專利名稱：氣動傳送粉狀物的設備、方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣動傳送粉狀物的設備、方法，具有在其管道系統中使用了至少一個過濾器的容器。本發明還涉及所述設備和/或方法的應用。
EP-A-0,574,594描述了一種通過所謂閉鎖容器(lock container)從輪船上向倉庫內氣動地傳送水泥的裝備。這種閑鎖容器包括多個容器段，最上面的容器段上設有排氣過濾器，而最下面的容器段逐漸收縮成漏斗狀。
化工、醫藥和食品工業也涉及到傳送粉狀物，并在受控的大氣中進行運送。這一類傳送粉狀物的公知裝備一般是使其結構與所傳送的產品相匹配；而且這些裝備要單獨地制造，因而提高了裝備的成本。這些公知裝備的另一個缺點主要是所裝的過濾器短時間工作后就被阻塞。結果，粉狀物的生產受到干擾，而無法生產，從而對成本產生不利的影響。目前，還無法克服這些缺點。
把粉末在易爆區內裝進反應容器或反應器中通常是用人工通過閉鎖裝置或保護閥來進行的，因為大多數反應器沒有充分裝載裝備所必需的空間。但這種工作方式不符合實施的防止爆炸危險的安全條例。如果反應器充有惰性氣體，那么從操作孔人工裝入粉末會產生空氣壓力，而消除了惰性氣體的保護作用。一旦人工加入了固體物質，在短時間內就會喪失惰性效果(氧氣含量大于8％)，甚至長時間進行吹氮脫氣也無法恢復。
另外，灰塵會導致對環境的污染；而所生成的蒸汽對操作人員產生窒息的危險。在傳送過程中還會產生爆炸的危險，特別是下列因素同時出現時可氧化粉末；粉末/氧氣比在爆炸限內(根據所涉及的各種產品而變化)；和形成火源(靜電放電、火焰、熱點、火花)。
考慮到上述問題，發明人的目標是消除上述缺陷，能夠低成本地傳送粉狀物，包括粘性物質。具體地說，本發明要能夠使粉末狀固體更安全地裝進反應器或類似單元中。
該目的通過獨立權利要求的教導達到，而附屬權利要求提出了一些有益的發展形式。
根據本發明，上述的氣動傳送比重為0.1～158/cm3、顆粒大小為0.1～300μm的粉狀物的設備中，形成泵室的容器，橫截面為圓形或多邊形，其長度與內徑之比大于0.5；設在用于吸入所傳送的物質的真空泵和該容器之間的過濾器的寬度最多與由容器直徑確定的橫截面相同。另外，為控制過濾器，人們已經發現，可取的方法是把它制成板狀的過濾器膜板，最好能可更換地放在過濾器插口的框架中。
優選地，四個自動的阻斷或關閉件連接到本發明的容器上，這些件相互控制，具體地說，在進料管道、排放管道、抽真空管道和傳送介質管道中各設一個。
在吸入階段，進料管道的關閉件打開而排放管道保持關閉。利用這時打開的真空連接，待傳送的材料被吸進泵室中；預定時間后，進料管道關閉，而排放管道打開。傳送的材料在壓縮空氣或氮氣的壓力下噴出，以實現過濾清潔目的。容器上部的過濾器留住最細的顆粒，并在各排空循環中進行清潔。
在粉末被裝進位于下游的在其中發生反應的反應器-例如混合器、粉碎機等之前，通過使真空截止閥的關閉滯后于傳送材料的吸入而分離氣體和粉末。因此，打開排放管道時，不會吸進反應器的氣體，反應器首先處于壓力下，排空閥只在這時打開。而且，真空管道只在排放管道關閉時才打開。
業已發現，容器的長度和直徑的比在0.5到10.0的范圍內，最好是在2.0到8.0之間是可取的。容器的寬度和容器的直徑優選為在10到500mm之間，特別是50到400mm之間；而容器長度在200到1000mm之間，特別是400到900mm之間。于是，形成了一個比較窄的容器，最好是由容器的直徑確定過濾器的尺寸。
根據本發明，該設備在1到25mbar之間，特別是5.0-20mbar低壓下工作，吸入傳送的材料。而用來排出傳送的材料的高壓應在0.5到5.0bar，特別是在1.0到3.0bar。
根據本發明的另一特征，過濾器設計成在遠離真空泵的一側形成100到300mbar的壓力差。
在真空側與過濾器連接的板狀柵格或柵網作為支承裝置，這種措施被證明是有利的。優選的網眼尺寸在5到50mm之間，最好在10到40mm之間。在過濾器的另一表面也可以設置柵格或柵網。
另外，每個柵格或柵網能連接到振動驅動器上，因此，構成過濾器的振動源。
根據本發明，為清潔目的，在排空過程中，與過濾器連接有反向流沖洗操作，其在定時周期內是可控的，在過濾器的兩個表面都能設置這樣的氣體噴嘴。
與先前設備和裝備不同，按照本發明，在滿足先決務件的同時，可以獲得更小的尺寸，因此，不會產生對成本產生不利影響的空間問題。
特別有意義的是，可以把多個這樣的設備不費勁地連接在一起，例如，構成串聯裝備，以增加輸出功率。于是，例如多個這樣的設備并列在一起同步或交替地工作。
根據本發明，為了修正粉狀物的混合比，至少兩臺設備可以并排地按不同節奏工作。
最好是用清潔后的壓縮空氣、活性氣體或惰性氣體，特別是氮氣，通過氣動傳送作用來排出粉狀物質。
上述的系統能經扁平過濾器膜板傳送粉末產品，過濾器膜板安裝在泵室上部；泵室直徑與過濾器膜板的直徑大致相當。
粉狀產品是通過向泵室交替地施加真空和壓力源來進行傳送的。真空泵產生的真空把傳送的材料吸進泵室，由過濾器從氣體中濾掉真空泵吸進的顆粒。傳送氣體的壓力使氣體能夠排空泵室，同時，利用反向氣流清潔過濾器。
利用上述的措施，能夠解決細小、粘性、混有雜質的粉末在傳輸和測量時的大部分問題。
下列特性可以看作是特別的優點可移動、緊湊的系統；帶有一個能裝多種材料(SS,Haselloy，塑料，玻璃)的圓桶形室的簡單結構；非常簡便的清潔操作；經濟地安裝；在傳送操作中不損壞粉末；不會由于流動特性的變差使粘性粉末粘結；完全封閉的系統；不產生灰塵；
氧氣不會進到封閉的容器內。
另外，在把粉末裝進含有易燃氣體或蒸汽的反應器或類似容器中時，大大地減少了爆炸的危險。由于粉末的傳送是通過吸入來完成的，所以，顯著降低了在傳送管道內爆炸的危險。在大多數情況下，粉末/氧氣比都在爆炸限之外。由于沒有轉動件，摩擦產生的任何火花或爆炸的危險也不再是問題。
這種方法能把粉末從袋、大包或倉庫中裝到壓力下的容器，因此，完全符合與化工和醫藥工業的安全防范相關的要求。可以用各種氣體來排空泵室，如氮氣或氦氣。在排空操作中使用中性氣體能夠，例如，把粉末裝進不反應的反應器中，而無需向反應器中加入氧氣。因為在吸入階段不使用惰性氣體來傳送粉末操作，而只是在排空泵室時才用，所以，惰性氣體的消耗較低。在泵室中，氧氣與粉末分離，并由惰性氣體取代。
在市售的系統中，需要大型的過濾套筒以防止過濾器被過快地粘住，而且很難清潔套筒式過濾器，效果也不好。相反地，清潔板狀的過濾器卻是很簡便的工作。根據本發明，每隔一段時間定期清潔過濾器，能讓過濾效率保持在正常水平上。
傳統系統上的室的體積由于過濾器的體積很大而較大。排空這樣的裝備是利用重力法來完成的。一般需要一逐漸縮小的部分，使裝備連接到標準尺寸的法蘭上。該縮減部分常常會引發操作問題，并且需要使用振動器等輔助設施來把粉末從分離器中排出。
根據本發明，上述設備和方法可用于化工食品工業、醫藥工業以及生產墨水、涂料或油漆的工業。
從下面對優選實施例的描述中，同時參照附圖的圖示，可以更清楚本發明其他的優點、特征和細節。其中

圖1是氣動傳送粉狀物的設備的側視圖；圖2是圖1放大比例的細節視圖；圖3是該設備夾緊閉合的側視圖；圖4是設備的俯視圖；圖5是在一指出的裝備中的該設備的示意圖；圖6是雙件式組件的側視圖；圖7是圖4中設備的俯視圖；圖8是過濾器插口件的立體圖。
比重為0.1～15.0g/cm3、顆粒大小在0.1～300μm的粉狀物由氣動傳送粉狀物的設備10從圖5所示的倉庫9傳送到反應容器或反應器11中。設備10具有圓桶形容器12和連接用的適配連接器14a。容器12由電拋光的高質量鋼制成，在該例中其長度為600或850mm，其內部空間的內徑d為200或300mm，用作泵室13。適配連接器14a用于連接吸入傳送材料用的進料管道14。進料管道14在連接法蘭15中包括作為阻擋件或關閉件的所謂的蝶閥16。
圖1中為清晰起見，將容器底部18畫成與容器12隔開一段距離。在底部18上是閥室20和排放管道22的蝶閥16a的驅動件21。排放管道示于圖5中，圖5中還示出了排放管道作用于上面的反應器11，其處于壓力下。容器底部18的鉤件19平行于容器軸線A延伸，通過容器12的鎖扣裝置24可拆卸地固定，鎖扣裝置24在連接桿23a上有夾緊鉤23。
容器12向上終止于一過濾器插口26，上面蓋有一拱形蓋30。蓋30上沿軸向設有T形連接管28。蓋30由另外的鎖扣裝置24a固定到容器12的連接鉤32上。如圖1，容器12的上部連同上述蓋結構26,30一起由罩34圍起。
如圖2所示，從連接管28延伸出去的，一方面是帶真空泵27b的真空閥27的真空管道27a，真空管道27a位于真空泵27b的上游側；另一方面是傳送氣體源29的傳送氣體管道29a，其包括關閉閥17。
在吸入階段，進料管道14的蝶閥打開，而排放管道22保持關閉。利用由真空管道27a建立起來的真空填充泵室13直到預定的填充高度，也可能填滿。
預定時間后，進料管道14關閉而排放管道22打開，傳送氣體管道29a中的關閉閥17打開后，粉末在用于清潔過濾器的氮氣等壓力作用下噴出。吸入階段結束時，真空管道27a保持打開預定時間后，排放管道22的蝶閥16a才打開，以從泵室13中除掉氧氣。
這種方法中特別有意義的一點是過濾器插口26中的過濾器，其濾下粉末，同時維持系統的吸入能力。過濾器利用其在泵室13和傳送氣體源29之間的位置來在每個循環中清潔，于是可保證完全的過濾能力。
四個關閉件16,16a,17,27按控制過程一起連接到控制箱35上。在吸入階段，進料管道14的蝶閥16打開，而排放管道22保持關閉。利用這時打開的真空閥16，泵室13吸滿；預定時間后，進料管道14關閉，而排放管道22打開。傳送材料在用于清潔過濾器的氮氣或壓縮空氣的壓力作用下噴出。容器12上部的過濾器濾下最細的顆粒，并在每個排空循環中清潔。
在粉末進入置于下游側的反應器11前，氣體和粉末利用真空截止閥16的關閉滯后于進料管道14的打開而相互分離。于是，當排放管道22打開時，反應器11的氣體不會被吸入。容器12首先處于壓力之下，排空閥16a只在這時才打開。而且，真空管道27a只有在排放管道22關閉時才打開。
優選的吸入階段是10到12秒，排空時間為3到5秒的數量級。為避免循環中變化時出現過壓，設置了氣動調節的節流裝置。對上述滯后過程，有一秒鐘就足夠。
按相同方式，利用控制過程中的時間滯后效果，封閉真空以排出氣體與打開蝶閥16a排出粉末能相互適配。這里，最大1秒鐘的滯后也足夠。
調節壓縮空氣或氮氣等排空壓力(理想壓力為1.5～2bar)，當打開泵室13時，使全部吸入的粉末都被噴出，而不會產生灰塵。
處理很粘的產品時，可把壓力提高到2.5～3bar，以完全排空和徹底清潔過濾器。
在一例子中，打開閥會出下述工作狀態。
表1
*表示以秒記的打開過程在圖6中，兩個設備10并列地平行安裝在底座36上；它們的進料管道14開口于公共的總管或進口管38。進口管38設有連接法蘭40，以連接圖中未示出的連續的傳送管道。如果這兩臺設備按上述方式交替工作，就可以形成從順序系統到連續系統的變換。
如圖8所示，在過濾器插口26的環形框架42中，過濾器或過濾器膜板44與接在真空側作為支承件的平板柵格46連接，柵格46的網格尺寸很小。柵格46能與振動驅動器(未示出)連接，并把振動傳遞給過濾器膜板44。過濾器膜板44由按一定時間間隔進行控制的氣體噴嘴清潔；也可以設置多個這樣的氣體噴嘴，作用在過濾器膜板44的兩面。在遠離柵格46的表面45上，還能用寬網眼的條格或網格48支承過濾器膜板。
容器12的長度a與直徑d的比值為0.5～10，最好是2～8；由于結構因素，吸入側的壓力為1～25mbar，最好為5～20mbar，噴出粉狀物的壓力為0.5～5bar，最好為1～3bar。因此，能很容易地傳送多達每小時數噸的粉狀物。
為防止出現火花，管、閥等所有系統零件都是導電的，而且必須接地。
如調查所示，用上述的泵系統或傳送裝置，能得到小于10％的良好計量精度。
對于預定的工作參數，下面的表中列出了容器12的優選尺寸。
表2<
因為上述原理是在惰性氣體保護下把粉末裝進反應器11，所以，完全可以用惰性氣體代替空氣來清潔過濾器。于是，在傳送期間，內部的氧氣含量保持不變，甚至有所降低，N2消耗量也保持在低水平上。
即便是按照最嚴格的有關標準，粉末也能非常迅速地更換。吸入體可用高質量鋼、塑料、Hastelloy等各種材料，以符合化工方面最重要的限定。
上述裝備也可以連接到稱重系統，于是，能直接精確地測量裝入反應器11中的粉末。
權利要求
1．一種氣動傳送粉狀物的設備，具有在其管道系統中使用至少一個過濾器的容器，所傳送的材料為比重為0.1～15.0g/cm3、顆粒大小為0.1～300μm的粉狀物，容器(12)形成了泵室(13)，臨時地裝入傳送的材料，其長度(a)與內直徑(d)的比值大于0.5，板狀過濾器(14)設在用于吸入傳送材料的真空泵(27b)和容器之間，其寬度最大相當于由直徑(d)確定的容器的橫截面。
2．如權利要求1的設備，其特征在于，過濾器(44)為板狀過濾器膜板，其可更換地安在過濾器插口(26)的框架(42)內。
3．如權利要求1或2所述的設備，其特征在于，容器(12)在其進料管道(14)、傳送材料的排放管道、真空管道(27a)和傳送氣體管道(29a)中分別設有自動關閉件(16,16a,27,17)。
4．如權利要求3的設備，其特征在于，自動關閉件(16,16a,27,17)與公用控制件(35)相連。
5．如權利要求1-4之一的設備，其特征在于，容器(12)的長度(a)與直徑(d)的比值為0.5～10.0，特別是2.0～8.0。
6．如權利要求1-5之一的設備，其特征在于，容器直徑(d)為10～500mm，特別是50～400mm，其中，容器直徑最好在過濾器(44)到排放管道(22)之間保持不變。
7．如權利要求1-6的設備，其特征在于，容器的長度(a)為200～1000mm，特別是400～900mm。
8．如權利要求1或6的設備，其特征在于，過濾器(44)的直徑大致相當于容器(12)的直徑。
9．如權利要求1-8之一的設備，其特征在于，吸入傳送材料的壓力為1～25mbar，排出傳送材料的高壓為0.5～5.0bar，可能的值為吸入側壓力為5.0～20bar，高壓為1.0～3.0bar。
10．如權利要求1-9之一的設備，其特征在于，過濾器(44)設計成在遠離真空泵(27b)一側形成100～300mbar的壓力差。
11．如權利要求1-10之一的設備，其特征在于，板狀柵格(46)作為支承裝置在真空側與過濾器(44)相連，網眼大小為5-60mm，特別是10～40mm。
12．如權利要求11的設備，其特征在于，柵格(46)與振動驅動器相連，并構成過濾器(44)的振動源。
13．如權利要求1-12之一的設備，其特征在于，過濾器(44)設有氣體噴嘴，能每隔一段時間對氣體噴嘴進行控制，最好氣體噴嘴連接在過濾器(44)的兩個表面。
14．如權利要求1-13之一的設備，其特征在于，過濾器(44)的兩側由柵格(46,48)覆蓋。
15．如權利要求10-14之一的設備，其特征在于，柵格之一(48)牢固地連接到框架(42)上。
16．如權利要求1-15之一的設備，其特征在于，所述設備與至少一個其他的所述設備(10)相連，構成多級裝備，特別是串聯裝備。
17．如權利要求1-16的設備，其特征在于，設備(a)位于反應容器和反應器(11)的上游。
18．一種氣動傳送粉狀物的方法，作為傳送材料的粉狀物的比重為0.1～15.0g/cm3，顆粒大小為0.1～300μm，采用管道系統中的過濾器，并采用前述任一權利要求的設備，其中，產生1～25mbar的低壓來吸入傳送材料。
19．如權利要求18的方法，其特征在于，低壓為5.0～20mbar。
20．如權利要求18的方法，其特征在于，排放傳送材料的高壓為0.5～5.0bar，最好為1.0～3.0bar。
21．如權利要求18-20之一的方法，其特征在于，在過濾器遠離真空一側形成100～300mbar的壓力差。
22．如權利要求18-21之一的方法，其特征在于，使過濾器振動。
23．如權利要求18-22之一的方法，其特征在于，氣體噴嘴每隔一定時間吹向過濾器。
24．如權利要求23的方法，其特征在于，多個氣體噴嘴在過濾器兩側吹向過濾器。
25．如權利要求18-24之一的方法，其特征在于，多個這樣的設備以同一節奏并列工作。
26．如權利要求18-24之一的方法，其特征在于，多個這樣的設備以交替的節奏工作。
27．如權利要求18-24之一的方法，其特征在于，至少兩個設備并排地按不同節奏工作。
28．如權利要求18-27之一的方法，其特征在于，用清潔的壓縮空氣、惰性氣體或活性氣體氣動地傳送粉狀物。
29．如權利要求28的方法，其特征在于，氮氣用作惰性氣體。
30．如權利要求1-17之一的設備和/或如權利要求18-29之一的方法的應用，是作用于食品工業或醫藥工業的反應容器上。
31．如權利要求1-17之一的設備和/或如權利要求18-29之一的方法的應用，是作用于化工的反應容器上，特別是在染料和涂料工業中。
全文摘要
一種氣動傳送粉狀物的設備,作為傳送材料的粉狀物的比重為0.1～15.0g/cm
文檔編號B05B7/14GK1234008SQ97199061
公開日1999年11月3日 申請日期1997年10月21日 優先權日1996年10月22日
發明者弗雷德里克·迪特里希 申請人:弗雷德里克·迪特里希