专利名称：将流体加入容器中的设备的制作方法
一种将流体加入容器中的设备，主要应用于事后稳定通常存放在容器或贮存箱内的物质，这些物质的特点是强烈倾向于发生不希望的化学反应，例如提前出现聚合，或其他的物理反应，例如结晶。
已知某些固态或溶解状态的物质或它们的化合物适用于使那些在不希望的时刻经反应可能聚合的物质重新稳定化。这些物质可按传统的方式方法加入贮存的物料中，并接着借助对于贮存箱装置常见的规定用于加料和出料的泵与箱的内容物混合。在这里的缺点是，泵本身可能是提前出现聚合的出发点，这种聚合导致泵堵塞。因此在需要时它们却不再能完成混合的任务。此外，还有一个缺点是要依赖于驱动泵的外界能源，它们在意外或偶然的情况下不能提供使用，从而不可能引入使稳定化的液体。
因此，为了与外界能源无关还使用通过吹入气体的混合方法。在这种情况下不利的是必须为此在贮箱本身内或贮箱上安装附加的配件。通常这些配件锚固在箱上，以便在正常工作期间不被损坏或断裂。为了能有效地亦即为了达到均匀混合，通常用于压入气体的配件位于箱的底部附近。当这些配件不用时活性物质会侵入这些配件，这种物质在那里由于缺乏交换而逐渐聚合，所以在需要时将不能使用于供入气体。为此经常要通过这些管路送入一小股气流，以保持这些管路畅通。然而这种气流同样需要借助仪器监控，以防止贮存在箱内的液体回升和保持管路畅通。业已证实这种设计为了能可靠地完成所设想的任务非常昂贵。
EP-B 0064 628介绍了一种装置，用于通过添加阻聚剂溶液紧急停止在封闭的反应容器内的聚合反应。这种添加在容器的下部区通过一个用爆破圆盘封闭的连接法兰进行。在此连接法兰上安装一根通向上部法兰的折角的压送管，在上部法兰上连接压缩气体管。压送管充注阻聚剂溶液，在需要的情况下阻聚剂溶液被压缩气体压入容器内。
虽然此装置的工作能力与聚合结块和能源故障无关，但通常为设备安全所需的定期监控在这些浸入式的配件中难以进行，而爆破圆盘的检查也只能在容器排空后实施。然而这意味着在清洗和检查期间此容器不能使用。
现在借助于一种在容器内加入流体的设备来克服上述缺点，它包括一个在容器内腔导引、用爆破圆盘封闭和连接在流体输入管上的输入装置，按本发明它设计为可借助流体压力排入容器内腔中和装在容器最高液面上方的伸缩管。
在按本发明的设备中，在需要时自动释放的伸缩管浸入在容器内的物料中，并将液态或气态的物质引入此物料内，并与此同时使此物质与物料混合。提高了压力的流体可以为了稳定处于容器内的物质引入容器中并可以是一种气体和液体组成的混合物。
通过将设备安装在容器最高允许的充填水平之上，使之只是在需要的情况下才与存在于容器中的物料接触，所以它的工作能力不会被容器内的物料破坏。
此外，此设备可在任何时候安装到容器上或拆除，与容器是否处于工作状态无关。因此可用简单的方法进行定期的功能检验。基于此设备的设计，它可以在不改变结构尺寸的情况下安装在有完全不同内容物的容器内，不会影响其有效性或工作能力。
可以避免伸缩管无意中移入，为此，设备包括一个伸缩管锁定装置，在起始状态它将伸缩管保持处于回缩后的位置。
有利的是此锁定装置包括用于解脱伸缩管锁定的机构，它们可借助于要引入的流体的压力操纵。
对此的一种特别简单的方案在于，这些机构包括一个在活塞腔内导引的活塞。
特别可靠的锁定可这样达到，即，这些机构包括止动块，它们与伸缩管的中央内管上的孔配合作用。
为便于解脱锁定，活塞上有一些用于局部容纳止动块的槽，当活塞移动时止动块从槽内脱出。
若止动块装在弹簧加载的杆上并有一止动区和一个内管的滑动区，则获得一种特别可靠的工作方式。
附图表示了一种按本发明的设备。其中
图1 示意表示已装入容器壁内具有可排出的伸缩管的设备剖面图；图2 伸缩管处于一个已排出一段距离的状态；图3 伸缩管锁定装置详图；以及图4 伸缩管第一内管已完全从外壳管移出后的设备。
图1示意表示装入容器壁1内的按本发明的设备剖面。容器壁1有一个具有垂直的连接法兰3的孔2。设备的伸缩管4通过孔2伸入，以便将流体引入以容器壁1为界的容器的内腔5中。
伸缩管4由外部的外壳管10和三根内管11-13组成，它们分别借助密封装置14彼此密封。内管11-13在其端部有固定环15、16，它们限制内管11-13在拉出时的轴向运动。
中央内管13在其处于内腔5中的那个端部13．1设有爆破圆盘18的固定装置17。此外，固定装置向外延伸到这样的程度，即，使其他内管11、12能座落在它上面。内管13在另一端13．2上有一个在里面的凸缘19和一个在固定环16上方延伸的凸肩20，它的功用在后面说明。
外壳管10设有用于固定在容器壁1法兰3上的支承法兰21，固定可以直接地或在采用中间法兰22的情况下进行。此外，外壳管10有第二个用于固定锁定装置24的第二法兰23。在此锁定装置上通过管路法兰25连接图中未表示的用于向内腔5引入流体的输入管。
锁定装置24包括壳体26，它围绕着在流动技术上直接与管路法兰25连通的活塞腔27以构成内腔28。活塞29装在活塞腔27中，在起始状态活塞在活塞腔27内部处于面朝管路法兰25的位置。
活塞腔27在未被活塞29遮挡的区域有一孔31，通过它与内腔28在流动技术上连通。可以设计为长口状的孔31当活塞到达下部位置时才释放。
内腔28通过另一个孔32与一个以锁定装置24和位于外壳管10内部的内管11-13为界的压力腔33连接，当加入处于压力状态的流体时内管11-13从压力腔33出发运动。用箭头示意地表示在流动技术上的连通关系。
此外，在压力腔33内装有用于锁定和释放内管11-13的机构，它们在图2中表示得更详细。
在图2中伸缩管4被表示为处于已排出一段距离的状态。为此，锁定装置24已被操纵，所以活塞29在活塞腔27内部处于下部位置。通过活塞29的轴向移动，位于压力腔33内的止动块34在中央内管13上端13．2的止动孔35中的啮合被解脱。箭头36表示了这一释放运动。
此外，活塞29在其轴向移动过程中已经到达贴靠在位于内部的凸缘19上的位置并支持内管11-13的排出运动。
为了能实施这种解脱，止动块34装在弹簧片37上并有一个面朝活塞29沿运动方向倾斜的表面38，图3中作了放大表示。在锁定位置，止动块34穿过内管13上端13．2的止动孔35插入并有一段距离啮合在活塞29的槽39内。槽39有与止动块对应的形状，所以当活塞轴向移动时止动块顺其斜面38滑出槽39。为了减小摩擦，止动块34用PTFE(聚四氟乙烯)制造。在本实施例中止动孔35是长口状的，在中央内管13上段内铣出的孔。
为防止止动块34在活塞29重力作用下无意中滑出，止动块可设在比较刚性的弹簧片37上或弹簧加载的杆上。弹簧片37的预紧力选择为至少能平衡掉活塞29作用在倾斜面38上的重力。
因为止动块还必须承受内管11-13的全部重量，所以它除了由倾斜面38构成的滑动区外还有一个具有直的表面40的止动区，它与止动孔35相应的表面配合作用。通过止动块34从活塞29中的槽39滑出使直的表面40也脱离接触，从而使内管13同样可以沿斜面38滑过到达止动块34下方。内管11-13的运动在一开始由于在活塞29轴向运动期间活塞贴靠在位于内部的凸缘19上而得到支持以及起动此排出运动。
图4表示此设备和已完全从外壳管10移出的最靠外的内管11。压力腔33的容积由于加入处于提高了压力的状态下的流体而不断增大。
在图4中锁定装置已完全释放了中央内管13，它具有孔35的端部13．2现在位于外壳管10的下端处。可以清楚看出，通过活塞29在活塞腔27内部移动到下部位置，将止动块34从活塞29的槽39推出。止动块34的斜面38和槽39中相应的表面，使克服弹簧片37弹簧力的这种滑出变得更加容易。
按本发明的设备通过图中未表示的连接在管路法兰25上的输入管加入要引入的流体。一定量的这种流体在规定的压力下在储罐内准备好待用，以及只是在危险的情况下才与输入管连接。通常要引入的流体是一种液体，它们存放在压力容器中。这种压力容器可以是一种传统的具有一个固定连接的推进气瓶的灭火罐。打开推进气瓶，液体才会从压力容器排出并经伸缩管4引入箱的内容物中。伴流的多余的气体通过由上升的气泡造成的垂直流动，促使箱内流体与注入的流体强烈地搅动。只要压力容器直接在气瓶打开前借助快速动作离合器与输入管连接就足够了。
若操纵储罐，则存在于储罐内的压力传输到在活塞腔27内的活塞29上。活塞29借助于作用在活塞29上的力在或许还要克服图中未表示的压力弹簧的弹簧力的情况下在活塞腔27内运动。
此时，首先将止动块34从槽39压出并因而解脱锁定，另一方面活塞29座落在固定环19上并将中央内管13朝止动块34下方推移，在此过程中止动块离开止动孔35。
一旦活塞29到达活塞腔27内的下固定点，气体和／或液体便经由水平孔31流入在侧面的内腔28中，以及经由另一些孔32流入在运动的内管11-13上方的压力腔33内。现在，当地压力造成的力传给内管11-13上端面，在内管11-13与外壳管10之间的密封装置14和在中央内管13下端13．1处按规定的气体压力调整好的爆破圆盘18防止压力泄入容器内。
存在于压力腔33内处于压力状态的流体努力膨胀，将内管11-13逐渐向下运动。在这种情况下，由于所有靠外的内管11、12有更大的周长并因而有更大的作用面积，所以首先使它们向下运动。因为靠外的内管11、12座落在固定装置17上，所以中央内管13也与之一起向下运动。当最外面的内管11以其固定环16靠放在外壳管10的固定环15上时，压力腔33的体积通过下一根内管12、13的向下运动膨胀并将它们向下推动。当所有的内管11-13到达下固定点或中央内管13靠放在容器底部上时，压力腔33体积的膨胀停止。必要时可设图中未表示的定距器，它避免下端被容器底部覆盖。
因为从现在起充填流体的压力腔33不可能再继续进行膨胀，所以压力逐渐上升。当达到使爆破圆盘18爆裂所需要的最高压力时，处于压力腔33内的流体便通过伸缩管4扩张到容器内腔5内。
若连续伴流的流体涉及的是一种液体与气体的混合物，则此连续伴流的气体将压力的液体与容器的内容物混合在一起。
此设备借助于支承法兰21固定在箱的法兰3上。为了安装在容器内部最高液面上方要求的距离处，可采用不同高度的中间法兰22。因为增大容积的大容器优选具有正方形横截面的结构方式，所以本发明优选的应用范围涉及体积为20至1000m3的容器，相应地伸缩管尺寸为3至11m。此设备结合用于盛放稳定剂液体的恰当的容器和恰当的快速动作离合器，使得有可能成为经济、可靠地工作和少维护的尤其用于贮存活性物质的安全装置。
此设备特别适用于通过向激烈的聚合系统添加含吩噻嗪的阻聚剂溶液实施一种立即终止激烈聚合的方法，其中，阻聚剂溶液的溶剂至少其重量的50％由N-烷基吡咯烷组成。此N-烷基吡咯烷可以是N-甲基吡咯烷和／或N-乙基吡咯烷。
此外，有利的是阻聚剂溶液的吩噻嗪含量是阻聚剂溶液重量的至少10重量％，优选地约为35-45重量％。
此设备可特别有利地应用于涉及物质中激烈聚合(甲基)丙烯酸单体的激烈聚合系统，此(甲基)丙烯酸单体可以是(甲基)丙烯酸和尤其是(甲基)丙烯酸酯。
权利要求
1．将流体加入容器中的设备，包括一个在容器(1)内腔(5)导引、用爆破圆盘(18)封闭并连接在流体输入管上的输入装置，其特征为输入装置设计为可借助流体压力排入容器(1)内腔(5)中和装在容器(1)最高液面上方的伸缩管(4)。
2．按照权利要求1所述的设备，其特征为此设备包括一个用于伸缩管(4)的锁定装置(24)，在起始状态它将伸缩管(4)保持在回缩状态。
3．按照权利要求2所述的设备，其特征为锁定装置(24)包括用于解脱伸缩管(4)锁定的机构(26-40)，它们可通过要加入的流体的压力操纵。
4．按照权利要求3所述的设备，其特征为机构(26-40)包括一个在活塞腔(27)内导引的活塞(29)。
5．按照权利要求3或4所述的设备，其特征为机构(26-40)包括止动块(34)，它们与伸缩管(4)中央内管(13)上的孔(35)配合作用。
6．按照权利要求5所述的设备，其特征为活塞(29)有一些用于部分容纳止动块(34)的槽(39)，当活塞(29)移动时，止动块(34)从槽(39)内脱出。
7．按照权利要求6所述的设备，其特征为止动块(34)装在弹簧加载的杆(37)上并有一止动区(40)和一个内管(13)的滑动区(39)。
全文摘要
本发明涉及一种将流体加入容器内的设备,包括一个在容器(1)内腔(5)导引、用爆破圆盘(18)封闭并连接在流体输入管上的输入装置。为了提高工作可靠性和避免爆破圆盘损失,将输入装置设计为可借助流体压力伸入容器(1)内腔(5)中和装在容器(1)最高液面上方的伸缩管(4)。
文档编号B01J4/00GK1281382SQ98812050
公开日2001年1月24日 申请日期1998年11月10日 优先权日1997年11月11日
发明者迈克尔·弗莱德, 格哈德·内斯特勒 申请人:巴斯福股份公司