专利名称：用于液体物质颗粒化的振动造粒料罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使液体物质颗粒化的振动造粒料罐(prillingbucket)。术语“造粒料罐”用来指具有穿孔侧壁的料罐，其安装在造粒塔内侧，供给有所述 液体物质，并以适当的速度转动，从而使得所述液体物质的液滴流通过穿孔侧壁喷射。
背景技术：
已知现有技术利用造粒塔，通过使其内的液体物质的小液滴向下流动并相对于诸 如空气的冷却介质形成逆流将所给定的液体物质转变成固体颗粒。小液滴在冷却介质的作 用下固化并形成球形或类球形颗粒。造粒塔用于例如尿素装置的最后阶段，高纯度的液体 尿素在造粒塔内固化成颗粒，形成最终的产品。已知产生所述小液滴流的方法是向安装在造粒塔顶部的旋转的穿孔容器(也称 为造粒料罐)供给液体物质。更具体地，已知造粒料罐大体包括连接于旋转轴并具有穿孔侧壁的本体。通过例 如与旋转轴共轴的适当的供给管供给料罐液体物质，并且利用离心力产生小液滴并使其穿 过穿孔侧壁喷出。还已知通常相对于同一旋转轴振动造粒料罐，从而分散喷出穿孔侧壁的液体射 流，并改善液滴的单分散性(即大小和形状的一致性)。根据现有技术的振动造粒料罐装配 有适当的振动单元，例如气动轮机振动器。公开号为W02004/101131的专利文献中公开了 一种旋转振动造粒料罐。应当注意，良好的液滴单分散性是很难实现的，而对于一些产品(例如尿素)，均 勻的固体颗粒尺寸和形状会对产品的质量产生巨大的影响。涉及液体射流的形成和分散的 过程非常复杂，并且难以预见料罐的任何结构改变的正面或负面影响。而且，料罐必须适于 长期地可靠地工作。还应当注意，旋转振动造粒料罐承受包括交变应力的相关机械应力，因此，必须进 行精心设计。特别是对于料罐高速(例如200-300rpm)旋转的大型装置而言更是如此。因此，造粒料罐的实现和优化具有挑战性，并且需要持续改进现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改进现有技术的造粒料罐，从而达到获得更好的液 滴单分散性进而得到更高质量的最终产品的目的，并且料罐自身适于长期可靠地工作。根据本发明，该问题通过用于使液体物质颗粒化的振动造粒料罐来解决，所述料 罐包括具有相对于轴大致对称的穿孔侧壁的本体，并且还包括振动引擎，其特点在于所述 振动引擎被设置为在操作过程中传递振动-驱动力，所述振动-驱动力具有沿所述料罐的 轴的大致恒定的方向。所述振动_驱动力的所述大致恒定的方向也被称为振动轴，并且与所述料罐的轴 平行或重合。
术语“振动引擎” 一般用来指代振动供给装置，包括例如振动器和相应的供给和/ 或连接装置。根据本发明的实施方式，所述造粒料罐适于绕轴旋转，并且所述振动-驱动力的 方向，即振动轴，与旋转轴平行或重合。通常，造粒料罐安装于直立的造粒塔的顶部，因而所 述旋转轴和振动轴都是垂直向的。根据本发明的一个方面，所述振动引擎被设置为传递多个旋转力，所述力沿与所 述轴垂直的方向相互平衡，因此，传送给所述料罐的振动-驱动的合力具有可变的模量，但 恒定地指向所述料罐的轴。术语“旋转力”是指可以用一个绕给定的固定轴旋转的向量来表示的力，是时间的 函数。根据本发明的另一方面，所述振动引擎被设置为传递反向旋转力，所述反向旋转 力位于平行于所述料罐的轴(即振动轴)的平面内。例如，所述振动引擎产生两个反向旋 转力，并且所述两个力中的每一个均位于平行于所述振动轴的平面上，因此，在每一瞬间， 它们的沿所述振动轴的分力相叠加，而其他分力相互平衡。在一个优选实施方式中，所述振动引擎包括反向旋转转子，以传递所述反向旋转 力。更优选地，所述引擎包括一对振动器，所述振动器具有各自相同的不平衡转子或涡轮， 并布置为以相同的速度反向旋转；术语“不平衡的涡轮”用来指具有偏心分布的质量的涡 轮，因此涡轮的旋转产生在垂直于旋转轴的平面上旋转的力。更具体地，根据优选实施方式，第一涡轮被设置为绕第一轴旋转，与第一涡轮相同 的第二涡轮被设置为绕与所述第一涡轮的旋转轴平行的第二轴，以相同的速度同相反向旋 转，所述涡轮的第一旋转轴和第二旋转轴中的每一个位于垂直于所述振动轴的平面上。优 选地，所述第一旋转轴和第二旋转轴都位于垂直于所述振动轴的相同平面上。由于上述设置，所述涡轮传递具有相同的模量且位于平行于所述振动轴的平面上 的第一旋转力和第二旋转力；所述旋转力的垂直于振动轴的分力总是等值并且反向，因而 彼此平衡。而合力指向所述振动轴。这在详细的说明书中所提供的非限制性实例的帮助下 将会更明显。根据本发明的另一方面，所述涡轮以机械方式连接，从而以可靠方式保持定相反 向旋转。在优选实施方式中，第一齿轮固定于所述第一涡轮的轴，第二齿轮固定于所述第二 涡轮的轴，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。定相旋转有助于使垂直于所述振动轴的力保持 恒定平衡。在优选实施方式中，所述振动器是气动操作的，S卩，由压缩空气提供动力。之所以 优选气动振动器，是因为其在料罐中的工作高温(生产尿素时约为150°C )下的操作性能。根据本发明的实施方式，振动-驱动力能被传递给造粒料罐的整个本体，或传递 给料罐的一部分，即仅仅传递给穿孔侧壁。为此，本发明的一个实施方式提供了连接于所述 料罐的穿孔侧壁的所述振动引擎，以及所述侧壁和所述料罐的其他部分(即顶部凸缘和底 部凸缘)之间的柔性连接，所述柔性连接用作振动-驱动力的机械过滤器。本发明的目的还在于一种具有装配有至少一个上述造粒料罐的造粒塔的颗粒化 装置。在大容量或非常大容量的工厂中可使用并行运转的两个或更多个造粒料罐。本发明具有许多优点。与已知造粒料罐相比，本发明提供的“纯”垂直向振动改善了液滴的单分散性，其中振动引擎是不平衡的，并且振动还被传递给了主振动轴外的其他 方向，或被排给所述料罐和/或轴的支承。而且，本发明中造粒料罐的轴承和支承产生较少的机械应力。应力的降低改善了 可靠性，并且更容易实现大容量单元所特别需要的更高的旋转速度和/或更高的振动频率。另一个优点是能够利用廉价的、现有普通的振动单元，例如气动涡轮振动器来获 得所述平衡振动，而不需要对根据本发明的造粒料罐进行改进或只需要进行很小的改进。参照附图，本发明的其他特征和优点将通过下述象征性且并非限制性实例及其具 体实施方式的描述变得更清楚。
图1示出了装配有根据本发明的造粒料罐的造粒塔的简图；图2是根据本发明的一个实施方式的造粒料罐的剖面示意图；图3是根据本发明的另一实施方式的造粒料罐的剖面示意图；图4是图2和3中所示的平面IV-IV的剖面示意图；图5是图2或3中所示的造粒料罐的振动设备所产生的力的示意图。
具体实施例方式参照图1，图1示出了造粒塔1，造粒塔1包括具有垂直轴A-A的筒壳2，所述筒壳 2通过基板3和顶壁4闭合。为了输入持续上升的冷却介质流(例如空气)通过塔1，在基板3附近设置管5和 6。为了排出所述冷却介质，在顶壁4处设置管7和8。将待颗粒化的液体物质U供给到安装于塔1顶部的造粒料罐15。在操作中，造粒 料罐15绕轴线A-A旋转，并沿轴A-A的方向振动，产生物质U的向下的液滴流W，液滴流W 被上升的冷却空气冷却，直到固化成球形或大致球形的颗粒。固体颗粒通过底孔E排出。更具体地，液体物质U通过与穿过顶壁4的轴向管9连接的供给管10供给。所述 物质U的液滴通过造粒料罐15的穿孔侧壁生成。料罐15 (图2)具有锥台形本体，所述本体包括顶部凸缘、底部凸缘(或基底)15b、 15c,以及关于轴A-A大致对称的穿孔侧壁15a。所述凸缘和穿孔壁限定了适于容纳给定量 的液体物质U的腔室15d。料罐15连接于装有马达的驱动轴14，绕轴A-A旋转，并由适宜的马达(未图示) 提供动力。料罐15还装配有振动引擎V，适于使料罐自身以适当的频率并且沿所述轴A-A (也 称为振动轴)振动。设置振动引擎V以传递可变(脉冲)力，所述可变力始终指向A-A方向，且其指向 其他方向的分力不存在或可忽略。在附图的优选实施方式中，这通过具有同相反转不平衡 涡轮的两个相同的振动器51、52实现，该振动器被设置为可在除A-A外的其它方向上彼此平衡。现在参考附图所示的实施方式详细描述造粒料罐15。管9具有位于板15b上方并且延伸至筒2外部的、与管10相连的第一部分9a，以及延伸到腔室15d内部的第二部分 %。管9的顶部和底部通过各自的板11、12闭合。管9的部分9b装配有适于将液体物质 U传送到腔室15d内部的环向切口 13。装有马达的驱动轴14与管9同轴，穿过板11和12的分别的开口 Ila和12a，可能 需要插入衬垫(未图示)。轴14的缩径部分14b连接于底部凸缘15c的基底17。轴14与底部凸缘15c的连接使得轴14的旋转带动凸缘15c本身旋转，进而带动 壁15a和顶部凸缘15b旋转。优选地，轴14和底部凸缘15c的连接使得轴和凸缘之间发生 轴向位移。该连接不是本发明的一部分，因此不进行进一步地详细描述。例如，可使用根据
发明者恩里科·力兹 申请人:卡萨尔尿素公司