专利名称:气动传送粉状物的设备及方法
本发明涉及一种如权利要求
1前序部分所述的设备及一种方法，用于气动传送作为传送材料的比重为0.1～15.0g/cm2、颗粒大小为0.1～300μm的粉状物。
EP 0538711A公开了一种例如用于颗粒状塑料的传送设备，其中的挠性管道一端经喷管伸进存储仓库中，另一端经过滤器座伸进管连接装置中。管连接装置设在增塑桶的相切吸入开口的盒形入口上。在过滤器座上方设有带吸入室的盖单元，挠性管道也穿过盖单元。吸入室带有朝着管连接装置的吸入开口，并与一喷嘴系统一起工作。压缩空气或压缩气体作为工作介质送进喷嘴系统中。在吸入室中形成了较高的低压，该低压通过该吸入开口和过滤器传进管连接装置中，然后，经挠性管道传进存储仓库。工作介质由于速度增加，会在传送材料中产生高压，使固体混合吸入气流一同被吸进盒形入口。固体材料在过滤器处与吸入气流分开，吸入气流和工作介质混合。在该过程中，不能清洁过滤器。
EP-A-0,574,594描述了一种通过所谓闭锁容器(lock container)从轮船上向仓库内气动地传送水泥的装备。这种闭锁容器包括多个容器段，最上面的容器段上设有排气过滤器，而最下面的容器段逐渐收缩成漏斗状。
化工、医药和食品工业也涉及到传送粉状物，并在受控的大气中进行运送。这一类传送粉状物的公知装备一般是使其结构与所传送的产品相匹配；而且这些装备要单独地制造，因而提高了装备的成本。这些公知装备的另一个缺点主要是所装的过滤器短时间工作后就被阻塞。结果，粉状物的生产受到干扰，而无法生产，从而对成本产生不利的影响。目前，还无法克服这些缺点。
把粉末在易爆区内装进反应容器或反应器中通常是用人工通过闭锁装置或保护阀来进行的，因为大多数反应器没有充分装载装备所必需的空间。但这种工作方式不符合实施的防止爆炸危险的安全条例。如果反应器充有惰性气体，那么从操作孔人工装入粉末会产生空气压力，而消除了惰性气体的保护作用。一旦人工加入了固体物质，在短时间内就会丧失惰性效果(氧气含量大于8％)，甚至长时间进行吹氮脱气也无法恢复。
另外，灰尘会导致对环境的污染；而所生成的蒸汽对操作人员产生窒息的危险。在传送过程中还会产生爆炸的危险，特别是下列因素同时出现时可氧化粉末；粉末/氧气比在爆炸限内(根据所涉及的各种产品而变化)；和形成火源(静电放电、火焰、热点、火花)。
考虑到上述问题，发明人的目标是消除上述缺陷，能够低成本地传送粉状物，包括粘性物质。具体地说，本发明要能够使粉末状固体更安全地装进反应器或类似单元中。
该目的通过独立权利要求
的教导达到，而附属权利要求
提出了一些有益的发展形式。
根据本发明，用于传送作为传送材料的比重为0.1～158/cm3、颗粒大小为0.1～300μm的粉状物的上述设备中，容器形成了临时盛放传送材料的泵室，容器的长度与内直径之比为0.5～10.0。板状过滤件设在吸入传送材料的真空泵的真空管道和泵室之间，其中，传送气体源的管道连接于在拱形盖中与真空泵相连通的空间，在真空管道和传送气体管道中各设置自动关闭件。
另外，为处置过滤器，可取的作法是将其制成板状过滤器膜板，其最好能可更换地放在过滤器插口的框架上。
优选地，四个自动的阻断或关闭件连接到本发明的容器上，这些件相互控制，具体地说，在进料管道、排放管道、抽真空管道和传送介质管道中各设一个。
在吸入阶段，进料管道的关闭件打开而排放管道保持关闭。利用这时打开的真空连接，待传送的材料被吸进泵室中；预定时间后，进料管道关闭，而排放管道打开。传送的材料在压缩空气或氮气的压力下喷出，以实现过滤清洁目的。容器上部的过滤器留住最细的颗粒，并在各排空循环中进行清洁。
在粉末被装进位于下游的在其中发生反应的反应器-例如混合器、粉碎机等之前，通过使真空截止阀的关闭滞后于传送材料的吸入而分离气体和粉末。因此，打开排放管道时，不会吸进反应器的气体，反应器首先处于压力下，排空阀只在这时打开。而且，真空管道只在排放管道关闭时才打开。
业已发现，容器的长度和直径的比在0.5到10.0的范围内，最好是在2.0到8.0之间是可取的。容器的宽度和容器的直径优选为在10到500mm之间，特别是50到400mm之间；而容器长度在200到1000mm之间，特别是400到900mm之间。于是，形成了一个比较窄的容器，最好是由容器的直径确定过滤器的尺寸。
根据本发明，该设备在1到25mbar之间，特别是5.0-20mbar低压下工作，吸入传送的材料。而用来排出传送的材料的高压应在0.5到5.0bar，特别是在1.0到3.0bar。
根据本发明的另一特征，过滤器设计成在远离真空泵的一侧形成100到300mbar的压力差。
在真空侧与过滤器连接的板状栅格或栅网作为支承装置，这种措施被证明是有利的。优选的网眼尺寸在5到50mm之间，最好在10到40mm之间。在过滤器的另一表面也可以设置栅格或栅网。
另外，每个栅格或栅网能连接到振动驱动器上，因此，构成过滤器的振动源。
根据本发明，为清洁目的，在排空过程中，与过滤器连接有反向流冲洗操作，其在定时周期内是可控的，在过滤器的两个表面都能设置这样的气体喷嘴。
与先前设备和装备不同，按照本发明，在满足先决条件的同时，可以获得更小的尺寸，因此，不会产生对成本产生不利影响的空间问题。
特别有意义的是，可以把多个这样的设备不费劲地连接在一起，例如，构成串联装备，以增加输出功率。于是，例如多个这样的设备并列在一起同步或交替地工作。
根据本发明，为了修正粉状物的混合比，至少两台设备可以并排地按不同节奏工作。
最好是用清洁后的压缩空气、活性气体或惰性气体，特别是氮气，通过气动传送作用来排出粉状物质。
上述的系统能经扁平过滤器膜板传送粉末产品，过滤器膜板安装在泵室上部；泵室直径与过滤器膜板的直径大致相当。
粉状产品是通过向泵室交替地施加真空和压力源来进行传送的。真空泵产生的真空把传送的材料吸进泵室，由过滤器从气体中滤掉真空泵吸进的颗粒。传送气体的压力使气体能够排空泵室，同时，利用反向气流清洁过滤器。
利用上述的措施，能够解决细小、粘性、混有杂质的粉末在传输和测量时的大部分问题。
下列特性可以看作是特别的优点可移动、紧凑的系统；带有一个能装多种材料(SS,Haselloy，塑料，玻璃)的圆桶形室的简单结构；非常简便的清洁操作；经济地安装；在传送操作中不损坏粉末；不会由于流动特性的变差使粘性粉末粘结；完全封闭的系统；不产生灰尘；氧气不会进到封闭的容器内。
另外，在把粉末装进含有易燃气体或蒸汽的反应器或类似容器中时，大大地减少了爆炸的危险。由于粉末的传送是通过吸入来完成的，所以，显著降低了在传送管道内爆炸的危险。在大多数情况下，粉末/氧气比都在爆炸限之外。由于没有转动件，摩擦产生的任何火花或爆炸的危险也不再是问题。
这种方法能把粉末从袋、大包或仓库中装到压力下的容器，因此，完全符合与化工和医药工业的安全防范相关的要求。可以用各种气体来排空泵室，如氮气或氦气。在排空操作中使用中性气体能够，例如，把粉末装进不反应的反应器中，而无需向反应器中加入氧气。因为在吸入阶段不使用惰性气体来传送粉末操作，而只是在排空泵室时才用，所以，惰性气体的消耗较低。在泵室中，氧气与粉末分离，并由惰性气体取代。
在市售的系统中，需要大型的过滤套筒以防止过滤器被过快地粘住，而且很难清洁套筒式过滤器，效果也不好。相反地，清洁板状的过滤器却是很简便的工作。根据本发明，每隔一段时间定期清洁过滤器，能让过滤效率保持在正常水平上。
传统系统上的室的体积由于过滤器的体积很大而较大。排空这样的装备是利用重力法来完成的。一般需要一逐渐缩小的部分，使装备连接到标准尺寸的法兰上。该缩减部分常常会引发操作问题，并且需要使用振动器等辅助设施来把粉末从分离器中排出。
上述设备和方法最好用于作用在化工、食品、医药、或生产墨水、涂料或油漆的工业中的反应容器。
从下面对优选实施例的描述中，同时参照附图的图示，可以更清楚本发明其他的优点、特征和细节。其中
图1是气动传送粉状物的设备的侧视图；图2是图1放大比例的细节视图；图3是该设备夹紧闭合的侧视图；图4是设备的俯视图；图5是在一指出的装备中的该设备的示意图；图6是双件式组件的侧视图；图7是图4中设备的俯视图；图8是过滤器插口件的立体图。
比重为0.1～15.0g/cm3、颗粒大小在0.1～300μm的粉状物由气动传送粉状物的设备10从图5所示的仓库9传送到反应容器或反应器11中。设备10具有圆桶形容器12和连接用的适配连接器14a。容器12由电抛光的高质量钢制成，在该例中其长度为600或850mm，其内部空间的内径d为200或300mm，用作泵室13。适配连接器14a用于连接吸入传送材料用的进料管道14。进料管道14在连接法兰15中包括作为阻挡件或关闭件的所谓的蝶阀16。
图1中为清晰起见，将容器底部18画成与容器12隔开一段距离。在底部18上是阀室20和排放管道22的蝶阀16a的驱动件21。排放管道示于图5中，图5中还示出了排放管道作用于上面的反应器11，其处于压力下。容器底部18的钩件19平行于容器轴线A延伸，通过容器12的锁扣装置24可拆卸地固定，锁扣装置24在连接杆23a上有夹紧钩23。
容器12向上终止于一过滤器插口26，上面盖有一拱形盖30。盖30上沿轴向设有T形连接管28。盖30由另外的锁扣装置24a固定到容器12的连接钩32上。如图1，容器12的上部连同上述盖结构26,30一起由罩34围起。
如图2所示，从连接管28延伸出去的，一方面是带真空泵27b的真空阀27的真空管道27a，真空管道27a位于真空泵27b的上游侧；另一方面是传送气体源29的传送气体管道29a，其包括关闭阀17。
在吸入阶段，进料管道14的蝶阀打开，而排放管道22保持关闭。利用由真空管道27a建立起来的真空填充泵室13直到预定的填充高度，也可能填满。
预定时间后，进料管道14关闭而排放管道22打开，传送气体管道29a中的关闭阀17打开后，粉末在用于清洁过滤器的氮气等压力作用下喷出。吸入阶段结束时，真空管道27a保持打开预定时间后，排放管道22的蝶阀16a才打开，以从泵室13中除掉氧气。
这种方法中特别有意义的一点是过滤器插口26中的过滤器，其滤下粉末，同时维持系统的吸入能力。过滤器利用其在泵室13和传送气体源29之间的位置来在每个循环中清洁，于是可保证完全的过滤能力。
四个关闭件16,16a,17,27按控制过程一起连接到控制箱35上。在吸入阶段，进料管道14的蝶阀16打开，而排放管道22保持关闭。利用这时打开的真空阀16，泵室13吸满；预定时间后，进料管道14关闭，而排放管道22打开。传送材料在用于清洁过滤器的氮气或压缩空气的压力作用下喷出。容器12上部的过滤器滤下最细的颗粒，并在每个排空循环中清洁。
在粉末进入置于下游侧的反应器11前，气体和粉末利用真空截止阀16的关闭滞后于进料管道14的打开而相互分离。于是，当排放管道22打开时，反应器11的气体不会被吸入。容器12首先处于压力之下，排空阀16a只在这时才打开。而且，真空管道27a只有在排放管道22关闭时才打开。
优选的吸入阶段是10到12秒，排空时间为3到5秒的数量级。为避免循环中变化时出现过压，设置了气动调节的节流装置。对上述滞后过程，有一秒钟就足够。
按相同方式，利用控制过程中的时间滞后效果，封闭真空以排出气体与打开蝶阀16a排出粉末能相互适配。这里，最大1秒钟的滞后也足够。
调节压缩空气或氮气等排空压力(理想压力为1.5～2bar)，当打开泵室13时，使全部吸入的粉末都被喷出，而不会产生灰尘。
处理很粘的产品时，可把压力提高到2.5～3bar，以完全排空和彻底清洁过滤器。
在一例子中，打开阀会出下述工作状态。
表1
*表示以秒记的打开过程在图6中，两个设备10并列地平行安装在底座36上；它们的进料管道14开口于公共的总管或进口管38。进口管38设有连接法兰40，以连接图中未示出的连续的传送管道。如果这两台设备按上述方式交替工作，就可以形成从顺序系统到连续系统的变换。
如图8所示，在过滤器插口26的环形框架42中，过滤器或过滤器膜板44与接在真空侧作为支承件的平板栅格46连接，栅格46的网格尺寸很小。栅格46能与振动驱动器(未示出)连接，并把振动传递给过滤器膜板44。过滤器膜板44由按一定时间间隔进行控制的气体喷嘴清洁；也可以设置多个这样的气体喷嘴，作用在过滤器膜板44的两面。在远离栅格46的表面45上，还能用宽网眼的条格或网格48支承过滤器膜板。
容器12的长度a与直径d的比值为0.5～10，最好是2～8；由于结构因素，吸入侧的压力为1～25mbar，最好为5～20mbar，喷出粉状物的压力为0.5～5bar，最好为1～3bar。因此，能很容易地传送多达每小时数吨的粉状物。
为防止出现火花，管、阀等所有系统零件都是导电的，而且必须接地。
如调查所示，用上述的泵系统或传送装置，能得到小于10％的良好计量精度。
对于预定的工作参数，下面的表中列出了容器12的优选尺寸。
表2
因为上述原理是在惰性气体保护下把粉末装进反应器11，所以，完全可以用惰性气体代替空气来清洁过滤器。于是，在传送期间，内部的氧气含量保持不变，甚至有所降低，N2消耗量也保持在低水平上。
即便是按照最严格的有关标准，粉末也能非常迅速地更换。吸入体可用高质量钢、塑料、Hastelloy等各种材料，以符合化工方面最重要的限定。
上述装备也可以连接到称重系统，于是，能直接精确地测量装入反应器11中的粉末。
权利要求
1．一种气动传送粉状物的设备，其容器(12)上连有进料管道(14)和传送材料的排放管道，该容器通过至少一个板状过滤件(44)与连通低压管道(27a)的空间分开，过滤件(44)的宽度最多相当于容器(14)的直径(d)，其特征在于，为传送作为传送材料的比重为0.1～15.0g/cm2、颗粒大小为0.1～300μm的粉状物，形成泵室(13)以临时盛装传送材料容器(12)的长度(a)与内直径(d)的比为0.5～10.0，板状过滤件(44)设在吸入传送材料的真空泵(27b)的真空管道(27a)和泵室(13)间，其中，传送气体源(29)的传送气体管道(29a)连通与真空泵(27b)相连的空间，即拱形盖(30)，各自动关闭件(27,17)设在真空管道(27a)和传送气体管道(29a)。
2．如权利要求
1的设备，其特征在于，有安装过滤件的座，过滤件(44)为板状过滤器膜板，可更换地装在过滤器插口(26)的框架(42)上。
3．如权利要求
1或2的设备，其特征在于，过滤件(44)的直径(d)大致相当于容器(12)的直径。
4．如权利要求
1的设备，其特征在于，容器(12)在其进料管道(44)和传送材料的排放管道上分别设有自动关闭件(16,16a)。
5．如权利要求
4的设备，其特征在于，公用控制件(35)与自动关闭件(16,16a,27,17)相连。
6．如权利要求
1的设备，其特征在于，容器(12)的长度(a)与其直径(d)的比值为2.0～8.0。
7．如权利要求
6的设备，其特征在于，容器(12)的长度(a)与其直径(d)的比值为2.0～3.0。
8．如权利要求
1的设备，其特征在于，容器直径(d)为10～500mm。
9．如权利要求
8的设备，其特征在于，容器直径(d)为50～400mm。
10．如权利要求
8的设备，其特征在于，从过滤件(44)到容器底部(18)的排放管道(22)，容器直径不变。
11．如权利要求
9的设备，其特征在于，从过滤件(44)到容器底部(18)的排放管道(22)，容器直径不变。
12．如权利要求
1的设备，其特征在于，容器(12)的长度(a)为200～1000mm。
13．如权利要求
12的设备，其特征在于，容器(12)的长度(a)为400～900mm。
14．如权利要求
1的设备，其特征在于，吸入传送材料的压力为1～25mbar，排放传送材料的高压为0.5～5.0bar，可能的吸入压力为5.0～20mbar，高压为1.0～3.0bar。
15．如权利要求
1的设备，其特征在于，过滤器(44)设计成在远离真空泵(27b)一侧形成100～300mbar的压力差。
16．如权利要求
1的设备，其特征在于，板状栅格(46)作为支承装置在真空侧与过滤器(44)相连。
17．如权利要求
16的设备，其特征在于，板状栅格(46)作为支承装置在真空侧与过滤器(44)相连，其网眼大小为5～50mm。
18．如权利要求
17的设备，其特征在于，板状栅格(46)作为支承装置在真空侧与过滤器(44)相连，其网眼大小为10～40mm。
19．如权利要求
16的设备，其特征在于，栅格(46)与振动驱动器相连，并构成过滤器(44)的振动源。
20．如权利要求
1的设备，其特征在于，过滤件(44)设有气体喷嘴，能每隔一段时间对气体喷嘴进行控制，气体喷嘴连接在过滤件(44)的两个表面。
21．如权利要求
1的设备，其特征在于，过滤件(44)的两侧由栅格(46,48)覆盖。
22．如权利要求
15-21之一的设备，其特征在于，栅格(48)之一牢固地连接到框架(42)上。
23．如权利要求
1的设备，其特征在于，所述设备与至少一个其他的所述设备(10)相连，构成多级装备，特别是串联装备。
24．如权利要求
1的设备，其特征在于，设备(10)位于反应容器或反应器(11)的上游。
25．一种使用上述权利要求
之一的设备传送作为传送材料的比重为0.1～15.0g/cm3、颗粒大小为0.1～300μm的粉状物的方法，其中，当真空管道(27a)的开关件(27)打开、低压为1～25mbar时、关闭排放管道(22)、打开进料管道(22)的关闭件(16)实现吸入阶段，经过预定泵室(13)内的填充高度的时间后，进料管道关闭；其中，排放管道(22)的关闭件(16a)和传送气体管道(29a)的关闭件(17)打开，以完成排空循环，这时，传送材料被压缩空气或氮气的压力气流喷出，同时，过滤件(44)由所述压力气流清洁。
26．如权利要求
25的方法，其特征在于，吸入阶段的低压为5.0～20mbar。
27．如权利要求
25或26的方法，其特征在于，在吸入阶段结束后，真空管道(27a)保持打开一段时间，而排放管道(22)仍关闭。
28．如权利要求
27的方法，其特征在于，在持续10～12秒的吸入阶段结束后，真空管道(27a)保持打开一段时间，而排放管道(22)仍关闭。
29．如权利要求
25的方法，其特征在于，打开排放管道(22)前，容器(12)处于压力下，而被封闭，防止从下游侧的反应器(11)吸入气体。
30．如权利要求
25或29的方法，其特征在于，排放传送材料的高压为0.5～5.0bar。
31．如权利要求
30的方法，其特征在于，排放传送材料的高压为1.0～3.0bar。
32．如权利要求
25的方法，其特征在于，在过滤器远离真空一侧形成100～300mbar的压力差。
33．如权利要求
25的方法，其特征在于，为气动地传送粉状物，供应了清洁的压缩空气或惰性气体或活性气体，其中，用氮气作为惰性气体。
34．如权利要求
25的方法，其特征在于，使过滤器振动。
35．如权利要求
25的方法，其特征在于，气体喷嘴每隔一定时间吹向过滤器。
36．如权利要求
35的方法，其特征在于，多个气体喷嘴从两侧吹向过滤器。
37．如权利要求
25的方法，其特征在于，多个如权利要求
1-24之一所述的设备(10)并列在一起按相同节奏工作。
38．如权利要求
25的方法，其特征在于，多个如权利要求
1-24之一的设备(10)按交替节奏工作。
39．如权利要求
25的方法，其特征在于，至少两个如权利要求
1-24之一的设备(10)并列在一起按不同节奏工作。
专利摘要
一种气动传送粉状物的设备，作为传送材料的粉状物的比重为0.1～15.0g/cm
文档编号B65G53/24GKCN1075026SQ97199061
公开日2001年11月21日 申请日期1997年10月21日
发明者弗雷德里克·迪特里希 申请人:弗雷德里克·迪特里希导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan