CN1458899A - 用于将流动性差的散装材料输入供给线的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置(2)，所述装置包括供给线(6)从外部连接至其上的漩涡室(4)，使得该供给线(6)于漩涡室(4)的侧壁上形成一个进入开口(8)，以及一个用于在该漩涡室(4)内生成气流的装置，其中该气流被定向于进入开口的方向上。此外，鼓风板(24)形成于漩涡室侧壁内、紧邻进入开口(8)处，分散气体可以借助于该鼓风板(24)输入至漩涡室(4)内。

Description

用于将流动性差的散装材料 输入供给线的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置。

背景技术

此种装置例如是用于将塑料喷射入一高炉内所需的设备中，其中粉碎的塑料废弃物取代燃煤被射入至高炉内。为此目的，贮存于储仓内的粉碎的塑料废弃物输入至一供给线内，而且由后者在高压下输送至配置于高炉的侧壁上的喷嘴。

作为用于在压力作用下将散装材料输入至传送线的装置、例如公知的多孔轮闸(cellular-wheel sluice)配置于散装材料的储仓的下方。由轮毂和多个径向叶片所组成的多孔轮可旋转地配置于多孔轮外壳内，并将多孔轮外壳分隔成多个腔室。散装材料经由一个多孔轮外壳的上侧的进料开口，而进入至各腔室之一内，而且在多孔轮已旋转例如180度之后，该散装材料则经由一个该外壳下侧的排出开口输入至供给线内。例如，上述的多孔轮闸在专利WO-A-96/22241中公开。

特别是当需要传送流动性差、略具纤维性的材料例如是粉碎的塑料废弃物时，采用上述的机械进给装置会产生一些问题。随着多孔轮的旋转，由多孔轮的叶片移动的材料非常容易因为自身重量而被压实，使得其流动性更进一步劣化，而且很难或甚至不可能被输入至供给线内。这导致进给装置经常被阻塞，于是，工厂的连续工作不时会被反复中断。更甚者，被压实的材料还会贯穿至多孔轮的轮叶和多孔轮外壳之间的空腔内，会造成进给系统停机。

为了这个理由，在LU-A-90217中提出了一种具有漩涡室的装置，其中流动性差的材料被转换成一分散(松散)状态。一个供给线连接至该漩涡室上，使得该供给线于漩涡室的侧壁上形成一个进入开口。一个用于压缩空气的气体喷嘴配置于漩涡室的进入开口的前方。在操作期间，该气体喷嘴在供给线内该开口进入方向上生成气流。在进入供给线内、恰好在进入开口前方形成漩涡区域可以有效防止流动性差的材料在其进入至供给线之前压实。于是，进入开口的横向配置防止未被打散的材料不致于因为其本身的重量而进入至供给线内。因此，以上所提及的进给装置被阻塞和由此导致的工厂停机的状况得以大幅减少。不幸地，在实际的操作上，材料会重复堆积在该进入开口的周围，最后导致介于该气体喷嘴与围绕进入开口的漩涡室侧壁区域间形成桥堵(bridge)。

发明目的

于是，本发明的目的是提供一种用于将流动性差的材料输入至供给线内的装置，其可大幅减少以上内容所描述的问题的出现。

以上问题是通过一种用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置来实现的，该装置带有一个漩涡室，供给线从外部连接至其上，使得该供给线于漩涡室的侧壁上形成一个进入开口，并带有一个用于在该漩涡室内生成气流的装置，其中该气流被导引至该进入开口的方向上。根据本发明，在漩涡室侧壁、紧邻进入开口处布置有扩散器板，分散流体可经由此扩散器板输入至漩涡室内。

将流动性差的散装材料转换成分散状态的漩涡区域是通过位于供给线的横向进入开口前方的气流而形成，于是有效地防止流动性差的散装材料在供给线的入口前方压实现象。借助于将气流定向于进入开口的方向上，在进入开口的方向上的速度分量会赋予到上述分散的散装材料上，于是，分散的散装材料能够流入至进入开口内。

分散(松散)流体，例如松散气体通过配置于紧邻进入开口处的扩散器板引入防止了散装材料沉积于位在漩涡室侧壁上的这个区域内。于是，能够有效防止侧壁与气体喷嘴之间的桥堵，使得当此装置在操作时，该进入开口保持可自由出入。

由于在该漩涡室内的漩涡区域通常通过从下方引入的松散气体而形成，故扩散器板优选地配置于进入开口的下方。为了防止上述桥堵形成于进入开口的整个周边，扩散器板例如可以包括多个部分，它们围绕进入开口配置于进入开口周边。在另一实施例中，扩散器板是一种在其整个周边围绕进入开口的环状结构。

松散气体通过扩散器板的引入优选地是经由一个扩散器腔室发生，该扩散器腔室配置于漩涡室侧壁内、紧邻进入开口处，其中该扩散器板会将该扩散器腔室与漩涡室的内部隔开，而且其中该扩散器腔室会暴露于松散气体下。因此，可以在扩散器板的整个区域内得到均匀的流体过流能力。

用于产生气流的装置例如包括连接至压缩气源的气体喷嘴，其中气体喷嘴配置于漩涡室内，使得气体喷嘴的轴线的假想延伸线与供给线的轴线重合。此气体喷嘴例如相对于进入开口对角线或径向配置，使得气流基本上横穿过漩涡室。

气体喷嘴优选地能够沿其轴线移动，并设计成能够使得侧壁上的进入开口被气体喷嘴封闭。为此目的，气体喷嘴面对进入开口的端面例如在形状和直径尺寸上与供给线的进入开口相匹配，使得当其移动远到漩涡室的侧壁时，该气体喷嘴抵靠进入开口的周围边缘，并将该进入开口封闭。于是，当工厂是在停机状态时或是开机启动之前，供给线可以被封闭而保持无法输入物料，使得供给线内不致于发生无输送流的区域，并于是物料不会被压实。在供给线中出现的这种区域，例如在简易滑阀情况下，在滑阀与下一个输送气体进给之间出现的这种区域通常会造成供给线阻塞。倘若该进入开口被气体喷嘴封闭起来时，上述的无输送流的区域则不会出现。

此外，通过沿着其轴线移动气体喷嘴，可以改变介于气体喷嘴与侧壁内的进入开口之间的距离。形成于进入开口前方的漩涡区域的范围亦得以随之改变，同样亦可以改变转换成为分散状态的材料量。介于进入开口与该气体喷嘴之间的距离越大，所生成的漩涡区域就越大，于是，分散状态的材料量亦越大。

气体喷嘴优选地设计成拉瓦尔(Laval)喷嘴，使得气流具有音速。不管漩涡室内的压力值大小，此种拉瓦尔喷嘴能够藉由简单控制气体的进入压力而以非常简易的方式来控制从喷嘴流出的气体过流能力。此外，使用此种拉瓦尔喷嘴，可以藉由较高的气体速度而得到在进入开口的方向上受到良好导引的气体，此高速气体亦能够有效地将材料导入至供给线内喷嘴与进入开口之间的很大距离上。

在优选实施例中，本装置具有多个计量气体喷嘴，它们配置于围绕供给线的侧壁上，以使得这些计量气体喷嘴排放至供给线内。优选地，这些计量气体喷嘴配置成与供给线的轴线成直角地排放至供给线内。另外，这些计量气体喷嘴亦可以配置成与供给线的轴线成一定角度而在输送流的方向上排放。

更进一步，在供给线内输送的材料所需的计量气体经由这些计量气体喷嘴直接从进入供给线的进入开口的下游引入。于是，在散装材料已被漩涡室内存在的气流导入至进入开口内之后，该散装材料则会由计量气流夹带，而被进一步输送。于是，不会产生散装材料从输送气流中沉淀下来而变得密实的区域。值得注意的是，当计量气体量改变时，所输送的材料量亦随之改变。因此，控制计量气体量可用来控制材料量。

漩涡室优选地被设计成压力容器，使得漩涡室可以将散装材料输入至加压供给线内。在这种情况下，整个漩涡室是在“过压”的状况下操作。此外，漩涡室在其下部区域优选地具有一个扩散器板，松散的气体可以经由此扩散器板输入至漩涡室内。于是，流动性差的散装材料在整个漩涡室内是被保持在流动中的状态下，因而防止散装材料压实。

附图说明

参考附图，在下文中描述本发明的实施例，图中：

图1是用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置的优选实施例的纵向横剖面视图；

图2是如图1所示的装置的平面图；

图3是图1中进入开口附近的区域的放大图；

图4是具有多个用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置的喷射容器实施例；

图5是通过图4中的喷射容器的下部区域的横剖面视图。

具体实施方式

图1示出一个用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置2的优选实施例的纵向横剖面视图。此装置基本上包括一个例如是圆柱形的漩涡室4，供给线6可以从外部连接至其上，使得该供给线能够在漩涡室4的侧壁上形成一个用于输送散装材料的进入开口8。

在此所表示的实施例中，漩涡室4的侧壁具有一个焊接于侧边上的承座(socket)10，供给线6可以藉由一凸缘12连接至该承座10上(亦可参考图3)。在承座10内，在输送方向(以箭头14来表示)的下游并直接位于进入开口8的后方，一个环状沟槽16围绕供给线6形成，其可以承受经由一个或更多个接头18而流出的计量气体(参考图2)。

此外，多个计量气体喷嘴20围绕承座10内的供给线6形成，并且从环状沟槽16处以与供给线6的轴线成直角延伸到供给线6那么远，进而形成进入该供给线内的排放开口。倘若环状沟槽16承受到高压的计量气体，气流则会经由该排放开口而进入至供给线6内，因而形成用于被输送的材料所需的运送气体。通过进入开口8而进入供给线6内的散装材料在进入开口之后直接由运送气流夹带，并进一步得以输送。

围绕进入开口8，在漩涡室的方向上开口的环状沟槽22形成于承座10内。朝向漩涡室的内侧，该环状沟槽被一个环状的气体可透过的扩散器板24覆盖，从而形成一个环状扩散器腔室26。此扩散器腔室暴露于通过气体接头28的松散气体，该松散气体则经由扩散器板24而流入至漩涡室内。于是，防止在进入开口8的周围区域处产生材料沉积，而且亦有效避免相关桥堵的形成。

为了将散装材料引入进入开口内，装置2具有气体喷嘴30，在工作过程中，该气体喷嘴会产生一个沿着进入开口8的方向的高速导引气流。该气体喷嘴30例如可以是拉瓦尔喷嘴，其配置于漩涡室4内、与进入开口8径向相对，使得该气体喷嘴轴线32的假想延伸线与供给线6的轴线重合。

气体喷嘴30经由一个气体供给管线34和例如一个旋转式接头而连接至一个压缩气源上，藉由此压缩气源，该气体喷嘴30能够承受到压缩气体。为此目的，气体供给管线34优选地从漩涡室4通过漩涡室侧壁内设置的承座36的孔引出，其中例如填料函或填料盖38用来密封。介于该填料函38与漩涡室4之间，优选地，一个环状沟槽40于承座36内围绕孔形成，此环状沟槽可以暴露于经由接头42来自外界的阻隔气体。在工作期间，该阻隔气体会防止散装材料渗入至孔和填料函内。

倘若该气体喷嘴30被曝露至压缩气体中，此气体喷嘴会于漩涡室4的内部生成气流，并于进入开口8的前方形成一漩涡区域。在此漩涡区域内，流动性差的散装材料会被转换成为一种松散状态，于是，藉由将气流方向对准进入开口8的方向，可以得到在进入开口8的方向上的速度分量，使得打漩的材料进入至开口内。

一方面，使用拉瓦尔喷嘴产生导引气流使得可以通过简单地控制气体的进口压力，而不管于漩涡室4内所存在的压力值大小，而非常简单地控制气体喷嘴30的气体过流能力。另一方面，通过这种拉瓦尔喷嘴，可以在进入开口8的方向上得到被良好导引的气流；藉由较高的气流速度，此气流可以有效地在喷嘴与进入开口之间的较长距离将材料输入至供给线6内。

气体喷嘴30优选地配置成能够沿着其轴线32移动，使得介于该气体喷嘴30与侧壁内的进入开口8之间的距离可以改变。在此所表示的本发明实施例中，该气体喷嘴30和轴向连接的气体供给管线34是可移动地被支撑于承座36的孔内。随后，该气体喷嘴例如经由一个耦合至气体供给管线的后端44的轴向驱动机构48所驱动。另外，该气体供给管线于其后端可以具有与安装在承座上的螺纹板的相对应螺纹啮合的蜗杆螺纹。倘若气体供给管线34由驱动机构围绕其自身轴线旋转，则气体供给管线34连同被安装于其上的气体喷嘴30一起将会根据旋转的方向而拧入漩涡室内或从漩涡室内拧出。以此方式，介于进入开口8与气体喷嘴之间的距离可以在0和30毫米之间调节。

值得注意之处是，该螺纹板46优选地配置成距漩涡室4一定距离，使得甚至当气体喷嘴30已完全进入时，此螺纹板的螺纹可以被设计成不致于接触到填料函38。

优选地，气体喷嘴30设计成使得侧壁内的进入开口8可以由气体喷嘴30密封。为此目的，气体喷嘴30的面向进入开口的端面50例如形状和尺寸与供给线6的进入开口8的相匹配，使得当此端面被移动远到漩涡室4的侧壁时，该气体喷嘴抵靠进入开口8的周围边缘，并且进入开口封闭。该气体喷嘴的所在位置则如图1中虚线所示。

当工厂在停机时或是开机启动之前，因此，该供给线6可以封闭而保持无法输入物料，而在供给线6内不会出现存在无输送流的区域，并因此物料亦不会被压实。例如，在采用简易滑阀的情况下，上述区域在供给线内的介于滑阀与下一个计量气体进给之间出现，这通常会造成供给线在这个区域产生阻塞。倘若该进入开口由气体喷嘴封闭，上述的不具有输送流的区域则不会出现。

较有利地，该漩涡室4设计成一个压力容器，使得该漩涡室能够在压力下将该散装材料输入至供给线内。在此情况下，整个漩涡室可以在“过压”(亦即是超过大气压力)下工作，依据应用状况的不同，过压通常会高达10巴。另外，漩涡室4在其下部区域优选地具有一个扩散器板52，松散的气体则可以经由此扩散器板而输入至漩涡室内。此扩散器板52例如安装于该漩涡室4的下部有盖凸缘54上，所述凸缘一部分可分离地螺纹连接至漩涡室的侧壁上。气体供给管线56会延伸过该有盖凸缘54，而且在有盖凸缘54与扩散器板52之间排放到扩散器腔室58内。

倘若该扩散器板52承受到经由气体供给线56而流入的气体，该流动性差的散装材料在整个漩涡室内是被保持在流动状态中，因而防止散装材料产生压实。

值得注意之处是拉瓦尔喷嘴和围绕进入开口8的区域优选地包含硬化材料，例如是硬质金属或陶资材料，以尽量减少因为散装材料颗粒加速流动所产生的磨耗。

另外亦值得注意之处是，在工作时，该漩涡室例如可以直接被安装在用于散装材料的储仓的下方。然后，该散装材料可以直接在重力的作用下而被输送至该漩涡室内。于是，该漩涡室4的直径尺寸必须加以选择，使得不阻碍散装材料掉落。

在另外一项实施例中，该漩涡室是喷射容器的一个整体部分。这种实施例示于图4和图5中。这种喷射容器是可以同时将散装材料输入至不同的供给线内的喷射容器。该喷射容器具有一个大致上是圆柱形的压力容器60，该压力容器在其上侧封闭，具有各种用于连接压缩气体管线或是解脱气体管线所需的承座。该压力容器60的底部被往内缩成圆锥体形状，使得在其下侧区域62处，该压力容器60包含有一个逐渐往下缩小的环状横剖面形状。换言之，一个环状漏斗64形成于圆柱形压力容器的下侧区域处，接收器内的散装材料则会在该漏斗上滑动，远至一个下侧环状漩涡室66。24个如上所述类型的供给线106是在环状漩涡室66之内径向连接，其中相应数目的气体喷嘴130亦相对于供给线106配置，并从外侧径向安装至该漩涡室上。

Claims (10)

1.一种用于将流动性差的散装材料输入至供给线内的装置，带有一个漩涡室，供给线从外部连接至其上使得供给线于该漩涡室的侧壁上形成一个进入开口，并带有一个用于在该漩涡室内生成气流的装置，其中气流被导引至进入开口的方向上，其特征在于，在漩涡室的侧壁内、紧邻进入开口处布置有扩散器板，分散气体可以经由该扩散器板输入至漩涡室内。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，扩散器板包含多个部分，它们围绕进入开口而布置在进入开口周围。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该扩散器板是环状结构，而且径向围绕进入开口。

4.如权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，扩散器腔室配置于漩涡室侧壁、紧邻进入开口处，其中该扩散器板将扩散器腔室与漩涡室内部封闭，而且其中扩散器腔室承受分散的气体。

5.如权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，用于产生气流的装置包括一个连接至压缩气源上的气体喷嘴，其中该气体喷嘴配置于该漩涡室内，使得该气体喷嘴轴线的假想延伸线与供给线的轴线重合。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，气体喷嘴设计成能够沿其轴线移动，使得侧壁上的进入开口可以被气体喷嘴封闭。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，气体喷嘴设计成拉瓦尔喷嘴，使得该气流具有音速。

8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有多个计量气体喷嘴，它们围绕供给线布置于侧壁上，使得这些计量气体喷嘴排放至该供给线内。

9.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，漩涡室被设计成压力容器。

10.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，漩涡室在其下部区域包括扩散器板，松散气体可以经由扩散器板输入至漩涡室内。

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