专利名称：向管中填装催化剂和/或其它颗粒的制作方法
向管中填装催化剂和/或其它颗粒 相关申请的交叉引用
本申请要求2005年3月25日提交的美国临时申请60/665,413的权况.。
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背景技术：
把催化剂装载到转化炉、加热器或反应容器内的管中。装载是在 这样的容器中进行反应的前提。提高装载过程的效率有助于提高发生
的反应的效率，并有助于力n快催化剂的装载及清洗过程。
发明内容
本发明有如下几种目的。需要一种能够避免在管内焊接处形成堆
积的装置和技术。在某些情况下管内焊接处的冲击(impingement)可
多达5毫米。
需要一种能在不对称的管环境(例如变形的和/或弯曲的管壁)中 使用的装置和技术。
需要一种能够完全抑制或者避免催化剂或其它粒子破碎的装置和 技术。对于更大质量的半径较大的催化剂或其它粒子，或者可能更为 易碎的颗粒，这种问题更为急迫。
需要一种当装置在管中形成堵塞时能帮助其卸载的装置和技术。
需要一种能够使真空软管在装置中或在其外部(但仍在管中)通 过的装置和技术，尤其是在小直径的管中。
公开了颗粒填装装置和方法，其使用旋转接头，与旋转接头连接 的安装面，以及装配于安装面上的多个障碍物。这些障碍物连续放置 以形成螺旋模式。
下面所用的术语"螺旋模式的"或"螺旋模式"意为此装置是由 各个梗阻/障碍组件组成，其外形为螺旋状，但这些梗阻组件构成并不 连续的表面，而非连续的螺旋表面。
图l是一个实施例的示意性正视图，以截面图示出的管具有弹簧臂。
图2是实心臂的侧视图。 图3是毛刷臂的侧视图。
具体实施例方式
填装装置10可用于催化剂颗粒17和其它颗粒物质。所述填装装 置10—般包括进料管线12，旋转接头14，以及螺旋模式填装器20。 所述螺旋模式填装器20具有安装面30和装配于所述安装面30上的多 个障碍物(臂状组件)40。在把多个障碍物40装配到所述安装面30 上时，障碍物40从上到下以螺旋模式或阶梯-螺旋模式42围绕所述安 装面30定位。
把所述填装装置10降下进入管16，以将催化剂或其它颗粒17填 装进入所述管]6。所述管16可能有多个不均匀区域，如管焊缝区域及
焊缝冲击区域18，管弯曲区域(未显示)等。
所述进料管线12用于将所述螺旋模式填装器20降低(如缓慢控 制下降)以进入所述管16，以及随着填装所述管16将所述螺旋模式填 装器20升离所述管16。所述螺旋模式填装器20可通过任意公知构件 或技术在管16中进行降低和升高。
填装装置10优选包括所述旋转接头14 (或其它任何公知的可用 于旋转所述螺旋模式填装器20的构件)。所述旋转接头14可在沿着 进料管线12的任何期望点进行连接，并且如图所示是连接于其下端。 所述旋转接头14例如可以是不锈钢转环，如深海渔线所用的类型。不 锈钢链环15a、 15b可用于将所述旋转接头14连接至所述进料管线12， 或连接至所述进料管道12和所述螺旋模式填装器20。在催化剂填装操 作巾，所述旋转接头14可以使所述螺旋模式填装器20进行旋转，而 不必转动所述进料管线12。
所述安装而30优选为不锈钢棒32，起到作为所述螺旋模式填装 器20的竖轴的作用。在一个实施例中，所述棒32的直径可以是十六 毫米，长四百五十毫米。所述棒32的直径和长度以及其质量可根据任 何特定催化剂颗粒或其它颗粒填装任务的参数而变化。所述棒32可为 中空或实心棒。
所述多个障碍物40中的每个都垂直(或近似垂直)于所述棒32 的轴(竖)的方向装配。例如，它们可以这样装配，穿过所述棒32钻 孔，然后穿过所述棒32插入障碍物40，直到两端41a、 b从所述棒32 径向并等距突出，然后用固定螺钉(未显示)将所述障碍物40固定于 所述棒32上。所述障碍物40也可以只在一端附着在所述棒32上，这 样每个障碍物40都不穿过所述棒32。 一般在所述安装面30中的安装 孔或开口也在所述安装面30周围以螺旋模式出现。所述多个障碍物40是以螺旋模式42 (例如，回弹阶梯-螺旋模式) 从上到下围绕所述棒32放置的。每连续的障碍物40，如障碍物40a和 障碍物40b，以一定距离彼此交错，此距离由颗粒的大小或半径(以及 在某种程度上由质量和/或密度)决定。换句话说，所述交错距离(或 间隙)是由颗粒决定的变量，此距离足够小以防止催化剂或其它颗粒 落入并卡在相邻障碍物40之间。
每个障碍物40优选为由不锈钢制成的螺旋弹簧， 一般是直的且劲 度足够高以防止、偏置或阻止颗粒落入所述障碍物40。因此，所述劲 度对每种应用是可变的，并决定于颗粒的质量和/或密度。障碍物40的 其它形式，如实心臂40a (可能等高或不等高)或毛刷臂40b (见图2 和图3)是可实现的。特定棒32上装配的障碍物40的长度一般是全部 相等的。这个长度取决于所述管16的内径。比如，取决于催化剂，在 每个所述障碍物40端部和所述管16的内径之间最好有三到四毫米的 空隙。在-一个实施例中，所述障碍物40均由不锈钢制成，直径为0.8 毫米，长3毫米。
所述螺旋模式42的阶梯优选与水平方向呈约七十五度角(但可以 是倾斜度大于六十五度的任意角度)，约有三个扭曲，引导颗粒围绕 所述棒32呈约四百五十度下降。使用合适的交错间隙、弹簧劲度和阶 梯，颗粒不会落入梯面，而是沿着螺旋阶梯(障碍物40)向下行进。 此外，通过撞击所述障碍物40，颗粒会从障碍物40上弹下，从而使所 述螺旋模式填装器20旋转。这种旋转有助于使颗粒在所述管16中填 装更为均匀。
围绕所述安装面30的阶梯-螺旋模式42 —般被描述为一种以一定 倾斜角度围绕柱面运动的模式。不过，当需要避免在管中堆积，或所 述障碍物40的模式发生改变使倾斜角在整个所述螺旋模式填装器20 不再是常数时，可使用围绕锥面运动的模式。
一个以上的螺旋模式填装器20可以连接并堆叠到另一个螺旋模
式填装器20的下方，而且每个连续下方堆叠不必为同样尺寸。
所述障碍物40若为弹簧，则优选螺旋弹簧，尽管其它有弹力的/ 柔韧的/易曲的缓冲器装置可用，和/或所述障碍物40可放置以形成不 同于下行螺旋阶梯(例如之字形螺旋模式[未显示]，其可得到不同的旋转)。
所述颗粒17可以是催化剂之外的颗粒。
螺旋模式填装器2 0的实施例的工作实例设计如下 试验与附图所示填装装置10相同或类似的几种不同形式的填装 装置10。首先，使阶梯斜度为四十五度。经确定此角度不够陡，会使 催化剂挤入阶梯。不断增加斜度直到确定大直径催化剂不能在所述障 碍物40中/之间流动。此角度为六十五度。
然而，正规尺寸的催化剂会在阶梯中连续堵塞。在七十五度，所 有的催化剂均可以平滑地流过阶梯。在此角度，当催化剂向下通过所 述填装器10时，阶梯达到最快旋转(约一转每秒)。通过使用可偏置 的或有弹力的障碍物40 (如刚性弹簧，柔韧的固体或毛刷)形成阶梯， 所述障碍物40可以让出位置而所述棒32能被推到接近管壁16，因而 可使真空软管通过所述填装器10。由于阶梯的角度及通过所述填装装 置10的许多次接触(这不同于以前的一些体系，它们具有几乎竖直的 朝向，因而肯定吸收催化剂更多的能量)，在填料过程中障碍物40损 失很少；因而填装器装置IO通过许多次与催化剂沿着阶梯的接触并使 之旋转，减缓其前进。由于阶梯是由柔韧的障碍物40制成，并且所述 转环14并入线/绳，因而没有实心竖向组件与催化剂相撞。
权利要求
1.一种颗粒填装设备，包括用于旋转所述颗粒填装设备的构件；与所述旋转构件连接的安装面；装配于所述安装面上的多个障碍物，其连续放置以形成螺旋模式。
2. 根据权利要求1所述的设备， 转构件的下方。
3. 根据权利要求l所述的设备， 不锈钢螺旋弹簧。
4. 根据权利要求1所述的设备， 实心臂。
5. 根据权利要求1所述的设备， 不锈钢毛刷臂。其中所述的安装面连接于所述旋其中所述的多个障碍物包含多个其中所述的多个障碍物包含多个其中所述的多个障碍物包含多个
6. 根据权利要求l所述的设备，其中所述的多个障碍物包括选自 障碍物组中的至少两种不同类型的障碍物，所述障碍物组由不锈钢螺 旋弹簧，碳钢螺旋弹簧，不锈钢实心臂，碳钢实心臂，塑料实心臂， 不锈钢毛刷臂，碳钢毛刷臂以及塑料毛刷臂组成。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中所述的安装面包括不锈钢棒。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述的不锈钢棒是中空的。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中所述多个障碍物中的每个都 穿过所述安装面。
10. 根据权利要求1所述的设备，其中所述多个障碍物中的每个 在一端附着于所述安装面。
11. 根据权利要求1所述的设备，其中装配于所述安装面上的所 述多个障碍物中的每个连续放置以形成螺旋模式还包括将每个连续障 碍物放置以界定间隙宽度，所述间隙宽度小于用于所述颗粒填装设备 的颗粒的直径。
12. 根据权利要求1所述的设备，其中装配于所述安装面上的所 述多个障碍物中的每个连续放置以形成螺旋模式还包括所述螺旋模式 >H有倾斜角人-」或等于七十五度的障碍物阶梯。
13. 根据权利要求12所述的设备，其中所述的障碍物阶梯引导颗 粒围绕所述安装面约四百五十度。
14. 根据权利要求12所述的设备，其中所述的障碍物阶梯包括大 于或等于约七十五度的第二倾斜角，其中所述的第二倾斜角不同于所 述的第一倾斜角。
15. 根据权利要求1所述的设备，此外包括连接于所述颗粒填装 设备下方的第二颗粒填装设备。
16. —种颗粒填装设备，包括用于旋转所述颗粒填装设备的构件； 连接于所述旋转构件下方的不锈钢棒；水平装配于所述不锈钢棒上的多个不锈钢障碍物，其连续放置以 形成螺旋模式；其中装配于所述不锈钢棒上所述多个障碍物中的每个连续放置以 形成螺旋模式还包括放置每个连续障碍物以界定间隙宽度，所述间隙 宽度小于用于所述颗粒填装设备的颗粒的直径；以及其中装配于所述的不锈钢棒上的所述多个障碍物中的每个连续放 置以形成螺旋模式还包括所述螺旋模式具有倾斜角大于或等于七十五 度的障碍物阶梯。
17. —种将颗粒装填入容器的方法，包括-使所述颗粒落在填装装置上； 旋转所述填装装置；使所述颗粒在所述填装装置中逐步下降，其中所述颗粒以螺旋模 式行进；以及使所述颗粒从所述填装装置的下端落下。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述的旋转步骤是由使所 述颗粒落在所述填装装置上的所述步骤的作用引起的。
19. 根据权利耍求17所述的方法，其中使所述颗粒在所述填装装 置中逐歩下降并且其中所述颗粒以螺旋模式行进的所述步骤以大于或 等于约七十五度的倾斜角实现。
20. 根据权利要求17所述的方法，其中使所述颗粒在所述填装装 置中逐步下降的所述步骤包括利用偏置障碍物阻止所述颗粒的流动。
全文摘要
本发明公开了颗粒填装装置和方法，其使用旋转接头、与旋转接头连接的安装面以及装配于安装面上的多个障碍物。障碍物连续放置以形成螺旋模式。
文档编号B65B1/04GK101184667SQ200680018399
公开日2008年5月21日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年3月25日
发明者迈克尔·D·麦克诺顿 申请人:卡塔里斯特服务公司