NL1034894C2 - Inrichting voor het geheel of gedeeltelijk vullen van een houder. - Google Patents

Description

Inrichting voor het geheel of gedeeltelijk vullen van een houder

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het geheel of gedeeltelijk 5 vullen van een houder met een materiaal bestaande uit vaste deeltjes, omvattende een kanaal dat zich in hoofdzaak vertikaal naar beneden toe uitstrekt binnen de houder en waarlangs het materiaal kan worden toegevoerd.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 5 585 075.

10

Een dergelijke inrichting wordt in het bijzonder gebruikt bij het vullen van een reactorvat van het chemische, elektrochemische of petrochemische type, met een bulkmateriaal dat bijvoorbeeld de vorm heeft van kralen, granen, cilinders, ballen, staven of enige andere denkbare vorm, maar dat daarbij relatief kleine 15 afmetingen heeft. Een belangrijke klasse van dit soort materiaal is katalysator of keramische elementen. De afmetingen van de deeltjes van deze materialen kunnen variëren van enkele tienden millimeter tot een paar centimeter.

Een belangrijk probleem bij het vullen van een dergelijke houder met dit type 20 van materialen bestaat hierin dat de materialen in vrije val door het kanaal zullen bewegen en als gevolg daarvan met grote snelheid op de bodem van het reactorvat vallen of op het reeds eerder geladen materiaal. Als gevolg van deze vrije val kunnen de deeltjes van het materiaal gaan breken waardoor de oppervlakte-eigenschappen van het materiaal zich zullen wijzigen. Dit gebeurt in 25 het bijzonder bij keramische materialen meestal in de vorm van ballen, of breukgevoelige katalysator. Teneinde het risico op breuk te verminderen kan een speciaal kanaal worden gebruikt waardoor tijdens het vallen van het materiaal de snelheid wordt beïnvloed door aan de onderzijde het kanaal meer of minder af te sluiten. Dit functioneert goed voor zoverre er continu wordt 30 gevuld, maar bij een discontinu bedrijf blijkt het principe niet meer te werken respectievelijk kan er veel breuk optreden.

De uitvinding stelt zich tot doel een inrichting van de bovengenoemde soort te verschaffen waarbij de genoemde nadelen worden vermeden.

1034894 2

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat binnen het kanaal tenminste één remorgaan is aangebracht waarmede de valsnelheid van de deeltjes kan worden beperkt.

5

Door het aanbrengen van tenminste één remorgaan kan de valsnelheid van de deeltjes die het materiaal vormen worden beperkt waardoor het risico op breuk aanzienlijk wordt verminderd. Bovendien kan met een dergelijke inrichting op continue en discontinue wijze worden gewerkt.

10

Wanneer katalysatordeeltjes of keramische ballen gebroken in een reactorvat terecht komen dan ontstaat hierdoor een onregelmatige spreiding van het bulkmateriaal. De zwaardere delen rollen eerder naar buiten toe en omgekeerd blijven lichtere delen meer ter plaatse waar ze neerkomen liggen maar dit kan 15 ook omgekeerd zijn als gevolg van de vorm. Als gevolg van deze spreiding van de vulling van het reactorvat en de ongelijke verdeling ervan (ook in hoogte) zal een gas of vloeistof die omheen de katalysatordeeltjes of keramische ballen moet stromen ongelijk verdeeld worden respectievelijk een ongewenst preferent stromingprofiel gaan aannemen. Daarnaast kan de katalysator een vorm 20 hebben die specifiek is afhankelijk van de functie of de reactie. Bij het breken van de deeltjes kan deze vorm dan verloren gaan. Hierdoor zal de katalysator minder efficiënt worden. Tevens moet daarbij worden overwogen dat het vullen zelf binnen een redelijke tijd moet kunnen plaatsvinden.

25 Teneinde aan deze problemen tegemoet te komen worden de remorganen aangebracht op een flexibele draad, ketting of band die zich uitstrekt in de lengterichting van het kanaal en wordt het kanaal gevormd door een gedeeltelijk vaste of flexibele buisprofiel.

30 Dit laat toe om het ondereinde binnen het reactorvat dat moet worden gevuld te verplaatsen waardoor de verdeling meer egaal kan worden.

Naarmate de vulling van het reactorvat toeneemt wordt de valhoogte geringer. Dit kan eventueel worden opgevangen door het kanaal naar boven toe te 3 verplaatsen. Indien echter voor het kanaal of gedeelte van het kanaal een buis gebruikt wordt die gemaakt is uit canvas, dan wordt telkens wanneer een bepaald niveau van de vulling is bereikt een gedeelte van het ondereinde van de buis afgesneden en afgevoerd.

5 Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de hiernavolgende beschrijving waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekeningen. Hierin is:

Figuur 1 een schematische doorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van 10 een inrichting voor het vullen van een houder volgens de uitvinding, en

Figuur 2 een schematische doorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een vulinrichting volgens de uitvinding.

15

In figuur 1 is een houder 1 weergegeven die geheel of gedeeltelijk gevuld dient te worden met een materiaal dat bestaat uit vaste deeltjes. In de weergegeven uitvoeringsvorm is de houder een reactorvat dat tot op een bepaalde hoogte dient te worden gevuld met een van de reagentia. Het is echter duidelijk dat 20 andere types van houder en van materialen eveneens kunnen worden gebruikt. Het materiaal waarmede de houder wordt gevuld bestaat uit vaste deeltjes die eventueel kunnen breken. In vele gevallen is het echter noodzakelijk dat de deeltjes een bepaalde deeltjesgrootte hebben, daar bij deze deeltjesgrootte het proces dat zich afspeelt binnen de houder optimaal is. Wanneer de deeltjes 25 zonder meer in de houder zouden worden gestort dan zou dit gemakkelijk tot breuk kunnen leiden waardoor de deeltjesgrootte niet langer meer optimaal zou zijn.

Zoals weergegeven in figuur 1 heeft de houder 1 een vulopening 2 die zich 30 bevindt hetzij aan de bovenzijde van de houder zodat het vullen door zwaartekracht kan worden uitgevoerd, hetzij aan de zijkant indien een andere manier van vullen wordt gebruikt zoals bijvoorbeeld luchttransport of vacuüm techniek. Boven de vulopening 2 is een trechtervormige vulhopper met aan de onderzijde een uitlaatopening 4. De uitlaatopening 4 is centraal ten opzichte van 4 de houder aangebracht. Onder de uitlaatopening is een vulsysteem 5 aangebracht dat gedeeltelijk bijvoorbeeld vervaardigd is uit canvas en waarlangs de deeltjes naar beneden in de houder worden geleid. De flexibiliteit van de slang aan de onderzijde van het vulsysteem maakt het mogelijk dat een 5 operator die zich binnen de houder 1 bevindt het ondereinde van de slang verplaatst zodanig dat de vulling van de houder gelijkmatig kan plaatsvinden. Tussen het boveneinde van het vulsysteem en de uitlaatopening 4 is eventueel een doseerklep 6 aangebracht waarmede de toevoer van deeltjes aan vulsysteem of slang 5 kan worden geregeld.

10

Wanneer de deeltjes in het vulsysteem of slang 5 komen dan zullen ze normaal verder naar beneden vallen waarbij de valsnelheid dusdanig groot kan worden dat de deeltjes bij het op elkaar vallen gaan breken en daardoor de deeltjesgrootte gaan beïnvloeden. Teneinde dit te vermijden is binnen de slang 15 5 een deeltjesremmer aangebracht die in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 1 bestaat uit een aaneenschakeling van stukken draad, kabel, band of ketting 6, 7, 8, 9 die afgewisseld worden met remorganen die de vorm hebben van schroeflijnvormige elementen 10,11 en 12. Het boveneinde van de draad of kabel is daarbij verbonden met het ondereinde van de doseerklep 5 of 20 onderkant van de vulhopper

De schroeflijnvormige elementen 10, 11 en 12 worden in de weergegeven uitvoeringsvorm door metalen plaatvormige delen die in de vorm van een schroeflijn zijn geplooid, meer in het bijzonder de vorm aannemen van een 25 kurkentrekker. Daarbij is de buitendiameter in hoofdzaak gelijk aan de binnendiameter van de slang 5. Door de schroeflijnvormige elementen worden de vallende deeltjes afgeremd aangezien zij steeds hierop zullen vallen. Zij kunnen echter nagenoeg ongehinderd verder naar beneden bewegen langs de gevormde schroeflijn en nabij het ondereinde opnieuw overgaan naar vrije val.

30 Door een juiste keuze van de afstanden tussen de schroeflijnvormige elementen kan de valsnelheid tussen twee opeenvolgende elementen 10, 11 en 12 zodanig worden beperkt dat de breukgrens van de naar beneden vallende deeltjes bij de botsing met het volgende schroeflijnvormige element niet wordt overschreden. De deeltjes zullen dus als het ware telkens opnieuw versnellen 5 en vertragen, waarbij de keuzes van de afstanden en de vorm van de elementen 10,11 en 12 zodanig is dat de breukgrens van de deeltjes niet wordt overschreden.

5 Bij een vullen van de houder 1 met de deeltjes zal het niveau van de deeltjes stijgen. Hierdoor zal het op zeker ogenblik niet meer mogelijk zijn om de uitlaatopening van de slang te verplaatsen. De operator heeft dan de mogelijkheid om een gedeelte van het vulsysteem of van de laatste vulslang samen met het bijbehorende deel bestaande uit draden of kabels en 10 schroeflijnvormig element te verwijderen of af te snijden en uit de houder 1 te verwijderen. Aldus kan de houder geleidelijk worden gevuld, eventueel tot boven toe.

In figuur 2 is een tweede uitvoeringsvorm van de remorganen weergegeven. In 15 deze uitvoering is aan de onderzijde van de doseerklep een draad, kabel of ketting gehangen die zich uitstrekt tot aan de onderzijde van de slang 5. Op deze draad zijn de remorganen aangebracht die in dit geval bestaan uit rubberen elementen die op zichzelf een bepaalde elasticiteit bezitten. Zij worden gevormd 20 uitgaande van vlakke rechthoekige rubberen platen waarbij op de centrale lijn die evenwijdig is aan de lange zijden van de rechthoek op onderling regelmatige afstanden openingen zijn aangebracht, die een afmeting hebben die toelaat dat de rubberen plaat met deze openingen over de draad wordt geschoven. Door de openingen in de rubberen plaat te voorzien van middelen waarmede de plaat ter 25 hoogte van elke opening vast verbonden kan worden met de draad, kan de rubberen plaat nagenoeg in elke vorm op de draad worden gefixeerd. Daarbij kan de plaat golfvormig worden geplooid, maar tegelijkertijd ook worden getordeerd ten opzichte van de draad waardoor een soort schroeflijnvormige constructie ontstaat. Op deze wijze wordt tevens verkregen dat de deeltjes langs 30 de remorganen door bewegen. In figuur 2 is met 20 de draad, kabel of ketting aangeduid terwijl de rubberen plaat is aangeduid met 21. De bevestiging van de rubberen plaat op de draad 20 is in de weergegeven uitvoering verkregen door middel van V-vormige plaatjes 22 bestaande uit twee rechthoekige delen die scharnierend met elkaar zijn verbonden waarbij het scharnier een bepaalde 6 veerkracht bezit waardoor de delen van plaatjes van elkaar worden gedrukt. Elk deel van de plaatjes heeft een opening waarin de draad past, welke openingen bij op elkaar geknepen delen in eikaars verlengde liggen. Door tussen twee opeenvolgende openingen van de rubberen plaat een dergelijk verend plaatje 5 aan te brengen kan telkens een gedeelte van de rubberen plaat worden gefixeerd ten opzichte van de draad. Door het in de juiste oriëntatie brengen van de verende plaatjes kan tevens worden verkregen dat de rubberen plaat niet alleen een golvende vorm aanneemt, maar dat de verschillende delen van de rubberen mat ten opzichte van elkaar verdraaid zijn.

10

Door op de draad, kabel of ketting 20 een aantal van dergelijke remorganen aan te brengen, die onderling gescheiden zijn door delen waar alleen de draad, kabel of ketting aanwezig is wordt hetzelfde effect bereikt als met de uitvoeringsvorm volgens figuur 1. De deeltjes gaan afwisselend in vrije val en in 15 een soort spiraal naar beneden bewegen. Ook in dit geval moet de onderlinge afstand tussen de remorganen worden bepaald in functie van de breekwaarde van de deeltjes en in afhankelijkheid van de gebruikte materialen. Deze waarden dienen in het algemeen experimenteel te worden bepaald.

20

Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de beschreven en weergegeven uitvoeringsvormen, maar dat binnen de omschrijving van de conclusies talrijke wijzigingen kunnen worden aangebracht die deel uitmaken van de uitvinding.

25 1034894

Claims (13)

1. Inrichting voor het geheel of gedeeltelijk vullen van een houder met een 5 materiaal bestaande uit vaste deeltjes, omvattende een kanaal dat zich in hoofdzaak vertikaal naar beneden toe uitstrekt binnen de houder en waarlangs het materiaal kan worden toegevoerd, met het kenmerk, dat binnen het kanaal tenminste één remorgaan is aangebracht waarmede de valsnelheid van de deeltjes kan worden beperkt. 10

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de remorganen zijn aangebracht op een flexibele draad of band die zich uitstrekt in de lengterichting van het kanaal.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het kanaal wordt gevormd door een flexibele buis.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat tenminste een deel van de buis is vervaardigd uit canvas. 20

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de remorganen gezien in de lengterichting van het kanaal op regelmatige afstanden van elkaar zijn aangebracht.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de onderlinge afstand tussen twee opeenvolgende remorganen wordt bepaald door de weerstand tegen breuk van de vaste deeltjes die het materiaal vormen.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat 30 elk remorgaan wordt gevormd door een spiraalvormige schoep aangebracht binnen het kanaal. 1034894

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de spiraalvormige schoep een niet-constante spoed heeft, bij voorkeur een spoed die afneemt met de hoogte van de schoep in het kanaal.

9. Inrichting volgens conclusie 2 en/of een der conclusies 3 tot 8, met het kenmerk, dat elk remorgaan wordt gevormd door een flexibel plaatvormig element dat is voorzien van een rij van openingen waardoor de draad of band passeert en het plaatvormig element verbonden is met de draad of band. 10

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de openingen op onderling gelijke afstand zijn aangebracht en de bevestigingspunten op de band of draad op ongelijke afstanden van elkaar zijn gelegen. 15

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat tussen twee opeenvolgende bevestigingspunten het plaatvormig element is getordeerd.

12. Werkwijze voor het vullen van een houder waarbij gebruik wordt gemaakt van een inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat naarmate de vulling van de houder stijgt het ondereinde van 25 het kanaal in verhouding mee naar boven beweegt.

13. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat een gedeelte van het kanaal nabij het ondereinde telkens wordt verwijderd. 1034894