和/或在滚筒的内部和/或在存储装置与滚筒的内部之间的流动路径中,从而消除了用于循环颗粒材料的泵的需要,并且从而消除了对未附接到滚筒或与滚筒成一体的另外的存储装置(例如贮槽)的需要。
该设备优选包括在进入装置与桶状物之间的密封件,使得在使用中液体介质不能离开桶状物。优选地,如本领域中常规的,所述密封件是门密封件。进入装置与桶状物之间的密封件防止水从设备泄漏。该设备优选地进一步包括密封件,该密封件防止固体颗粒材料在其外围从滚筒中流出,以便防止固体颗粒材料进入桶状物或固体颗粒材料从设备在进入装置的外围处流出,并且优选将这种密封件设置成作为在进入装置与滚筒之间的密封件。通常,所述密封件由泡沫或橡胶或一些其他弹性柔性材料制成。
该设备还包括适合利用固体颗粒材料处理基质的设备中存在的典型成分,优选地在液体介质中和/或与一个或多个处理制剂结合,如下文更加详细的描述。因此,该设备优选包括用于使液体介质循环的至少一个泵、以及相关的端口和/或用于运送液体介质和/或一个或多个处理制剂进入设备中、进入滚筒中、排出滚筒和排出设备的管路和/或导管。优选地,该设备包括适当影响滚筒的旋转的驱动装置以及适当影响滚筒旋转的驱动轴。优选地,该设备包括加热装置用于加热液体介质。优选地,该设备包括混合装置以混合液体介质与一个或多个处理制剂。该设备还可包括一个或多个喷射装置,以在其处理期间将液体介质和/或一个或多个处理制剂施加到滚筒的内部中和基质上。
该设备通常地还包括围绕桶状物和滚筒的外壳。
应当认识到,该设备适当地还包括控制装置,该控制装置被编程有用于根据至少一个处理周期进行设备的操作。该设备适当地还包括用于与控制装置和/或设备交互的用户界面。
该设备优选地包括所述固体颗粒材料。
长形突起
在本发明的设备中位于滚筒的内表面上的长形突起也被称为“提升器”。提升器用于常规设备中以及适用于使用固体颗粒材料处理基质的设备中,以促进在滚筒旋转期间内容物(即基质、处理剂和固体颗粒材料)在滚筒内的循环和搅动。
长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,并且优选地从所述端壁延伸。因此,长形突起具有靠近端壁的端部和远离端壁的端部。通常,长形突起设置在滚筒的内表面上,使得突起的长形尺寸基本上垂直于滚筒的旋转方向。
本发明的设备优选地包括附接至滚筒的内表面的多个间隔开的长形突起。滚筒优选地具有2至10个,优选2个、3个、4个、5个或6个,并且优选2个、3个或4个,并且优选3个或4个所述长形突起。对于家用洗衣机,最优选具有3个突起。对于商用洗衣机,最优选具有3到6个突起。当多个长形突起位于滚筒的内表面上时,所有长形突起通常具有彼此相同或基本相同的尺寸。在替代实施例中,多个长形突起可以具有不同尺寸的长形突起,即第一尺寸和/或形状的一个或多个长形突起以及第二尺寸和/或形状的一个或多个长形突起等。
长形突起的长形尺寸的形状可以是直线的或曲线的。滚筒可以包括曲线的和直线的长形突起,但是通常,滚筒包括曲线的或直线的长形突起。
长形突起具有基部,该基部是滚筒的内表面或与滚筒的内表面并置。长形突起优选地还具有顶点,该顶点在本文中定义为长形突起的相对于滚筒的旋转轴线更近(相对于长形突起的基部)的区域。长形突起优选地具有基本三角形截面,因此,这种长形突起的顶点是长形突起的区域,该区域最深地伸入滚筒的内部,即沿滚筒的旋转轴线的方向。如本文中所使用的,术语“基本上三角形截面”涵盖截头三角形截面,在该截头三角形截面中长形突起的顶点已被倒圆(即,具有光滑或弯曲的表面)或被平坦化以提供梯形截面。因此,如本文所用,术语“基本上三角形截面”涵盖截面,在这些截面中长形突起的基部比长形突起的顶点相对更宽,并且其中,所述顶点可以是圆形的或扁平的。
可选地,长形突起可以包括一个或多个穿孔,这些穿孔的尺寸小于固体颗粒材料的最短线性尺寸,以允许流体通过所述穿孔,但是防止所述固体颗粒材料通过所述穿孔。
长形突起被配置为促进固体颗粒材料在存储装置与滚筒的内部之间的流动。
固体颗粒材料从滚筒的内部到存储装置的流动通过孔而被促进,这些孔在本文中被称为“收集孔”和“收获孔”。“收集孔”被定义为布置在所述长形突起的第一侧中的孔,其中,在滚筒沿收集方向旋转期间,第一侧是所述长形突起的前侧。因此,在滚筒沿所述收集方向旋转期间,收集孔用于从滚筒的内部收集固体颗粒材料。“收获孔”是在所述长形突起的第二侧中的孔,其中,在滚筒沿分配方向旋转期间,第二侧是所述长形突起的前侧。收获孔的作用是在滚筒沿分配方向旋转期间从滚筒内部收集固体颗粒材料。收获孔与收获流动路径流体连通,该收获流动路径在本文中也被称为“人字形”流动路径,并且在下面进一步详细描述。
固体颗粒材料从存储装置到滚筒内部的流动由孔(在本文中称为“分配孔”)来促进。
长形突起和/或分配流动路径优选地被配置为使得当分配孔在将滚筒旋转轴线平分的水平面上方时,其从分配孔分配固体颗粒材料,优选地,使得固体颗粒材料落在存在于滚筒内部的基质上。
下面将收集孔和分配孔的构造的优选实施例描述为实施例A和实施例B。收集孔和人字形流动路径的优选构造可应用于实施例A和实施例B中的每一个。
在本发明的第一实施例中,在下文中称为实施例A,长形突起的特征在于,所述收集流动路径和所述分配流动路径是部分但不完全共同延伸的。
优选地,长形突起被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间将存在于所述收集流动路径内的固体颗粒材料朝向存储装置偏置,并且优选地被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于分配流动路径内的固体颗粒材料朝向分配孔偏置。
优选地,长形突起被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径内的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
优选地,在实施例A中,所述长形突起的长形尺寸在形状上是直线的。
优选地,长形突起包括多个收集孔,所述多个收集孔设置在从所述长形突起的近端到远端的多个位置处的所述长形突起的所述第一侧中。
优选地,长形突起的所述第一侧适于将固体颗粒材料朝向所述收集孔偏置。
例如,在优选的实施例中,所述收集孔具有漏斗形状,以增加进入收集流动路径的入口处的截面面积,从而增加固体颗粒材料进入收集流动路径的可能性。
附加地或可替代地,在相邻的收集孔之间的长形突起的所述第一侧中的区域朝向收集孔成角度,从而在滚筒沿收集方向旋转期间促使固体颗粒材料进入收集孔和收集流动路径。
可选地,长形突起可以包括沿着长形突起的所述第一侧的至少一部分的收集凹槽,其中,所述收集凹槽被配置为在沿收集方向旋转期间收集固体颗粒材料,于是所述固体颗粒材料在沿收集方向进一步旋转期间被朝向所述收集孔偏置。优选地,这种收集凹槽沿着长形突起的与滚筒的内壁相接的边缘的至少一部分而设置在长形突起中。
收集流动路径被定义为固体颗粒材料从收集孔到存储装置的流动路径。收集孔限定收集流动路径的起点。固体颗粒材料从滚筒内部经由收集孔进入收集流动路径。收集流动路径与存储装置流体连通。任选地,阀将收集流动路径和存储装置分开,但是优选地,没有阀将收集流动路径和存储装置分开。
收集流动路径优选地包括一连串的敞开隔室,所述敞开隔室位于长形突起中并且被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使存在于收集流动路径内的固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
在优选的实施例中,收集流动路径包括位于长形突起中的阿基米德螺杆布置。当滚筒沿收集方向旋转时,通过阿基米德螺杆的内表面沿着收集流动路径并且朝向存储装置推动收集流动路径内的固体颗粒材料。因此,仅由于滚筒的旋转,可以将固体颗粒材料从收集孔和/或收集流动路径输送到存储装置。
优选地,所述阿基米德螺杆布置的每个螺杆螺距与收集孔相关联。类似地,在所述一连串的敞开隔室中的每个敞开隔室与收集孔相关联。
在其中长形突起具有多个收集孔的优选实施例中,长形突起优选地包括多个收集流动路径。优选地,所述收集流动路径中的每一个在所述多个收集孔之一处开始,然后与其他收集流动路径结合以在所述长形突起中形成单个公共收集流动路径,其中,所述单个公共收集流动路径与所述存储装置流体连通。优选地,所述单个公共收集流动路径包括如上所述的一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置。
分配孔优选地在其远端处或在比其近端更近于其远端的长形突起中。可替代地,长形突起中的分配孔可以从长形突起的近端到远端从沿长形突起的大约一半处定位。
长形突起可以具有多个分配孔,所述多个分配孔沿着长形突起的长度从其近端到远端适当地间隔开,并且这样的实施例促进固体颗粒材料更均匀地分配到滚筒中。
分配流动路径被定义为固体颗粒材料从所述存储装置到分配孔的流动路径。分配孔限定分配流动路径的终点。固体颗粒材料离开分配流动路径,并且经由分配孔进入滚筒的内部。分配流动路径与存储装置流体连通,并且优选地在分配流动路径与存储装置之间没有阀。
分配流动路径优选地包括位于长形突起中的一连串的敞开隔室,所述敞开隔室被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
在优选的实施例中,分配流动路径包括位于长形突起中的一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置。当滚筒沿分配方向旋转时,分配流动路径内的固体颗粒材料被所述一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置的内表面沿分配流动路径并且朝向分配孔推动,并且然后进入滚筒的内部。因此,仅由于滚筒的旋转的结果,固体颗粒材料可以从存储装置输送回到滚筒的内部。
在长形突起具有多个分配孔的实施例中,长形突起优选地包括多个分配流动路径。优选地,所述多个分配流动路径以在所述长形突起中的共享的单个公共分配流动路径的形式在所述存储装置处开始,然后分成单独的分配流动路径,其中,每个所述单独的分配流动路径终止于分配孔中,其中,所述单个公共分配流动路径与所述存储装置和所述单独的分配流动路径中的每一个流体连通。优选地,所述单个公共分配流动路径包括如上所述的一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置。
因此,优选地,所述固体颗粒材料在存储装置与滚筒的内部之间的移动完全通过滚筒的旋转来致动。将理解的是,术语“完全通过滚筒的旋转来致动”是指所述颗粒材料的所述移动由滚筒的旋转实现,并且还可以受到重力的影响。特别地,将理解的是,术语“完全通过滚筒的旋转来致动”是指所述固体颗粒材料在存储装置与滚筒的内部之间的所述移动不需要泵。
在本发明的实施例A的设备中,收集流动路径和分配流动路径是部分但不完全共延的。换句话说,收集流动路径的一部分(而不是全部)占据与分配流动路径的一部分相同的空间。特别地,收集流动路径的一部分(但不是全部)和分配流动路径的一部分优选地在所述长形突起内共享公共内部流动路径。所述公共内部流动路径被适当地配置为使存在于所述公共内部流动路径内的固体颗粒材料在滚筒沿收集方向旋转期间朝向存储装置偏置,并且在滚筒沿分配方向旋转期间朝向分配孔偏置。优选地,所述公共内部流动路径是或包括如上所述的一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置,并且优选地是位于长形突起中的阿基米德螺杆布置。
优选地,在滚筒沿收集方向和分配方向中的每一个旋转期间,公共内部流动路径内的固体颗粒材料的流动描述基本螺旋的路径。因此,在滚筒沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料在所述一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置内的基本螺旋的流动路径中朝向长形突起的近端转移。类似地,在滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒材料在所述一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置内的基本螺旋流动路径中朝向长形突起的远端转移。
因此,收集流动路径优选地从收集孔延伸通过所述公共内部流动路径到达存储装置。优选地,收集流动路径包括与收集孔和所述公共内部流动路径流体连通的第一部分。收集流动路径的所述第一部分由在所述第一部分的一端处的收集孔和在所述第一部分的另一端处的转移孔限定,其中,所述转移孔在滚筒沿收集方向旋转期间促进固体颗粒材料从所述第一部分到所述公共内部流动路径的转移。优选地,在滚筒沿收集方向旋转期间,所述第一部分促进固体颗粒材料流动进入所述公共内部流动路径。
在长形突起具有多个收集孔的优选实施例中,长形突起优选地包括多个收集流动路径,并且在所述长形突起中的每个所述收集流动路径包括如上所述的第一部分,其中,每个所述第一部分与所述公共内部流动路径流体连通。因此,所述多个收集流动路径包括多个第一部分,并且还包括单个第二部分,其是如上所述的公共内部流动路径。
优选地,收集流动路径的所述第一部分位于所述阿基米德螺杆布置的壁内或所述一连串的敞开隔室中的一个的壁内。
优选地,收集流动路径的所述第一部分配备有多个叶片(或挡板),这些叶片允许固体颗粒材料从收集孔流动到转移孔,但是阻止存在于所述第一部分中的固体颗粒从收集孔流出。所述多个叶片优选地包括第一系列叶片和第二系列叶片,其中,所述第一系列叶片和第二系列叶片沿着收集流动路径的所述第一部分的长度的至少一部分设置,其中,所述第一系列叶片与所述第二系列叶片以相对且交错的布置进行设置。因此,所述第一系列叶片设置在收集流动路径的所述第一部分的第一内壁上,并且所述第二系列叶片设置在收集流动路径的所述第一部分的第二内壁上,其中,所述第一内部和所述第二内壁彼此面对。每个系列的叶片有利地在固体颗粒从收集孔到转移孔的流动方向上与所述第一部分的内壁成一定角度,从而允许固体颗粒材料从收集孔到转移孔的流动,但是阻止相反方向的流动。优选地,第一系列的叶片优选地相对于第一内壁以与第一内壁成大致共同的角度倾斜。第二系列的叶片优选地相对于第二内壁以与第二内壁成大致共同的角度倾斜。第一系列叶片的公共角度优选地与第二系列叶片的公共角度基本相同。优选地,所述第一系列和第二系列的叶片延伸到收集流动路径的所述第一部分中的距离足以防止固体颗粒材料在收集孔与转移孔之间线性流动(即,沿单条直线流动)。因此,第一系列叶片有利地被配置为与第二系列叶片互锁但非接触布置。将理解的是,如本文中所使用的,术语“互锁”并不意图暗示相应叶片之间的任何接触,也不意图暗示相对叶片之间的形状或配合的任何对应。所述第一系列叶片和第二系列叶片由此提供了从收集孔到转移孔的曲折路径,该曲折路径在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向公共内部流动路径偏置。收集流动路径的第一部分的这种构造可以与下文描述的公共内部流动路径的任何构造结合使用,但是与外围进入实施例、且特别是与外围进入实施例的第三实施例结合特别有用。
类似地,分配流动路径优选地从所述存储装置延伸穿过所述公共内部流动路径到达分配孔。优选地,分配流动路径包括第一部分和第二部分,所述第一部分为所述公共内部流动路径,所述第二部分与分配孔和所述公共内部流动路径流体连通。
在长形突起具有多个分配孔的实施例中,长形突起可以包括多个分配流动路径,其中,所述分配流动路径中的每一个包括第一部分,所述第一部分是上文所述的公共内部流动路径,并且还包括第二部分,所述第二部分与分配孔和所述公共内部流动路径流体连通。因此,所述多个分配流动路径包括单个第一部分,所述单个第一部分是如上所述的公共内部流动路径,并且还包括如上所述的多个第二部分。
优选地,所述转移孔被配置为使得滚筒沿收集方向或分配方向的旋转使存在于所述公共内部流动路径中的固体颗粒材料偏离所述转移孔。
优选地,所述转移孔的尺寸足够小,以阻止固体颗粒材料从所述公共内部流动路径进入收集流动路径的所述第一部分的流动。优选地,转移孔位于所述公共内部流动路径内,使得滚筒沿收集方向或分配方向的旋转使存在于所述公共内部流动路径中的固体颗粒材料偏离转移孔。
优选地,转移孔的最大尺寸不大于固体颗粒材料的最长尺寸的8倍,优选地不大于7倍,优选地不大于6倍,优选地不大于5倍。优选地,转移孔的最小尺寸是固体颗粒材料的最长尺寸的至少2倍,优选地至少3倍,更优选地至少4倍。
转移孔的优选构造(包括其在长形突起内的位置及其尺寸)使得在滚筒沿收集方向旋转期间它促进从收集孔和/或收集流动路径的所述第一部分到公共内部流动路径的流动,并且使得在滚筒沿收集方向或分配方向中的任一个旋转期间最小化或防止从公共内部流动路径到收集孔或收集流动路径的所述第一部分的流动。换句话说,优选的构造使得固体颗粒材料通过转移孔的流动是单向的,如本文所使用的,这意味着一旦固体颗粒材料已经进入公共内部流动路径,它就不会或不太可能在滚筒沿收集方向或分配方向旋转期间经由转移孔离开长形突起。
可以以多种方式在内部构造所述长形突起,以便获得用于公共内部流动路径、收集流动路径、分配流动路径、且特别是转移孔的优选构造。
优选地,转移孔与围绕其外围的至少一部分(并且优选地全部)的偏转肋相关联,其中,所述偏转肋伸入公共内部流动路径中,并且在滚筒沿收集方向或分配方向旋转期间使固体颗粒材料从转移孔偏置离开。偏转肋突伸入公共流动路径的距离可以在转移孔的周边周围变化。优选地,偏转肋突出的距离至少等于固体颗粒材料的最长尺寸,并且优选为固体颗粒材料的最长尺寸的至少2倍、优选为至少3倍。
在优选的实施例中,在本文中被称为“中央入口”,固体颗粒材料从收集孔流入公共内部流动路径,使得所述材料到达公共内部流动路径内的大致中央的位置。因此,优选地,所述转移孔大约位于公共内部流动路径内的中央。
在中央入口实施例中,所述转移孔优选地与其相关联的收集孔的平面处于不同的平面中,并且优选地基本上垂直,其中术语“基本上垂直”在本文中是指由各个孔的截面面积限定的平面彼此成大于50°、优选地大于60°、优选地大于70°的角度。在该实施例中,由转移孔的横面面积限定的平面优选地基本上平行于它所位于的长形突起的基部的切向平面,即,所述长形突起的与滚筒的内壁并置的部分,其中术语“基本上平行”在本文中是指各个平面彼此之间的夹角小于30°、优选小于20°、优选小于10°、优选小于5°。在该实施例中,收集孔的截面面积优选地与它位于的长形突起的第一侧,即当滚筒沿收集方向旋转时,所述长形突起的前侧。所述平面的优选的基本垂直关系有助于最小化或防止在滚筒的旋转期间,特别是在沿分配方向的旋转期间,存在于所述公共内部流动路径中的固体颗粒材料到滚筒内部的流动。
在该中央入口实施例中,优选地,收集流动路径的所述第一部分被部分地布置在长形突起的基部处,优选地,其中,所述第一部分沿着长形突起的基部的至少20%、优选地至少30%、优选地至少40%,且优选不超过70%、优选不超过60%、优选不超过50%延伸。收集流动路径的所述第一部分的特征可以在于具有第一部段和第二部段,所述第一部段是所述第一部分最靠近收集孔的部段,所述第二部段是所述第一部分最靠近转移孔的部分。优选地,所述第一部分的第一部段被设置在如上所述的长形突起的基部处,并且优选地,所述第一部分的第一部段的长度的至少50%、优选至少60%、优选至少70%、优选至少80%以这种方式设置在长形突起的基部处。所述第一部分优选地被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间例如通过具有弯曲或倾斜表面而使固体颗粒材料的流动朝向转移孔偏置,所述弯曲或倾斜表面从所述第一部分的所述第一部段在背离所述长形突起的基部并且朝向所述公共内部流动路径的中心的方向上延伸,例如,其中,所述倾斜表面与所述长形突起的基部限定至少20°、优选至少30°、优选至少45°的角度。这种弯曲表面或倾斜表面可以存在于第二部段中,或者存在于所述第二部段和所述第一部段中。
在该中央入口实施例中,当从正交于长形突起的基部的位置观察时,收集流动路径的所述第一部分的所述第二部段优选地与所述第一部分的所述第一部段成角度β进行设置,使得所述第二部段将所述收集流动路径的第一部分引向长形突起的近端,即引向滚筒的端壁并引向存储装置。优选地,β为大约100°至大约170°,优选地为大约120°至大约150°,并且可以例如根据或取决于长形突起的尺寸和阿基米德螺杆的螺距而变化。这样的构造在滚筒沿收集方向旋转期间帮助固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在另一优选的实施例中,在本文中被称为“外围进入”,所述转移孔位于公共内部流动路径的外围处。在该实施例中,所述偏转肋优选地包括第一偏转肋部分,所述第一偏转肋部分在滚筒沿收集方向或分配方向旋转期间将固体颗粒材料从转移孔偏置离开,并且优选地,所述第一偏转肋部分被定位成使得特别适用于在滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料从转移孔偏置离开。所述偏转肋优选地还包括第二偏转肋部分,所述第二偏转肋部分在滚筒沿收集方向或分配方向旋转期间将固体颗粒材料从转移孔偏置离开,并且优选地,所述第二偏转肋部分被定位成使得其特别地适于在滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料从转移孔偏置离开。优选地,所述第一偏转肋部分和/或所述第二偏转肋部分在基本垂直于公共内部流动路径的内壁的方向上伸入公共内部流动路径。优选地,所述第一偏转肋部分比所述第二偏转肋部分更伸入公共内部流动路径。因此,在滚筒沿任一方向旋转期间遵循公共内部流动路径内的外围轨迹的固体颗粒材料撞击偏转肋部(特别是所述第一或第二偏转肋部分),于是,其外围轨迹被扰动,使得固体颗粒材料偏转离开转移孔,并且离开转移孔所处的外围部段,例如朝向公共内部流动路径的中心。
应当理解,在外围进入实施例中,转移孔优选地与公共内部流动路径的内壁基本相切地设置,这特别适用于为或包括阿基米德螺杆布置的公共内部流动路径。在公共内部流动路径是或包括隔室的直线型一连串开口情况下,在该实施例中,转移孔优选地布置成与公共内部流动路径的内壁基本共面。
在外围进入实施例中,收集流动路径的所述第一部分优选地遵循公共内部流动路径的外围的一部分,直到所述第一部分在转移孔处通向公共内部流动路径。
在外围进入实施例中,转移孔可以包括叶片或百叶窗,这些叶片或百叶窗跨过所述孔的截面区域延伸,使得所述转移孔成为多个狭缝。这样的叶片或百叶窗优选地在与长形突起和/或滚筒的轴线基本相同的方向上延伸,其中,在本文中术语“基本相同的方向”是指叶片或百叶窗孔与滚筒的轴线成一定角度,该角度小于40°、优选小于30°、优选小于20°、优选小于10°、并且优选小于5°。多个狭缝宽到足以避免被固体颗粒材料阻塞并且保持流动,优选地,其中,狭缝的最窄尺寸是固体颗粒材料的最长尺寸的至少2倍、优选至少3倍、优选至少4倍。叶片或百叶窗有利地改善滚筒沿收集方向旋转期间固体颗粒材料进入公共内部流动路径的方向,并且进一步最小化滚筒沿分配方向旋转期间固体颗粒材料进入收集流动路径的所述第一部分的可能性。
在外围进入实施例的第一构造中,所述转移孔位于公共内部流动路径的外围中,在比长形突起的第一侧更靠近长形突起的第二侧的位置处,其中,第二侧是在滚筒沿收集方向旋转期间长形突起的后侧。因此,在该第一构造中,转移孔位于长形突起的与收集孔所位于的一侧相对的一侧处或附近。在该第一构造中,收集流动路径的所述第一部分优选地布置在长形突起的基部处,即,长形突起的与滚筒的内壁并置的部分,优选地,其中,所述收集部分的所述第一部分流动路径沿长形突起的基部的至少50%、优选地至少60%、优选地至少70%延伸。
在外围进入实施例的该第一构造中,固体颗粒材料优选地沿基本上与方向(B)相反的方向(A)从转移孔进入公共内部流动路径,其中,固体颗粒材料从滚筒内部进入收集孔,其中,方向(A)和方向(B)在长形突起的结构的背景下、而不是在空间中长形突起的绝对位置(在滚筒的旋转期间当然会改变)的背景下,是彼此相对的。应当理解的是,在固体颗粒材料进入收集孔的入口点处,方向(B)与收集方向相反。
在外围进入实施例的该第一构造中,转移孔及其相关的收集孔优选地基本上平行,其中,在此上下文中的术语“基本上平行”是指由各个孔的截面区域限定的平面彼此成一定角度,该角度小于40°、优选地小于30°、优选地小于20°、优选地小于10°。
在外围进入实施例的第二构造中,所述转移孔位于公共内部流动路径的外围中的位置处,该位置更靠近长形突起的第一侧而不是长形突起的第二侧,其中,第二侧是在滚筒沿收集方向旋转期间长形突起的后侧。因此,在该第二构造中,转移孔位于长形突起的收集孔所在的侧面处或附近。在该第二构造中,收集流动路径的所述第一部分优选地沿长形突起的第一侧进行布置,优选地,其中,收集流动路径的所述第一部分沿长形突起的第一侧的至少30%、优选地至少40%、优选地在至少50%延伸。
在外围进入实施例的该第二构造中,收集流动路径的所述第一部分是S形的。因此,固体颗粒材料优选地从转移孔沿方向(A)进入公共内部流动路径,该方向(A)与固体颗粒材料从滚筒的内部进入收集孔的方向(B)基本相同,其中,对于第一构造,方向(A)和方向(B)在长形突起的结构的背景下、而不是在空间中长形突起的绝对位置(在滚筒的旋转期间当然会改变)的背景下,是彼此相对的。应当理解的是,对于第一构造,在固体颗粒材料进入收集孔的入口点处,方向(B)与收集方向相反。
在外围进入实施例的该第二构造中,与第一构造一样,转移孔及其相关联的收集孔优选地基本上平行。
该第二构造是特别有利的,因为在滚筒沿分配方向旋转期间,收集路径的更加错综复杂的第一部分进一步最小化固体颗粒材料从收集孔流出的可能性。
在外围进入实施例的第三构造中,转移孔在公共内部流动路径的外围中的一位置处位于公共内部流动路径的外围处,该位置相对更远离滚筒的内表面并且相对更靠近滚筒的旋转轴线。优选地,所述转移孔在公共内部流动路径的外围中的一位置处位于公共内部流动路径的外围处,该位置最远离滚筒的内表面并且最靠近滚筒的旋转轴线。因此,在该构造中,转移孔优选地在长形突起的第一侧和第二侧之间近似等距地定位。换句话说,在该构造中的转移孔优选地位于公共内部流动路径的外围处,该公共内部流动路径的外围最接近长形突起的顶点并且最接近滚筒的旋转轴线。该第三构造是特别有利的,因为它允许离心力和重力两者来协助固体颗粒材料进入公共内部流动路径。
在第三构造中,如上所述,转移孔优选地与围绕其外围的至少一部分(并且优选地全部)的偏转肋相关联。优选地,所述偏转肋包括第一偏转肋部分,所述第一偏转肋部分在滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料偏置成背离转移孔,并且进一步包括第二偏转肋部分,所述第二偏转肋部分在滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料偏置成背离转移孔。因此,在滚筒沿任一方向旋转期间遵循公共内部流动路径内的外围轨迹的固体颗粒材料撞击偏转肋部分,于是其外围轨迹被扰动,使得固体颗粒材料偏转背离转移孔,并且背离转移孔所在的外围的部段,例如朝向公共内部流动路径的中心。优选地,所述第一和第二偏转肋部分伸入公共内部流动路径,使得每个偏转肋部分具有与公共内部流动路径的内周壁连续但相对于其成一定角度的偏转表面,使得该偏转表面相对于所述内周壁的角度大于90°并且通常地不大于约150°(优选地从大约100°至大约130°)。优选地,所述第一偏转肋部分和第二偏转肋部分伸入公共内部流动路径中达彼此之间的近似相似距离。
在该第三构造中,转移孔优选地由公共内部流动路径的内壁中的狭槽限定,其中所述狭槽在所述阿基米德螺杆布置的相对的内表面或一连串的敞开隔室之间延伸。在该优选实施例中,转移孔优选地与第一和第二偏转肋部分相关联,所述第一和第二偏转肋部分在所述阿基米德螺杆布置的相对内表面或一连串的敞开隔室之间延伸,并且沿与长形突起的长形尺寸基本平行的方向延伸。
在该第三构造中,阿基米德螺杆的芯可以居中或偏心地设置。在偏心布置中,芯部布置成比内滚筒附近的公共内部流动路径的周界更靠近滚筒的旋转轴线,更靠近公共内部流动路径的周界。偏心布置有利地改善了阿基米德螺杆的平衡。
特别是在外围进入实施例中,并且尤其是在上述的第三构造中,收集孔可以是狭槽,其沿着所述长形突起的至少一部分并且优选地沿着所述长形突起的所述第一侧的全部延伸。这样的收集孔优选地设置在所述长形突起的所述第一侧中、在所述长形突起的基部处,即,长形突起的与滚筒的内壁并置的部分。这种收集孔与多个收集流动路径流体连通,每个收集流动路径具有如上文所定义的第一流动部分,该第一流动部分经由上文所定义的转移孔与公共内部流动路径流体连通。这样的收集孔有利地使从滚筒内部的固体颗粒材料的收集速率最大化。
在收集孔是狭槽的情况下,优选地在所述狭槽的前部中设置一系列竖直引导肋,从而限定一系列收集通道,这些收集通道与滚筒的内部和所述狭槽流体连通。将理解的是,在本文中术语“……的前部”是指竖直引导肋设置在狭槽与滚筒的内部之间。所述竖直引导肋适当地在基本平行于本文所限定的收集方向和分配方向的方向上延伸。所述竖直引导肋适当地从滚筒的内壁基本垂直地延伸到长形突起的第一侧。所述竖直引导肋适当地是平面的。所述竖直引导肋优选地被成形为使得每个肋的前缘(即,当滚筒沿收集方向旋转时,肋的前缘)背离滚筒的内表面并且朝向长形突起的顶点(即,长形突起的靠近滚筒的旋转轴线的部分)成角度。竖直引导肋有助于将固体颗粒材料从滚筒内部捕获并转移到收集孔。
在所述长形突起的内部构造的另一实施例中,在本文中被称为“双螺旋实施例”,所述公共内部流动路径和收集流动路径的所述第一部分被布置为双螺旋阿基米德螺杆,或者被布置为如上所述的第一连串和第二连串的敞开隔室,并且优选地为双螺旋阿基米德螺杆。在该实施例中,公共内部流动路径与所述收集路径的所述第一部分沿着长形突起成螺旋并置。类似地,所述第一连串的敞开隔室与所述第二连串的敞开隔室基本上螺旋并置。公共内部流动路径优选地相对于所述收集路径的所述第一部分占据长形突起的更多内部体积,并且优选地是所述收集路径的所述第一部分的总体积的至少1.5倍以上,优选至少2.0倍以上,优选至少2.5倍以上,优选不超过4.0倍以上,优选不超过3.0倍以上。优选地,公共内部流动路径占据长形突起的内部体积的至少55%、优选地至少60%、优选地不大于90%、优选地不大于80%、优选地不大于75%。在该实施例中,固体颗粒材料从收集孔流入公共内部流动路径,使得所述材料到达公共内部流动路径内的大致中心的位置。因此,优选地,所述转移孔位于公共内部流动路径内的大约中心。
优选地,公共内部流动路径由一系列分开的模块化部段的壁构成,优选地,其中,每个所述模块化部段包括收集孔、收集流动路径的第一部分和如上所述的转移孔,其中,所述一系列分开的模块化部段在被连接在一起时形成公共内部流动路径的边界壁中的至少一些。优选地,所述模块化部段形成长形突起的内壁,即公共内部流动路径的壁,而不是长形突起的与滚筒内部中的基质接触的外壁。模块化布置的优点是例如通过注射模制来更容易且更经济的制造。优选地,在该实施例中,模块化部段被线性地连接在一起,优选地借助于从第一模块化部段延伸到最后模块化部段的拉杆。包括拉杆和接合的模块化部段的组件被长形突起的外表皮(通常是不锈钢外表皮)适当地覆盖,该长形外表皮从其近端延伸到远端。因此,拉杆适当地位于长形突起内,优选地位于最远离滚筒的内表面的长形突起的凸叶内,或者在滚筒沿收集方向旋转期间与长形突起的后缘并置。
所述阿基米德螺杆可以是机动化的,但是优选地,阿基米德螺杆的内表面相对于滚筒的内壁是静止的,即,阿基米德螺杆的内表面优选地独立于滚筒的旋转而不旋转。
阿基米德螺杆的内表面适当地具有常规的圆形和/或光滑的布置。可替代地或附加地,阿基米德螺杆是直线的,沿其长度的至少一部分具有阶梯状的表面。类似地,尽管阿基米德螺杆的截面适当地是圆形的,但是可以设想其他截面,且特别是多叶形截面,例如三叶形或四叶形。三叶形截面是特别实用的,因为阿基米德螺杆布置在其内的长形突起的截面通常为三角形。因此,阿基米德螺杆的三叶形截面可以最大程度地利用长形突起内部的可用空间。直线布置是特别实用的,因为长形突起可以被制成多件并且组装在一起以在长形突起中形成上文讨论的流动路径。合适的制造工艺包括注塑。
在另一优选的实施例中,在本文中被称为帕特诺斯特构造,位于长形突起中的所述一连串的敞开隔室由基本上彼此平行的第一系列倾斜叶片和基本上彼此平行的第二系列倾斜叶片形成,其中,所述第一系列和第二系列沿着所述长形突起的内部的长度的至少一部分设置,其中,所述第一系列叶片以与所述第二系列叶片面对的布置进行设置,其中,所述第一系列叶片没有平行于所述第二系列叶片,并且其中,隔室和叶片被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径内的固体颗粒材料朝向分配孔偏置,并且被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使存在于收集流动路径内的固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
在另一个优选实施例中,所述一连串的敞开隔室或所述公共内部流动路径由相对的且偏移的锯齿表面形成,所述相对的且偏移的锯齿表面被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置,并且被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使存在于收集流动路径中的固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
在本发明的第二实施例中,在下文中称为实施例B,长形突起包括作为不同流动路径的分配流动路径和收集流动路径,如本申请人共同未决的PCT/GB/2017/053815申请中所描述的。
在实施例B中,所述收集孔优选地在所述长形突起的近端处位于所述长形突起中。任选地,长形突起可以包括沿着其第一侧的至少一部分的收集凹槽,其中,收集凹槽被配置为在沿收集方向旋转期间收集固体颗粒材料,于是固体颗粒材料在沿收集方向进一步旋转期间朝向收集孔偏置。优选地,这种收集凹槽沿着长形突起的与滚筒的内壁相接的边缘的至少一部分而设置在长形突起中。
在实施例B中,长形突起和/或滚筒优选地被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使存在于滚筒内的固体颗粒材料朝向收集流动路径,特别是朝向端壁偏置。
在实施例B的优选布置中,所述长形突起的长形尺寸是曲线的,并且被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使所述固体颗粒材料朝向位于其近端处的长形突起中的所述收集孔偏置。具有螺旋或螺旋几何形状的曲线长形突起是优选的。将理解的是,术语“螺旋或螺旋几何形状”是指三维螺旋曲线,其也包含完整螺旋或螺旋形曲线的弧。曲线长形突起的使用对于设备是特别实用的,其中在设备操作期间滚筒的轴线基本上是水平的。
在实施例B的另一优选布置中,所述长形突起的长形尺寸是直线的。在这种布置中,优选地,如上所述,设备和/或滚筒是倾斜的或可倾斜的,使得在转滚筒沿收集方向旋转期间会由滚筒的倾斜提供偏置,该偏置会促使存在于滚筒内的固体颗粒材料朝向收集流动路径、特别是朝向端壁。
在实施例B中,长形突起可以被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使固体颗粒材料以一些方式朝向收集流动路径和/或端壁偏置。
因此,在实施例B的一种优选构造中,在下文中被称为“下方流动式”构造,长形突起设置在滚筒的内表面上,使得在长形突起的下侧与滚筒的内表面之间存在一个或多个成角度的通道,或者通过长形突起存在于一个或多个位置处,在该一个或多个位置处长形突起与滚筒的内表面相交,从而成角度的通道的一个边界壁呈现出与滚筒的内表面连续的表面。成角度的通道允许固体颗粒材料在长形突起的下方流动或通过长形突起流动,使得在滚筒沿收集方向旋转期间,成角度的通道的出口点比该成角度的通道的入口点更靠近滚筒的端壁。成角度的通道的入口点位于长形突起的第一侧,成角度的通道的出口点位于长形突起的相对的第二侧。在滚筒沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料朝向第一长形突起的第一侧的入口点偏置,穿过成角度的通道,并从第一长形突起的第二侧上的成角度的通道中的出口点离开。这样做,固体颗粒材料变得更靠近滚筒的端壁,并因此更靠近存在于下一个长形突起中的收集路径,在滚筒沿收集方向旋转期间,所述固体颗粒材料在其在滚筒内的轨迹上接触到下一个长形突起,即在滚筒的内表面上与第一长形突起间隔开的第二长形突起,从而改善固体颗粒材料的收集效率。一个或多个成角度的通道可以与每个长形突起相关联,并且在多个成角度的通道与单个长形突起相关联的情况下,它们可以沿着所述长形突起的全部或部分长度设置。所述成角度的通道优选地设置在所述长形突起的下方或所述长形突起中,使得所述通道与所述滚筒的后壁限定至少约10°、优选地至少约20°、优选地至少约30°,并且不大于约80°、优选不大于70°、优选不大于约60°、通常不大于约50°的角度。优选地,通道的角度在本文中被定义为通道的入口点与出口点之间的直线。通道的路径可以具有直线或曲线构造,例如可以是直的或弯曲的,并且通常是直的。在路径是弯曲的情况下,通道优选地朝向滚筒的端壁弯曲。可以使用下方流动实施例,其中在设备的操作期间,滚筒的旋转轴线基本上是水平的、倾斜的或可倾斜的,但是对于滚筒的旋转轴线基本上是水平的设备特别实用的。
在实施例B中,滚筒、特别是其内表面,也可配置为在滚筒沿收集方向旋转期间以另外或对上述方式的替代方式朝向收集流动路径和/或端壁偏置固体颗粒材料。特别是,滚筒的内表面可以被纹理化或轮廓化,例如通过与其附接或与其整体形成的引导元件,以便在滚筒沿收集方向旋转期间朝向收集流动路径和/或滚筒的端壁偏置固体颗粒材料。这样的引导元件是预期的,并且适合于促进固体颗粒材料朝向滚筒的端壁流动,因此与长形突起或提升器不同,主要目的是促进要用固体颗粒材料和任何处理剂和/或液体介质处理的基质的搅动。因此,引导元件显著地小于长形突起的深度,其中,“深度”是指在滚筒的内表面之上或之下的最大高度。因此,滚筒的内表面引以为傲的引导元件延伸进入滚筒的内部远小于长形突起。优选地,引导元件的深度参照固体颗粒材料的最长尺寸限定,并且优选地引导元件的深度尺寸至少与固体颗粒材料的最长尺寸相同,优选地是固体颗粒材料的最长尺寸的至少两倍,并且优选地不大于约5倍,优选地不大于约4倍。优选地,引导元件的深度是长形突起深度的不大于90%、优选不大于80%、优选不大于70%、优选不大于60%、优选不大于50%、优选不大于40%、优选不大于30%、优选不大于20%,并且为长形突起的深度的优选至少1%、优选至少5%。
引导元件的一个有用实施例包括设置在滚筒的内表面上的一个或多个肋。在进一步有用实施例中,引导元件包括设置在滚筒的内表面中的一个或多个凹槽。所述一个或多个肋和/或所述一个或多个凹槽优选设置在相邻长形突起之间。有利地,肋或凹槽以将固体颗粒材料定向为远离滚筒的前面(并且远离第一长形突起)且朝向滚筒的端壁(并且朝向与所述第一长形突起分开的第二长形突起)的方式在滚筒沿收集方向旋转期间成角。肋或凹槽对于相邻长形突起之间的距离的全部或部分可横跨内表面,但是典型地肋或凹槽仅对相邻长形突起之间的部分距离横跨内表面,并且典型地为相邻长形突起之间的距离的约5%至约95%,或约10%至约80%。因此,在滚筒沿收集方向旋转期间,肋或凹槽朝向端壁偏置固体颗粒材料。肋或凹槽设置成与端壁成一定角度,并且与长形突起成一定角度,其中,所述角度既不平行也不垂直于端壁或长形突起。特别是,肋或凹槽设置为在滚筒沿收集方向旋转期间肋或凹槽的前端比在滚筒沿收集方向旋转期间所述肋或凹槽的后端更加靠近滚筒的前部。肋或凹槽优选与滚筒的端壁限定的角度为至少约10°、优选至少约20°、优选至少约30°,而不大于约80°、优选不大于70°、优选不大于约60°、典型地不大于约50°。优选地,肋或凹槽的角度在本文被限定为肋或凹槽的起点和肋或凹槽的终点之间的直线。滚筒的内表面之上或之中的肋或凹槽可以限定直线或曲线路径。应认识到,圆柱滚筒的内表面是弯曲的,并且本文所说的“直线路径”应理解为以滚筒的所述弯曲内表面上的两个点之间的直线方式跟随滚筒的表面曲率的路径,本文所说的“曲线路径”应理解为跟随滚筒的内表面曲率且在跨过滚筒的内表面的进一步维度上也弯曲的路径。在路径是弯曲路径的情况下,肋或凹槽优选朝向滚筒的端壁弯曲。可采用肋和凹槽的组合。多个肋和/或多个凹槽可设置为跨过滚筒的内表面的由滚筒的前面和滚筒的端壁界定的区域,并且跨过滚筒的内表面的由相邻长形突起至少部分界定的区域。优选该实施例中公开的肋非穿孔的或其中不包含大小如固体颗粒材料尺寸的穿孔。
在上述肋实施例中,肋的轮廓优选配置为在其朝向滚筒的端壁偏置期间保持固体颗粒材料。因此,优选肋在滚筒沿收集方向旋转期间为前边的边缘包括沿着肋的长度至少部分并且优选沿着肋的基本上全部长度布设的收集凹槽。
引导元件的进一步有用实施例是设置在滚筒的内表面上的穿孔分流肋,优选在相邻的长形突起之间。穿孔分流肋优选设置在滚筒的内表面上,从而它在远离滚筒的端壁且朝向滚筒的前面的方向上延伸。换言之,穿孔分流肋通常延伸的方向基本上平行于滚筒的旋转轴和/或基本上平行于长形突起。穿孔分流肋由第一边缘和第二边缘限定,所述第一边缘是在滚筒沿收集方向旋转期间的前边缘,所述第二边缘是在滚筒沿收集方向旋转期间的后边缘。第一边缘和第二边缘的每一个具有在其中的一个或多个孔。穿孔分流肋包括连接第一边缘上的孔与第二边缘上的孔的多个成角度的通道。如果穿孔分流肋与滚筒的内表面相接,则孔和成角度的通道优选设置为使成角度的通道的一个边界壁(即通道的基部)存在与滚筒的内表面连续的表面。这些成角度的通道与上面描述的“下方流动”实施例的成角度的通道以相同的原理操作。成角度的通道在肋的第二边缘处的出口点比成角度的通道在肋的第一边缘处的入口点更加靠近滚筒的端壁,因此允许固体颗粒材料流过穿孔分流肋,从而在滚筒沿收集方向旋转期间固体颗粒材料朝向滚筒的端壁偏置,因此改善了固体颗粒材料的收集效率。多个成角度的通道可以设置为沿着穿孔分流肋的长度的全部或部分。成角度的通道与滚筒的后壁限定的角至少约10°,优选至少约20°,优选至少约30°,而不大于约80°,优选不大于70°,优选不大于约60°,典型地不大于约50°。优选地,通道的角度在此被限定为该通道的入口点和出口点之间的直线。通道的路径可以具有直线或曲线配置,并且例如可以为直的或弯曲的,且典型为直线。在路径是弯曲的情况下,通道优选朝向滚筒的端壁弯曲。可以使用穿孔分流肋,其中,在设备操作期间,滚筒的旋转轴线基本上水平倾斜或可倾斜,但是特别适用于滚筒的旋转轴线基本上水平的设备。
在实施例B中,可旋转地安装的滚筒的内表面以使固体颗粒材料朝向滚筒的端壁偏置的另一构造如下。因此,在实施例B的优选构造中,滚筒的内表面是倾斜的,使得滚筒的表面相对于水平面限定角度A',该角度大于0且小于大约20°、优选地至少大约1°、优选至少约5°、优选1至20°、优选1至10°、优选5至10°。在这种构造中,滚筒的内表面从滚筒的前部到滚筒的端壁沿向下方向倾斜。因此,滚筒的内表面限定截头圆锥形表面。因此,截头圆锥形表面在设备的前部的直径小于在滚筒的端壁处的直径。应当理解的是,该构造特别实用的,其中,将滚筒设置在设备中,使得滚筒的旋转轴线基本水平,例如其中滚筒和/或设备不倾斜或是不是可倾斜的。因此,该构造将固体颗粒材料朝向所述收集流动路径偏置,所述收集流动路径包括位于所述长形突起的近端处在所述长形突起中的所述收集孔。在这种截头圆锥形表面构造中,滚筒的内表面优选地被配置为在滚筒的内表面与端壁的接合部处在内表面中限定至少一个收集通道。所述收集通道至少部分地围绕滚筒的端壁的周边延伸,并且至少部分地在每个长形突起之间延伸。收集通道沿着滚筒的内表面和端壁的接合部延伸到收集孔,并且因此被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使固体颗粒材料朝向收集孔偏置。所述至少一个收集通道在滚筒沿收集方向旋转期间有利地提高了固体颗粒材料的收集效率。截头圆锥形内表面可被组装在滚筒内部和/或能够被改装到现有滚筒,特别是在该设备包括滚筒的情况下,在该滚筒中旋转轴线被固定在水平面中。因此,可以将不适合或不适于使用固体颗粒材料处理基质的常规设备转换为适合于使用固体颗粒材料处理基质的设备。这种截头圆锥形表面优选地设置为多个插入物,这些插入物可以设置在常规设备的滚筒的现有表面(通常是圆柱形表面)上。这种截头圆锥形表面适合与本文所述的可改装存储装置和长形突起结合使用,并且通常将其作为非整体元件提供,以便允许将部件引入滚筒中而无需拆卸整个设备。
在实施例B中,所述分配孔优选地如本文针对实施例A所述位于所述长形突起中。如在实施例A中所述,在长形突起中可以存在多个分配孔。
实施例B的分配流动路径被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向分配孔偏置。优选地,分配流动路径包括位于长形突起中的一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置,所述一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置被配置为在滚筒沿分配方向旋转时使存在于存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置优选地如上文针对实施例A的分配流动路径或公共内部流动路径的配置所述。然而,应当理解的是,在实施例B中,分配流动路径为与如上所述的收集流动路径有区别并且不同,即,在实施例B中没有公共内部流动路径。
在实施例B的分配流动路径的另一种构造中,并且特别是在该设备包括曲线的(例如螺旋或螺旋形)长形突起的情况下,分配流动路径可以简单地是在长形突起内部的中腔。然而,该实施例是次优选的。
在实施例B的设备中,收集流动路径的至少一部分可以与分配流动路径的至少一部分并置,其中所述并置的部分由偏转壁隔开,该偏转壁有助于防止所述固体颗粒材料通过所述收集流动路径从所述存储装置流出到所述滚筒的内部和/或有助于将颗粒从所述存储装置向分配路径偏置。
在实施例B的设备中,收集流动路径优选地包括阀,优选地是单向瓣阀,以防止所述固体颗粒材料经由所述收集流动路径从所述存储装置流出到所述滚筒的内部。有利地,这种阀有助于确保尽可能有效地填充存储装置。瓣阀可以被弹簧偏置,和/或由凸轮机械地控制,和/或被重力操作并且在其中包括足够的重量,以防止固体颗粒材料经由所述收集流动路径从所述存储装置流出到所述滚筒的内部。
因此,正如针对实施例A的,优选地,通过滚筒的旋转来完全致动固体颗粒材料在实施例B中在存储装置与滚筒内部之间的移动。
现在将描述收获口的构造和相关联的收获(或人字形)流动路径。该配置被称为“人字形”布置。如上所述,这些配置适用于实施例A和实施例B。
优选地,所述长形突起包括设置在所述长形突起的所述第二侧中的多个所述收获孔。收获孔可以沿着所述长形突起的第二侧从其近端到远端位于多个位置处。
如上所述,所述收获孔经由所述收获流动路径与存储装置流体连通。所述收获流动路径被配置为在滚筒沿分配方向并且优选地也沿收集方向旋转期间使固体颗粒材料朝向存储装置偏置。所述收获流动路径被配置为尤其在滚筒沿分配方向旋转期间使固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,所述收获流动路径被配置为一旦在收获流动路径中存在固体颗粒材料,就在滚筒沿任一方向旋转时将固体颗粒材料朝向存储装置偏置,这对于使滚筒沿分配方向旋转是特别有实用的。
优选地,所述收获流动路径限定从收获孔到存储装置的曲折流动路径。
应当理解的是,收获流动路径与收集流动路径和分配流动路径有区别,并且不同于收集流动路径和分配流动路径。
所述收获流动路径可以位于所述长形突起的基部中或上,或者可以位于所述长形突起的第二侧中或上。
然后在收获流动路径位于所述长形突起的基部中或上的情况下,在上述实施例A的上下文下,所述收获流动路径比收集流动路径、分配流动路径更靠近滚筒的内壁,并且在上述实施例B的上下文中,所述收获流动路径比分配流动路径更靠近滚筒的内壁。
所述收获流动路径优选地位于长形腔内,该长形腔位于所述长形突起的基部中或上,或者位于所述长形突起的第二侧中或上,其中,所述长形腔具有平坦的板状形状,该板状形状具有长度、宽度和深度,其中,所述腔的长形尺寸(或长度)沿长形突起的长形尺寸的至少一部分设置。长形腔适当地遵循长形突起的形状和轮廓,并且可以是直线的和/或曲线的。应当理解的是,长形腔的长度、宽度和深度基本上彼此正交。所述长形腔的宽度尺寸沿着所述长形突起的基部的宽度的至少一部分或沿着所述长形突起的第二侧的宽度的至少一部分而设置,这取决于长形突起中或长形突起上的收获流动路径的位置。长形腔的深度尺寸基本正交于所述长形突起的基部或所述长形突起的第二侧,这取决于在长形突起中或长形突起上的收获流动路径的位置。
应当理解的是,所述长形腔具有第一边缘和第二边缘,其中,第一边缘和第二边缘在腔的宽度尺寸的相对边缘上。所述收获孔设置在第一边缘中。在收获流动路径位于所述长形突起的基部中或上、或位于所述长形突起的第二侧中或上的构造中,所述第二边缘不包含收获孔。
因此,其中,所述收获流动路径位于所述长形突起的基部中或上,所述长形腔的第一边缘(即,布置有收获孔的边缘)位于所述长形突起的第二侧处。
类似地,其中,所述收获流动路径位于所述长形突起的第二侧中或上,长形腔的第一边缘(即,布置有收获孔的边缘)位于所述长形突起的第二侧与滚筒的内壁的接合部处。
优选地,收获流动路径包括一连串的敞开隔室。因此,优选地,所述收获孔经由一连串的敞开隔室与存储装置流体连通,所述敞开隔室被配置为在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。所述一连串的敞开隔室被配置为在滚筒沿分配方向并且优选地也沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,所述一连串的敞开隔室被配置为一旦在收获流动路径中存在固体颗粒材料,则在滚筒在任一方向上旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置,这在滚筒沿分配方向旋转期间在本发明中是特别实用的。所述一连串的敞开隔室优选地形成收获(或人字形)流动路径的至少一部分。
应当理解的是,所述一连串的敞开隔室位于上文所述的长形腔中。
所述收获流动路径的一连串的敞开隔室由第一系列叶片和第二系列叶片形成,其中,所述第一系列叶片和第二系列叶片沿着长形突起的长度的至少一部分设置。优选地,第一系列叶片设置在长形腔内,使得所述第一系列叶片位于或沿着所述长形腔的所述第一边缘的内部,并且所述第二系列叶片设置在长形腔内,从而所述第二系列位于或者沿着所述长形腔的所述第二边缘的内部。应当理解的是,所述第一系列和第二系列中的每个叶片横向延伸进入长形腔的宽度尺寸的一部分中并且横越该部分,并且有利地以使得来自收获孔的收获流动路径的方式进行到存储装置的是曲折流动路径,该曲折流动路径在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
所述第一系列叶片优选以与所述第二系列叶片相对且交错的方式进行设置,以提供从收获孔到存储装置的曲折流动路径,该曲折流动路径将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,优选地,第一系列叶片中的至少一些从所述第一边缘的内部横向延伸到长形腔的宽度尺寸的一部分中并横越该部分延伸到位置X1,并且第二系列叶片中的至少一些从所述第二边缘的内部横向延伸到长形腔的宽度尺寸的一部分中并横越该部分到位置X2,其中位置X1比位置X2更靠近第二边缘的内部和/或(并且优选地)其中位置X2比位置X1更靠近第一边缘的内部,其中,位置X1和X2到相关边缘的内部的距离是在正交于所述边缘的内部的方向上测量的。因此,以这种方式沿着长形腔的长度布置的所述第一系列叶片和第二系列叶片限定了一系列位置,所述位置包括位置X11、X21、X12、X22、X13、X23、…X1na和X2m,其中,n和m是整数,这样限定了非线性和曲折路径,该路径被配置为在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,优选地,第一系列叶片和第二系列叶片限定沿着长形腔的长度交替的一组位置X1和X2。换句话说,第一系列的叶片可被描述为与第二系列的叶片成燕尾形。因此,第一系列叶片有利地被配置为与第二系列叶片互锁但非接触布置。将理解的是,如本文中所使用的,术语“互锁”并非旨在暗示相应叶片之间的任何接触,并且并非旨在暗示相对叶片之间的形状或配合的任何对应。然而,在收获流动路径的开始,即收获流动路径的更靠近长形突起的远端的端部,第一系列的第一叶片任选地接触第二系列的第一叶片,以便为收获流动路径提供终点。
第一系列和第二系列中的一个或两个的一个或多个另外的叶片可以以这种交替的样式散布,任选地,其中,给定系列的所述一个或多个另外的叶片横向延伸到长形腔的宽度尺寸中,达到位置Y1或Y2,该位置分别比位置X1或X2更靠近叶片从其延伸的边缘。
因此,第一系列叶片优选沿着收获流动路径的长度与第二系列叶片以互锁但非接触的方式设置,以提供从收获孔到存储装置的曲折流动路径,在滚筒旋转期间,该路径将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在收获流动路径中,优选地,第二系列的叶片基本上彼此平行。优选地,所述第二系列的连续叶片以U形布置,其中,每个U形具有更靠近所述长形突起的远端的远侧壁和更靠近所述长形突起的近端的近侧壁。因此,所述第二系列叶片优选地限定一系列邻接的U形,包括第一U形和第二U形以及任选的一个或多个随后的U形,其中,所述第一U形比所述第二邻接U形更靠近所述长形突起的远端,优选地,其中,所述第一U形的近侧壁与所述邻接的第二U形的远侧壁相同。因此,例如,最接近长形突起的远端的第一U形的近侧壁优选与更靠近长形突起的近端的相邻的第二U形的远侧壁相同。因此,一系列的(n+1)个叶片可以产生一系列的n个U形。
优选地,所述收获流动路径的所述第二系列叶片限定一系列倾斜的邻接的U形,其中,所述U形的远侧壁和近侧壁的倾斜朝向所述长形突起的远端。如本文所用,术语“远侧壁和近侧壁的倾斜”是指所述壁的倾斜方向从U形的基部开始。
优选地,在收获流动路径中所述第二系列叶片的所述U形的口部向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部),并且优选地朝向收获孔或朝向收获孔所在的收获流动路径的一侧(即朝向所述长形腔的所述第一边缘的内部)。
其中,所述收获流动路径的所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的基部中或上,所述第二系列叶片优选地布置成与所述长形突起的第一侧相邻,或者比所述第一系列叶片更靠近所述第一侧,优选地使得所述U形的基部是长形突起的第一侧的内表面或与之并置。因此,所述第二系列叶片的所述U形的口部优选地在沿分配方向旋转期间,朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且在滚筒的旋转方向上面向内。
其中,所述收获流动路径的所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的第二侧中或上,所述第二系列叶片优选地布置成与所述长形突起的顶点相邻或比所述第一系列叶片更靠近所述顶点。因此,第二系列叶片的所述U形的口部优选地向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且朝向滚筒的内表面。因此,对于具有大体上三角形截面的长形突起,布置在所述长形突起的第二侧上的收获流动路径中的第二系列叶片的所述U形的口部朝向滚筒的内表面向下倾斜。
在收获流动路径中,第一系列的叶片优选地布置成一系列U形,其中,每个U形具有更靠近长形突起的远端的远侧壁和更靠近长形突起的近端的近侧壁。
类似于收获流动路径的第二系列叶片,收获流动路径的所述第一系列叶片可以限定一系列邻接的U形,包括第一U形和第二U形以及任选的一个或多个随后的U形,其中,所述第一U形比所述第二邻接U形更靠近所述长形突起的远端,其中,所述第一U形的近侧壁与所述邻接的第二U形的远侧壁相同。但是,这样的布置减少收获孔在长形突起的第二侧中的机会。相反,在优选的布置中,第一系列叶片限定一系列U形,其中,至少一个且优选地每对相邻的U形彼此不邻接,并且其中,至少一个且优选地每对相邻的U形被长形突起的第二侧中的收获孔中断,即,长形突起的第二侧中的收获孔将收获流动路径的第一系列叶片的一对相邻的U形分开。
因此,优选的是,多个收获孔设置在长形突起的第二侧中,以提供进入一连串的敞开隔室的多个入口点,从而显著提高收集效率。
优选地,在所述收获流动路径中的所述第一系列叶片的所述U形的口部向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且远离收获孔。
优选地,在所述收获流动路径中由第一系列的叶片限定的U形包括朝向长形突起的远端倾斜的远侧壁和朝向长形突起的近端倾斜的近侧壁。如本文所使用的,相对于所述远侧壁和近侧壁的“倾斜”是指所述壁的倾斜方向从U形的基部开始。
其中,所述收获流动路径的一连串的敞开隔室位于所述长形突起的基部中或上,所述第一系列叶片优选设置成与所述长形突起的第二侧相邻,或者比所述第二系列叶片更靠近所述第二侧,优选地使得所述U形的基部是长形突起的第二侧的内表面或与之并置。换句话说,第一系列叶片的U形的口部优选地在沿分配方向旋转期间,朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且在与滚筒的旋转方向相反的方向上面向内。
其中,所述收获流动路径的一连串的敞开隔室位于所述长形突起的第二侧中或上,所述第一系列叶片优选地设置在所述滚筒的内表面附近,或者比所述第二系列叶片更靠近所述内表面。因此,优选地,在收获流动路径中的第一系列叶片的所述U形布置在所述长形突起的第二侧中或上,并且在长形突起的基部附近。所述第一系列叶片的所述U形的口部优选地向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且朝向长形突起的顶点。
在收获流动路径中,将理解的是,由第一系列叶片限定的一系列U形以相对且交错的布置进行设置,这有利地是互锁但非接触的布置,其中,一系列U形形状由第二系列叶片限定,以提供从收获孔到存储装置的曲折收获流动路径,该路径在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在收获流动路径中由第一系列叶片或第二系列叶片中的任何一对叶片形成的U形不需要是对称的,并且通常是不对称的。因此,U形可以是变形的U形,例如近似于J形。U形可以是直线的或曲线的或它们的组合。
收获流动路径的一连串的敞开隔室因此限定从收获孔到存储装置的收获流动路径,并且被配置为在滚筒旋转期间将固体颗粒材料从收获孔经由收获流动路径偏置到存储装置。
收获流动路径任选地包括阀,优选地是单向瓣阀,以防止在滚筒沿收集方向旋转期间固体颗粒材料从存储装置流出回到收获流动路径。有利地,这种阀有助于确保尽可能有效地填充存储装置。瓣阀可以被弹簧偏置,和/或由凸轮机械地控制,和/或被重力操作并且在其中包括足够的重量,以防止固体颗粒材料从所述存储装置流出到收获流动路径并因此进入滚筒内部。优选地,收获流动路径不包括阀。在实施例A中,优选地,收获流动路径大约在所述公共内部流动路径的与存储装置相接的区域中接合公共内部流动路径。在实施例B中,优选地,收获流动路径而不是收集流动路径直接进给到存储装置中。
因此,根据本发明的设备的收获流动路径优选地被配置为使得:
(i)在所述滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒材料进入收获孔并且进入所述收获流动路径的所述一连串的敞开隔室中的一个敞开隔室,优选地进入由第二系列叶片形成的U形,
(ii)其中,当所述滚筒沿分配方向进一步旋转时,所述固体颗粒材料被转移到由第一系列叶片形成的相对且交错的U形中,其中,所述相对且交错的U形比由第二系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第二系列叶片被转移,以及
(iii)其中,当所述滚筒沿所述分配方向进一步旋转时,所述固体颗粒被转移到由所述第二系列叶片形成的另一U形中,其中,由所述第二系列叶片形成的所述另一U形比由所述第一系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第一系列叶片被转移,
等等,从而将所述固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
无论在设备操作期间滚筒的旋转轴线是基本水平的、倾斜的还是可倾斜的,收获流动路径都提高了收集效率。但是,收获流动路径对于其中滚筒的旋转轴线基本上是水平的并且在设备的操作期间保持水平的设备是特别实用的。
如上所述,收获流动路径允许在滚筒的两个旋转方向上收集固体颗粒材料。应当理解,本文所述的人字形布置减少了滚筒沿分配方向旋转期间滚筒中的固体颗粒材料的量,因此减少了在滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料引入滚筒的净速率。
在本发明的设备中,在滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料分配到滚筒内部的速率可以被定义为分配速率(RD),以及在滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料从滚筒通过收获孔收获到长形突起中的速率可以被定义为收获速率(RH)因此,在滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒材料进入滚筒的净引入速率(NRI)由NRI=RD-RH给出。该设备被适当地配置为使得NRI保持为正,即,在沿分配方向旋转期间,比离开滚筒更多的固体颗粒材料进入滚筒。滚筒沿分配方向旋转期间的收获速率(RH)是滚筒沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料分配到滚筒内部的分配速率(RD)的优选地不超过约50%,优选不超过约40%,优选不超过约30%,优选不超过约25%,优选不超过20%。
如上所述,收获流动路径改善了在处理周期结束时固体颗粒材料向存储装置的总回收率,这有利地减少了总周期时间,如从下面的图示中可以看出的。
因此,对于给定的滚筒,其转速为30RPM,而没有收获流动路径:
-其中,在滚筒沿分配方向旋转期间的分配速率(RD)为每个提升器每转80g固体颗粒材料,因此每个提升器将5kg固体颗粒材料分配到滚筒中将需要2分钟5秒;
-其中,在滚筒沿收集方向旋转期间的收集速率是每个提升器每转10g固体颗粒材料,因此,每个提升器收集5kg固体颗粒材料将花费16分钟40秒(仅沿收集方向旋转);以及
-其中,在处理周期的分开阶段(即在其中颗粒被回收并转移回存储装置的处理周期的阶段)中,滚筒沿收集方向旋转90%的旋转时间,并且沿分配方向旋转10%的旋转时间,以便防止或阻止基质起皱,
那么分配和分开阶段的总时间总计为20分36秒,计算方式为[5000/(10*30)*100/90]+[5000/(80*30)]。
对于相应的滚筒,在该滚筒中将收获流动路径并入提升器中,以使得收获速率(RH)为每个提升器每转5克颗粒:
-滚筒沿分配方向旋转期间的净引入速率(NRI)变为每个提升器每转75克固体颗粒材料,因此,现在每个提升器向滚筒中分配5kg固体颗粒材料需要2分13秒,即比没有人字形布置的提升器多了8秒;
-滚筒沿收集方向旋转期间的收集速率与之前的相同;
-然后,固体微粒材料到存储装置在循环结束时的总回收率是:在收集方向上每个提升器每转10g固体颗粒材料,在分配方向上每个提升器每转5g固体颗粒材料;
然后将上述分配和分开阶段的总时间缩短为19分钟45秒,计算方式为[5000/(0.9*(10*30)+0.1(5*30))]+[5000/(80*30-5*30)]。
应当理解的是,在包括多个长形突起的优选实施例中,时间节省成比例地更大。
因此,有利地减少了在处理周期的开始和结束时分配步骤和分开步骤(在此期间将固体颗粒材料与被处理的基质分开)的总时间。减少了总周期时间,因为在整个周期的处理步骤期间由于分配时间更长而导致的时间损失小于在整个周期结束时由于更有效的收集/收获步骤(即“分开步骤”)而获得的时间。
还应当注意的是,如上所述,分配流动路径和/或存储装置被适当地配置为使得其通常在分配方向上需要进行2至10圈转动以开始将固体颗粒材料释放到滚筒的内部,然后,对于其中分配流动路径和存储装置被配置为在分配方向上进行8圈转动后分配固体颗粒材料的示例,将理解的是,在分配旋转上进行8圈转动不会使存在于存储装置中的固体颗粒材料释放到滚筒的内部,但是在这8圈转动期间,会收获存在于滚筒内部的固体颗粒材料。因此,沿收集方向(例如,顺时针方向)进行8圈转动,然后沿分配方向(例如,逆时针方向)进行8圈转动,将导致不会使存在于存储装置中的固体颗粒材料被分配到滚筒中,但是会导致10x 8+5x 8=120g固体颗粒材料从滚筒内部收集/收获。
因此,在优选的实施例中,长形突起的收集流动路径被配置为与所述长形突起的分配流动路径和/或存储装置相结合,以在整个周期的处理步骤期间在沿分配方向旋转的过程中减少固体颗粒材料向滚筒内部的分配速率(相对于没有收获流动路径的设备而言),以及在整个周期的分开步骤(在本文中也称为“分开阶段”)期间增加固体颗粒材料的收集速率(相对于没有人字形流动路径的实施例而言),其中,在分开步骤期间,滚筒沿收集方向和分配方向两者旋转,从而减少了整个周期的持续时间。在该实施例中,优选地,在分开步骤期间,滚筒沿收集方向比沿分配方向旋转更多,优选地,其中,收集方向上的总旋转持续时间与分配方向上的总旋转持续时间之比为:60:40至95:5、优选70:30至95:5、优选80:20至95:5、优选85:15至95:5。在该实施例中,优选在收集方向上的旋转速度是在分配方向上的旋转速度的20%以内、优选在10%以内、优选在5%以内。
在收获流动路径位于所述长形突起的第二侧中或上的情况下,本发明提供了另一有利实施例,其在本文中被称为“双人字形”布置。在该实施例中,第二侧上的收获流动路径如上所述被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间收获固体颗粒材料,并且上文描述的优选方案也适用于该实施例。在该实施例中,长形突起如实施例B所述,即,其中,长形突起包括作为不同流动路径的分配流动路径和收集流动路径,如本申请人的共同未决的PCT/GB/2017/053815申请中所描述的。然而,在双人字形实施例中,长形突起包括一个或多个附加收集孔,所述一个或多个附加收集孔布置在其第一侧中从其近端到远端的一个或多个位置处,并且优选地,所述长形突起包括多个设置在其第一侧的所述附加收集孔。所述附加收集孔与附加收集流动路径流体连通,该附加收集流动路径进而与存储装置流体连通,其中,所述附加收集流动路径位于长形突起的基部中或上,并且被配置为在滚筒旋转期间、特别是在滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
应当理解的是,附加收集流动路径与收集流动路径、分配流动路径和收获流动路径有区别并且与收集流动路径、分配流动路径和收获流动路径不同。在以上实施例A的上下文中,所述附加收集流动路径比收集流动路径、分配流动路径和公共内部流动路径更靠近滚筒的内壁,并且,在以上实施例B的上下文中,所述附加收集流动路径比分配流动路径更靠近滚筒的内壁。
所述附加收集流动路径优选地位于长形腔内,该长形腔位于所述长形突起的基部中或上,其中,所述长形腔具有平坦的板状形状,该板状形状具有长度、宽度和深度,其中,所述腔的长形尺寸(或长度)沿长形突起的长形尺寸的至少一部分设置。长形腔适当地遵循长形突起的形状和轮廓,并且可以是直线的和/或曲线的。应当理解的是,长形腔的长度、宽度和深度基本上彼此正交。所述长形腔的宽度尺寸沿着所述长形突起的基部的宽度的至少一部分设置。长形腔的深度尺寸基本正交于所述长形突起的基部。应当理解的是,所述长形腔具有第一边缘和第二边缘,其中,第一边缘和第二边缘在腔的宽度尺寸的相对边缘上。所述附加收集孔设置在第一边缘中,并且所述第二边缘不包含附加收集孔。因此,长形腔的第一边缘(即,布置有收获孔的边缘)位于长形突起的第一侧处。
优选地,所述附加收集流动路径限定从附加收集孔到存储装置的曲折流动路径。
优选地,所述附加收集流动路径是一连串的敞开隔室,其位于长形突起的基部中或上。附加收集流动路径的所述一连串的敞开隔室优选地如本文所述地被配置为用于位于长形突起的基部中或上的收获流动路径的一连串的敞开隔室(包括其优选特征),不同之处在于:长形突起的第二侧上的收获孔被第一侧上的附加收集孔代替。因此,在双人字形布置中,所述一连串的敞开隔室被配置为在滚筒的旋转期间、特别是在滚筒沿收集方向并且优选地还沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,所述一连串的敞开隔室配置为一旦固体颗粒材料存在于附加收集流动路径中就在滚筒沿任一方向旋转时将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。应当理解的是,所述一连串的敞开隔室位于上文所述的长形腔中。
所述附加收集流动路径的一连串的敞开隔室由第一系列叶片和第二系列叶片形成,其中,所述第一系列叶片和第二系列叶片沿着长形突起的长度的至少一部分设置。优选地,第一系列叶片设置在长形腔内,使得所述第一系列叶片位于或沿着所述长形腔的所述第一边缘的内部,并且所述第二系列叶片设置在长形腔内,从而所述第二系列位于或者沿着所述长形腔的所述第二边缘的内部。应当理解的是,所述第一系列和第二系列中的每个叶片横向延伸进入长形腔的宽度尺寸的一部分中并且横越该部分,并且有利地以使得来自附加收集孔的附加收集流动路径的方式进行到存储装置的是曲折流动路径,该曲折流动路径在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在双人字形布置中,所述第一系列叶片优选地与所述第二系列叶片以相对且交错的布置进行设置,以提供从附加收集孔到偏置的存储装置的曲折流动路径,该曲折流动路径在滚筒旋转期间使固体颗粒状材料朝向存储装置偏置。因此,优选地,第一系列叶片中的至少一些从所述第一边缘的内部横向延伸到长形腔的宽度尺寸的一部分中并横越该部分延伸到位置X1,并且第二系列叶片中的至少一些从所述第二边缘的内部横向延伸到长形腔的宽度尺寸的一部分中并横越该部分到位置X2,其中位置X1比位置X2更靠近第二边缘的内部和/或(并且优选地)其中位置X2比位置X1更靠近第一边缘的内部,其中位置X1和X2到相关边缘的内部的距离是在正交于所述边缘的内部的方向上测量的。因此,以这种方式沿着长形腔的长度布置的所述第一系列叶片和第二系列叶片限定了一系列位置,所述位置包括位置X11、X21、X12、X22、X13、X23、…X1na和X2m,其中n和m是整数,这样限定了非线性和曲折路径,该路径被配置为在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。因此,优选地,第一系列叶片和第二系列叶片限定沿着长形腔的长度交替的一组位置X1和X2。换句话说,第一系列的叶片可被描述为与第二系列的叶片成燕尾形。因此,第一系列叶片有利地被配置为与第二系列叶片互锁但非接触布置。将理解的是,如本文中所使用的,术语“互锁”并非旨在暗示相应叶片之间的任何接触,并且并非旨在暗示相对叶片之间的形状或配合的任何对应。然而,在附加收集流动路径的开始,即附加收集流动路径的更靠近长形突起的远端的端部,第一系列的第一叶片任选地接触第二系列的第一叶片,以便为附加收集流动路径提供终点。第一系列和第二系列中的一个或两个的一个或多个另外的叶片可以以这种交替的样式散布,任选地,其中给定系列的所述一个或多个另外的叶片横向延伸到长形腔的宽度尺寸中,达到位置Y1或Y2,该位置分别比位置X1或X2更靠近叶片从其延伸的边缘。
因此,第一系列叶片优选地沿着附加收集流动路径的长度与第二系列叶片以互锁但非接触的方式设置,以提供从附加收集孔到存储装置的曲折流动路径,在滚筒旋转期间,该路径将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在附加收集流动路径中,优选地,第二系列的叶片基本上彼此平行。优选地,所述第二系列的连续叶片以U形布置,其中,每个U形具有更靠近所述长形突起的远端的远侧壁和更靠近所述长形突起的近端的近侧壁。因此,所述第二系列叶片优选地限定一系列邻接的U形,包括第一U形和第二U形以及任选的一个或多个随后的U形,其中,所述第一U形比所述第二邻接U形更靠近所述长形突起的远端,优选地,其中,所述第一U形的近侧壁与所述邻接的第二U形的远侧壁相同。因此,例如,最接近长形突起的远端的第一U形的近侧壁优选与更靠近长形突起的近端的相邻的第二U形的远侧壁相同。因此,一系列的(n+1)个叶片可以产生一系列的n个U形。
优选地,所述附加收集流动路径的所述第二系列叶片限定一系列倾斜的邻接的U形,其中,所述U形的远侧壁和近侧壁的倾斜朝向所述长形突起的远端。如本文所用,术语“远侧壁和近侧壁的倾斜”是指所述壁的倾斜方向从U形的基部开始。
优选地,在附加收集流动路径中所述第二系列叶片的所述U形的口部向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部),并且优选地朝向附加收集孔或朝向附加收集孔所在的附加收集流动路径的一侧(即朝向所述长形腔的所述第一边缘的内部)。
在双人字形布置中,所述第二系列叶片优选地布置成与所述长形突起的第二侧相邻,或者比所述第一系列叶片更靠近所述第二侧,优选地使得所述U形的基部是长形突起的第二侧的内表面或与之并置。因此,所述第二系列叶片的所述U形的口部优选地在沿分配方向旋转期间,朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且在滚筒的旋转方向上面向内。
在附加收集流动路径中,第一系列的叶片优选地布置成一系列U形,其中,每个U形具有更靠近长形突起的远端的远侧壁和更靠近长形突起的近端的近侧壁。
类似于附加收集流动路径的第二系列叶片,附加收集流动路径的所述第一系列叶片可以限定一系列邻接的U形,包括第一U形和第二U形以及任选的一个或多个随后的U形,其中,所述第一U形比所述第二邻接U形更靠近所述长形突起的远端,其中,所述第一U形的近侧壁与所述邻接的第二U形的远侧壁相同。但是,这样的布置减少附加收集孔在长形突起的第一侧中的机会。相反,在优选的布置中,第一系列叶片限定一系列U形,其中,至少一个且优选地每对相邻的U形彼此不邻接,并且其中,至少一个且优选地每对相邻的U形被长形突起的第二侧中的附加收集孔中断,即,长形突起的第二侧中的附加收集孔将附加收集流动路径的第一系列叶片的一对相邻的U形分开。
因此,优选的是,多个附加收集孔设置在长形突起的第一侧中,以提供进入一连串的敞开隔室的多个入口点,从而显著提高收集效率。
优选地,在所述附加收集流动路径中的所述第一系列叶片的所述U形的口部向内朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且远离附加收集孔。
优选地,在所述附加收集流动路径中由第一系列的叶片限定的U形包括朝向长形突起的远端倾斜的远侧壁和朝向长形突起的近端倾斜的近侧壁。如本文所使用的,相对于所述远侧壁和近侧壁的“倾斜”是指所述壁的倾斜方向从U形的基部开始。
在双人字形布置中,所述第一系列叶片优选地设置成与所述长形突起的第一侧相邻,或者比所述第二系列叶片更靠近所述第一侧,优选地使得所述U形的基部是长形突起的第一侧的内表面或与之并置。换句话说,第一系列叶片的U形的口部优选地在沿分配方向旋转期间,朝向长形突起的内部(即,朝向所述长形腔的内部)并且在与滚筒的旋转方向相反的方向上面向内。
在附加收集流动路径中,将理解的是,由第一系列叶片限定的一系列U形以相对且交错的布置进行设置,这有利地是互锁但非接触的布置,其中,一系列U形形状由第二系列叶片限定,以提供从附加收集孔到存储装置的曲折附加收集流动路径,该路径在滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
在附加收集流动路径中由第一系列叶片或第二系列叶片中的任何一对叶片形成的U形不需要是对称的,并且通常是不对称的。因此,U形可以是变形的U形,例如近似于J形。U形可以是直线的或曲线的或它们的组合。
附加收集流动路径的一连串的敞开隔室因此限定从附加收集孔到存储装置的附加收集流动路径,并且被配置为在滚筒旋转期间将固体颗粒材料从附加收集孔经由附加收集流动路径偏置到存储装置。
附加收集流动路径任选地包括阀,优选地是单向瓣阀,以防止在滚筒沿分配方向旋转期间固体颗粒材料从存储装置流出回到附加收集流动路径。优选地,附加收集流动路径而不是收集流动路径直接进给到存储装置中。
优选地,在双人字形布置中,附加收集流动路径和收获流动路径结合并直接进给到存储装置中。
因此,双人字形布置的附加收集流动路径优选地被配置为使得:
(i)在所述滚筒沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料进入附加收集孔并且进入所述附加收集流动路径的所述一连串的敞开隔室中的一个敞开隔室,优选地进入由第二系列叶片形成的U形,
(ii)其中,当所述滚筒沿收集方向进一步旋转时,所述固体颗粒材料被转移到由第一系列叶片形成的相对且交错的U形中,其中,所述相对且交错的U形比由第二系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第二系列叶片被转移,以及
(iii)其中,当所述滚筒沿所述收集方向进一步旋转时,所述固体颗粒被转移到由所述第二系列叶片形成的另一U形中,其中,由所述第二系列叶片形成的所述另一U形比由所述第一系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第一系列叶片被转移,
等等,从而将所述固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
“双人字形”实施例提高了固体颗粒材料从滚筒内部到存储装置的收集速率。此外,“双人字形”实施例提供了用于固体颗粒材料从滚筒的内部到存储装置的替代流动路径意味着实施例B的长形突起的主要收集孔变得被阻塞。
根据本发明的第二方面,提供了一种如本文所述的长形突起。长形突起适合用于本文所述类型的设备的可旋转滚筒中,该设备即用于用固体颗粒材料处理基质的设备。在第二方面中,如本文所述,在长形突起包括模块化部段,并且优选地,系杆和外表皮的情况下,其可以组装或拆卸形式提供。
存储装置
在本发明的设备中,优选地,存储装置和长形突起一起被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置内的固体颗粒材料朝向分配流动路径偏置。优选地,存储装置和长形突起一起被配置为在滚筒沿分配方向旋转期间使存在于存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。优选地,存储装置和长形突起一起被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间使存在于收集流动路径内的固体颗粒材料朝向存储装置偏置。
存储装置可以采取各种形式,并且滚筒可以包括在一个或多个位置处的存储装置。在优选的实施例中,存储装置包括多个隔室,例如,2、3、4、5或6个隔室,特别地其中,所述多个隔室设置为在旋转期间保持滚筒的平衡,优选地使得所述多个隔室是等间隔的并且围绕滚筒的轴线对称地布置。
存储装置的容量随着滚筒的大小和固体颗粒材料的量而变化。优选地,存储装置的容量为大于固体颗粒材料的体积的约20至约50%,优选约30至约40%。在本文中,术语“固体颗粒材料的体积”优选是指当随机包装时(即,当以堆积形式在存储装置中时,包括多个颗粒中的每个颗粒周围的空间)时固体颗粒材料所占据的体积。因此,用于家庭使用的洗衣机可典型地要求约8升的固体颗粒材料,并且这样机器的适当的存储装置具有约11升的容量。
在一个特别有用的实施例中,存储装置和长形突起可在滚筒内装配在一起,和/或能够对现有滚筒进行改装。这样的方案是特别实用的,将不适合或适应利用固体颗粒材料处理基质的传统设备转换成适合于利用固体颗粒材料处理基质的设备。在该实施例中,存储装置和长形突起通常为非集成元件,以便允许这些部件引入滚筒中而不拆开全部设备。然而,整体的存储装置和长形突起也是预期的。
在进一步特别有用的实施例中,存储装置和长形突起是由消费者或服务工程师可拆卸和可更换的。在该实施例中,存储装置和长形突起通常为非整体元件,以便允许这些部件引入滚筒中而不拆开全部设备。然而,整体的存储装置和长形突起也是预期的。该实施例的一个优点是它允许方便地更换固体颗粒材料。因此,可以与存储装置和/或长形突起同时去除位于存储装置和/或长形突起中的固体颗粒材料,并用替换存储装置和/或长形突起中包含的新鲜固体颗粒材料来代替。可替代地,可以通过操作设备来替换固体颗粒材料(通常以由设备的控制装置中存储的预编程指令确定的循环进行代替),以便通过以此处描述的方式旋转滚筒将固体颗粒材料分配到空滚筒中,然后由服务工程师手动将其除去,其中,然后由服务工程师将新鲜的固体颗粒材料手动加载到空滚筒中,然后操作设备(通常按照由存储在设备控制装置中的预编程指令确定的周期进行操作),以便通过以本文所述的方式旋转滚筒,使得固体颗粒材料从滚筒中收集并通过所述长形突起进入存储装置。因此,不必仅仅为了更换固体颗粒材料而更换存储装置和/或长形突起。
在特别优选的实施例中,存储装置的至少部分(优选其全部)是或包括设置在滚筒的端壁中的至少一个腔。应认识到,术语“设置在滚筒的端壁中”所描述的存储装置与端壁的结构的任何成为整体,或与其附接,或设置在其上。因此,在本文描述的改装实施例中,存储装置设置或附接到现有滚筒的现有端壁上。改装的存储装置面向滚筒的内部的外表面因此产生新的内表面,其与改装前原始端壁的原始内表面不同,但是应认识到,本发明处理该新的内表面的目的是作为滚筒的新端壁的内表面。换言之,改装的存储装置变为本文描述为“滚筒的端壁”的元件的部分。类似地,存储装置也可呈现在滚筒的端壁面对设备的外壳的外表面上或改装到其上,并且为了本发明的目的这样的存储装置也处理为“设置在滚筒的端壁中”。
因此,存储装置可为或包括设置在滚筒的端壁中的至少一个螺旋或螺线通道。
在另一个优选实施例中,存储装置是或包括设置在滚筒的内表面和端壁的接合部处的环形腔,或者其中,存储装置是或包括腔,其形状由设置在所述内表面和所述端壁的接合部处的环形段限定。应认识到,这样的存储装置不落入在如本文所用的“设置在滚筒的端壁中”的意思内。
存储装置可以包括多个部分,优选地2个到8个部分,并且对于家用洗衣机,优选为2、3或4个部分,可有利地装配在滚筒内,和/或能对现有的滚筒进行改装。
在最优选的实施例中,如上所述,存储装置包括设置在滚筒的端壁中的多个隔室或腔。优选地,在这样的多隔室布置中隔室的每一个由第一壁和第二壁界定的腔限定,第一壁和第二壁的每一个基本上从滚筒的旋转轴线朝向滚筒的内壁向外径向延伸,并且优选延伸到滚筒的内壁。滚筒通常为圆柱形的,并且如此优选的每个隔室基本上限定了在滚筒的端壁中的圆柱存储空间的扇形。优选地,多个隔室布置中的每个隔室相邻于另一个隔室,优选地从而隔室限定在滚筒的端壁中填充或基本上填充圆柱存储空间的这样相邻的扇形。如本文所用,术语“基本上径向向外延伸”和“基本上限定扇形”是指所述腔的所述第一壁和/或所述第二壁不需要跟随限定数学半径的直线,即从旋转轴线朝向滚筒的内壁向外径向延伸的直线,优选延伸到滚筒的内壁,但是所述腔的所述第一壁和/或所述第二壁也可跟随从滚筒的旋转轴线朝向滚筒的内壁向外延伸的曲线路径,优选延伸到滚筒的内壁。优选地,多个隔室布置中的每个隔室与单一长形突起关联。
在多隔室实施例中,优选的是至少一对相邻隔室流体相通。优选地,每个隔室与其相邻的隔室或多个隔室流体相通。如本文所用,术语“流体相通”是指在滚筒的旋转期间固体颗粒材料以及任何液体介质能从一个隔室直接通过进入相邻的隔室或多个隔室。这样的布置有利地最小化或避免固体颗粒材料与液体介质接触而聚集的趋势,即它最小化或避免固体颗粒材料聚集在存储装置中或在存储装置中聚集在一起而潮湿或受潮的趋势,这可能导致收集流动路径和/或分配流动路径的至少部分阻塞。这样的布置也提供了固体颗粒材料的收集效率上的改善。这样的布置在存储装置中在存储装置遇到收集流动路径和/或分配流动路径的点处有利地产生更大的空间。这样的布置也可以有利地改善滚筒在旋转期间的平衡。相邻隔室之间的流体相通优选由相邻隔室之间的壁中的孔实现,在下文称为连通孔。这样的连通孔优选显示最小尺寸,其大于固体颗粒材料的最大尺寸至少4倍。连通孔的最大尺寸适合于保持各成分性质,并且例如连通孔的最大尺寸优选不大于相邻隔室之间的壁的最长尺寸的50%,优选不大于40%,优选不大于30%,优选不大于20%,并且典型地不大于15%。连通孔优选设置在相邻隔室之间的壁中,大约在滚筒的旋转轴和内壁之间的中途。如本文所用,术语“大约中途”是指沿着相邻隔室之间的壁的任何位置,比滚筒的旋转轴或滚筒的内壁更加靠近相邻隔室之间的所述壁的中点。例如,如果每个隔室限定在滚筒的端壁中的圆柱存储空间的扇形,则相邻隔室之间的壁的中点是滚筒的半径的一半。优选地,相邻隔室之间的壁中的连通孔设置在所述中点处。
适当地,存储装置还包括一个或多个穿孔,其尺寸小于固体颗粒材料的最短线性尺寸,从而允许流体通过所述穿孔进出存储装置,特别是允许流体通过所述滚筒的内部进出存储装置,但是防止所述固体颗粒材料通过所述穿孔。这样的穿孔的存在对于存储装置的内部的清洁和大致清理是有利的。
尺寸和表面
所述存储装置、所述分配流动路径和收集流动路径、所述公共内部流动路径和所述收获(或人字形)流动路径的尺寸优选地使得它们的内部尺寸不小于固体颗粒材料的最长尺寸的2倍,更优选地不小于3倍,更优选地不小于4倍。类似地,所述收集孔、所述转移孔和所述收获孔的尺寸优选为所述固体颗粒材料的最长尺寸的至少2倍,优选为至少3倍,更优选为至少4倍。这样的尺寸有助于维持颗粒流动及其速度,并防止堵塞。
滚筒中与要处理的基质接触的元件优选为所述基质呈现光滑的表面,以使基质不会被捕获或粘在所述元件上。这样的元件通常包括滚筒的内壁和端壁以及长形突起,尤其是其收集孔、分配孔和收获孔。
固体颗粒材料及其处理基质的方法
本发明的设备优选配置为用于在存在液体介质和/或一个或多个处理制剂的情况下利用固体颗粒材料处理基质。
固体颗粒材料优选包括多样性固体颗粒。典型地,颗粒数不小于1000,更典型地不小于10,000,甚至更典型地不小于100,000。大量的颗粒在防止褶皱和/或用于改善处理或清洁基质的均匀性特别有利,特别是其中基质为纺织品。
优选地,颗粒的平均质量为每个颗粒约1mg至约1000mg,或约1mg至约700mg,或约1mg至约500mg,或约1mg至约300mg,优选至少约10mg。在优选的实施例中,颗粒的平均质量优选为约1mg至约150mg,或约1mg至约70mg,或约1mg至约50mg,或约1mg至约35mg,或约10mg至约30mg,或约12mg至约25mg。在替代实施例中,颗粒的平均质量为约10mg至约800mg,或约20mg至约700mg,或约50mg至约700mg,或约70mg至约600mg,或约20mg至约600mg。在一个优选实施例中,颗粒的平均质量为约25至约150mg,优选约40至约80mg。在进一步优选实施例中,颗粒的平均质量为约150至约500mg,优选约150至约300mg。
颗粒的平均体积范围优选为每个颗粒约5至约500mm3,约5至约275mm3,约8至约140mm3,或约10至约120mm3,或至少40mm3,例如约40至约500mm3,或约40至约275mm3。
颗粒的平均表面面积优选为每个颗粒10mm2至500mm2,优选10mm2至400mm2,更优选40至200mm2,并且尤其是50至190mm2。
颗粒的平均颗粒尺寸优选为至少1mm,优选至少2mm,优选至少3mm,优选至少4mm,并且优选至少5mm。颗粒的平均颗粒尺寸优选为不大于100mm,优选不大于70mm,优选不大于50mm,优选不大于40mm,优选不大于30mm,优选不大于20mm,优选不大于10mm,并且可选不大于7mm。优选地,颗粒的平均颗粒尺寸为1至50mm,优选为1到20mm,更优选1至10mm,更优选为2至10mm,更优选为5至10mm。在很多处理周期上提供特别长期有效的颗粒是这样的,其平均颗粒尺寸为至少5mm,优选5至10mm。该尺寸优选为最大线性尺寸(长度)。对于球形来说,这相当于直径。对于非球形,这对应于最长线性尺寸。该尺寸优选采用游标卡尺确定。平均颗粒尺寸优选是数量平均值。平均颗粒尺寸的确定优选通过测量一定数量的颗粒大小来实现,颗粒数为至少10,更优选至少100颗粒,并且尤其是至少1000颗粒。上述颗粒尺寸提供尤其好的性能(特别是清洁性能),同时也允许颗粒在处理方法的结束与基质可迅速分开。
颗粒的平均颗粒密度优选为大于1g/cm3,更优选大于1.1g/cm3,更优选大于1.2g/cm3,甚至更优选至少1.25g/cm3,甚至更优选大于1.3g/cm3,并且甚至更优选大于1.4g/cm3。颗粒的平均颗粒密度优选为不大于3g/cm3且尤其是不大于2.5g/cm3。优选地,颗粒的平均密度为1.2至3g/cm3。这些密度对于进一步改善机械作用程度是有利的,其帮助处理工艺且可帮助允许在处理后颗粒与基质的更好分开。
除非另有说明,否则本文中的“平均值”是指本领域常规的平均值,优选算术平均值。
固体颗粒材料的颗粒可为聚合物和/或非聚合物颗粒。适当的非聚合物颗粒可选自金属、合金、陶瓷和玻璃颗粒。然而,优选地,固体颗粒材料的颗粒是聚合物颗粒。
优选地,颗粒包括热塑性聚合物。如本文所用,热塑性聚合物优选是指加热时变软且冷却时变硬的材料。这是与热固性的区别(例如,橡胶),热固性材料加热时不变软。更优选的热塑性塑料是在热熔化合和挤出中所用的一个。
聚合物在水中的溶解度优选为不大于1wt%,更优选在水中不大于0.1wt%,且最优选聚合物在水中不溶解。优选地,在执行溶解度试验时,水为pH 7且温度20℃。溶解度试验优选在24小时周期上进行。聚合物优选不可降解。对于词语“不可降解”,优选是指聚合物在水中是稳定的,而不显示溶解或水解的任何可预见倾向。例如,聚合物在pH7和温度20℃的水中24小时的周期上不显示溶解或水解的可预见倾向。优选地,聚合物不显示溶解或水解的可预见倾向,如果不大于约1wt%,优选不大于约0.1wt%,并且优选没有聚合物溶解或水解,优选在上面限定的条件下。如本文所公开的,优选在聚合物颗粒上评估溶解度和降解性特征。溶解度和降解性特征优选同样适用于非聚合物颗粒。
聚合物可以是晶化的或非晶化的或其混合物。
聚合物可为线性的、有分支的或部分交联的(优选其中聚合物实际上仍是热塑性的),更优选聚合物是线性的。
聚合物优选是或包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯或聚亚安酯及其共聚物和/或混合物,优选来自聚烯烃、聚酰胺和聚酯,优选来自聚酰胺和聚烯烃,并且优选来自聚酰胺。
优选的聚烯烃是丙烯酸。
优选的聚酰胺是或包括脂肪族或芳香族聚酰胺,更优选脂肪族聚酰胺。优选的聚酰胺是包括脂肪链、尤其是C4-C16、C4-C12和C4-C10脂肪链的那些。优选的聚酰胺是或包括尼龙。优选的尼龙包括尼龙4,6、尼龙4,10、尼龙5、尼龙5,10、尼龙6、尼龙6,6、尼龙6/6,6、尼龙6,6/6,10、尼龙6,10、尼龙6,12、尼龙7、尼龙9、尼龙10、尼龙10,10、尼龙11、尼龙12、尼龙12,12及其共聚物或混合物。当然,尼龙6、尼龙6,6和尼龙6,10,且特别是尼龙6和尼龙6,6及其共聚物或混合物是优选的。应认识到,聚酰胺的这些尼龙等级是不可降解的,其中词语可降解优选为如上所限定。
合适的聚酯可为脂肪族的或芳香族的,并且优选采自芳香二羧酸和C1-C6,优选C2-C4脂肪族二醇。优选地,芳香二羧酸选自对苯二酸、异钛酸、酞酸、1,4-,2,5-,2,6-和2,7-萘二甲酸,并且优选对苯二酸或2,6-萘二甲酸,并且最优选对苯二酸。脂肪族二醇优选为乙二醇或1,4-丁二醇。优选的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。有用的聚酯的分子量可为对应于特性粘度测量,范围为约0.3至约1.5dl/g,如由溶液技术测量,例如ASTM D-4603。
优选地,聚合物颗粒包括填充物,优选无机填充物,适当地特定形式的无机矿物填充物,例如BaSO4。填充物在颗粒中的存在量优选为相对于颗粒总重的至少5wt%,更优选至少10wt%,甚至更优选至少20wt%,再更优选至少30wt%,且尤其是至少40wt%。填充物典型地存在于颗粒中的量相对于颗粒总量不大于90wt%,更优选不大于85wt%,甚至更优选不大于80wt%,再更优选不大于75wt%,尤其是不大于70wt%,更尤其是不大于65wt%,并且最尤其是不大于60wt%。填充物的重量百分比优选通过灰化来建立。优选的灰化方法包括ASTM D2584、D5630和ISO 3451,并且优选地试验方法根据ASTM D5630实施。对于本发明中引入的任何标准,除非另有规定,标准的最终版本是在本专利申请的优先提交日出现的最近的版本。优选地,所述聚合物的基质可选地包括填充物和/或其它添加剂延伸遍及颗粒的全部体积。
颗粒可以是球形的或基本上球形的、椭圆体的、圆柱的或立方体的。介于这些形状中间形状的颗粒也是可能的。处理形成(特别是清洁性能)和分开性能(在处理步骤后分开基质与颗粒)结合的最佳结果典型地用椭圆形颗粒观察到。球形颗粒倾向于分开最佳,但是不可能提供最佳的处理或清洁性能。相反,圆柱的或立方的颗粒分开很差,但是处理或清洁效果好。球形和椭球颗粒在改善织物保养很重要的地方是特别有用的,因为它们是较少的磨料。球形或椭圆形颗粒在本发明中特别有用,其设计为在没有颗粒泵的情况下运行,并且其中,颗粒在存储装置和滚筒的内部之间的传输由滚筒的旋转促成。
如本文所用,术语“球形的”包括球形的和基本上球形的颗粒。优选地,颗粒不是完全的球形的。优选地,颗粒的平均长宽比为大于1,更优选大于1.05,甚至更优选大于1.07,并且尤其是大于1.1。优选地,颗粒的平均长宽比小于5,优选小于3,优选小于2,优选小于1.7,并且优选小于1.5。平均值优选为数字平均值。平均值优选执行在至少10,更优选至少100颗粒,并且尤其是至少1000颗粒。每个颗粒的长宽比优选由最长线性尺寸除以最短线性尺寸的比率给出。这优选采用游标卡尺(Vernier Callipers)测量。如果需要处理性能(特别是清洁性能)和基质保护之间的良好平衡,则优选平均长宽比在上述值内。当颗粒具有很低的长宽比(例如,高球形颗粒)时,颗粒可能对良好处理或清洁特性不提供足够的机械作用。当颗粒的长宽比太高时,从基质去除颗粒可能变得更加困难,和/或基质上的磨损可能变得太高,这可能导致对基质的不想要的损坏,特别是其中基质为纺织品。
根据本发明的进第三方面,提供用于处理基质的方法,该方法包括在本发明的设备中用固体颗粒材料搅动基质,如本文所描述。将理解的是,本文关于设备(包括长形突起)和固体颗粒材料描述的特征、偏好和实施例适用于本发明的第三方面。
优选地,在本发明的方法中,固体颗粒材料在进一步处理工艺中重复使用。
优选地,该方法另外包括分开固体颗粒材料与经处理的基质。颗粒优选保存在存储装置中用于接下来处理工艺中使用。
因此,应当理解的是,固体颗粒材料优选地不会由于处理而附接到基质或与基质关联。
优选地,该方法包括在所述分配方向上旋转滚筒多转,并且进一步包括在所述收集方向上旋转滚筒多转。
应认识到,在用固体颗粒材料搅动基质的步骤期间,滚筒在所述分配方向进行多圈转动,并且也可在所述收集方向上进行多圈转动。在搅动阶段期间在两个方向上的旋转可能是优选的,以便便利固体颗粒材料循环通过滚筒和存储装置。然而,优选地,搅动阶段包括在分配方向上的旋转数大于在收集方向上的。
还应认识到,在分开固体颗粒材料与经处理的基质的步骤期间,滚筒在所述收集方向上进行多圈转动,并且也可在所述分配方向上进行多圈转动。在分开阶段期间在两个方向上的旋转可能是有利的,以便便利固体颗粒材料与处理的基质的更好分开。然而,优选地,分开阶段包括在收集方向上的转数大于在分配方向上的。
该方法优选包括用固体颗粒材料和液体介质搅动基质。优选地,该方法包括用所述固体颗粒材料和处理制剂搅动基质。优选地,该方法包括用所述固体颗粒材料、液体介质和一个或多个处理制剂搅动基质。
该方法可包括冲洗处理的基质的附加步骤。冲洗优选通过增加冲洗液体介质,可选地包括一个或多个后处理添加剂到处理的基质而实现。冲洗的液体介质优选为如本文限定的水介质。
因此,优选地,所述方法是用于处理多个批次的方法,其中,一个批次包括至少一个基质,所述方法包括利用固体颗粒材料搅动第一批次,其中,所述方法还包括以下步骤:
(a)将所述固体颗粒材料收集在所述存储装置中;
(b)利用从步骤(a)收集的固体颗粒材料搅动包括至少一个基质的第二批次;
(c)任选地对包含至少一个基质的后续批次重复步骤(a)和(b)。
个别批次的处理工艺典型地包括对于处理周期用处理设备中的所述固体颗粒材料搅动该批次的步骤。处理周期典型地包括一个或多个离散处理步骤、可选的一个或多个冲洗步骤、可选的一个或多个分开固体颗粒材料与处理的基质的步骤(“分开步骤”)、可选的一个或多个从处理批次去除液体介质的提取步骤、可选的一个或多个干燥步骤、以及可选的从设备去除处理批次的步骤。
在本发明的方法中,步骤(a)和(b)可重复至少1次,优选至少2次,优选至少3次,优选至少5次,优选至少10次,优选至少20次,优选至少50次,优选至少100次,优选至少200次,优选至少300次,优选至少400次,或优选至少500次。因此,优选地将相同的固体颗粒材料再用于本发明的重复方法中,即,固体颗粒材料优选至少重复使用1次,优选至少重复使用2次,优选至少重复使用3次,优选至少重复使用5次,优选至少重复使用10次,优选至少重复使用20次,优选至少重复使用50次,优选至少100次,优选至少200次,优选至少300次,优选至少400次或优选至少500次。
基质可以是或包括纺织品和/或动物皮基质。在优选实施例中,基质是或包括纺织品。纺织品可以是衣服的形式,例如,外套、夹克、裤子、衬衫、裙子、连衣裙、毛衣、内衣、帽子、围巾、工作服、短裤、泳装、袜子和西装。纺织品也可为以袋、腰带、窗帘、地毯、毯子、薄片或家具覆盖的形式。纺织品也可以是以面板、板材或卷材后来用于准备成品或项目的形式。纺织品可以是或包括合成纤维、天然纤维或其组合。纺织品可包括已经经受一个或多个化学修饰的天然纤维。例如,天然纤维包括毛发(例如羊毛)、丝绸和棉花。合成纺织品纤维的示例包括尼龙(例如尼龙6,6)、丙烯酸、聚酯及其混合物。如本文所用,术语"动物皮基质"包括皮、兽皮、毛皮、皮革和羊毛。典型地,动物皮基质是兽皮或毛皮。兽皮或毛皮可为处理的或未处理的动物皮基质。合适的动物皮基质包括牛、猪、绵羊、山羊和水牛。优选地,动物皮基质是牛皮基质。牲畜的、且尤其是牛的皮基质是优选的。应当理解的是,在本发明的上下文中,术语“动物皮”不包括人皮。
根据本发明的包括纺织品或为纺织品的基质的处理可为清洁工艺或任何其它的处理工艺,例如着色(优选染色)、老化或刮擦(例如打磨)、漂白或其它整理工艺。打磨是已知的方法,用于提供纺织品具有“穿上”或“砂洗”的特征,例如,褪色的外观、柔软的感觉和更大程度的灵活性。打磨频繁地用牛仔布实施。优选地,是或包括纺织品的基质的处理为清洁工艺。清洁工艺可为家庭的或工业的清洁工艺。
如本文所用,与处理动物皮相关的术语“处理”优选为制革工艺,包括着色和鞣制以及相关的制革工艺,优选地选自固化、光束处理、预鞣制、鞣制、再鞣制、脂肪液化、酶处理、变黄、结壳、染色和染料固定,优选地所述光束处理选自浸泡、加石灰、脱石灰、再加石灰、脱毛、刮肉、软化、脱脂、剥皮、酸洗和脱酸。优选地,所述动物皮基质的处理是用在皮革生产中的工艺。优选地,所述处理作用为将鞣剂(包括着色剂或其它用在制革工艺中的其它药剂)传输到动物皮基质之上或之中。
本文引用的处理制剂可以包括一种或多种处理剂,以适合实现所希望的基质处理。
因此,根据本发明的方法作为清洁工艺适合于包括用所述固体颗粒材料、液体介质和一种或多种处理制剂搅动基质,其中所述处理制剂优选为洗涤剂成分,包括下面成分的一个或多个:表面活性剂、染料转移抑制剂、促净剂、酶、金属螯合剂、生物杀菌剂、溶剂、稳定剂、酸、碱和缓冲液。
类似地,着色工艺的处理制剂优选为包括一个或多个染料、颜料、光学增白剂及其混合物的成分。
打磨工艺的处理制剂可包括合适的洗石剂,如本领域所知,例如,酶处理剂,如纤维素酶。
制革工艺的处理制剂适合于包括一种或多种药剂,选自鞣剂、再鞣剂和制革工艺药剂。处理制剂可以包括一种或多种着色剂。鞣剂或再鞣剂优选选自合成鞣剂、蔬菜鞣剂或植物再鞣剂和动物鞣剂,如铬(III)盐或盐和包含铁、锆、铝和钛的复合物。合适的合成鞣剂包括以苯酚、尿素、三聚氰胺、萘、砜、甲酚、双酚A、萘酚二苯醚和/或联苯醚为基础的氨基树脂、聚丙烯酸酯、氟和/或有机硅聚合物和甲醛缩聚物。蔬菜鞣剂包括单宁,其典型地为多酚类。蔬菜鞣剂可从植物叶、根、尤其是树皮获得。蔬菜鞣剂的示例包括来自栗子、橡木、芦荟、大橡树、铁杉、斑马、红树林、胡桃树的树皮以及樱桃里提取物。合适的矿物鞣剂包括铬化合物、特别是铬盐和配合物,通常处于铬(Ⅲ)氧化状态,如硫酸铬(Ⅲ)。其它的鞣剂包括醛(乙二醛、戊二醛和甲醛)、膦盐、铬以外的金属化合物(如铁、钛、锆和铝化合物)。优选地,鞣剂基本上不含铬化合物。
一个或多个基质可同时通过本发明的方法处理。基质的实际数量取决于基质的大小和被利用的设备的容量。
同时要处理的干燥基质的总重量(即在一个批次中或清洁负荷)可达到50,000kg。对于纺织品基质,总重量典型地为1至500kg,更典型地1至300kg,更典型地1至200kg,更典型地1至100kg,甚至更典型地2至50kg,并且特别是2至30kg。对于动物基质,总重量通常为至少约50kg,并且可达到至约50,000kg,典型地约500至约30,000kg,约1000kg至约25,000kg,约2000至约20,000kg,或约2500至约10,000kg。
优选地,液体介质为水介质,即液体介质是或包括水。为了增强偏爱,液体介质包括的水为至少50wt%、至少60wt%、至少70wt%、至少80wt%、至少90wt%、至少95wt%和至少98wt%。液体介质可以可选地包括一个或多个有机液体,例如包括醇、乙二醇醚、酰胺和酯类。优选地,液体介质中存在的全部有机液体的总和为不大于10wt%,更优选不大于5wt%,设置更优选不大于2wt%,特别是不大于1%,并且尤其是液体介质基本上没有有机液体。
液体介质的pH优选为3至13。pH或处理液在根据本发明的处理方法中在不同的时间、点位或阶段上有所不同。所希望的是在碱性pH条件下处理(特别是清洁)基质,尽管在高pH时提供良好的性能(特别是清洁性能),但对某些基质不是很好。因此,所希望的是液体介质的pH为7至13,更优选7至12,甚至更优选8至12,并且特别是9至12。在进一步优选实施例中,pH为4至12,优选5至10,特别是6至9,并且尤其是7至9,特别是为了改善织物护理。还希望基质的处理或处理工艺的一个或多个特定阶段在酸pH条件下进行。例如,动物皮基质的处理中的某些步骤有利地在pH典型地小于6.5的情况下进行,甚至更典型地小于6,并且尤其是小于5.5,并且典型地不小于1,更典型地不小于2,并且尤其是不小于3。一定的织物或服装整理处理方法,例如打磨,也可利用一个或多个酸性阶段。酸和/或碱可增加,以便获得上述pH值。优选地,上述pH保持搅动的至少一部分时间,并且在某些优选实施例中保持全部时间。为了防止液体介质的pH在处理期间的飘动,可采用缓冲剂。
优选地,液体介质对干基质的重量比为不大于20:1,更优选不大于10:1,尤其是不大于5:1,更尤其是不大于4.5:1,甚至更尤其是不大于4:1,并且更特别是不大于3:1。优选地,液体介质对干基质的重量比为至少0.1:1,更优选至少0.5:1,且特别是至少1:1。在本发明中,可用非常小量的液体介质仍能实现良好的处理性能(特别是清洁性能),它在水的使用、废水处理和加热或使水冷却到预期温度所需的能量方面具有环境效益。
优选地,颗粒与干基质的比率为至少0.1:1,尤其是至少0.5:1,并且更尤其是至少1:1w/w。优选地,颗粒与干基质的比率为不大于30:1,更优选不大于20:1,尤其是不大于15:1,并且更尤其是不大于10:1w/w。优选地,颗粒与干基质的比率为0.1:1至30:1,更优选0.5:1至20:1,尤其是1:1至15:1w/w,并且更尤其是1:1至10:1w/w。
该处理方法在存在固体颗粒材料的情况下搅动基质。搅动可以为摇动、搅合、喷流和翻滚的形式。其中,尤其是优选翻滚。优选地,基质和固体颗粒材料引入旋转的滚筒中以引起翻滚。旋转例如可提供离心力0.05至1G,并且尤其是0.05至0.7G。离心力优选如在滚筒离旋转轴最远的内壁处计算。
固体颗粒材料能接触基质,适合于在搅动期间与基质混合。
搅动可以是连续的或断续的。优选地,该方法执行的周期为1分钟至10小时,更优选5分钟至3小时,甚至更优选10分钟至2小时。
处理方法优选执行的温度为大于0℃至约95℃,优选5至95℃,优选至少10℃,优选至少15℃,优选不大于90℃,优选不大于70℃,并且有利地不超过50℃、不大于40℃或不大于30℃。这样的温和温度允许颗粒在大量的处理周期上提供前述的益处。优选地,当几个批次或清洁负荷被处理或清洁时,每个处理或清洁周期执行在不大于95℃的温度,更优选不大于90℃,甚至更优选不大于80℃,尤其是不大于70℃,更尤其是不大于60℃,最尤其是不大于50℃,并且从大于0℃,优选至少5℃,优选至少10℃,优选至少15℃,优选从大于0至50℃,大于0至40℃,或大于0至30℃,并且有利地从15至50℃、15至40℃或15至30℃。这些较低的温度再一次允许颗粒为大量的处理或清洁周期提供益处。
应认识到,上面描述的时间和温度条件与包括至少一个所述基质的个别批次的处理相关。
用固体颗粒材料搅动基质适合于在前述处理周期的所述一个或多个离散处理阶段中发生。因此,上面描述的时间和温度条件优选与用固体颗粒材料搅动所述基质的步骤,即前述处理周期的所述一个或多个离散处理步骤相关。
优选地,该方法是用于清洁基质的方法,优选洗衣方法,优选用于清洁是纺织物或包括纺织物的基质的方法。因此,优选地,批次是清洁负荷。优选地,清洁负荷包括至少一个污染基质,优选地其中,污染基质是或包括污染的纺织品。土壤的形式可以是,例如、灰尘、泥土、食品、饮料、动物产品、如汗水、血液、尿液、粪便、草等植物材料、油墨和油漆。个别清洁负荷的清洁过程典型地包括对清洁周期在清洁设备中用所述固体颗粒材料搅动清洁负荷的步骤。清洁周期典型地包括一个或多个离散的清洁步骤以及可选的一个或多个后清洁处理步骤、可选的一个或多个冲洗步骤、可选的一个或多个分开清洁颗粒与清洁的清洁负荷的步骤、可选的一个或多个从清洁的清洁负荷去除液体介质的提取步骤、可选的一个或多个干燥步骤、以及可选的从清洁设备去除清洁的清洁负荷的步骤。
如果该方法是清洁方法,则基质优选用所述固体颗粒材料、液体介质以及也优选洗涤剂成分搅动。洗涤剂成分可包括下面成分的任何一个或多个:表面活性剂、染料转移抑制剂、增洁剂、酶、金属螯合剂、生物杀菌剂、溶剂、稳定剂、酸、碱和缓冲液。特别是,洗涤成分可包括一个或多个酶。
如果该方法是清洁方法,则可能存在于冲洗液介质中的可选清洁后添加剂包括光学增白剂、香料和织物柔软剂。
用于转换常规设备的套件和改装方法
在本发明的第四方面中,提供一种套件,其用于将不适合利用固体颗粒材料处理基质使用的设备转换成根据本发明且在上面限定的适合利用固体颗粒材料处理基质使用的设备,其中,所述设备包括壳体,所述壳体中安装有可旋转安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁,并且所述设备还包括进入装置,用于将所述基质引入所述滚筒中,并且其中,所述套件包括:
(a)固体颗粒材料;
(b)用于存储所述固体颗粒材料的存储装置;和
(c)适合用于定位在所述滚筒的所述内表面上的至少一个长形突起,使得所述长形突起或每个长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部,其中,所述长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,同一长形突起进一步包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点,其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧,并且其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动通过所述滚筒沿分配方向的旋转而被促进,并且所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转而被促进,其中,沿所述分配方向的旋转是与沿所述收集方向的旋转相反的旋转方向,
其中,所述套件适于允许将所述存储装置和所述长形突起附接至所述滚筒的一个或多个内表面,其特点在于,
所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被定义为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
根据本发明的第五方面,提供一种构成根据本发明的且如前面所限定的、适合于利用固体颗粒材料处理基质所用的设备的方法,所述方法包括改装不适合利用固体颗粒材料处理基质所用的初始设备,并且所述初始设备包括壳体,所述壳体中安装有可旋转安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁,并且所述初始设备还包括用于将所述基质引入所述滚筒中的进入装置,其中所述改装包括如下步骤:
(i)提供固体颗粒材料,提供用于存储固体颗粒材料的一个或多个存储装置,并且提供至少一个长形突起;以及
(ii)将所述存储装置和所述长形突起附接到所述滚筒的一个或多个内表面,
其中,所述至少一个长形突起适合用于定位在所述滚筒的所述内表面上,使得所述长形突起或每个长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部,其中,所述长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,同一长形突起进一步包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点,其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧,并且其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动通过所述滚筒沿分配方向的旋转而被促进,并且所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转而被促进,其中,沿所述分配方向的旋转是与沿所述收集方向的旋转相反的旋转方向,
其特点在于,所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被定义为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
将理解的是,上文针对第一方面、第二方面和第三方面描述的特征、偏好和实施例也适用于第四方面和第五方面。
附图说明
参考以下附图进一步说明本发明。图1至图10和图35至图37示出了实施例A的长形突起。图11示出了位于长形突起的基部中的收获(人字形)流动路径,其适用于实施例A和实施例B。图12a和图12b示出了收获孔和相关的流动路径位于长形突起的第二侧上,并且这些图中的收获孔和流动路径的配置适用于实施例A和实施例B。图13至图29示出了实施例B的长形突起,以及通常可适用于实施例A和实施例B的设备的各种元件(包括存储装置、滚筒、进入装置、驱动轴等的方面)。
图1a示出了长形突起(1)的内部结构,该内部结构具有阿基米德螺杆布置。长形突起具有远端(2)和近端(未示出)。在滚筒(未示出)沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料进入收集孔(3a、3b、3c、3d、3e等),并穿过位于阿基米德螺杆布置(4a、4b、4c、4d、4e等)的壁中的收集流动路径(未显示)的第一部分,朝向并通过公共内部流动路径的转移孔(5a、5b、5c、5d、5e等)。公共内部流动路径在长形突起(1)的远端(2)中的分配孔(6a、6b、6c、6d、6e、6f)与位于长形突起的近端处的滚筒的端壁(未示出)中的存储装置(未示出)之间延伸。
图1b示出了在图1a的长形突起的背景下,在滚筒沿收集方向旋转期间的固体颗粒材料的流动。固体颗粒材料沿箭头(A)的方向进入收集孔,通过所述收集流动路径的第一部分中的每一个,然后沿小弯曲箭头(B)的方向通过转移孔进入公共内部流动路径。在滚筒沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料在公共内部流动路径中的流动由大弯曲箭头(C)表示。滚筒沿收集方向的多次旋转导致固体颗粒材料沿长形突起沿箭头(D)的方向流向长形突起的近端和滚筒端壁中的存储装置。
图1c示出了在图1a的长形突起的背景下,在滚筒沿分配方向旋转期间的固体颗粒材料的流动。固体颗粒材料离开位于长形突起的近端(未示出)处的存储装置(未示出)并且进入公共内部流动路径。在滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒物料在公共内部流动路径中的流动由大弯曲箭头(E)表示。滚筒沿分配方向的多次旋转导致固体颗粒材料沿长形突起沿箭头(F)的方向流向长形突起的远端,于是它通过分配孔离开进入滚筒内部。
图2示出了从下方看的图1a至图1c的长形突起。长形突起(1)具有远端(2)和近端(7)。长形突起(1)被示为具有覆盖长形突起的内部结构的盖(8)。在滚筒沿收集方向旋转期间,长形突起具有第二后侧(9)。长形突起具有朝向滚筒内部设置的上表面(10)。在圆柱形滚筒的典型且优选的实施例中,长形突起的结构内部元件在其基部处弯曲,在该基部处,长形突起与滚筒的内表面相接,如关于形成分配流动路径的端壁的远端元件(11)所示。长形突起具有七个收集孔(图中仅指示了收集孔(3a)),并且这些收集孔在滚筒沿收集方向旋转期间位于长形突起的第一前侧。每个收集孔与所述收集流动路径的第一部分流体连通,在图中仅指示了第一部分(13a)。长形突起具有六个分配孔(在图中仅示出分配孔(6c)),六个分配孔与所述分配流动路径流体连通,并且具体地与所述分配流动路径(12)的第二部分流体连通。共同内部流动路径(14)形成收集流动路径和分配流动路径两者的一部分,并且沿着长形突起的长度延伸。在长形突起(1)的近端(7)处,公共内部流动路径(14)经由孔(15)与存储装置(未示出)流体连通。
图3示出了在滚筒沿收集方向旋转期间从第一前侧的角度看具有远端(2)和近端(7)的长形突起(1)的内部结构。长形突起具有多个收集孔(在图中仅示出了收集孔(3a)),每个收集孔均具有漏斗形状,以便增加固体颗粒材料的汇集面积。
图4示出了根据中央入口实施例的长形突起的内部结构的一部分,该部分包括收集孔(3),所述收集流动路径的第一部分(其位于阿基米德螺杆布置的壁(4)中)、以及转移孔(5)。图4中的部分特别地代表长形突起的内部结构的模块化部分,该长形突起包括构成公共内部流动路径的一系列模块化部段。
图4还示出了围绕转移孔的外围的偏转肋(16),在滚筒沿收集方向或分配方向旋转期间,偏斜肋(16)使存在于共同内部流动路径中的固体颗粒远离转移孔偏置。
图4还示出了转移孔和收集孔的基本垂直布置,并且在该图中例示的实施例中,转移孔和收集孔彼此成90°设置。
图4还示出了所述收集流动路径的所述第一部分的第一部段(18)和第二部段(19),其中第二部段(19)相对于第一部段(18)以大约135°的角度β进行设置,使得所述部段朝向长形突起的近端成一定角度。
图4还示出了收集流动路径的第一部分,该第一部分被配置为在滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向转移孔偏置,偏置该图中是指采取倾斜表面(17)的形式,该倾斜表面存在于所述部段(19)中。
图5示出了图1至图4中描述的那种类型的长形突起(1)的截面,该截面垂直于长形突起的长度截取。长形突起(1)具有覆盖长形突起的内部结构的盖(8)和朝向滚筒(未示出)的内部设置的上表面(10)。该图示出了在圆柱形滚筒的典型的和优选的实施例中的长形突起的弯曲基部(20)。在滚筒沿收集方向旋转期间,长形突起具有第一前侧(21)和第二后侧(9)。箭头(a)至(h)示出了固体颗粒材料在滚筒沿收集方向旋转期间通过收集孔(3)、收集流动路径的第一部分(13)、转移孔(5)并且进入共同内部流动路径(14)的顺序流动路径,其中该固体颗粒材料在基本螺旋形的流动路径中朝向阿基米德螺杆布置内的长形突起的近端转移。
图6示出了图1至图5中描述的类型的长形突起(1),其设置在具有端壁(22)和内表面(23)的圆柱形可旋转滚筒内。存储装置(未示出)位于端壁(22)内。
图6还示出了该实施例中的拉杆(24)的位置,其中公共内部流动路径由一系列分开的模块化部段的壁构成,其中,模块化部段通过从第一模块化部段到最后一个模块化部段延伸的拉杆线性地连接在一起。
应当理解,图1至图6特别代表了本文所指的中央入口实施例。
图7是根据本文所述的外围进入实施例、特别是根据外围进入实施例的第一构造的长形突起的截面。以与图5相同的方式截取垂直于具有多个收集孔的长形突起的长度的截面。箭头示出了固体颗粒材料在滚筒沿收集方向旋转期间通过收集孔(3)、收集流动路径的第一部分(13)并且通过位于公共内部流动路径(14)的周边处的转移孔(5),并且进入公共内部流动路径(14)的顺序流动路径。再次,在滚筒沿收集方向旋转期间,固体颗粒材料在阿基米德螺杆布置内的基本螺旋状的流动路径中朝向长形突起的近端转移。偏转肋包括第一偏转肋部分(16a)和第二偏转肋部分(16b),所述第一偏转肋部分和第二偏转肋部分将固体颗粒材料偏置离开转移孔。
图8是图7的实施例的变型,并且示出了具有叶片或百叶窗(25a、25b)的转移孔(5),叶片或百叶窗跨过孔的截面区域延伸,使得转移孔成为多个狭缝。
图9示出了如本文所述的外围设备进入实施例的第二配置。转移孔(5)位于公共内部流动路径(14)的外围中的一位置处,该位置到长形突起的第一侧(21)的距离比到长形突起的第二侧(9)的距离小,其中,第二侧(9)是在滚筒沿收集方向旋转时长形突起的后侧。收集流动路径的第一部分(13)是S形的并且沿着第一侧(21)设置。
图10a、图10b和图10c示出了“双螺旋实施例”,其中,公共内部流动路径(14)和收集流动路径的所述第一部分(13、13a、13b)被布置为双螺旋阿基米德螺杆,其中共同内部流动路径与所述收集路径的第一部分沿长形突起螺旋并置。在该实施例中,固体颗粒材料从收集孔流入公共内部流动路径,使得所述材料到达公共内部流动路径内的大致中央的位置。图10b示出了在穿过收集流动路径的第一部分(13)的截面中的长形突起的截面。图10c示出了穿过公共内部流动路径(14)的截面中的长形突起的截面。
图11示出了位于长形突起(1)的基部中的收获(或人字形)流动路径。多个收集孔(26a、26b、26c)设置在长形突起的第二侧(9)上(其中,第二侧(9)是在滚筒沿收集方向旋转时长形突起的尾侧,以及在滚筒沿分配方向旋转时长形突起的前侧)。第一系列叶片(29a、29b、29c、29d、29e)被布置成形成第一系列U形(28a、28b),以及第二系列叶片(31a、31b、31c、31d、31e)被布置成形成第二系列U形(30a、30b、30c),其中所述第一系列叶片和第二系列叶片和U形以相对的、互锁的(但非接触)且交错的布置进行设置,以形成一连串的敞开隔室,所述一连串的敞开隔室提供了从收获孔到存储装置(未示出)的曲折路径。
图12a示出了布置在长形突起1a的第二侧9上的收集孔。在滚筒(未示出)沿分配方向旋转期间,存在于滚筒内部的固体颗粒材料进入收获孔(26a至26f),并通过收集流动路径(未示出)到达滚筒的端壁(22)中的存储装置(未示出)。在图12a中还部分地示出了另一长形突起(1b)。
图12b示出了构成图12a的长形突起的收获流动路径的一连串的敞开隔室,并且还示出了叶片在收获流动路径中的布置的另一示例。在滚筒(未示出)沿分配方向旋转期间,存在于滚筒内部的固体颗粒材料进入位于长形突起(1a)的第二侧(9)中的收获孔(26a至26f)。收获流动路径包括第一系列叶片,所述第一系列叶片描述了第一系列U形(28a至28g),其中每对相邻的U形被收获孔中断。第一系列叶片和相关的U形被布置成邻近滚筒的内表面并且比所述第二系列叶片更靠近所述内表面。收获流动路径进一步包括第二系列的七个叶片(31a、31c、31e、31g、31i、31k、31m),它们限定了一系列的六个U形,其中,所述第二系列叶片以与第一系列叶片相对的、互锁且交错的布置进行设置,从而限定了从收获孔到存储装置的曲折流动路径,以便提供从收获孔到存储装置的曲折流动路径。在图12b的布置中,将注意的是,在收获流动路径的起点,即收获流动路径的更靠近长形突起的远端的端部,第一系列的第一叶片接触第二系列的第一叶片,以便为收获流动路径提供终点。滚筒沿分配方向的多次旋转导致固体颗粒材料沿收获流动路径沿箭头(G)的方向流向长形突起的近端并且进入存储装置。
图13示出了设备的一部分,其示出了在其中设置有存储装置(42)的滚筒的端壁(41)。第一长形突起(43a)包括在其远端的分配孔(44)和被配置为阿基米德螺杆的分配流动路径(45)。
图14示出了滚筒的较大部分,示出了第一长形突起和第二长形突起43b。
图15示出了设备的区域,在该区域中长形突起(43a)与滚筒的端壁(41)相接,在滚筒的端壁中设置有存储装置。固体颗粒材料经由收集流动路径(46)和收集孔(47)进入存储装置。偏转壁(48)的一部分将收集流动路径(46)与分配流动路径(45)分开。
图16相对于图15从相反侧更详细地示出了分配流动路径(45)、收集流动路径(46)和偏转壁(48)的布置。还示出了长形突起(43a)的一部分。单向瓣阀(49)防止固体颗粒材料通过收集通道从存储装置流出到滚筒的内部。
图17示出了在滚筒的端壁(41)处的长形突起(43a)的近端中的收集孔(47)。
图18示出了滚筒的端壁(41)的较大透视图,该滚筒的端壁在三个部段(41a、41b和41c)中包括存储装置,从而允许将其改装到现有滚筒。该图还示出了长形突起(43a、43b和43c)。
图19示出了滚筒的端壁(41),该滚筒的端壁在其中包括存储装置,以及设置在滚筒的圆柱形内表面(50)上的长形突起(43a、43b和43c)。
图20示出了位于壳体(51)中的,具有端壁(41)和圆柱形内表面(50)的可旋转滚筒(52)的某些元件,其中,滚筒的内部可通过进入装置(53)进入,并且其中,滚筒从驱动装置(未示出)连接到驱动轴(54),以实现滚筒的旋转。
图21示出了图20的布置,其中,存储装置(42)被设置在滚筒的现有端壁(41)中或改装到滚筒的现有端壁(41)上。
图22和图23示出了具有多个存储装置(42a、42b)和多个长形突起(43a、43b)的布置。
图24、图25和图26示出了具有本文所述的帕特诺斯特构造的长形突起(43d),其中,分配流动路径包括由第一系列倾斜的、基本上平行的叶片(56a)形成的一连串的敞开隔室(55a、55b)和第二系列倾斜的、基本上平行的叶片(57a、57b)。图26以分解形式示出了长形突起和分配流动路径。
图27示出了如上所述的位于滚筒的端壁中的多隔室存储装置,其包括隔室58a、58b和58c。每个隔室通过连通孔59a、59b和59c与相邻隔室流体连通。每个隔室与单个提升器60a和60c(未示出提升器60b)相关联,并且每个隔室与单个分配流动路径(45a)和单个收集流动路径(46a)(仅针对隔室58a示出)相关联。
图28示出了具有大体截头圆锥形表面(61)的滚筒的截面,该大体截头圆锥形表面从滚筒(62)的前部向滚筒(63)的端壁向下倾斜,即,使得滚筒的内径朝向滚筒的端壁增大。
图29示出了截头圆锥形表面的一部分(64),其适合于改装到用于将具有圆柱形内表面的滚筒转变成具有截头圆锥形内表面的滚筒的常规设备。这种截头圆锥形表面部分适合用作插入件,该插入件布置在设置在滚筒(未示出)的内表面上的长形突起(未示出)之间。
图30至图34示出了根据本文公开的实施例B的关于长形突起的双人字形布置。
图30示出了在长形提升器(1a)的第一侧(21)中的另外的收集孔(32a至32g),在所述另外的收集孔处所述第一侧与滚筒(未示出)的内壁相接。提升器还包括收集孔(47)和分配孔(6)。图30还示出了滚筒(41)的端壁的一部分。
图31示出了长形提升器(1a)的第二侧(9)中的收获孔(26a至26i),在所述收获孔处所述第二侧与滚筒(未示出)的内壁相接。
图32对应于图30,但是其中顶盖和长形突起(1a)的第一侧已被移除以示出长形突起的内部结构,即构成分配流动路径(45)的一连串的敞开隔室。
图33对应于图31,但是其中顶盖和长形突起(1a)的第二侧面(9)已被移除以示出内部结构,即构成收获流动路径(33)的一连串的敞开隔室。图33进一步示出了分配流动路径(45)的一部分,该部分将存储装置(未示出)与图32所示的分配流动路径的一连串的敞开隔室相连接。在图33中标记为(33a)的收获流动路径的一部分与存储装置流体连通,即,它是收获流动路径的、在滚筒的旋转期间固体颗粒材料从收获流动路径传递到存储装置的那部分。
图34示出了滚筒(41)的端壁和长形提升器(1a)的一部分,该提升器在其第二侧(9)上具有收获孔(26g、26h、26i)。图34进一步示出了分配流动路径(45)、收获流动路径(33a)的与存储装置流体连通的部分、以及单向瓣阀(49)的布置,固体颗粒材料通过该单向瓣阀从收集流动路径(未示出)流到存储装置。
图35示出了如本文所述的外围进入实施例的第三构造。转移孔(5)(在该图中由狭槽限定)位于公共内部流动路径的外围中的一位置处,该位置在滚筒的内壁的远侧并且在滚筒的旋转轴线的近侧,并且最接近长形突起(1)的顶点。第一偏转肋部分(16a)和第二偏转肋部分(16b)与转移孔(5)相关联,并且在阿基米德螺杆布置的相对表面之间延伸。收集孔(3)设置在长形突起(1)的第一侧(21)中,该第一侧是滚筒沿收集方向旋转期间的前侧。阿基米德螺杆的芯(70)偏心地设置。
图36示出了一种布置,其中收集流动路径的第一部分(80)配备有以相对且交错的布置并且采用互锁但非接触的方式进行设置的第一系列叶片(81a、81b、81c)和第二系列叶片(82a、82b)。第一系列叶片设置在所述第一部分(80)的第一内壁(83)上,并且所述第二系列叶片设置在所述第一部分的第二内壁(84)上,其中所述第一内壁和第二内壁面向彼此。每个系列的叶片在固体颗粒从收集孔(3)到转移孔(未示出)的流动方向上背离所述第一部分的内壁成一定角度。因此,第一系列叶片和第二系列叶片允许固体颗粒材料从收集孔流向转移孔,但是阻止了相反方向的流动,并提供了从收集孔到转移孔的曲折路径,该曲折路径在滚筒旋转期间使固体颗粒材料朝向公共内部流动路径偏置。
图37示出了长形突起(1),其中收集孔是狭槽(90),该狭槽沿着所述长形突起(1)的第一侧(21)的基部延伸,该第一侧在滚筒沿收集方向旋转期间是前侧。收集孔(90)与多个收集流动路径(未示出)流体连通,每个收集流动路径具有第一流动部分(未示出),该第一流动部分经由转移孔(5)与公共内部流动路径(14)流体连通。一系列竖直引导肋(91)设置在狭槽(90)的前面,以限定一系列收集通道,这些收集通道与滚筒(未示出)的内部和所述狭槽(90)流体连通。
Claims (94)
1.一种用于利用固体颗粒材料处理基质的设备,所述设备包括:壳体,所述壳体中安装有可旋转地安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁;以及进入装置,用于将所述基质引入所述滚筒中,其中,
(a)所述滚筒包括用于存储所述固体颗粒材料的存储装置;
(b)所述滚筒具有至少一个位于所述滚筒的所述内表面上的长形突起,其中,所述长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部;
(c)所述长形突起或每个长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,相同的长形突起还包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点;
(d)其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间,所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧;并且
(e)其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动是通过所述滚筒沿分配方向的旋转来促进的,以及所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动是通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转来促进的,其中,沿所述分配方向的旋转与沿所述收集方向的旋转是沿相反的旋转方向,
其特征在于:
(f)所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被限定为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔与收获流动路径流体连通,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料经由所述收获流动路径从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述长形突起包括多个所述收获孔。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其中,所述收获流动路径位于所述长形突起的基部中或上,或者其中所述收获流动路径位于所述长形突起的第二侧中或上。
4.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述收获流动路径被配置为在所述滚筒沿分配方向并且优选地也沿收集方向旋转期间朝向所述存储装置偏置固体颗粒材料。
5.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述收获流动路径位于长形腔内,所述长形腔位于所述长形突起的基部中或上、或所述长形突起的第二侧中或上,其中,所述长形腔具有平坦的板状形状,所述平坦的板状形状具有长度、宽度和深度,其中,所述腔的长度尺寸沿所述长形突起的长形尺寸的至少一部分设置,其中,根据所述长形突起中或上的所述收获流动路径的位置,所述腔的宽度尺寸沿所述长形突起的基部的宽度的至少一部分、或沿所述长形突起的第二侧的宽度的至少一部分设置,并且其中,根据所述长形突起中或上的所述收获流动路径的位置,所述腔的深度尺寸基本正交于所述长形突起的基部、或所述长形突起的第二侧,并且其中,所述腔具有第一边缘和第二边缘,其中,所述第一边缘和所述第二边缘在所述腔的宽度尺寸的相对边缘上,其中,所述收获孔设置在所述第一边缘中,使得其中所述收获流动路径位于所述长形突起的基部中或上,所述长形腔的第一边缘位于所述长形突起的第二侧处,并且其中,所述收获流动路径位于所述长形突起的第二侧中或上,所述长形腔的第一边缘位于所述长形突起的第二侧与所述滚筒的内壁的接合处。
6.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述收获流动路径包括与所述存储装置流体连通的一连串的敞开隔室。
7.根据权利要求6所述的设备,所述一连串的敞开隔室由第一系列叶片和第二系列叶片形成,其中,所述第一系列叶片和所述第二系列叶片沿所述长形突起的长度的至少一部分设置,其中,所述第一系列叶片以与所述第二系列叶片相对且交错布置的方式进行设置,以提供从所述收获孔到所述存储装置的曲折路径,所述曲折路径在所述滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述第二系列的叶片基本上彼此平行。
9.据权利要求7或8所述的设备,其中,所述第二系列的连续叶片以U形进行布置,其中,每个U形具有更靠近所述长形突起的远端的远侧壁和更靠近所述长形突起的近端的近侧壁,使得所述第二系列叶片限定一系列邻接的U形,包括第一U形和第二U形以及任选的一个或多个随后的U形,其中,所述第一U形比所述第二邻接的U形更靠近所述长形突起的远端,优选地,其中,所述第一U形的近侧壁是与所述邻接的第二U形的远侧壁相同的壁。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备,其中,所述第二系列叶片限定一系列倾斜的邻接的U形,其中,所述U形的远侧壁和近侧壁的倾斜朝向所述长形突起的远端。
11.根据权利要求9或10所述的设备,其中,所述U形的口部向内面向所述长形突起的内部,并且优选地面朝所述收获孔或面朝所述收获孔所位于的所述收获流动路径的侧面。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备,其中,所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的基部中或上,并且所述第二系列叶片设置成与所述长形突起的第一侧相邻或者比所述第一系列叶片更靠近所述第一侧,优选地,使得所述U形的基部是所述长形突起的第一侧的内表面或与之并置,使得所述U形的口部在沿分配方向旋转期间朝向所述长形突起的内部并且在所述滚筒的旋转方向上面向内。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的设备,其中,所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的第二侧中或上,并且所述第二系列叶片被设置成与所述长形突起的顶点相邻或比所述第一系列叶片更靠近所述顶点,优选地,使得所述U形的口部向内朝向所述长形突起的内部并且朝向所述滚筒的内表面。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的设备,其中,所述第一系列的叶片以一系列U形进行布置,其中,每个U形具有更靠近所述长形突起的远端的远侧壁和更靠近所述长形突起的近端的近侧壁。
15.根据权利要求14所述的设备,其中,所述第一系列叶片限定一系列U形,其中,至少一个且优选地每对相邻的U形彼此不邻接,并且其中,至少一个且优选地每对相邻的U形由所述长形突起的第二侧中的收获孔打断。
16.根据权利要求14或15所述的设备,其中,在所述长形突起的第二侧中的多个收获孔提供进入所述一连串的敞开隔室的多个进入点。
17.根据权利要求14、15或16所述的设备,其中,所述U形的口部向内朝向所述长形突起的内部并且远离收获孔。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的设备,其中,由所述第一系列的叶片限定的U形包括朝向所述长形突起的远端倾斜的远侧壁和朝向所述长形突起的近端倾斜的近侧壁。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的设备,其中,所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的基部中或上,并且所述第一系列叶片被设置成与所述长形突起的第二侧相邻或者比所述第二系列叶片更靠近所述第二侧,优选地,使得所述U形的基部是所述长形突起的第二侧的内表面或与之并置,使得所述U形的口部在沿分配方向旋转期间朝向所述长形突起的内部并且在与所述滚筒的旋转方相反的方向上面向内。
20.根据权利要求14至18中任一项所述的设备,其中,所述一连串的敞开隔室位于所述长形突起的第二侧中或上,并且所述第一系列叶片被设置成与所述滚筒的内表面相邻或比所述第二系列叶片更靠近所述内表面,优选地,使得所述U形的口部向内朝向所述长形突起的内部并且朝向所述长形突起的顶点。
21.根据权利要求9至20中任一项所述的设备,其中,由所述第一系列叶片限定的一系列U形以与由所述第二系列叶片限定的一系列U形相对且交错的方式进行布置,以提供从所述收获孔到所述存储装置的曲折收获流动路径,所述曲折收获流动路径在所述滚筒旋转期间将固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
22.根据权利要求9至21中任一项所述的设备,其中,所述收获孔经由包括一连串的敞开隔室的所述收获流动路径与所述存储装置流体连通,所述收获流动路径被配置为在所述滚筒至少沿分配方向旋转期间将固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置,并且其中,所述设备被配置为使得:
(i)在所述滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒材料进入收获孔并且进入所述一连串的敞开隔室中的一个敞开隔室,优选地进入由第二系列叶片形成的U形,
(ii)其中,当所述滚筒沿分配方向进一步旋转时,所述固体颗粒材料被转移到由第一系列叶片形成的相对且交错的U形中,其中,所述相对且交错的U形比由第二系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第二系列叶片被转移,以及
(iii)其中,当所述滚筒沿所述分配方向进一步旋转时,所述固体颗粒被转移到由所述第二系列叶片形成的另一U形中,其中,由所述第二系列叶片形成的所述另一U形比由所述第一系列叶片形成的所述U形更靠近所述长形突起的近端,所述固体颗粒材料从所述第一系列叶片被转移,
从而将所述固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
23.根据任一前述权利要求所述的设备,其被配置为:
(i)在所述滚筒沿分配方向以RD定义的分配速率旋转期间,将固体颗粒材料分配到所述滚筒的内部,以及
(ii)在所述滚筒沿分配方向以RH定义的收获速率旋转期间,从所述滚筒的内部经由所述收获孔将固体颗粒材料收获到所述长形突起中,
其中,在所述滚筒沿分配方向旋转期间,固体颗粒材料进入所述滚筒的净引入速率(NRI)由NRI=RD-RH给出,
并且其中,所述设备被配置为使得NRI为正,
并且优选地,其中,RH不超过RD的约50%、优选不超过约40%、优选不超过约30%、优选不超过约20%。
24.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述收获流动路径包括阀,优选地是单向瓣阀,以防止在所述滚筒沿收集方向旋转时固体颗粒材料从所述存储装置流出回到所述收获流动路径。
25.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述分配孔位于所述长形突起中在其远端处、或者比其近端更靠近其远端,或者从所述长形突起的近端到远端沿所述长形突起的至少大约一半处,或者其中,所述长形突起或每个长形突起具有多个分配孔,所述多个分配孔沿着所述长形突起的长度从其近端到其远端间隔开。
26.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述长形突起或每个长形突起被配置为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间使存在于所述存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
27.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述滚筒被配置为在所述滚筒沿所述收集方向旋转期间使存在于所述滚筒内的固体颗粒材料朝向所述收集孔偏置,并且所述滚筒被配置为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间使存在于所述存储装置和/或分配流动路径内的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
28.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述长形突起或每个长形突起被配置为在所述滚筒沿所述收集方向旋转期间使存在于所述收集流动路径内的固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
29.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述收集流动路径和所述分配流动路径是部分但不完全共同延伸的。
30.根据权利要求29所述的设备,其中,所述长形突起或每个长形突起包括多个收集孔,所述多个收集孔在从所述长形突起的近端到远端的多个位置处布置在所述长形突起的所述第一侧中。
31.根据权利要求29或30所述的设备,其中,所述收集流动路径的一部分和所述分配流动路径的一部分在所述长形突起或每个长形突起内共享公共内部流动路径。
32.根据权利要求31所述的设备,其中,所述公共内部流动路径被配置为使存在于所述公共内部流动路径内的固体颗粒材料在所述滚筒沿所述收集方向旋转期间朝向所述存储装置偏置并且在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间朝向所述分配孔偏置。
33.根据权利要求31或32所述的设备,其中,所述公共内部流动路径是或包括位于所述长形突起或每个长形突起中的阿基米德螺杆布置。
34.根据权利要求33所述的设备,其中,所述阿基米德螺杆布置的表面是直线的或曲线的或它们的组合。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的设备,其中,所述收集流动路径包括与所述收集孔和所述公共内部流动路径流体连通的第一部分。
36.根据权利要求35所述的设备,其中,所述收集流动路径的所述第一部分由所述部分的一端处的所述收集孔和所述部分的另一端处的转移孔限定,其中,所述转移孔在所述滚筒沿所述收集方向旋转期间促进固体颗粒材料从所述第一部分到所述公共内部流动路径的转移。
37.根据权利要求36所述的设备,其中,所述转移孔被配置为使得所述滚筒沿所述收集方向或所述分配方向的旋转使存在于所述公共内部流动路径中的固体颗粒材料偏置背离所述转移孔。
38.根据权利要求36或37所述的设备,其中,所述转移孔大约位于所述公共内部流动路径的中心。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的设备,其中,收集流动路径的所述第一部分配备有多个叶片,所述多个叶片允许固体颗粒材料从所述收集孔流动到所述转移孔,但是阻止存在于所述第一部分中的固体颗粒从所述收集孔中流出,优选地,其中,所述多个叶片包括第一系列叶片和第二系列叶片,其中,所述第一系列叶片和所述第二系列叶片沿着收集流动路径的所述第一部分的长度的至少一部分设置,其中,所述第一系列叶片与所述第二系列叶片以相对且交错的布置进行设置,优选地,其中,所述第一系列和所述第二系列中的每个的叶片在固体颗粒从所述收集孔到所述转移孔的流动方向上背离所述第一部分的内壁成一定角度,从而允许固体颗粒材料从所述收集孔流动到所述转移孔,但阻止在相反方向上的流动。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的设备,其中,所述收集流动路径的所述第一部分位于如权利要求33或34中所限定的阿基米德螺杆布置的壁内。
41.根据权利要求31至40中任一项所述的设备,其中,所述长形突起或每个长形突起包括多个收集孔,其中,每个收集孔经由多个收集流动路径与所述公共内部流动路径流体连通,所述多个收集流动路径中的每个具有与所述收集孔和所述公共内部流动路径流体连通的第一部分,使得所述第一部分中的每一个在所述滚筒沿收集方向旋转期间促进固体颗粒材料流入所述公共内部流动路径。
42.根据权利要求31至41中任一项所述的设备,其中,所述公共内部流动路径由一系列分开的模块化部段的壁构成,其中,所述模块化部段中的每一个包括收集孔、收集流动路径的第一部分和权利要求36至39中任一项所限定的转移孔,其中,所述一系列分开的模块化部段在结合在一起时形成所述公共内部流动路径的至少一些边界壁。
43.根据权利要求1至28中任一项所述的设备,其中,所述长形突起包括分配流动路径和收集流动路径,所述分配流动路径和所述收集流动路径是不同的流动路径。
44.根据权利要求43所述的设备,其中,所述长形突起和/或所述滚筒被配置为在所述滚筒沿收集方向旋转期间使存在于所述滚筒内部的固体颗粒材料朝向所述滚筒的端壁偏置。
45.根据权利要求43或44所述的设备,其中,所述收集孔位于所述长形突起中在其近端处。
46.根据权利要求45所述的设备,其中,所述长形突起包括沿着其所述第一侧的至少一部分的收集凹槽,其中,所述收集凹槽被配置为在沿收集方向旋转期间收集固体颗粒材料,于是在沿收集方向进一步旋转期间,所述固体颗粒材料被朝向所述收集孔偏置,优选地,其中,所述收集凹槽沿着所述长形突起的与所述滚筒的内壁相接的边缘的至少一部分设置在所述长形突起中。
47.根据权利要求43至46中任一项所述的设备,其中,长形突起设置在所述滚筒的内表面上,使得一个或多个成角度的通道存在于所述长形突起的底侧与所述滚筒的内表面之间,或者通过所述长形突起存在于所述长形突起与所述滚筒的内表面相交的一个或多个位置处,使得所述成角度的通道的一个边界壁具有与所述滚筒的内表面连续的表面,其中,所述成角度的通道被配置为允许固体颗粒材料在长形突起的底侧或通过所述长形突起流动,使得在所述滚筒沿收集方向旋转期间,成角度的通道的出口点比所述成角度的通道的入口点更靠近所述滚筒的端壁,并且其中,所述成角度的通道的入口点位于长形突起的所述第一侧上,以及所述成角度的通道的出口点位于所述长形突起的相对的第二侧上。
48.根据权利要求43至47中任一项所述的设备,其中,所述滚筒的内表面被纹理化或轮廓化、具有一个或多个引导元件,所述第一或多个引导元件附接至所述滚筒的内表面或与所述滚筒的内表面一体地形成,以在所述滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向所述滚筒的端壁偏置。
49.根据权利要求48所述的设备,其中,所述引导元件包括设置在所述滚筒的内表面上或中在相邻的长形突起之间的一个或多个肋和/或一个或多个凹槽,使得所述肋和/或凹槽成角度,以便在所述滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料引导背离第一长形突起和所述滚筒的前部并且朝向相邻的长形突起和所述滚筒的端壁。
50.根据权利要求49所述的设备,其中,所述引导元件是具有轮廓的肋,所述轮廓被配置为在将固体颗粒材料朝向所述滚筒的端壁偏置期间保持固体颗粒材料,优选地,其中,所述肋的是所述滚筒沿收集方向旋转期间的前缘的边缘包括收集凹槽,所述收集凹槽至少部分地沿着所述肋的长度延伸。
51.根据权利要求48至50中任一项所述的设备,其中,所述引导元件是布置在所述滚筒的内表面上、在相邻的长形突起之间的穿孔的转向肋,使得所述穿孔的转向肋在背离所述滚筒的端壁并且朝向所述滚筒的前部的方向上延伸,其中,所述穿孔的转向肋具有第一边缘和第二边缘,所述第一边缘是所述滚筒沿收集方向旋转期间的前缘,所述第二边缘是所述滚筒沿收集方向旋转期间的后缘,其中,所述第一边缘和所述第二边缘中的每一个均具有在其中的一个或多个孔,并且其中,所述穿孔的转向肋包括多个成角度的通道,所述成角度的通道将所述第一边缘上的孔与所述第二边缘上的孔连接,并且其中,在所述肋的第二边缘处的成角度的通道的出口点比在所述肋的第一边缘处的成角度的通道的入口点更靠近所述滚筒的端壁,从而允许固体颗粒材料流动通过所述穿孔的转向肋,使得在滚筒沿收集方向旋转期间,所述固体颗粒材料被朝向滚筒的端壁偏置。
52.根据权利要求43至51中任一项所述的设备,其中,所述可旋转安装的滚筒的内表面被配置为将固体颗粒材料朝向所述滚筒的端壁偏置,其中,所述内表面限定截头圆锥形表面,使得所述滚筒的内表面从所述滚筒的前部到所述滚筒的端壁沿向下方向倾斜。
53.根据权利要求52所述的设备,其中,所述滚筒的内表面被配置为在所述内表面和所述滚筒的端壁的接合部处在所述内表面中限定至少一个收集通道,其中,所述收集通道沿着所述滚筒的内表面和端壁的接合部延伸到所述收集孔,并且因此被配置为在所述滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向所述收集孔偏置。
54.根据权利要求43至53中任一项所述的设备,其中,所述分配流动路径包括一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置,所述一连串的敞开隔室或阿基米德螺杆布置位于所述长形突起中并且配置为在所述滚筒沿分配方向旋转期间使存在于所述存储装置和/或分配流动路径中的固体颗粒材料朝向所述分配孔偏置。
55.根据权利要求43至54中任一项所述的设备,其中,所述收集流动路径包括阀,优选地是单向瓣阀,以防止所述固体颗粒材料经由所述收集流动路径从所述存储装置流出到所述滚筒的内部。
56.根据权利要求43至55中任一项所述的设备,其中,所述收获流动路径位于所述长形突起的第二侧中或上,并且其中,所述长形突起包括一个或多个附加收集孔,所述一个或多个附加收集孔被设置在其第一侧中、在从其近端到远端的一个或多个位置处,其中,所述一个或多个附加收集孔与附加收集流动路径流体连通,所述附加收集流动路径进而与所述存储装置流体连通,优选地,其中,所述附加收集流动路径位于所述长形突起的基部中或上并且被配置为在所述滚筒旋转期间、特别是在所述滚筒沿收集方向旋转期间将固体颗粒材料朝向所述存储装置偏置。
57.根据权利要求56所述的设备,其中,所述附加收集流动路径是位于所述长形突起的基部中或上的一连串的敞开隔室,其中,所述一连串的敞开隔室由第一系列叶片和第二系列叶片形成,其中,所述第一系列叶片和所述第二系列叶片沿着所述长形突起的长度的至少一部分设置,其中,所述第一系列叶片以与所述第二系列叶片相对且交错的方式进行设置,以提供从所述附加收集孔到所述存储装置的曲折附加收集流动路径。
58.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述固体颗粒材料在所述存储装置与所述滚筒的内部之间的移动完全通过所述滚筒的旋转来致动。
59.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述存储装置是或包括位于所述滚筒的端壁中的至少一个腔。
60.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述存储装置包括多个隔室,例如2、3、4、5或6个隔室,特别地其中,所述多个隔室被布置为在旋转期间保持所述滚筒的平衡。
61.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述存储装置包括位于所述滚筒的端壁中的多个隔室,其中,所述隔室中的每一个由腔限定,所述腔由第一壁和第二壁界定,所述第一壁和所述第二壁均从所述滚筒的旋转轴线朝向所述滚筒的内壁向外延伸并且优选延伸到所述滚筒的内壁,优选地,其中,每个隔室与包括所述收集流动路径和所述分配流动路径的单个长形突起相关联。
62.根据权利要求61所述的设备,其中,每个隔室与其相邻的一个或多个隔室流体连通,使得在所述滚筒旋转期间固体颗粒材料以及任何液体介质能够从一个隔室直接进入相邻的隔室。
63.根据权利要求62所述的设备,其中,相邻隔室之间的流体连通是通过相邻隔室之间的壁中的连通孔实现的,优选地,其中,连通孔具有最小尺寸,所述最小尺寸是所述固体颗粒材料的最长尺寸的至少四倍大,并且优选地,其中,所述连通孔的最大尺寸不大于相邻隔室之间的壁的最长尺寸的50%,并且优选地,其中,所述连通孔位于相邻隔室之间的壁中的点处,所述点与所述滚筒的旋转轴线或所述滚筒的内壁相比更靠近相邻隔室之间的所述壁的中点。
64.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述存储装置还包括一个或多个穿孔,所述一个或多个穿孔的尺寸小于所述固体颗粒材料的最短线性尺寸,以便允许流体通过所述穿孔进入和离开所述存储装置,特别是分别离开或进入所述滚筒的内部,但是防止所述固体颗粒材料通过所述穿孔流出。
65.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述分配流动路径被配置为使得所述分配流动路径在所述分配孔在将所述滚筒旋转轴线平分的水平面上方时从其中的所述分配孔分配固体颗粒材料。
66.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述分配流动路径、所述收集流动路径和所述收获流动路径的尺寸使得它们的内部尺寸不小于所述固体颗粒材料的最长尺寸的2倍、更优选地小于3倍。
67.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述存储装置和所述长形突起或每个长形突起能够被组装在所述滚筒内,和/或能够被改装到现有的滚筒,和/或是可移除和可替换的,以使得包含在其中的所述固体颗粒材料能够用新鲜的固体颗粒材料代替。
68.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述滚筒的内表面包括穿孔,所述穿孔的尺寸小于所述固体颗粒材料的最短线性尺寸,以便允许流体进出所述滚筒,但是防止所述固体颗粒材料流出。
69.根据权利要求68所述的设备,其中,所述壳体是围绕所述滚筒的桶状物,优选地,其中,所述桶状物和所述滚筒基本上是同心的,优选地,其中,所述桶状物的壁是未穿孔的,但是在其中设置有一个或多个入口和/或一个或多个出口,所述一个或多个入口和/或一个或多个出口适于使液体介质和/或一种或多种处理剂进出所述桶状物。
70.根据任一前述权利要求所述的设备,还包括在所述进入装置与所述桶状物之间的密封件。
71.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述滚筒在所述滚筒的与所述端壁相对的端部处具有开口,所述基质通过所述开口被引入到所述滚筒中。
72.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述分配流动路径和/或所述存储装置被配置为使得在所述分配方向上进行2、3、4、5、6、7、8、9或10圈旋转以开始将所述固体颗粒材料释放到所述滚筒的内部。
73.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述设备不包括未附接到所述滚筒或与所述滚筒成一体的另一存储装置,并且/或者其中,所述设备不包括用于使所述固体颗粒材料在所述存储装置与所述滚筒的内部之间循环的泵。
74.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述设备不包括用于使所述固体颗粒材料循环的泵。
75.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述滚筒包括两个、三个、四个、五个或六个长形突起。
76.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,利用固体颗粒材料对基质的所述处理是在液体介质和/或一种或多种处理制剂存在下进行的。
77.根据任一前述权利要求所述的设备,包括所述固体颗粒材料。
78.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述固体颗粒材料的颗粒具有(i)约1mg至约1000mg的平均质量;和/或(ii)在约5至约500mm3的范围内的平均体积;和/或(iii)每个颗粒10mm2至500mm2的平均表面积;和/或(iv)1mm至50mm,优选为2至20mm,优选为5mm至10mm的平均颗粒尺寸;和/或(v)至少约1g/cm3或至少约1.4g/cm3的平均密度。
79.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述固体颗粒的颗粒包括聚合物,优选地,其中,所述聚合物是或包括聚亚烷基、聚酰胺、聚酯或聚氨酯,优选地为聚亚烷基、聚酯或聚酰胺,优选地为选自尼龙6或尼龙6,6的聚酰胺或选自聚丙烯的聚亚烷基,并且优选地为聚酰胺或选自尼龙6或尼龙6,6的聚酰胺。
80.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述固体颗粒材料的颗粒是球形或椭圆形或其混合。
81.根据任一前述权利要求所述的设备,其中,所述可旋转滚筒是圆柱形的。
82.一种处理基质的方法,所述方法包括在根据权利要求1至81中任一项的设备中利用固体颗粒材料搅动所述基质。
83.根据权利要求82所述的方法,其中,根据所述方法,将所述固体颗粒材料再用于进一步的处理程序中。
84.根据权利要求82或83所述的方法,其中,所述方法是用于处理多个批次的方法,其中,一个批次包括至少一个基质,所述方法包括利用固体颗粒材料搅动第一批次,其中,所述方法还包括以下步骤:
(a)将所述固体颗粒材料收集在所述存储装置中;
(b)利用从步骤(a)收集的固体颗粒材料搅动包括至少一个基质的第二批次;
(c)任选地对包含至少一个基质的后续批次重复步骤(a)和(b)。
85.根据权利要求82至84中任一项所述的方法,其中,所述方法包括利用固体颗粒材料和液体介质搅动所述基质,优选地,其中,所述液体介质是水性的。
86.根据权利要求82至85中任一项所述的方法,其中,所述方法包括利用所述固体颗粒材料和处理制剂搅动所述基质。
87.根据权利要求82至86中任一项所述的方法,其中,所述基质是纺织品或包括纺织品。
88.根据权利要求87所述的方法,其中,对所述基质的处理是清洁、着色、漂白、磨蚀或老化,或其他纺织品或服装整理过程。
89.根据权利要求88所述的清洁基质的方法,用于清洁基质,其中所述基质是脏污的基质。
90.根据权利要求82至86中任一项所述的方法,其中,所述基质是动物皮基质或包括动物皮基质。
91.根据权利要求90所述的方法,其中,动物皮基质的处理是制革工艺。
92.一种长形突起,其中,所述长形突起如权利要求1至26、28至47、54至57、65至67或72中任一项所限定。
93.一种用于将不适合用于使用固体颗粒材料处理基质的设备转换为适合用于使用固体颗粒材料处理基质的根据权利要求1至81中任一项所述的设备的套件,其中,所述设备包括壳体,所述壳体中安装有可旋转安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁,并且进一步包括用于将所述基质引入所述滚筒中的进入装置,并且其中,所述套件包括:
(a)固体颗粒材料;
(b)用于存储所述固体颗粒材料的存储装置;和
(c)适合用于定位在所述滚筒的所述内表面上的至少一个长形突起,使得所述长形突起或每个长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部,其中,所述长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,同一长形突起进一步包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点,其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧,并且其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动通过所述滚筒沿分配方向的旋转而被促进,并且所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转而被促进,其中,沿所述分配方向的旋转是与沿所述收集方向的旋转相反的旋转方向,
其中,所述套件适于允许将所述存储装置和所述长形突起附接至所述滚筒的一个或多个内表面,其特征在于,
所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被定义为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
94.一种根据权利要求1至81中任一项所述的装置的构造方法,其适合用于使用固体颗粒材料对基质进行处理,所述方法包括改装不适合用于使用固体颗粒材料对基质进行处理的启动设备,所述启动设备包括:壳体,所述壳体中安装有可旋转地安装的滚筒,所述滚筒具有内表面和端壁,并且所述启动设备进一步包括用于将所述基质引入所述滚筒中的进入装置,其中,所述改装包括以下步骤:
(i)提供固体颗粒材料,提供用于存储固体颗粒材料的一个或多个存储装置,并且提供至少一个长形突起;以及
(ii)将所述存储装置和所述长形突起附接到所述滚筒的一个或多个内表面,
其中,所述至少一个长形突起适合用于定位在所述滚筒的所述内表面上,使得所述长形突起或每个长形突起在背离所述端壁的方向上延伸,其中,所述长形突起具有靠近所述端壁的端部和远离所述端壁的端部,其中,所述长形突起包括收集孔和收集流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置,其中,所述收集孔限定收集流动路径的起点,并且其中,同一长形突起进一步包括分配孔和分配流动路径,以促进所述固体颗粒材料从所述存储装置流动到所述滚筒的内部,其中,所述分配孔限定分配流动路径的终点,其中,所述收集孔设置在所述长形突起的第一侧中,其中,在所述滚筒沿收集方向旋转期间所述长形突起的所述第一侧是所述长形突起的前侧,并且其中,所述固体颗粒材料从所述存储装置朝向所述滚筒的内部的所述流动通过所述滚筒沿分配方向的旋转而被促进,并且所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部朝向所述存储装置的所述流动通过所述滚筒沿所述收集方向的旋转而被促进,其中,沿所述分配方向的旋转是与沿所述收集方向的旋转相反的旋转方向,
其特征在于,所述长形突起具有布置在所述长形突起的第二侧中的一个或多个收获孔,其中,所述第二侧被定义为在所述滚筒沿所述分配方向旋转期间所述长形突起的前侧,其中,所述收获孔在所述滚筒沿分配方向旋转期间促进所述固体颗粒材料从所述滚筒的内部流动到所述存储装置。
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