专利名称：用于流化床处理系统的带若干单独喷嘴的喷枪及其方法
技术领域：
本发明总的涉及一种流化床处理系统，更具体地涉及一种用于流化床处理系统的带多个单独喷嘴的喷枪及其方法。
流化床处理系统和方法可以有各种不同的应用。例如，可以用流化床处理系统和方法对需进一步处理或排放的湿颗粒进行干燥。流化床处理系统和方法还可以通过在同一颗粒核上均匀涂上多个相同的层来给颗粒涂层。另外，可以用流化床处理系统和方法使颗粒聚集成大颗粒，其中，大颗粒中的原始颗粒还是一样的。
在流化床处理系统和方法中，将需处理的颗粒装进一个产品室中，然后使其流化进入一个膨胀室中。如果要给颗粒涂层或粒化，就将一种溶液喷在颗粒上。因为具有溶液，颗粒要么涂层要么开始聚集在一起形成更大颗粒。当颗粒在膨胀室中下降时变干，然后回吹上来。持续这样的上下过程直到完成该处理过程为止，然后从产品室中排出颗粒。
在现有流化床处理系统和方法中，用喷枪将溶液喷出，喷枪有多组喷嘴，典型的为三组。各喷嘴之间以及各喷嘴与竖直方向之间成一定角度，以达到需要的喷射模式。典型地，每组中的各喷嘴与竖直方向的夹角在10到80度之间。
这些喷枪中存在的一个问题是，多组喷嘴必须彼此隔开并与膨胀室的侧壁隔开以避免在膨胀室上重叠喷射。不幸的是，避免重叠喷射的各组喷嘴之间需要的间隔降低了整体喷射率，从而降低了流化床处理系统的整个产量。
这些喷枪中存在的另一个问题是，每组喷嘴由同一原料流供原料，因此不能单独控制。结果，不能将一个或多个喷嘴的喷射率设定到最佳值。
这些喷枪中存在的再一个问题是，各组喷嘴的配件安装复杂并且昂贵，这是因为因为需要的零件量大。因为辅助零件的原因，配件也更可能需要维修和/或更换。
一种根据本发明一个实施例的带喷射装置的流化床处理系统，它包括膨胀室和至少一个伸进膨胀室的喷射装置。喷射装置有多个沿喷射装置隔开的单独喷嘴。喷射装置还有至少一个与各单独喷嘴连接的流体通道。喷射装置上的每一个喷嘴布置为在一个方向上喷射流体，基本避免了与其他单独喷嘴交叉喷射。
一种根据本发明另一个实施例的带喷射装置的流化床处理系统，它也包括膨胀室和至少一个伸进膨胀室的喷射装置。喷射装置包括多个流体通道和多个单独喷嘴，流体通道沿喷射装置的至少一部分延伸，多个喷嘴沿喷枪隔开并与不同的流体通道之一连接。
一种根据本发明另一个实施例的方法，包括将要形成颗粒的原料装入产品室中，从产品室将至少一部分原料流化进入膨胀室中，和从喷射装置中的多个喷嘴按选择的方向将流体喷到流化的颗粒上，以避免各喷嘴交叉喷射。
一种根据本发明另一个实施例的、用于在流化床处理系统中将颗粒形成大的颗粒的方法，它包括将要形成大颗粒的原料装入产品室中，将产品室中至少一部分原料流化进入膨胀室中，将流体单独提供给喷射装置上的多个单独喷嘴的每一个，以及向流化的原料上喷流体。
根据本发明的带喷射装置的流化床处理系统，可以在一给定横截面上比现有系统布置有更多的单独喷嘴，从而实现较高的喷射速率。结果，增加了流化床处理系统的整个产量。
另外，根据本发明，可以比现有系统更好地控制喷射方向。例如，根据本发明，可以将各单独喷嘴布置得比现有系统的喷嘴组更接近并且更靠近壁面。
还有，由于各单独喷嘴，因此可以简化喷嘴配件，使各单独喷嘴更易于安装和维修。
图1是根据本发明一个实施例的带喷射装置的流化床处理系统的截面图；图2A是该喷射装置的局部侧视和截面图；图2B是喷射装置和一个喷嘴的局部放大图；图2C是图2B所示喷射装置和喷嘴的部分分解图；图2D是沿图2A的线2D-2D喷射装置的截面图；图3A是表示喷射装置一种可能结构的一个膨胀室的截面图；图3B是表示喷射装置另一种可能结构的一个膨胀室的截面图。
图1示出一种根据本发明一个实施例的流化床处理系统10，如涂料器、成粒机、或干燥机。流化床处理系统10包括膨胀室12和至少一个带若干单独喷嘴16的喷射装置14。本发明具有一些优点，包括允许在一个给定的截面中配置更多单独喷嘴16，比现有技术能更好地控制喷射方向，提供比现有技术更简化的喷嘴配件18。
参照图1，膨胀室12有一顶部开口20和一与产品室26的顶部开口24连接的底部开口22。虽然形状可以根据需要或要求改变，但是在该具体实施例中膨胀室12为圆柱形状。膨胀室12接受从产品室26吹来的流化颗粒P。在该具体实施例中，膨胀室12有一个法兰，该法兰绕膨胀室12延伸并用螺栓32或其他固定装置固定在产品室26的法兰30上，产品室26位于膨胀室12下方，当然可以采用其他方式使膨胀室12与产品室26连接。
参考图1和2A，喷射装置14伸进膨胀室12内。在该具体实施例中，喷射装置14为基本直和细长形状或者棒状，当然如果需要或要求的话喷射装置14可以为其他形状。虽然在图1所示的具体实施例中，流化床处理系统10有一个喷射装置14，但是该流化床处理系统10也可以有多于一个的喷射装置14。例如，如图3A的一个实施例所示，流化床处理系统10有三个喷射装置14，如图3B的另一个实施例所示，流化床处理系统10有八个喷射装置14。也可以根据需要或要求改变喷射装置14在膨胀室12中的具体布置。例如，如图3A所示，喷射装置14以交错形式布置，而在图3B中，喷射装置14伸进膨胀室12中而不交叉。根据这些示例、说明，喷射装置14和单独喷嘴16可以布置在膨胀室12周围，从而均匀地将流体喷射到被流化颗粒P上面而不会有任何严重的重叠喷洒。
参考图1和2A-2C，每个喷射装置14有沿其长度分布的若干单独喷嘴16。虽然在图1，3A和3B所示的具体实施例中，喷射装置14有两个或者四个单独喷嘴16，但是可以根据需要或要求改变单独喷嘴16的个数。各单独喷嘴16安装在每个喷射装置14上，将流体或粘合剂溶液向下喷回到产品室26中。在该具体实施例中，各单独喷嘴16安装为能使喷射中心沿图1和2A所示的轴V-V、在基本垂直方向上。但是，可以调整各单独喷嘴16，使其可与轴V-V所示垂线成任何需要的夹角进行喷射。本发明优点之一是通过采用单独喷嘴16来代替多组喷嘴，单独喷嘴16可以彼此相隔很近，也可以与侧壁34或膨胀室12的壁面相距很近，可喷到膨胀室12横截面的绝大部分，而没有或很少有在单独喷嘴16之间的重叠喷射。可采用较高喷射率而且增加覆盖区有助于提高成粒机10的整体产量，因为每个单独喷嘴16是以基本垂直方向喷射的。
参考图2B和2C，图示说明了喷射装置14的一部分和其中的一个单独喷嘴16。在该具体实施例中，用焊接将单独喷嘴16装在喷射装置14上，以便单独喷嘴16中的通路37与流体通路36(1)连接，通路39与气体通路40连接。一个带通路47的液体插件45插进单独喷嘴16的开口43中，以便通路47与通路37连通。一个可供选择的O形环41插进单独喷嘴16和液体插件45之间的开口43中以帮助形成密封。在该具体实施例中，通过焊接将液体插件45保持在单独喷嘴16的开口43的适当位置。气孔49座在液体插件45上而且部分在单独喷嘴16的开口43内。在该具体实施例中，通过焊接将气孔49保持在单独喷嘴16中开口43的适当位置。另一个可选择的O形环53插进单独喷嘴16和气孔49之间的开口43内。气孔49有一个通路55，该通路55聚集液体插件45的端部51周围的通路40和39出来的空气，以帮助产生来自单独喷嘴16的喷射。虽然展示了用焊接安装上述各部件，但是也可以采用其他形式的安装技术，比如粘接、螺栓连接、或螺纹配合连接。正如图示说明的，单独喷嘴16比现有技术喷嘴的设计简单、易于安装或更换。
参考图1和2A-2D，在该具体实施例中，喷射装置14包括若干流体通路36(1)-36(4)，它们沿喷射装置14长度的至少一部分延伸。每一个单独喷嘴16与流体通路36(1)-36(4)之一的一端连接，流体通路36(1)-36(4)的另一端与流体源38或粘接溶液连接，在本实施例中比如是水或有机溶剂。由于各流体通路36(1)-36(4)分别与每一个喷嘴16连接，所以可以在每一个喷嘴16上分别控制流体量和由此形成的喷射率。结果，在具体应用中，可以将来自每一个喷嘴16的喷射率设为一个最佳设定值。可以在每个流体通路36(1)-36(4)中用一阀(未示)控制来自每一个喷嘴16的流体流率。每个阀的开度可以用于控制供给每个喷嘴16的流体量。喷射装置14还可以包括气体通路40，气体通路40与每一个喷嘴16连接，同时还与气源42比如空气源连接。将流体和气体供给每一个喷嘴16。
参考图1，产品室26还有底部开口44。产品室用来保留流化床处理系统10中的颗粒P。在该具体实施例中，产品室为漏斗形状，它从顶部开口24向下向内倾斜，当然需要的话产品室可以为其他形状，比如局部锥形，而且可以是垂直的，或者从顶部开口24按其他方向倾斜。
流化床处理系统10还包括一个流体供给系统46，该系统带鼓风机48和导管50，导管50上有出口52，出口52布置为可以将流体按图1中箭头所示的方向经过底部开口44导入产品室26中。在该具体实施例中，筛子54穿过出口52与导管50连接，虽然筛子54也可以连接到别处，比如穿过底部开口44与产品室26连接。筛子54有适于支撑颗粒P的筛目尺寸。流体供给系统46还可以包括加热器(未示)，加热器用来将流体加热到对颗粒P进行流化床处理的合适温度。在该具体实施例中，流体供给系统46提供的流体是空气，尽管需要的话可以用其他类型的流体。
排料口56限定在导管50的出口52和产品室26的底部开口44之间，并且基本围绕出口52和底部开口44延伸，出口52是为流体供给系统46而设。排料口56提供一个通道，使颗粒P迅速从产品室26排出。虽然在该具体实施例中，排料口56位于导管50的出口52和产品室26的底部开口44之间，但是排料口56可以放在其他地方，比如在产品室中靠近底部开口44处。
收集室58与产品室26连接并处在排料口56附近。当暴露或打开排料口56时，收集室58收集从产品室26来的颗粒P。
用一个支架结构(未示)将一个侧排料机构60安装到产品室26的内部，该侧排料机构可以在支架结构范围内移动到盖住排料口56的第一位置、和露出排料口56的第二位置、和可以部分露出排料口56并允许控制排料率的中间位置。虽然在该具体实施例中，侧排料机构60位于产品室26的内侧上，但是侧排料机构60也可以安在其他位置，比如产品室26的外侧，只要侧排料机构60可以移动到第一、第二和中间位置就行。
流化床处理系统10还可包括一个穿过膨胀室12顶部开口20而连接的过滤器62。过滤器62在空气从膨胀室12的顶部开口20排出之前滤掉空气中的流化颗粒P。一个搅拌机构(未示)可以与过滤器62连接，以便周期地摇动过滤器62，把捕获的颗粒P排回膨胀室12和产品室26。
下面将参考图1和2A-2D讨论用于颗粒P的流化床处理的方法。首先，将侧排料机构60移到盖住排料口56的第一位置。其次，将被处理的颗粒P装入产品室26中，颗粒P比如是包括单一或多组分的颗粒。
颗粒P一旦装进产品室26中，流体供给系统46开始供给流体，比如在该具体实施例中是空气，经过导管50到达颗粒P上。吹进的空气帮助混合颗粒P并且使一些颗粒P流化进入膨胀室12里。同时，加热器将吹来的流体加热到适于具体流化床处理应用的温度，比如涂层或聚集处理。
然后在该具体实施例中，膨胀室12中的喷射装置14开始从单独喷嘴16向流化的颗粒P上喷射溶液，比如粘合剂溶液。根据本发明，单独喷嘴16布置为可以基本覆盖膨胀室12的整个横截面，甚至可以喷到靠近图3A和3B所示的膨胀室12的侧壁。另外，由于单独喷嘴16可以布置得更靠近些而基本不重叠，因此可以采用较高的喷射速率来增加流化床处理系统10的整个产量。另外，由于喷射装置14中的每一个喷嘴16与不同的流体通道连接，因此对于具体应用可以优化每一个喷嘴16的喷射速率。
当来自喷射装置14的溶液使流化的颗粒P变湿时，原料M因重量增加而下降回到膨胀室12的底部。当颗粒P下降时，颗粒P变干燥并且被吹回到膨胀室12中，被再次喷射以增加另一个涂层或者将更多原料聚集在一起。颗粒P连续经历这种上下过程直到完成颗粒的处理过程为止，也就是说颗粒上已经有足够数量的涂层。在这个过程中，过滤器62周期地摇动，将过滤器62捕获的所有颗粒P落下释放回到膨胀室12和产品室26中。
一旦完成处理过程，则关闭喷射装置14。同时，流体供给系统46继续给产品室26提供流体以干燥颗粒P。一旦增大的颗粒P变干，则关闭流体供给系统46。
颗粒P聚积在产品室26中靠近侧排料机构60和排料口56处。侧排料机构60从第一位置移到第二位置或者移到一个至少部分地暴露或打开排料口56的中间位置。用侧排料机构60控制排料口56的开度来控制排料率。由于排料口56基本围绕产品室26延伸，所以颗粒P可以迅速容易地从产品室26排出。一旦所有颗粒P都已经从产品室26中排出，侧排料机构26就从第二位置或中间位置移到盖住排料口56的第一位置。这时，产品室26准备接收更多颗粒P开始下一个流化床处理工作。
正如该示例所示的，带单独喷嘴16的喷射装置14布置为可以覆盖膨胀室12的较大横截面，包括膨胀室12的侧壁34附近。另外，由于每一个喷嘴16带有单独的流体通道36，所以可以更好地控制喷射。还有，对喷嘴16的简化设计使它们更容易安装和更换。
尽管已经描述了本发明的基本概念，但是对于本领域的普通技术人员，显然前面的详细披露意图是仅用示例方式表示，但并不限于此。虽然这里不特意说明，但是本领域普通技术人员可以进行各种替换、改进和修改。这些替换、改进和修改意味着由此得到暗示，并在本发明的精神和范围内。因此，本发明仅限于随后的权利要求及其等同中。
权利要求
1.一种用于颗粒的流化床处理系统，包括一个膨胀室；至少一个喷射装置，该喷射装置带多个单独的、沿喷射装置隔开的喷嘴，该喷射装置伸进膨胀室中并且有至少一个与各单独喷嘴连接的流体通道。
2.根据权利要求1所述的流化床处理系统，其特征在于，喷枪有多个流体通道，每一个单独喷嘴与各自的一个流体通道连接。
3.根据权利要求2所述的流化床处理系统，其特征在于，还包括在喷射装置中的至少一个气体通道，与每一个单独喷嘴连接。
4.根据权利要求1所述的流化床处理系统，其特征在于，每一个单独喷嘴设置为在基本垂直方向上喷射流体。
5.根据权利要1所述的流化床处理系统，其特征在于，喷射装置是基本细长和直的形状。
6.根据权利要求1所述的流化床处理系统，其特征在于，还包括一个与该膨胀室连接的产品室，一个将产品室的内部与膨胀室的内部连接的开口；一个带出口的鼓风机，该出口与产品室的一个入口连接；一个在鼓风机出口和产品室入口之间延伸的筛子；和一个穿过膨胀室中一个开口而连接的过滤器。
7.一种用于颗粒的流化床处理系统，包括一个膨胀室；至少一个伸进膨胀室中的喷射装置，该喷射装置有多个流体通道，该流体通道沿至少部分喷射装置延伸；和多个单独喷嘴，各单独喷嘴沿喷枪隔开并与各自的一个流体通道连接。
8.根据权利要求7所述的流化床处理系统，其特征在于，还包括至少一个气体通道，该通道沿喷射装置长度的至少一部分延伸并且与每一个单独喷嘴连接。
9.根据权利要求7所述的流化床处理系统，其特征在于，每一个单独喷嘴设置为在基本垂直方向上喷射。
10.根据权利要求7所述的流化床处理系统，其特征在于，还包括一个与膨胀室连接的产品室，一个连接产品室内部和膨胀室内部的开口；一个带一出口的鼓风机，该出口与产品室的一个入口连接；一个在鼓风机出口和产品室入口之间延伸的筛子；和一个穿过膨胀室中一个开口而连接的过滤器。
11.一种用于颗粒的流化床处理的方法，包括将要形成颗粒的原料装入产品室中；将产品室中至少一部分原料流化进入膨胀室中；和将一种流体以基本垂直方向、从喷射装置中的多个单独喷嘴喷到被流化的颗粒上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，一个单独的供给流将流体提供给喷枪中的每一个单独喷嘴。
13.一种用于颗粒的流化床处理的方法，包括将要形成大颗粒的原料装入产品室中；将产品室中至少一部分原料流化进入膨胀室中；将流体分开供给喷射装置上的每一个单独喷嘴；和将流体喷到被流化的颗粒上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该各单独喷嘴在基本垂直方向上喷射该流体。
全文摘要
一种根据本发明一个实施例的带喷射装置的流化床处理系统,它包括膨胀室和至少一个伸进该膨胀室的喷射装置。该喷射装置有多个沿喷射装置隔开的单独喷嘴,并有至少一个与每个单独喷嘴连接的流体通路。
文档编号B05D1/24GK1330568SQ99814674
公开日2002年1月9日 申请日期1999年12月15日 优先权日1998年12月22日
发明者布鲁斯·A·比斯格罗夫, 赖斯扎德·布朗, 小罗伯特·I·克里斯坦森, 罗伯特·C·菲克斯, 艾尔弗雷德·L·盖特纳, 约翰·雷诺兹, 戴维·R·怀特, 安蒂·科索拉 申请人:金内克国际公司