专利名称：从容器中排出细颗粒或尘埃状的固体材料的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分所述类型的、用于从待调整成超压或处 于超压的容器中排出细颗粒或尘埃状的固体材料的装置。
背景技术：
在升高的压力下使固体燃料(例如各种不同的煤炭、泥煤、氢化残留物、剩料、废 弃物、生物物质，烟尘、以及上述物质组成的混合物)进行热转换时，必须将在正常压力及 环境条件下储存的原料置于热转换的压力级，以便能够实现向压力反应器中的输送。可能 的热转换方法可以是例如按涡流层方法或流化床方法的加压燃烧或加压气化。为此需要输送及暂时储存精细研磨的燃料。为了使燃料处于反应器的压力级上， 通常操作闸门系统，在该闸门系统内使燃料在串接的容器内被置于压力下。对操作安全性 而言，决定性的标准是在容器被置于高的系统压力后，也可靠地将容器清空。为了能将极细 的和细颗粒的固体材料从容器中排出，原则上不同的沉积物是可能的。在大气压下的大型的地下仓库中通常是利用机械式装置(例如机械手臂)将所储 存的固体物取出。原则上可以通过输入与重力方向相反的气体使固体材料散料转变成涡流层的状 态。涡流层处于与液体类似的情况，而且可以经由排出口、侦愐接管排出。缺点是需要使用 大的气体量。为此导致的困难是，极细的颗粒仅仅非常困难地转变成均勻的涡流层。考虑到散料的特性，另外一种将固体材料从容器中排出的方案是设置锥形的排 出装置几何形状。固体材料从锥体的排出可以通过气体经由长管(Lanzen)输入(US 5 129 766)或将气体输送到锥体壁上而得到支持(CH 209 788)。气体量通常小于流化 (Fluidisierung)所需的气体量，但是足以消除散料的壁面摩擦和/或足以阻止局部沉淀 物形成搭桥。德国专利DE 11 70 988提出一种具有透气的、具有弹性的自动闭合的阀喷嘴 的中间隔板。上一个所述的方法是前面所述的气化装置的优选的变型方案，在所述气化装置 中，细粒燃料必须在大气压力和在高压下被处理。因此所需的气体量受到限制并且同时省 去机械式的安装。现有技术是通过多孔元件将气体输入到排放锥体中(US2006/0013660A1，US 4 941 779)。多孔元件优选由烧结金属制成，但也可以是由其他的多孔介质制成。但是使用 多孔材料同时带来一些方法及操作技术上的缺点容许的孔大小根据要处理的固体材料或颗粒尺寸分布决定。在此孔大小能仅仅降 低到一个合理的程度，其由希望拦截下来的颗粒尺寸及穿流压力损失得出的。在实践中可 以确定的是，在孔极小的情况下多孔介质在经过一段时间后本身会被堵塞住。原因是要处 理的被磨细的燃料具有也存在很细颗粒的颗粒直径分布，所述很细颗粒会沉积在孔内。因 此而造成容器内燃料的研磨效应并且在处理时形成最细的微粒，它同样能够堵塞住孔。虽 然通过吹出持续的气流，造成抵抗多孔材料的堵塞，但是事实证明这样做仅能延长多孔元
3件的使用寿命。多孔材料肯定具有比可比较的实心材料较小的强度，并且因此允许通过加载气体 这样地运行，使得通过多孔材料不超过最大容许的压力损失。因此在运行中不正确的操作 或未受防护的压力上升都可能导致多孔材料受损。另外一个的缺点在于多孔材料只能以不含微粒的气体加载。例如，不能使用容器 降压而积累的且受颗粒污染的气体，因为气体输入侧的多孔材料会被堵塞。多孔材料结合传统的容器制造所使用的钢材的加工要求特别的制造技术上的技 能和经验，尤其是在例如烧结金属的高品质的焊接的情况下。
发明内容
本发明的目的是，特别是在提供在转送漏斗中良好的输送性能的情况下避免使用 多孔材料如烧结金属等等，而无需限制相应的材料的颗粒尺寸，同时也能够使用含有微粒 的用于输送的气体。通过开头所述类型的装置，按本发明该目的通过以下技术措施实现一气体排出口大于要排出的固体材料的最大的颗粒；-气体排出口设有一个伸入到环形室内部的、与假想的水平面成至少一个角度的 气体输入通道；-气体输入通道是用于防止固体材料流入环形室的止回装置的一部分。设有相应的短的气体输入通道的气体排出口设置在漏斗的内部中，其中为此所使 用的气体从环绕漏斗的环形室吹入，这导致一系列在构造上及操作技术上的优点。因此借 助于简单的措施不仅能够使进入漏斗的气体输入方向与相应的要求相匹配，而且用于输送 所需的气体进入环形室中意味着气体分布的最佳的均勻性以及气体分布及气体的涡流。也 有利的是，气体输入通道是用于防止固体材料流入环形室的止回装置的一部分。止回元件 可以设置在一个单独的气体输入通道上，但是也可以装备多个气体输入通道。由从属权利要求得出本发明的构造。其中特别是可以设定在重力方向上，气体输 入通道的在环形室侧的起作用的端部位于气体输入通道在漏斗内的排出口的上方或下方， 这特别是基本上防止固体材料经由漏斗壁上的开口向外到达尤其是通往气体输入装置的 环形室。为了优化气体流入和同时为了额外地防止固体材料回流可以设定每一个止回元 件设有一个在重力方向上位于气体排出口上方的气体分配口或气体输入口。止回元件在此 可以设计成环形的或是横截面是多角形的。为了一方面实现有利的气体分布以及另一方面也保证可能还流入的固体材料能 够被卷起来并通过输送气体被送回到漏斗内，设定在下方的起作用的底板上沿着一个方 向、优选切向地实现气体向环形室中的喷入，其导致在环形室内形成涡旋状的流体并将可 能位于那里的固体材料颗粒卷起。在另外一个实施方式可以设定环形室至少装备有双底板，用以形成在重力方向 上位于下方的子环形室，所述子环形室在内部的环形室底板上装备有至少一个气体输入装 置和装备有一个或多个气体排出喷嘴。按本发明，另外一种变型方案可以在于，所述环形室通过多个底板分成多个环形室段，其中为每一环形室段配设至少一个沿圆周分布的多个气体排出口及至少一个气体输 入装置。另外一种变型方案可以在于，气体输入经由在相应的环形室的底部上的环形管道 进行。如同本发明在另一种实施方式中也设定的一样，如果代替例如圆形的气体排出口 设置气体输入缝隙，则缝隙可以类似于气体排出口成水平排列地设置在漏斗的圆周上，可 选地彼此错开，其中可以将缝隙的形状设计成使得例如缝隙相对于重力或沿重力的方向与 水平面形成一个射出角，其中不同的缝隙形状在不同的待输送的介质的情况下是可能的。本发明还提出一种使用具有权利要求1的前序部分特征的装置的方法，其特征 为通过气体输入装置这样地加载由双壁式漏斗形成的环形室的起作用的底部腔室，使得 在环形室内形成将可能沉积于那里的固体材料卷起的流体，其中经由与气体输入通道成一 角度的气体排出口将形成涡流的气体与重力方向成一角度地吹入到内部漏斗中。可能的是，可以在一个容器上设置多个锥体。此外，在制造技术上有利的是，将多 个(可能是不同大小的)锥体成排地设置。
基于以下的描述以及借助于附图得出本发明的优点、细节及构造。附图中图1 一个装有未详细绘出的固体材料的容器的排料锥体的部分横截面图；图Ia及图Ib 以相同的视图方式示出排料锥体的变型的实施方式；图2 示出排料锥体的另外一种变型的实施方式；图3a及图北分别以图1的视图方式示出排料锥体的附加的实施方式；
具体实施例方式在图1示出的排料锥体1设计成双壁的。气体被输入至位于内壁7、外壁5、隔板 9、以及上法兰的间的环形室6中。气体首先经由一个气体输入接管或导管8导引至底部腔 室10中，所述底部腔室10是位于内壁7、外壁5、隔板9以及下法兰之间。气体从那里经由 位于隔板9内的喷嘴11分配到环形室6中。喷嘴11优选是与隔板9平行地定向并且切向 地安装，以便在环形室6形成涡旋的(drallbehaftete)气流。通过以增大的速度和涡旋喷 入气体及通过很大的湍流实现将沉积的微细的固体材料颗粒卷起，并与气流一起导引到散 料(SchUttimg)中。底部腔室10用于将气体分配到喷嘴11中，隔板9同时提供一个平坦 的表面，通过气流可以将沉积在这个平面上的尘埃颗粒去除掉。如果涉及具有较大颗粒直径的散料，在图1中示出的具有隔板9、喷嘴11及底部腔 室10的变型方案是特别有利的，所述散料为了能从底部被卷起需要速度较快且尽可能不 受干扰的入流。在细小直至尘埃状的散料的情况下，在环形室中可以使用气体输入装置的 结构较简单的变型方案，如图Ia及图Ib所示。在图Ia中，气体输入直接经由气体输入接管8进行，在气体输入接管的位于环形 室6内的端部上设有一个转向喷嘴15，用于给流入的气体施加一个切向方向，其中气体输 入接管8可以设有多个转向喷嘴。图Ib示出气体输入装置的另外一种变型方式，在这种变 型方式中经由气体输入接管8将气体输入一个位于环形室6中的环形管道16。气体从环形
5管道16经由喷嘴17从优选切向方向喷入环形室6中。喷嘴11、15、17优选切向地且水平 地(相对于重力场)进行定向，但也可以在径向上偏离切线高达45°和/或与水平方向偏 离高达45°的定向。按本发明，将气体输入口 4及其气体输入通道如设计成显著地大于固体材料的最 大颗粒直径，例如比最大颗粒直径至少大3倍。气体输入口 4在环形室6内设有止回装置 12，其作用是挡住回流的固体材料。图1示出止回装置12的一种优选的构造。因此，止回装置可以由一种很容易制造 的环构成，所述环被拧成多角形的，以便与锥形的内壁7形成平坦的接触。环形的造型的另 外一个优点是外表面可以相对于垂线拧成任意角度，因此以简单的方式能够使任意弯角的 孔同时穿过止回装置12及内壁7。这样就可以用很简单的制造技术制造出具有任意调整角 的气体输入口 4，由此有利于固体材料的拦截(参见图1的局部视图)。止回装置12的环 形的造型允许在圆周上设置许多个孔，并且在多个环的情况下在多个层的高度上设有孔， 例如图1及图2示出用于气体输入口 4的三个层。此外，环形的止回装置12还可以加强锥 形的内壁7。在图2中示出造型的另外一种可能性。根据图2，气体输入口 4在此例如被制成 缝隙，这些缝隙也可以和孔一样相对于水平线折弯一个角度(参见图2中的局部视图a至 c)。止回装置12在此可选地例如作为折弯的金属板安装在气体输入口 4的后面。此外，以一种有利的实施方式设置气体分配装置13，所述气体分配装置盖住止回 装置12的面对环形室6的一侧。气体分配装置13本身设有气体输入口。每一个止回装置 12或者成环形地(图1)或是成角形地(图2、配设有规定数量的气体输入口 4。气体分配 装置13的主要任务是在运行中实现将气体分配到配属于各个止回装置的气体输入口。为 此经由适当的选择气体输入口 14，可以调整每一个气体分配装置13的压力损失。这样就可 以实现到所有的气体输入口的均勻分配，或是有针对性地调节到每一个止回装置及其气体 输入口的气体输入。这样就可以用简单的方式考虑例如因为气体输入口在锥体上的不同高 度造成的不同的压力比。如果无法仅通过调整气体分配装置13的压力损失达到按量的气体分配的要求， 则一种解决方法是装入两个另外隔板9'，9"和喷嘴11'(如图3所示)，所述两个另外 的隔板用以形成带有单独的气体输入装置8'的第二底部腔室10'。第二气体输入装置 8'及第二环形室6'与第一环形室6在空间上是分开的，而且两个气体输入装置可以供给 各自的气体量。此外，气体的分配例如由一个在两个气体腔6，6'上的共同的供给管路借助 于在气体输入接管8，8'的多孔挡板来调节。另外一种使气体量随着容器的锥体高度变化的方案是将两个或多个本发明的装 置上下串接在一起(未示出)。在过渡位置的直径必须这样地匹配，使得内壁能够以无接缝 的方式随着锥角延伸。当然本发明的范围并非仅限于以上的实施例，而是可以有多个方面变型，而不会 离开本发明的基本构想。
权利要求
1.一种从待调整成超压或处于超压的容器中排出细颗粒或尘埃状的固体材料的装置， 其中该容器装备有双壁式的排料锥体(1)或排料漏斗，所述装置包括通入由双壁的漏斗形 成的环形室(6)内的至少一个气体输入装置(8)，其中面向漏斗内部的漏斗壁(7)设有气体 排出口 (4)，其特征为-气体排出口(4)大于要排出的固体材料的最大的颗粒；-气体排出口(4)设有一个伸入到环形室(6)内部的、与假想的水平面成至少一个角度 的接管或气体输入通道Ga)；-气体输入通道Ga)是用于防止固体材料流入环形室(6)的止回装置(1 的一部分。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，气体输入通道Ga)的在环形室侧的起作用 的端部在重力方向上位于气体输入通道Ga)在漏斗内的排出口 Gb)的上方或下方。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，一个或多个止回装置(12)设有一个或 多个气体输入通道Ga)。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，每一个止回装置(12)都设有在重力方 向上位于气体排出口(4)上方的气体分配口或气体输入口(14)，其中气体分配口或气体输 入口(14)的直径大于颗粒直径。
5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在下方的起作用的底板(9， 9')上沿着一个方向、优选切向地实现气体向环形室(6)中的喷入，其中所述喷入导致在 环形室(6)内形成涡旋状的流体并将可能位于那里的固体材料颗粒卷起。
6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，环形室(6)至少装备有双底板 (9,9')，用以形成在重力方向上位于下方的子环形室(6)，所述子环形室(6)在内部的环 形室底板上装备有至少一个气体输入装置和装备有一个或多个气体排出喷嘴(11)。
7.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述环形室通过多个底板(9， 9'，9")分成多个环形室段，其中为每一环形室段配设至少一个沿圆周分布的多个气体 排出口及至少一个气体输入装置(8，8')。
8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，为了将气体输入到环形室内，在 环形室(6)设有环形管道(15，15')。
9.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在漏斗壁(7)上的排出口制成 为缝隙(图2)，其中缝隙的长度可选地小于漏斗壁的周长的50%。
10.一种使用如权利要求1的装置的方法，其特征为通过气体输入装置这样地加载由 双壁式漏斗形成的环形室的起作用的底部腔室，使得在环形室内形成将可能位于那里的固 体材料卷起的流体，其中经由与气体输入通道成一角度的气体排出口将形成涡流的气体与 重力方向成一角度地吹入到内漏斗中。
全文摘要
一种从待调整成超压或处于超压的容器中排出细粒或尘埃状的固体材料的装置，其中该容器具有双壁式的排料锥体或排料锥体，本发明的目的在于在提供在转送漏斗中良好的输送性能的情况下避免使用多孔材料如烧结金属等等，而无需限制相应的材料的颗粒尺寸，同时也能够使用含有微粒的用于输送的气体。本发明的目的通过以下方式实现，即气体排出口大于要排出的固体材料的最大颗粒；气体排出口(4)设有一个伸入到环形室(6)内部的、与假想的水平面成至少一个角度的接管或气体输入通道(4a)；并且气体输入通道(4a)是防止固体材料流入环形室(6)的止回装置(12)的一部分。
文档编号B65D90/02GK102083520SQ200980107624
公开日2011年6月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年3月5日
发明者E·库斯克, S·哈梅尔 申请人:犹德有限公司