KR20240033063A - 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스 - Google Patents

Abstract

튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스는, 입구 단부 및 최하단 배출 개구부를 갖는 도관 본체, 및 도관 본체에 대해 고정되고 최하단 배출 개구부를 넘어 돌출되어 스페이서 및 포커로서 역할을 하는 포커를 포함하며; 강성 부재가 상기 도관 본체를 따라 연장되어, 튜브 외부로 연장되는 상기 강성 부재에 가해지는 해머링 힘이 상기 강성 부재를 통해 상기 포커로 전달되어 펠릿을 제거 및/또는 파손시킨다.

Description

튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스

본 발명은 튜브에서 촉매 또는 다른 펠릿을 언로딩하는 장치에 관한 것이다.

많은 화학 반응기는 기본적으로 대형 쉘 및 튜브 열교환기 용기로서, 반응은 튜브 내부에서 일어나고 냉각수는 튜브 외부의 용기를 순환한다. 화학 반응기 용기는 내부에 단일 부피의 촉매가 들어 있는 단순한 탱크일 수도 있고, 또는 하나의 큰 튜브일 수도 있다. 일부 화학 반응은 용광로 또는 개질기 튜브에서 발생하며, 이러한 튜브는 10개 내지 5,000개 이상으로 구성된 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 반응기 용기에는, 일반적으로 펠릿 형태의 촉매가 반응을 촉진하기 위해 반응기에 로딩될 수 있다. 촉매는 주기적으로 교체된다.

반응기 튜브는 몇 층 높이의 구조물 안에 들어 있는 상당히 긴 구조물일 수 있다. 촉매를 교체하려면, 먼저 오래된 사용 후의 촉매를 반응기 튜브에서 제거해야 한다. 종래 기술에서는, 먼저 반응기의 각 튜브의 바닥에서 스프링을 제거한 다음, 각 튜브의 바닥에서 피쉬 테이프를 수동으로 밀어 올려 촉매 펠릿을 충돌시켜 촉매 펠릿이 각 튜브의 바닥에서 떨어지도록 한다.

때로는, 피시 테이프를 사용하여 튜브의 바닥에서 촉매 펠릿을 찌르는 대신에, 튜브의 상단에서 에어 랜스를 삽입하고, 가압된 공기를 사용하여 촉매 펠릿을 제거시켜 유동화시킨 다음, 진공 배열을 사용하여 튜브의 상단에서 배출한다.

반응기에서 촉매를 언로딩하기 위한 종래 기술의 에어 랜스는 일반적으로 (1) 가압된 유체(이하 공기라고 지칭하나, 다른 유체를 사용할 수도 있음)를 반응기의 촉매로 향하게 하는 노즐과, (2) 압축 공기 공급원에서 노즐로 가압된 공기를 운반하는 길이의 호스로 구성되는 적어도 2 개의 구성 요소를 포함한다. 원리는 노즐에서 가압된 공기를 분사하여 촉매를 부풀리고 유동화하여 진공 배열로 빨아들일 수 있도록 하는 것이다.

문제점은, 가압된 공기만으로는 튜브에서 촉매 펠릿을 제거하기에 충분하지 않을 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예는 튜브에서 펠릿을 언로딩하는 데 사용하기 위한 가압 유체(예컨대, 압축 공기)를 전달하기 위한 도관, 및 클로까지 연장되는 강성 부재를 제공하여, 작업자가 튜브 외부로 연장되는 강성 부재에 하나 이상의 해머 타격을 가하여, 클로까지 힘을 전달하고, 펠릿을 분해하거나, 또는 펠릿에 의해 형성된 브리지를 분해하여, 튜브에서 펠릿을 제거하는 것을 지원할 수 있도록 한다. 강성 부재는 도관 자체 또는 도관에 인접하여 연장된 로드일 수 있다. 또한, 도관은 길이를 따라 이격된 간격으로 복수의 상향 지향 개구부를 가지며, 이는 제거된 펠릿을 튜브의 상단 밖으로 들어올리는 데 도움을 준다.

도 1은 쉘 및 튜브형 화학 반응기 용기의 개략적인 단면도이다;
도 2는 도 1의 반응기 용기의 상부 튜브 시트의 평면도이다;
도 3은 반응기 튜브에서 촉매 펠릿을 언로딩하기 위한 에어 랜스 도관 배열의 분해된 측면 단면도로서, 튜브 상단에 삽입되어 압축 공기 입구와 진공 라인 출구를 보여준다;
도 4는 촉매가 채워진 반응기 튜브의 일부 분해된 측면 단면도로서, 도 3의 에어 랜스 도관 배열이 튜브에 잘 삽입되어 있고, 촉매 펠릿이 유동화되어 튜브 밖으로 진공 배출되는 것을 보여준다;
도 5는 도 3과 도 4의 도관의 측면 단면도로서, 도관의 상단의 어댑터 배열을 보여주며, 사용자가 어댑터를 쳐서 도관의 다른 쪽 단부에 있는 브릿징 또는 촉매 펠릿을 분해하기 위해 힘을 바닥으로 전달할 수 있도록 한다;
도 6은 도 3 내지 도 5의 도관의 상단에 추가하여 도관을 연장하여 튜브 깊숙이 도달할 수 있는 도관 섹션의 측면 단면도이다;
도 7은 도 3 내지 도 5의 도관의 단부에 사용할 수 있는 에어 랜스 노즐의 측면 단면도로서, 압축 공기를 배출하기 위한 위쪽 및 아래쪽 방향의 개구부의 세부 사항을 보여준다;
도 8은 도 4와 유사하지만, 펠릿을 유동화하기 위해 압축 공기를 이송하는 도관이 튜브에 갇힌 펠릿을 해머링 힘하고 분쇄하는 데 사용되는 강성 부재와 분리된 다른 실시예를 보여주는 도면이다;
도 9는 이전 도면들에 표시된 에어 랜스 도관 배열과 함께 사용할 수 있는 대안적인 엘보우의 실시예의 측면도이다;
도 10은 도 9의 엘보우에 있는 개구부를 막거나 크기를 조절하는 데 사용할 수 있는 칼라의 측면도이다;
도 11은 도 10의 칼라의 평면도이다;
도 12는 도 6의 나사산 칼라를 사용하는 대신에, 도관을 연결하는 대안적인 수단을 보여주는 용융 또는 납땜 도관의 측면도이다;
도 13은 도 12의 도관을 분해한 측면도이다;
도 14는 튜브에서 펠릿을 제거하기 위해, 도 5에 도시된 것과 유사한 클로의 측면도이다;
도 15는 도 14의 클로를 위쪽에서 바라본 하단의 도면이다;
도 16은 도 7에 도시된 것과 유사한 대안적인 포커의 측면도로서, 도 14의 클로 대신에 튜브에서 펠릿을 제거할 때 사용될 수 있다;
도 17은 도 16의 포커를 위쪽에서 바라본 하단의 도면이다;
도 18은 튜브에서 펠릿을 제거할 때 도 14의 클로 대신에 사용할 수 있는 세 개의 이빨이 있는 포커의 측면도이다;
도 19는 도 18의 이빨이 세 개인 포커를 위쪽에서 내려다본 도면이다;
도 20은 튜브에서 펠릿을 제거할 때 도 14의 포크/클로 대신에 사용할 수 있는 대안적인 포크의 측면도이다;
도 21은 도 20의 포커를 위쪽에서 바라본 하단의 도면이다.
도 22는 본 출원에서 설명하는 도관 및 노즐 배열과 함께 사용할 수 있는 어댑터 티, 어댑터 캡, 및 공압 해머의 일부가 분리된 단면 측면도이다.

도 1은 쉘 및 튜브 열교환기인 전형적인 화학 반응기 용기(10)를 도시한 것으로서, 상부 튜브 시트(12)와 하부 튜브 시트(14)가 있고, 복수의 수직 튜브(16)가 튜브 시트(12, 14)로 용접 또는 확장되어 단단히 패킹된 튜브 다발을 형성한다. 튜브 시트(12, 14) 사이에는 하나에서 수백 또는 수천 개의 원통형 튜브(도 2 참조)가 연장되어 있을 수 있다. 각 튜브(16)는 상부 튜브 시트(12)에 고정된 상부 단부, 및 하부 튜브 시트(14)에 고정된 바닥 단부를 가지며, 튜브(16)는 튜브 내부에 촉매 펠릿을 유지하기 위해 하부 단부에 스프링, 클립 또는 그리드(32)(도 4 참조)가 있을 수 있다는 점을 제외하고는, 양쪽 단부가 개방되어 있다. 상부 및 하부 튜브 시트(12, 14)는 튜브(16)의 외경 크기만큼의 개구부를 가지며, 각 튜브(16)는 상부 및 하부 튜브 시트(12, 14)의 각 개구부에 위치한다.

용기(10)는 상부 돔(또는 상부 헤드)(13) 및 하부 돔(또는 하부 헤드)(15)과, 용기(10) 내부의 튜브 시트(12, 14)에 접근하기 위한 맨웨이(17)를 포함한다. 맨웨이(17)는 예를 들어 반응기의 작동 중에는 닫혀 있지만, 예를 들어 촉매 취급 중에는 접근을 위해 개방된다. 이 경우, 튜브(16)는 화학 반응을 촉진하는 촉매 펠릿으로 채워진다. 필러 펠릿과 같은 다른 비-촉매 펠릿도 튜브 내부에 있을 수 있으며, 이러한 펠릿도 여기서는 촉매 펠릿으로 지칭한다.

반응기는 고정식 또는 탈착식 헤드를 갖는다. 이 실시예에서, 헤드는 고정되어 있으며, 상단과 하단에 맨웨이(17)를 포함한다.

이 특정 반응기 용기(10)는 상당히 일반적이다. 튜브의 길이는 5피트 내지 65피트까지 다양할 수 있고, 반응기 용기(10)의 튜브 시트 레벨에 접근하기 위한 계단 또는 엘리베이터뿐만 아니라, 중간 레벨 및 반응기 용기(10)의 상단 개구부 레벨 또는 그 근처에 위치할 수 있는 최상단 레벨에 접근하기 위한 계단 또는 엘리베이터도 포함하는 구조용 강철 스키드 또는 프레임워크(도시되지 않음)로 둘러싸여 있다. 촉매가 효율성이 떨어지거나, 생산성이 떨어지거나, 또는 "독화"되면, 정기적으로, 즉 2 내지 48개월마다 또는 그 이상마다, 촉매가 교체되고, 오래된 촉매가 제거되고 새로운 촉매 충전물이 반응기 용기(10)의 튜브들(16)에 설치된다. 또한 촉매 취급은 계획에 없거나 일반적으로 바람직하지 않은 일정에 따라 긴급하게 수행되어야 할 수도 있다.

촉매 교체 작업은 반응기의 완전한 정지를 수반하므로, 생산 손실로 인해 상당한 비용이 발생할 수 있다. 반응기 정지 및 다른 이유로 인한 생산 손실과 그에 따른 비용을 최소화하기 위해서는, 촉매 교체 작업에 소요되는 시간을 최소화하는 것이 바람직하다. 반응기 튜브에서 촉매 펠릿을 언로딩하는 작업은 시간이 많이 소요되는 주 공정이다.

도 3 내지 도 5는 반응기 튜브(16)로부터 촉매 펠릿(22)을 언로딩하는 데 사용되는 도관(18) 및 노즐(20) 배열체(21)를 도시한다. 이 촉매 언로딩 배열은 도관(18)을 통해 노즐(20)로 그리고 노즐을 통해 압축 공기를 주입하기 위한 압축 공기 공급원(24)을 포함한다. 진공 소스(26)는 매니폴드(28)를 통해 반응기 튜브(16)의 상단에 고정되어, 노즐(20)에 의해 배출된 가압 공기에 의해 제거되고 유동화된 촉매 펠릿(22)을 배출한다.

매니폴드(28)는 튜브(16)의 내부와 진공 소스(26) 사이에 유체 연결을 제공하는 제1 개구부(36)를 정의하여, 펠릿(22)이 제거되고 유동화되면 펠릿을 추출할 수 있도록 한다. 압축 공기(24)는 도관(18)의 입구 단부로 유입되고, 도관 본체(18)의 주 내부 통로를 통해 흐르며, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 도관(18)을 따라 이격된 간격으로 배치된 출구(30) 및 노즐(20)의 최하단 개구부(42)에서 빠져나간다. 매니폴드(28)는 또한 제2 개구부(38)를 정의하는데, 이는 도관(18)이 튜브(16)의 상단으로 들어가는 입구 지점이다.

도 5에서, 노즐(20)은 필요에 따라 노즐(20)을 교체할 수 있도록 나사산 칼라(40)를 통해 도관(18)에 나사산으로 끼워져 있다. 노즐(20)은 펠릿을 제거할 때 충격 지점에서 충분한 질량을 제공하기 위해, 텅스텐과 같은 고밀도 특성을 갖는 견고한 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기술자는 자유 유동이 아닌 촉매가 있을 때 예를 들어 도관 단부의 노즐을 튜브 안으로 들어 올리거나, 떨어뜨리거나, 던질 수 있다. 자유 흐름은 촉매가 튜브에 들어간 것과 같은 정도의 용이함 또는 어려움으로 튜브에서 나오는 것을 의미한다. 노즐(20)은 도관을 통과한 가압 유체(예: 압축 공기)가 빠져나와 펠릿(22)을 제거하고 유동화할 수 있도록 하기 위해 최하단 개구부(42)를 갖는다. 노즐(20)은 또한 최하단 개구부(42)를 넘어 연장되는 클로(44)를 정의한다. 클로(44)는 스페이서 역할을 하여, 최하단 개구부(42)를 튜브(16) 내의 펠릿 높이보다 약간 높게 유지하며, 펠릿을 제거하여 유동화할 수 있도록 펠릿을 찌르거나 타격하기 위해 포커로 사용할 수 있다.

이 실시예에서, 도관(18)은 튜브(16) 외부의 도관(18) 상단에 가해지는 해머링 힘이 클로(44)로 전달되어, 클로(44)가 튜브 내부의 펠릿을 해머링하여 펠릿을 제거하거나 분리할 수 있도록 단단하다. 가요성 호스는 압축 유체 공급원(예: 공기 압축기)에서 강성 도관(18)의 상단으로 압축 유체를 이송하는 데 사용될 수 있다.

도관(18)의 입구 단부는 또 다른 나사산 칼라(46)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 추가 길이의 도관(18)은 필요에 따라 복수의 나사산 칼라(46)에 의해 함께 묶여 튜브(16) 내부 깊숙이 도달할 수 있다. 도관(18)의 입구 단부에 있는 강성 어댑터 튜브(48)는(도 5 참조) 입구(49); 어댑터 튜브(48)의 입구(49)가 도관(18)의 주 내부 통로와 유체 연통되도록 도관 본체(18)의 입구 개구부에서 도관 본체(18)에 단단히 연결된 출구(51); 및 상향 돌출부(53)를 포함한다. 압축 유체(24)는 입구(49)를 통해, 어댑터 튜브(48)를 통해, 그리고 도관(18)으로 유입되어 튜브(16)의 내부로부터 펠릿(22) 또는 부서진 펠릿 입자를 유동화 및 배출하는 것을 돕는다. 어댑터 튜브(48)는 적어도 도관(18)만큼 견고한다. 위쪽으로 향하는 부분(53)은 필요에 따라 펠릿에 충격을 가하여 펠릿을 분리하거나 펠릿을 분쇄하기 위해, 어댑터(48)를 통해, 그리고 강성 도관(18)을 통해 클로(44)에 힘을 전달하기 위해 사용자에 의해 타격될 수 있다. 어댑터 캡(50)은 해머에 의해 반복적으로 타격될 때 어댑터(48)를 보호하기 위해 상향 지향 부분(53)의 전체 상단에 충격력을 분산시키기 위해 상향 지향 부분(53)의 상단에 장착될 수 있다. 해머(이 도면에는 도시되지 않음)는 휴대용 해머, 공압식 에어 해머, 또는 상향 지향 부분(53)에 반복적으로 충격력을 전달하도록 조정된 다른 해머일 수 있다. 해머의 충격은 강성 어댑터(48)를 통해, 그리고 강성 도관(18)을 통해 클로(44)로 전달된 다음, 펠릿으로 전달되고, 펠릿은 공기 제트에 의해 부서지거나 분쇄된 다음 유동화되고 매니폴드(28)의 제1 개구부(36)에서 진공(26)에 의해 추출된다. 이 실시예의 도관(18)은 충분히 견고하여 도관 상단에 있는 해머의 힘의 대부분이 도관(18)을 통해 클로(44)로 전달되어 펠릿을 분해한다. (도관(18)이 가요성 호스인 경우, 이 기능을 수행하기에 충분한 강성을 갖지 못할 것이다.)

대부분의 에어 제트 개구부(30)는 튜브(16)로부터 펠릿 또는 부서진 펠릿 입자를 들어올리는 것을 돕기 위해 위쪽으로 향하게 되어 있음에 유의해야 한다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 하향 지향 개구부(52)는 도관(18)의 바닥에 또는 그 근처에 위치하여, 펠릿을 제거하기 위해 에어 제트가 하향으로 분사될 수 있도록 한다. 또한, 하향 지향 개구부(42)는 노즐(20)에 위치하여, 펠릿(22) 또는 펠릿 입자의 유동화를 돕기 위해 하향 지향 에어 제트를 제공한다. 이 실시예에서, 클로(44)는 노즐(20)의 일부이다. 그러나, 클로(44)는 원하는 경우 노즐(20)로부터 분리될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 펠릿 언로딩 배열체(21)를 사용하기 위해, 작업자는 청소할 튜브(16)에 매니폴드(28)를 설치하고, 진공 소스(26)를 개구부(36)에 연결한다. 그런 다음 매니폴드(28)의 개구부(38)를 통해 강성 도관(18)을 삽입하고, 도관(18)의 상단에 어댑터(48)(도 5 참조)를 설치한 다음, 도관(18)을 아래로 누르면서 압축 공기(24)를 턴온한다. (튜브(16) 외부에 있는 개구부(30)를 차단하기 위해 이동식 칼라가 제공될 수 있으며, 개구부(30)가 튜브(16) 내부로 들어가면서 칼라를 들어 올려 각 개구부(30)의 차단을 점차적으로 해제할 수 있다). 도관(18)의 출구 단부가 상단 펠릿(22)의 높이에 도달하면, 사용자는 상단 펠릿(22)을 방해할 때까지 클로(44)로 펠릿을 찌르고, 펠릿(22)이 유동화되어 튜브(16)를 통해 매니폴드(28)로부터 위쪽으로 흐르기 시작할 수 있다. 사용자는 도관(18)을 계속 아래쪽으로 밀면서, 노즐(20)의 개구부(42)에서 나오는 하향 지향 에어 제트의 경로에서 펠릿(22)을 계속 유동화한다. 펠릿이 끼이거나, 융합되거나, 또는 다른 방식으로 막혀서 사용자의 진행 속도가 느려지는 경우, 사용자는 해머(도시되지 않음)를 사용하여, 어댑터(48)의 상향 지향 부분(53)의 상단 단부(또는 어댑터 캡(50))를 타격할 수 있다. 도관(18)은 해머로 내리치는 힘의 대부분을 클로(44)와 펠릿(22)에 전달하여, 펠릿을 느슨하게 만들거나 분리할 수 있을 만큼 충분히 견고한다. 이 작업은 모든 펠릿(22)이 튜브(16)에서 배출될 때까지 계속된다. 클로(44)가 최하단 펠릿(22)에 도달하기 전에 도관(18)의 상단 단부가 매니폴드(28)에 도달하면, 작업자는 압축 공기(24)를 차단하고, 어댑터(48)를 제거한 다음, 도관(18)의 다른 길이를 추가하고(도 6 참조), 추가 길이의 도관을 칼라(40)를 통해 기존 길이의 도관(18)에 고정한다. 그런 다음 어댑터(48)를 다시 설치하고, 압축 공기(24)를 재시작한 다음, 필요에 따라 해머를 사용하여 도관(18)을 펠릿(22) 안으로 밀어 넣어 이들을 제거한다. 이 과정을 반복하여, 튜브(16) 전체에서 펠릿(22)이 제거될 때까지 필요에 따라 도관(18)의 길이를 더 추가할 수 있다.

도 8은 튜브(18)에서 펠릿(22)을 언로딩하기 위한 대안적 배열체(21*)를 보여준다. 이 실시예에서, 노즐(20*)이 있는 도관(18*)은 하단에 클로(54)가 있는 강성 로드(52)를 따라 연장된다. 클로(54)는 필요에 따라 쉽게 교체할 수 있도록 강성 로드(52)의 단부에 나사산으로 끼워지는 것이 바람직하다. 강성 로드(52)는 도관(18*)에 고정된다. 이 도관(18*)은 강성 도관일 필요가 없다; 이것은 해머 타격의 힘을 펠릿(22)에 전달하는 데 사용되지 않기 때문에 폴리에틸렌 또는 나일론으로 만들어진 호스와 같은 유연한 도관일 수 있다. 마찬가지로, 노즐(20*)은, 펠릿(22)을 타격하여 분해/분쇄하는 데 사용되지 않기 때문에, 클로를 포함하지 않는 통상적인 노즐일 수 있다.

이전 실시예에서와 마찬가지로, 클로(54)는 도관(18*)의 하단을 넘어 연장되므로, 스페이서 및 포커로서 역할을 한다. 또한 로드(52)는 양쪽 단부에 나사산 칼라(56)를 포함하므로(도 8에서는 상단 단부에만 도시됨), 필요에 따라, 복수의 길이의 로드(52)를 함께 묶어 튜브(16) 내부 깊숙이 도달할 수 있다. 본 실시예의 로드(52)와 이전 실시예의 도관(18) 사이의 주 차이점은, 로드(52)가 유체를 전달하기 위해 속이 비어 있을 필요가 없다는 것이다. 따라서, 로드(52)는 고체일 수 있다. 다시 말하지만, 로드(52)는 상단의 해머 타격의 힘 대부분을 하단의 클로(54)와 클로(54)에 의해 타격되는 펠릿에 전달할 수 있을 정도로 충분히 강성이 있다. 어댑터 캡(도면에는 도시되지 않았지만, 도 5의 캡(50)과 유사함)을 로드(52)의 상단에 고정하여, 로드(52) 또는 나사산 칼라(56)를 손상시키지 않도록 해머 타격을 수용할 수 있다.

위의 실시예에서 논의된 도관(18) 또는 로드(52)의 길이는 위에서 언급한 나사산 칼라를 사용하는 것 이외의 다른 방법으로 함께 결합될 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 유도 납땜을 통해 길이들을 결합하는 것이 가능하다. 이 경우, 하부 도관(18)의 상부 단부(58)는 오목한 원통형 개구부(60)를 정의하고, 상부 도관(18)의 하부 단부(62)는 유사한 오목한 원통형 개구부(64)를 정의한다.

원통형 개구부(60, 64)의 내경 내부에 딱 들어맞는 외경을 갖는 중공 연결 피팅(66)은, 납땜 또는 필러 금속을 포함하는 확대된 중간 스페이서 부위(68)를 포함한다. 이 연결 피팅(66)은 도 12에 도시된 바와 같이, 함께 납땜될 도관(18)의 상응하는 오목한 개구부(60, 64)에 삽입된다. 그런 다음, 연결 피팅(66)은 일반적으로 피팅(66)을 통해, 이 경우, 도관(18)의 단부(58, 62)를 통해 전류를 유도하여, 브레이징 또는 필러 금속이 녹아 모세관 작용을 통해 밀착된 연결 피팅(66)과 오목한 개구부(60, 64) 사이에서 흐르면서 강력하고 누출 방지 조인트를 형성할 때까지 가열된다.

도관(18)을 제거할 때, 브레이징된 이들 도관(18)은 브레이징된 부위를 재가열하거나 튜브 커터를 사용하여 분리될 수 있으며, 이는 또한 분해를 위해 분리될 수 있다. 도관을 연결하는 다른 방법으로는, 예를 들어, 함께 용접하거나, 함께 클램핑하거나, 또는 함께 납땜하는 것 등이 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다.

이러한 펠릿 언로딩 배열체(21*)를 사용하기 위해, 작업자는 위에서 설명한 배열체(21)와 본질적으로 동일한 절차를 따른다. 그러나, 도관(18*)은 펠릿(22)을 타격하는 데 사용되지 않기 때문에, 사용자는 압축 공기(24)를 항상 켠 상태로 둘 수 있으며, 새로운 길이의 로드(52)를 설치하기 위해 제거할 어댑터가 없다. 로드(52)의 상단 단부가 매니폴드(28)에 도달하면, 작업자는 나사산 칼라(56)를 통해 다른 길이의 로드(52)를 추가하고, 모든 펠릿(22)이 제거될 때까지 배열체(21*)를 계속 내리고 로드(52)의 상단을 해머링하기만 하면 된다.

도 9는 도 3 및 도 8의 매니폴드(28) 대신에 사용될 수 있는 대안적인 진공 매니폴드(28*)의 실시예를 보여준다. 이 진공 매니폴드(28*)에서, 반응기 튜브(16)와 진공(26) 사이를 연결하는 튜브(29)는 스윕 엘보우와 유사하여, 진공(26)에 의해 펠릿(22)이 튜브(16)에서 제거될 때 압력 강하를 줄이고 펠릿(22)이 매니폴드(28*)에 끼이거나 브리징될 가능성을 최소화하기 위해 매끄러운 90도 회전을 제공한다(도 8 참조). 이 매니폴드(28*)는 또한 도관(18)을 반응기 튜브(16)로 도입하기 위한 수직 라이저(70)를 포함한다. 도관(18)은 수직 라이저(70)에 밀착되어 삽입되고, 엘보우(29)를 통과하여, 반응기 튜브(16) 내부로 연장된다. 매니폴드(28*)의 엘보우(29)는 그 하단에 인접한 복수의 관통 개구부(72)를 정의하는데, 이는 펠릿이 엘보우(29)로 진입할 때 펠릿의 진공 소스로의 배출을 향상시키기 위해 공기 흐름을 증가시키기 위해 주변 공기가 엘보우(29)로 진입할 수 있도록 한다.

매니폴드(28*)는 짧은 원통형, 하향 지향 관형 돌출부(74)를 포함하며, 이는 반응기 튜브(16)에 삽입되어 작업 중인 반응기 튜브(16)에 매니폴드(28*)를 적절히 배치하는 데 도움을 준다. 플레이트(76)는 매니폴드(28*)를 압축 가능한 핀(78)에 연결하고, 핀(78)의 길이를 압축하고 핀(78)의 직경을 확장하여 핀(78)을 인접한 튜브(16)에 쐐기로 고정하는 볼트(80)를 통해 인접한 반응기 튜브에 고정될 수 있다. 이러한 플레이트(76) 및 핀(78) 조립체를 통해 사용자가 매니폴드(28*)를 제자리에 고정할 필요 없이 튜브 시트에 고정할 수 있다. 또한 사용자는 플레이트(76) 위에 발을 올려, 매니폴드(28*)를 튜브 시트에 추가로 고정할 수 있다.

도 10 및 도 11은 반원보다 약간 더 큰 아치형 클립 또는 칼라(82)를 도시한다. 칼라(82)는 복수의 슬롯형 개구부(84)를 정의한다. 칼라(82)가 도 9의 팬텀에 도시된 바와 같이 엘보우(29)에 설치될 때, 칼라(82)는 화살표(86)의 방향으로 엘보우(29)의 베이스 주위를 회전하여, 하나 이상의 개구부(84)를 엘보우(29)의 베이스에 있는 개구부(72)와 정렬시키거나, 부분 정렬시키거나, 또는 오정렬시킬 수 있다. 이러한 메커니즘을 통해 사용자는 개구부(72)를 통과하는 개방 경로의 크기를 조정할 수 있고, 이에 따라 엘보우(29)로 유입되는 주변 공기의 양을 조정하여, 진공 소스(26)에 부담을 주지 않고 펠릿을 진공 소스(26)로 배출하는 것을 향상시킬 수 있도록 충분한 공기 흐름 부스트를 제공할 수 있다.

위에서 개시되고 도 5 및 도 8에 도시된 클로(54)는 도 14 및 도 15에 다시 도시되어 있다. 적용 분야 및 언로딩되는 촉매 펠릿의 특성 및 브리징, 재밍(jamming) 및 융합 성향에 따라, 클로(54) 대신에 또는 클로(54)에 추가하여 대안적인 포커를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 도 16 및 도 17은 포커(54A)의 대안적인 실시예를 도시한다. 이 포커(54A)는 재밍되거나 또는 융합된 펠릿을 날카롭고 강력하고 뾰족하게 타격하여 잼을 잘 분해할 때 가장 유용하다.

도 18 및 도 19는 포커의 다른 실시예를 보여주는데, 이 예에서는, 톱니가 3개인 연삭 배열체(54B)이다. 이러한 연삭 배열체(54B)는 반복적인 하향 타격으로 펠릿을 더 단단하게 포장하고 화살표(55) 방향으로 회전/연삭 원운동으로 펠릿을 연마할 때, 잼을 더 잘 분해할 수 있는 결과를 얻을 수 있을 때 가장 유용하다.

도 20 및 도 21은 포커의 다른 실시예를 도시하며, 이 예에서는, 클리버(cleaver)(54C)를 도시한다. 이 클리버(54C)는 포커(54A)의 하향 타격 능력과 연삭 배열체(54B)의 펠릿을 연마 및 연삭하는 능력을 결합하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 두 개의 부품(54A 및 54B)이 절충된 유닛에서 이루어질 수 있다. 클리버(54C)는 아래쪽으로 강력하게 구동될 수 있으며, 펠릿 잼에 끼워지면, 회전/연삭 동작이 적용되어 잼을 분해한다.

도 22는 위에서 설명한 포커(54, 54A, 54B, 54C)를 구동하고 조슬링(jostle)하기 위해 공압 해머(88)와 함께 사용되는 어댑터 티(48*) 및 어댑터 캡(50*)의 대안적인 배열체를 도시한다. 어댑터 티(48*)는, 도관(18)에 가압 공기가 주입될 수 있는 개구부(49*)를 정의하고 어댑터 캡(50*)의 내부 나사산 캐비티(92)에 수용되는 상향 돌출부(이 경우, 외부 나사산 돌출부(90))를 갖는다는 점에서, 도 5의 어댑터 티(48)와 유사하다.

어댑터 티(48*)는 또한 외측으로 연장되는 핸들바(94)를 더 포함하는데, 이는 작업자가 잡고 어댑터 티(48*)를 회전시키는 데 사용할 수 있고, 따라서 도관(18)을 그 종축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 클로(54)(또는 대안적으로 개시된 54A, 54B, 54C 중 임의의 대안적인 포커)가 도관(18)에 고정되어 있기 때문에, 작업자는 핸들바(94)를 사용하여, 도 19의 화살표(55) 방향으로, 클로(54)에 연마/연삭, 원형 앞뒤, 진동 동작을 제공하여, 반응기 튜브 내부의 펠릿의 잼을 작업하고 분해할 수 있다. 핸들바(94)는 작업자가 도관(18)의 팁 또는 하단을 펠릿에 대해 재배치하여, 반응기 튜브에서 펠릿을 분리하고 언로딩할 수 있도록 한다. 포커는 도관(18)의 단부가 아닌 강성 로드(52)의 단부에 있을 수 있으며(도 8 참조), 이 경우 인접한 도관(18)으로 가압 공기를 유입하기 위한 다른 입구가 있을 수 있다는 점에 유의해야 한다.

어댑터 캡(50*)은, 해머(이 경우 공압 해머(88))로부터 어댑터 티(48*)로, 그리고 도관(18), 클로(54), 및 재밍된 펠릿으로 충격을 전달하는 데 사용된다는 점에서, 도 5의 어댑터 캡(50)과 유사하다. 어댑터 캡(50*)은 어댑터 티(48*)의 나사산 돌출부(90)에 끼워져, 두 부품(48*, 50*)이 함께 작동하도록 한다. 어댑터 캡(50*)은 임팩트 해머(88)의 매끄러운 보어 캐비티(98)에 수용될 수 있는 크기의 매끄러운 표면 핀(96)을 정의한다. 어댑터 캡(50*)은 임팩트 해머(88)가 어댑터 티(48*)와 적절한 수평 및 수직 정렬 상태를 유지하도록 하여, 임팩트 해머(88)를 쉽고 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

임팩트 해머(88)는 일반적으로 공압 해머이지만, 대신에 전기 해머 또는 유압 해머일 수도 있고, 어댑터 티(48*)의 핸들바(94)에 부착되는 충격 코드(100)를 포함한다. 이러한 충격 코드(100)는 임팩트 해머(88)를 어댑터 티(48*)에 연결하는 리턴 스프링처럼 작용하여, 임팩트 해머(88)가 도관(18)(또는 도 8의 로드(52))에 부딪히면, 튀어 오르고 충격 코드(100)가 임팩트 해머(88)를 어댑터 티(48*)와 다시 접촉하도록 끌어당긴다. 플로팅 어댑터 배열체(어댑터 캡(50*)의 핀(96)이 임팩트 해머(88)의 매끄러운 보어 캐비티(98)에 슬라이딩 방식으로 연결되어 있음)는 임팩트 해머(88)가 상당한 거리에서 튕겨져 나가면서도 임팩트 해머(88)에 의해 전달되는 다음 해머 타격을 받기 위해 적절하게 정렬된 상태를 유지할 수 있도록 충분한 수직 이동을 가능하게 한다.

이 실시예에서, 핸들바(94)는 또한 충격 코드(102)를 통해 상부 튜브 시트(12)에 고정되어, 작업자가 지속적으로 손을 잡을 필요 없이 장치의 작동 중에 공압 구동 배열체(어댑터 티(48*), 어댑터 캡(50*), 및 임팩트 해머(88)를 포함함)을 실질적인 수직 정렬 상태로 유지할 수 있다. 이를 통해 장치를 아래쪽으로 그리고 반응기 튜브 안으로 당겨 펠릿 언로딩 프로세스의 속도를 높이고, 작업을 더욱 자동화하며, 작업자의 지루하고 반복적인 충격 동작 및 진동으로 인한 피로를 덜어준다.

당업자에게는 청구된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 위에서 설명한 실시예에 대한 수정이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다.

Claims (9)

1. 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스로서,
   입구 개구부를 정의하는 입구 단부, 최하단 배출 개구부를 정의하는 출구 단부, 외부 표면, 상기 입구 개구부로부터 상기 최하단 배출 개구부까지의 주 내부 통로를 갖는 도관 본체; 및
   상기 도관 본체에 대해 고정되고 상기 최하단 배출 개구부를 넘어 돌출되어 스페이서 및 포커로서 역할을 하는 포커를 포함하고,
   강성 부재가 상기 도관 본체를 따라 상기 포커까지 연장된 거리만큼 연장되어, 상기 도관의 상기 출구 단부, 상기 포커, 및 상기 강성 부재가 튜브에 삽입될 수 있고, 상기 강성 부재의 상단 및 상기 입구 개구가 튜브 위에 위치하며, 상기 강성 부재의 상단에 해머링 힘이 가해져 상기 강성 부재를 통해 상기 포커로 전달되어 펠릿을 제거 및 파손시킬 수 있는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
2. 제1항에 있어서, 상기 강성 부재는 상기 도관 본체 자체이며, 상기 도관 본체는 강성 재료로 제조되는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
3. 제1항에 있어서, 상기 강성 부재는 상기 도관 본체에 인접하여 고정된 로드인, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
4. 제1항에 있어서, 상기 도관은 길이를 따라 이격된 간격으로 복수의 상향 지향 개구부를 정의하여, 제거된 펠릿을 튜브의 상단으로부터 들어올리는 것을 보조하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
5. 제2항에 있어서, 입구를 포함하는 강성 어댑터 튜브; 상기 입구가 상기 주 내부 통로와 유체 연통되도록 상기 입구 개구부에서 상기 도관 본체에 연결된 출구; 및 상향 돌출부를 더 포함하여, 상기 상향 돌출부에 가해지는 해머링 힘이 상기 강성 어댑터 튜브를 통해 그리고 상기 강성 도관 본체를 통해 클로에 전달되도록 하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
6. 제5항에 있어서, 상기 도관은 길이를 따라 이격된 간격으로 복수의 상향 지향 개구부를 정의하여, 제거된 펠릿을 튜브의 상단으로부터 들어올리는 것을 보조하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
7. 제1항에 있어서, 반응기 튜브의 상단에 장착되도록 구성된 진공 매니폴드를 더 포함하고, 상기 진공 매니폴드는, 아치형 엘보우 벽을 통해 복수의 개구부를 정의하여 상기 아치형 엘보우가 진공 라인에 연결될 때 주변 공기가 상기 개구부를 통해 통과할 수 있도록 하는 아치형 엘보우 벽을 포함하고; 상기 진공 매니폴드는, 매니폴드가 반응기 튜브에 장착될 때 상기 도관이 수직 라이저를 통과하고 상기 아치형 엘보우를 통해 반응기 튜브로 통과할 수 있도록 상기 도관을 밀착하여 수용하도록 구성된 수직 라이저를 더 포함하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
8. 제7항에 있어서, 상기 진공 매니폴드는 상기 아치형 엘보우 벽으로부터 아래쪽으로 연장되는 압축 가능한 핀까지 수평으로 연장되는 플레이트를 더 포함하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.
9. 제5항에 있어서, 상기 강성 어댑터 튜브는 사용자가 상기 도관 본체를 회전시킬 수 있도록 외측으로 연장되는 핸들을 더 포함하는, 반응기 튜브에서 펠릿을 제거하기 위한 에어 랜스.