固体转载的制作方法

本发明涉及用于将固体颗粒从竖直料斗转载到储存容器中的改进设备和方法。
背景技术：
：许多散装运送容器(诸如铁路料斗车)通常在下侧包含漏斗形的排料口或“料斗”，以便可以通过下侧快速排出散装货物，诸如谷物、水泥粉、飞灰和煤。因此，当通过料斗排出散装货物时，需要用于接收散装货物的装置，以在排出散装货物时收集和引导散装货物。为此，已经尝试提供了一种装置，该装置在散装运送容器的下侧连接到料斗，该料斗在排出散装货物时接收散装货物并将其引导到期望的位置，诸如储罐、运输工具、筒仓等。己二酸(aa)产品的细固体通常使用庞大且昂贵的装载/卸载坑、输送机和螺旋钻系统来进行装载/卸载。在一种系统中，使aa从有轨车的料斗底部落入坑中，然后用螺旋钻将其提起并使其落入散装卡车的顶部。这种细固体装载/卸载的一个问题是，这些散装颗粒在容器装载、堆等中往往会在压实压力下粘着在一起，并且形成结块，然后堵塞端口、出口和流线。需要对螺钉或螺旋钻施加机械振动才能使颗粒分开，从而避免频繁发生操作中断。由于许多因素，例如表面电荷、吸湿性、不规则形状等，这个问题对于具有高粘着倾向的固体变得更加严重。已经开发了压力型和真空型气动输送机，其中将转接器附接到铁路车的料斗排料门。将一根或多根气动软管附接到转接器，并且将物料重力送入转接器中，并经由引导通过软管中的气流将物料在软管中输送走。虽然这种气动输送机相对于凹坑中的固定机械或重力输送机具有明显的改进，但仍然存在许多问题。例如，当在高粘着趋势下转载固体时，固体会成块地从料斗排料门排出，这会阻塞气动软管并停止该过程。如果能够开发出一种廉价的便携式气动输送机系统以将具有高粘着趋势的固体颗粒直接从料斗排料门有效地转载到储存容器中，则将是有利的。技术实现要素：提供了一种用于固体颗粒的转载系统，该转载系统包括槽，该槽具有开口顶部、侧部和底部、在底部附近延伸到槽中的至少一根真空管，以及定位在槽上的至少一个充气件。在一种形式中，槽具有在底部会聚的成角度的侧部。在另一种形式中，侧部从槽的任一端上的端板延伸，并且该端板是大致竖直的或成角度的。在另一种形式中，槽具有横截面f(见图4)，其中该横截面f是大致v形的或大致u形的或大致梯形的。在另一种形式中，真空管延伸穿过至少一个端板。在一种形式中，槽是倒置的锥体。在另一种形式中，槽是v形槽，其具有从槽的任一端上的竖直端板延伸的成角度的侧部。任选地，在这种形式中，槽还可以包括一个或多个门，该门的尺寸被设定成至少部分地覆盖v形槽的开口顶部，能够滑动地位于沿着端板的顶部的凹槽内，门能够滑动以改变槽的开口宽度。在另一种形式中，槽是倒置的截头圆锥体。在任何这些形式中，槽的底部可以是成角度的，诸如通过从一例到另一例倾斜，或者通过从槽的中间到端部倾斜。有利地，在任何这些形式中，槽具有多于一个的充气件，并且还可以具有延伸到槽中的至少一根进气管。在任何这些形式中，槽的顶部处的长度或直径大致为轨车料斗排料门的宽度。方便地，真空管在其位于槽外部的端部处具有连接喷嘴。还提供了一种将固体颗粒从料斗转载到储存容器的方法，该方法包括：(1)将槽夹持到料斗的排料门上，槽具有开口顶部、侧部和底部、在底部附近延伸到槽中的至少一根真空管，以及定位在槽上的至少一个充气件；(2)至少部分地排空储存容器以在其中产生至少部分真空；(3)通过真空输送机软管将真空施加到真空管，该真空输送机软管的第一端附接到真空管，而第二端附接到排空的储存容器；(4)将气体压力施加到充气件；(5)打开料斗排料门以允许固体颗粒落入槽中；以及(6)通过真空软管输送固体颗粒并使其进入储存容器中。在一种形式中，方法还包括在将槽夹持到排料门上之前，调节一个或多个门，该门的尺寸被设定成至少部分地覆盖槽的开口顶部，门能够滑动地位于槽的顶部上，以使槽的开口宽度与料斗排料门的开口匹配。在另一种形式中，方法还包括通过改变延伸到槽中的至少一根进气管中的开口来控制槽内的真空水平。在一些形式中，储存容器是筒仓、自装载拖车或包装袋中的一种。另外，供应给充气件的气体是n2、空气、co2、ar、其他惰性气体或它们的组合中的一种。在另一种形式中，一个或多个充气件定位在槽的侧部上或槽的底部处，或者同时定位在槽的侧部上和槽的底部处。还提供了一种用于固体颗粒的转载系统，该转载系统包括v形槽，该v形槽具有：在底部会聚的两个成角度的侧板以及第一竖直端板和第二竖直端板；从v形槽的外部延伸并穿过第一端板的真空管；以及沿着每个成角度的侧板定位的一系列充气件。在一种形式中，转载系统还包括一个或多个门，该门的尺寸被设定成至少部分地覆盖v形槽的开口顶部，能够滑动地位于沿着端板的顶部的凹槽内，门能够滑动以改变槽的开口宽度。在另一种形式中，转载系统还包括延伸到v形槽中的至少一根进气管。方便地，v形槽的长度大致为轨车料斗排料门的宽度。在又一种形式中，真空管在第一端板外部的端部处具有连接喷嘴。还提出了一种将固体颗粒从料斗转载到储存容器的方法，该方法包括将v形槽夹持到料斗的排料门上，v形槽具有：在底部会聚的两个成角度的侧板以及第一竖直端板和第二竖直端板；从v形槽的外部延伸并穿过第一端板的真空管；以及沿着每个成角度的侧板定位的一系列充气件。方法还包括：至少部分地排空储存容器以在其中产生至少部分真空；通过真空输送机软管将真空施加到真空管，该真空输送机软管的第一端附接到真空管，而第二端附接到排空的储存容器；将空气压力施加到充气件；打开料斗排料门以允许固体颗粒落入v形槽中；并且通过真空软管输送固体颗粒并使其进入储存容器中。在另一种形式中，方法还包括在将v形槽夹持到排料门上之前，调节一个或多个门，该门的尺寸被设定成至少部分地覆盖v形槽的开口顶部，能够滑动地位于沿着端板的顶部的凹槽内，以使槽的开口宽度与料斗排料门的开口匹配。在又一种形式中，方法还包括通过改变延伸穿过第二端板的至少一根进气管中的开口来控制v形槽内的真空水平。方便地，储存容器是筒仓、自装载拖车或包装袋中的一种。附图说明本公开易于进行各种修改并且具有替代形式，其特定示例性实施方式已经在附图中示出并且在本文中详细描述。然而，应当理解，本文对特定示例性实施方式的描述并非旨在将本公开限制为本文所公开的具体形式。本公开将覆盖所附权利要求所定义的所有修改和等同形式。还应当理解，附图不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地示出本发明的示例性实施方案的原理上。此外，某些尺寸可被放大以帮助在视觉上传达这些原理。此外，在认为适当的情况下，附图标号可在附图中重复以指示对应或类似的元件。此外，在附图中被描绘为不同或分开的两个或更多个框或元件可被组合为单个功能框或元件。类似地，在附图中示出的单个框或元件可被实现为多个步骤或由多个元件协作实现。在附图的图中以示例而非限制的方式示出了本文公开的形式，并且其中相同的附图标号指代相似的元件，并且其中：图1是本文所述的转载系统的透视图；图2是本文所述的装运系统的顶视图；图3是本文所述的转载系统的一种替代形式的顶视图；图4至图4f示出了本文所述的转载系统的其他替代形式，其中图4a至图4d示出了从图4中的平面“f”截取的横截面视图，而图4e和图4f示出了从图4中的平面“s”截取的侧视图；图5示出了本文所述的转载系统的另一替代形式；并且图6示出了本文所述的转载系统的另一替代形式。具体实施方式现在将参考出于例示目的而选择的特定形式来描述各个方面。应当理解，本文公开的装置、系统和方法的实质和范围不限于所选择的形式。此外，应当注意，本文提供的附图未按任何特定比率或比例绘制，并且可以对所示出的形式作出许多变化。除非本文另外具体定义或陈述，或者除非上下文另外明确指出，否则以单数语法形式写出的以下每个术语：如本文所用的“一个”、“一种”和“该”也可指代并且涵盖多个所陈述的实体或对象。例如，如本文所用的短语“设备”、“组件”、“机构”、“部件”和“元件”也可分别指代并且涵盖多个设备、多个组件、多个机构、多个部件和多个元件。以下每个术语：如本文所用的“包括”、“具有”、“包含”以及它们的语言或语法变体、派生词和/或缀合词表示“包括但不限于”。在通篇例示性描述、实施例和所附权利要求中，可根据数值范围格式来陈述或描述参数、特征、对象或尺寸的数值。应当完全理解，提供所陈述的数值范围格式是为了例示本文公开的形式的实施方式，并且不应将其理解或解释为不灵活地限制本文公开的形式的范围。此外，为了陈述或描述数值范围，短语“在约第一数值和约第二数值之间的范围内”被认为等同于短语“在约第一数值至约第二数值的范围内”并且与后者的含义相同，因此，两个等同含义的短语可互换使用。应当理解，除非本文另外具体说明，否则本文公开的各种形式在其应用方面不限于以下例示性描述、附图和实施例中阐述的方法形式的操作或实施的步骤或过程以及子步骤或子过程的顺序或次序和数量的细节，也不限于以下例示性描述、附图和实施例中阐述的系统、系统子单元、设备、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和配置以及系统形式的外围设备、设施、附件和材料的类型、组成、构造、布置、顺序和数量的细节。可以根据各种其他替代形式并且以各种其他替代方式来实践或实现本文公开的装置、系统和方法。还应当理解，除非本文另外具体定义或陈述，否则本文在本公开通篇中所用的所有技术和科学词语、术语和/或短语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同或相似的含义。本文在本公开通篇中所采用的措辞、术语和符号是出于描述目的，而不应被认为是限制性的。浓度、尺寸、量和其他数值数据可在本文中以范围格式呈现。应当理解，使用这种范围格式仅仅是为了方便和简洁，并且这种范围格式应被灵活地解释为不但包括明确列举为范围限制的数值，而且包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，就像明确列举每个数值和子范围一样。例如，约1至约200的范围应被解释为不仅包括明确列出的1和约200的明确列举的限制，而且包括单个大小(诸如2、3、4等)和子范围(诸如10至50、20至100等)。类似地，应当理解，当提供数值范围时，这些范围应被解释为为仅列举该范围的下限值的权利要求限制以及仅列举该范围的上限值的权利要求限制提供文字支持。例如，所公开的10至100的数值范围为列举“大于10”(无上限)的权利要求以及列举“小于100”(无下限)的权利要求提供文字支持。在附图中，相同的数字表示相同或相似的结构和/或特征；并且本文可能不会参考附图详细讨论所示出的结构和/或特征中的每一个。类似地，可能不会在附图中明确标记每个结构和/或特征；并且在不脱离本公开的范围的情况下，可与任何其他结构和/或特征一起使用本文参考附图讨论的任何结构和/或特征。在一种形式中，公开了一种用于将固体颗粒、特别是细颗粒或粉末从料斗转载到另一个储存容器(诸如牵引拖车的拖车，或筒仓，或甚至产品包装袋)中的改进转载系统。许多散装运送容器(诸如铁路料斗车)通常在下侧包含漏斗形的排料口或“料斗”，以便可以通过下侧快速排出散装货物，诸如沙、苏打粉、飞灰、盐颗粒、涂料颗粒、细金属颗粒、谷物、粉煤、水泥粉等。因此，当通过料斗排出散装货物时，需要用于接收散装货物的装置，以在排出散装货物时收集和引导散装货物。然而，装载/卸载这种细固体的问题在于，由于许多因素，例如表面电荷、吸湿性、不规则形状等，这些散装颗粒往往会在压实压力下粘着在一起，并且形成结块，然后堵塞端口、出口和流线。很小的颗粒(细料)会对常规的转载系统中的装载/卸载特性产生负面影响。在所公开的系统中，当存在大量细料时，在温和的真空下将固体吸出时，对固体充气可以克服任何潜在的堵塞和结块现象。固体颗粒连续运动，从而减少了它们的附聚和压实。固体颗粒的流动性有时由休止角决定，休止角是颗粒状材料可以停留在[其堆的]倾斜平面上而不下滑的最大角度。在该角度下，堆的斜面上的材料处于滑动的边缘。休止角可以在0°至90°的范围内。具有低休止角(＜30°)的材料形成平堆，并且流动非常自由。另一方面，具有高休止角(＞45°)的材料形成高堆，并且流动缓慢。影响休止角的因素包括材料形态(光滑、圆形、粗糙、互锁颗粒)、含水量(吸湿性)、密度、颗粒表面积、形状和尺寸分布以及材料的摩擦系数。常见休止角的一些示例是22°(玻璃珠)、27°(小麦)、30°至40°(玉米面)、34°(干砂)、40°(灰烬)。己二酸(粉末)的休止角为30°至40°[https：//www.omega.com/green/pdf/materialchar_guide.pdf]。虽然己二酸粉末可以稍微流动，但是己二酸中存在较大百分比的细料以及其片状晶体形状、尺寸分布和吸湿性质使得产品在运输/处理和装载/卸载大容器装载过程中难以流动。工业己二酸产品的范围如下：-平均粒度[d50]范围在100微米至450微米之间-细料(低于75微米)百分比范围在＜5至25(体积％)之间，并且在一些情况下高达45体积％-堆密度范围在721kg/m3至881kg/m3之间-细料百分比随平均粒度(以微米为单位)如下变化：平均粒度(微米)细料(体积％)350-450＜5％250-3505-10％200-30010-15％150-20015-25％目前公开的系统解决了这种难以流动的产品的问题，并且可以用于转移各种细分的固体。可以根据所用的散装运输容器来设计系统，并且可以根据要转载的粒度来调节真空和充气气体供应条件。例如，当前公开的系统可以适应平均粒度为约10微米至5000微米(诸如约10微米至1000微米，或约20微米至800微米，或甚至约25微米至700微米)的颗粒。参考图1至图3，用于固体颗粒的改进转载系统100包括开口顶部、v形槽110，该v形槽具有在底部中心线处会聚的两个成角度的侧板120。侧板120之间的内角可以改变，以基于它们的尺寸、形状和/或粘着性来适应不同的颗粒/粉末。例如，内角可以为约60°至约150°，或约80°至约140°，或甚至约100°至约130°。然而，在铁路料斗车应用中，侧板的角度会受到可用的车下空间的限制。当不受顶部空间的约束时，侧板的内角可以在约0°(平行)至约170°之间变化。v形槽还分别具有第一竖直端板130和第二竖直端板131，以及从v形槽110的外部延伸穿过第一端板130的真空管140。任选地，如图2中的虚线所示，真空管140a可以延伸到v形槽120中。方便地，v形槽的长度大致为轨车料斗排料门的宽度。真空管140具有喷嘴141，该喷嘴的一端可连接到真空输送机软管(未示出)，而软管的另一端可连接到合适的接收器或储存容器。真空将固体颗粒通过真空软管吸入并进入储存容器中。有利地，真空管140的直径可以为约2.5cm至约15.0cm，或约5.0cm至约12.5cm，或甚至约7.5cm到约12.5cm。施加到真空管的真空水平可以在约1.2kpa至约5.0kpa之间变化，但是对于较长的真空软管可能需要较高的真空水平。v形槽还具有沿着每个成角度的侧板120定位的至少一个或一系列充气件150，这些充气件连接到加压气体总管151，以向它们供应加压气体。不希望受理论的束缚，据信充气件既有助于使可能落入槽中的任何结块解体，又有助于使固体颗粒流体化，从而使其更容易通过真空软管运输并进入储存容器中。合适的充气件是可从澳大利亚维多利亚州的integratedtransfersolutions，pty，ltd获得的solimar运输流化器。可以供应给充气件的合适气体是n2、空气、co2、ar、其他惰性气体或它们的组合。可以使用的充气件行数可以因应用而异。例如，侧板上的充气件行数可以为1至5，或1至4，或1至3，或甚至只有单行。每行中的充气件孔/设备数可以为1至10，或2至8，或2至6，或2至5。孔的直径可以在约0.6cm至约7.5cm之间变化。总管151的直径可以在约0.6cm至约15.0cm的范围内。在替代方案中，气体供应系统可以被设计为槽110的内部底部处的网格(未示出)，类似于气体喷射器，该网格连接到气体供应总管。在另一种形式中，转载系统可以具有一个或多个门170、171，这些门的尺寸被设定成至少部分地覆盖槽110的开口顶部。在该示出的形式中，门170、171能够滑动地位于沿着端板130、131的顶部的凹槽内，并且这些门可在箭头a和b的方向上滑动以改变槽110的开口宽度。这种可变性有利于使槽的开口宽度与上方的料斗排料门的宽度匹配，因为并非所有的轨车料斗都具有相同尺寸的开口。调节门开口以与上方的料斗排料门匹配的作用是减少系统内的真空损失。由于门是能够滑动的，因此单个转载系统可以用在各种尺寸的料斗排料门中的几乎任一种上。转载系统还具有至少一根进气管160，该进气管诸如穿过第二端板131延伸到槽中，以在真空管140抽真空时为转载系统100提供补充空气。该系统提供了从槽110的外部穿过槽和真空管140并进入真空输送机软管(未示出)的空气路径，该真空输送机软管将转载系统100连接到合适的储存容器(未示出)。可以通过利用阀门等改变进气管的开口尺寸来控制补充空气的体积，并由此控制系统内的真空水平。图4至4f示出了槽的其他替代形式。在图4中，端板被标记为f(或前部)，侧板被标记为s(或侧部)，并且替代槽设计被标记为110a。图4a示出了f的视图，其示出了如图1所公开的v形槽。图4b示出了具有大致凸面侧板(从而形成u形横截面)的替代槽。图4c示出了具有梯形侧板的另一个替代槽。图4d示出了具有凹面侧板的另一个替代槽。图4e和图4f在纵向方向上示出了槽的替代形状。在图4e中，槽具有从一个端板到另一端板大致倾斜的底部。在图4f中，槽具有两个相对倾斜的底部，中间有一个峰，使得固体颗粒可以同时朝向两个端板转移，并进入设置在两个端板上的真空管140中。图5示出了槽110b的另一种替代设计，其中侧板和端板都成角度，从而形成倒置的锥体。图6示出了槽110c的另一种替代设计，其是倒置的截头圆锥体，具有从圆锥体底部附近或圆锥体底部延伸的真空管140。另外提出了一种将固体颗粒从料斗转载到储存容器的方法，该方法包括将上述槽夹持到料斗的排料门上。槽和料斗排料门在其外边缘都具有凸缘或唇缘，该凸缘或唇缘适于诸如通过c形夹等夹持到彼此上。可以至少部分地排空储存容器以在其中产生至少部分真空，并通过真空输送机软管将真空施加到v形槽的真空管，该真空输送机软管的第一端附接到真空管，而第二端附接到排空的储存容器。将约117kpa至约241kpa或约158kpa至约172kpa的气体压力施加到充气件，以有助于使固体颗粒流体化并分散颗粒的任何块状聚结物。然后打开料斗排料门以允许固体颗粒落入v形槽中，然后通过真空软管输送固体颗粒并使其进入储存容器中。该方法还可以包括调节一个或多个门，这些门的尺寸被设定成至少部分地覆盖槽的开口顶部。这些门可以能够滑动地位于沿着端板的顶部的凹槽内，以使槽开口的宽度与上方的料斗排料门开口匹配。该步骤在将槽夹持到排料门上之前进行。由于系统内的真空水平可以诸如由于料斗中的颗粒量而异，因此该方法还包括通过改变进入槽的至少一根进气管中的开口来控制槽内的真空水平。例如，进气管可以是延伸穿过槽的第二端板的一根进气管。进气的作用是形成穿过槽并进入真空系统的气流，从而改善进入储存容器的流动。有利地，储存容器可以是筒仓、自装载拖车或包装袋。实施例实施例1将具有竖直端壁以及穿过其中一个端壁的真空管(直径10cm)的v形槽(内角大约120°)夹持到运送自由流动己二酸(ffa)粉末的轨车上的料斗排料门上(如美国专利号8,066,911中所公开)。打开料斗门，并且从连接到自装载拖车的输送机软管向v型槽施加真空。ffa粉末的转移缓慢但成功。实施例2将实施例1的v形槽夹持到运送大颗粒己二酸(lga)粉末(粒度范围d10-d90(pm)：200-700；平均粒度d50(pm)：350-400；＜75μm(％)的颗粒：＜1％)的轨车上的料斗排料门上。打开料斗门，并且从连接到自装载拖车的输送机软管向v型槽施加真空。lga粉末的转移不成功。实施例2中的系统失败令人惊讶，因为与形状不规则的ffa晶体不同，lga晶体是大致卵形的，预期会自由流入系统中。实施例3修改实施例1的v形槽，以在每个成角度的壁上包括一系列三个solimar充气件(直径5cm)。将修改后的v形槽夹持到运送ffa粉末的轨车上的料斗排料门上。将加压空气(大约158kpa至172kpa)提供给充气件，打开料斗门，并且从连接到自装载拖车的输送机软管向v形槽施加真空(3kpa)。ffa粉末的转移快速而成功。实施例4将实施例3的修改后的v形槽夹持到运送lga粉末的轨车上的料斗排料门上。将加压空气提供给充气件，打开料斗门，并且从连接到自装载拖车的输送机软管向v型槽施加真空。lga粉末的转移快速而成功。下表提供了使用常规螺旋钻/坑方法与当前描述的系统和方法的转载流速之间的比较。工业适用性本文公开的系统和方法适用于化学和食品运输和包装工业。据信以上阐述的公开内容包括具有独立实用性的多个不同发明。虽然已经以优选形式公开了这些发明中的每一项，但是本文公开和示出的其具体实施方案不应被认为是限制意义的，因为可以进行多种变化。本发明的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。类似地，在权利要求叙述“一个”或“第一”元件或它们的等同物的情况下，这类权利要求应被理解为包括一个或多个这类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这类元件。据信以下权利要求特别指出了针对所公开发明中的一项的某些组合和子组合，并且是新颖的和非显而易见的。在本申请或相关申请中，能够通过修正当前的权利要求或提出新的权利要求来要求保护以特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合实施的发明。这种修正的或新的权利要求(无论它们是针对不同发明还是针对同一发明，无论在范围上相较于原始权利要求不同、更宽、更窄或相等)也被认为包括在本公开的发明的主题内。当前第1页12