用于在不同压力的区域之间传送颗粒固体产品的方法技术

本发明专利技术的方法基于闸门系统，根据该方法，产品首先被输送通过分配装置，该分配装置产生由均匀的无颗粒空间分开的一序列均匀产品部分；然后，该产品部分逐个通过闸门装置被输送，该闸门装置包括至少一个闸门腔室和两个压力锁，在任何时候，这两个压力锁中的至少一个将保证两个压力区域之间的压力密封屏障；产品部分通过活塞螺旋被强迫从第一压力区域装载入闸门腔室，该活塞螺旋的轴线实际上与闸门腔室的轴线对齐；产品部分通过所述活塞螺旋或活塞、或者通过在压力高于第二压力区域的压力的情况下供给的气体、蒸气或液体被强迫从闸门腔室中卸载并进入第二压力区域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在不同压力的区域之间传送颗粒产品的方法和装置。本专利技术特别适于传送低密度生物量，例如稻草，但是本专利技术并不局限于此。本专利技术方法基于闸门(sluice)系统，根据该系统，产品首先通过分配装置传送，该分配装置产生一系列由均匀的无颗粒空间分开的均匀产品部分，随后，产品部分逐个通过闸门装置输送，该闸门装置包括至少一个闸门腔室和两个压力锁，在任何时候，这两个压力锁中的至少一个能保证在两个压力区域之间的压力密封屏障，且产品部分通过活塞螺旋(piston screw)被强迫从第一区域装入闸门腔室，该活塞螺旋的轴线实际上与闸门腔室的轴线对齐，且产品部分将通过所述活塞螺旋或活塞、或者通过在压力高于第二压力区域的压力的情况下供给的气体、蒸气或液体被强迫从闸门腔室中卸载并进入第二压力区域。在本文中，活塞螺旋的意思是一种螺旋输送器，往复轴向运动可以独立于旋转地施加到该螺旋输送器上。活塞螺旋的一个实例如SE专利469536中所述。在本文中，闸门系统的意思是与闸门装置组合的分配装置。闸门装置的意思是与压力锁组合的闸门腔室。在本专利技术中，闸门腔室的意思是一种腔室，该腔室能够交替与两个压力区域中的一个连接，同时它将与另一压力区域进行压力密封的分离。在下文中，在封闭状态中保证压力密封分离的装置将称为压力锁。强迫装载/卸载的意思是通过积极(positive)产品输送来进行装8载/卸载，它意味着施加的其它输送力大于重力。
技术介绍
目前越来越注重由生物量来制造能量、纤维分解、乙醇和其它产品。这包括使生物量进行压力处理，例如蒸气处理、水解、溶剂萃取、打浆、浆体展开(explosion pulping)、气化、用过热蒸气干燥。生物量可以包括干颗粒或者悬浮在液体中的湿颗粒。为了使产品成本减至最小，重要的是在全年进行可靠和连续的处理和生产。稻草是一种较大的生物量资源，但是它并没有深入开发，因为它的特征使它很难送入压力设备内、通过该压力设备以及从该压力设备中输出。主要的障碍是稻草的密度低(疏松的切碎稻草为大约50kg/m3)。稻草是非流动产品，有很强的桥接特性。稻草有较高含量的耐磨剂硅(abrasive silicon)。这些障碍意味着能够结合压力设备处理稻草的方法和装置几乎能够处理其它任何物质，例如木屑、煤、生活垃圾、屠宰场的副产品等。为了可靠，装置必须满足以下要求机器部件应当只是非常有限地延伸成“切入”产品，以避免磨损和堵塞。通过强迫使产品通过关键区域，可以消除桥接的危险。这意味着闸门腔室的强迫装载和卸载是绝对必须的。它能够将低密度产品压缩成更高密度，以便在合理尺寸内获得合适容量。还没有基于闸门装置的已知方法和装置能够满足这些要求。瑞典专利SE469536介绍了一种腔室，产品通过活塞螺旋输送到该腔室内。在进口处，滚筒切刀向前滑动并切入产品，以便关闭进口，但是它的功能是对于产品关闭，而不是提供压力锁。在出口处有压力锁，但是因为只有一个，它不是如前面定义的闸门装置。该装置是塞式流动供料器，其基于产品的高压缩塞子的能力，以便减小当压力锁打开时气体的溢出。旋转锁例如美国专利US5114053要求产品具有良好的流动特征，其中，包括多个袋囊的转子在柱形壳体内连续旋转。机器部件必须“切入”产品，这是一个问题，尤其是在进口处。因此，产品不能压缩，且不能进行强迫装载/卸载。在DT专利2426035中，具有一个闸门腔室的转子间歇转动，从而使开口交替与高压区域和低压区域连接。在闸门腔室中的活塞保证使闸门腔室强迫卸载，并防止高压区域排出。产品并不强迫装入闸门腔室内，因此它不能压缩，且机器部件必须“切入”产品。美国专利US5095825公开了一种方法，其中，转子有两个闸门腔室，这两个闸门腔室由置于闸门腔室中的活塞进行强迫卸载。闸门腔室的开口布置在转子的一端处，因此，当转子停止时，每个开口将与两个压力区域中的一个连接。该方法通过用活塞产生真空而减小在闸门腔室装载过程中的桥接危险。这意味着当产品对于空气为可透过时，只能部分减小桥接的危险。通过该方法，机器部件将必须“切入”产品，且不能压缩产品。在美国专利US5819992中，使用具有多个平行闸门腔室的转子。闸门腔室在一端有进口，且在另一端有出口。当转子停止以便对一个闸门腔室进行装载以及对另一闸门腔室进行卸载时，通过动态密封环的膨胀来形成密封。当装载/卸载操作结束时，动态密封环收缩，然后转子可以在摩擦更小但不完全密封的情况下运动至下一位置。该方法并不包括分配，因此机器部件必须“切入”产品。而且，该方法并不包括强迫装载，并选择进行压缩或强迫卸载。Utlggningsskrift的瑞典专利SE456645公开了一种T形闸门腔室，它强迫产品从水平方向向垂直方向进行垂直运动。产品通过活塞或活塞螺旋而输送经过进口压力锁并进入闸门腔室，然后，产品必须只通过重力而由垂直分支跌落，直到它落在出口压力锁上。单独的活塞保证闸门腔室的强迫卸载。在闸门腔室的装载过程中产品必须只通过重力而转90°，这增加了桥接的危险，且不可能在闸门腔室进行用于增大容量的产品压缩。在美国专利US5192188中，产品只通过重力装入闸门腔室中，这使得装入性能很差。排出活塞必须在进口开口处“切入”产品，且不能进行用于增加容量的压缩。本专利技术的优点是它满足在不同压力区域之间传送颗粒状、具有磨损性、低密度、非流动性产品的所有要求。为了避免“切入”产品，本专利技术的方法包括在闸门装置之前的分配装置。该分配装置产生一系列由均匀的无颗粒空间分开的均匀产品部分。无颗粒空间保证当压力锁封闭时，在压力锁的工作空间中不会出现产品颗粒。为了实现强迫装载，产品部分通过活塞螺旋输送到闸门装置内。螺旋活塞的旋转和轴向运动可以独立控制，这使它可以对较轻的充装物进行任意程度的压缩，并将该产品部分送入实心塞子内。强迫装载以及能够可调地压缩产品是本专利技术的、非常重要的特征，因为本专利技术的装置与已知装置相比能够提高可靠性和增加容量。已知装置设计成传送密度为0.4-0.8的煤和木头颗粒，而切碎的稻草的目的为0.05。这意味着当闸门腔室的容积不变时，稻草的容量将降低至大约10％。为了实现本专利技术的闸门腔室的强迫卸载，根据在将产品从闸门腔室向高压区域传送时是否能够接受来自高压区域的排放(emission)，可以对本专利技术的不同实施例进行选择。当可以接受排放时，例如当排放包括蒸气，该蒸气的能量可以通过冷凝回收，进行强迫装载的活塞螺旋也可以进行闸门腔室的强迫卸载。这意味着为了将各产品部分传送到高压区域中，一定容积的蒸气将传送给闸门腔室，并进一步到冷凝位置。因此，压力锁装置可以在已知的阀中选择，例如滑阀、球阀或活塞阀。阀的内径应当至少与闸门腔室的尺寸相同。在打开压力锁之前，闸门腔室的压力必须进行调节，以便在压力锁的两侧形成基本相同的压力，以便减小打开压力锁所需的功率。在特定情况下(例如浆体展开)，产品必须高速从煮解器的高压中排出，闸门腔室的压力应当保持或者甚至增大，以便当压力锁打开时使产品加速至非常高的速度。对于该特定情况，因为产品在排出时的高速，阀的直径可以比闸门腔室的直径小得多。球阀是很好的选择，因为它能够在非常短的时间内完全打开。当排放不能接受时，例如当包括有毒的、爆炸性的或恶臭的气体时，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具有不同压力的两个区域之间传送颗粒产品的方法以及用于执行该方法的装置，其特征在于：产品首先引导通过分配装置，该分配装置产生由均匀的无颗粒空间分开的均匀产品部分；然后，该产品部分逐个通过闸门装置输送，该闸门装置包括至少一个闸门腔室和两个压力锁，在任何时候，这两个压力锁中的至少一个将保证在两个压力区域之间的压力密封屏障；产品部分通过活塞螺旋而强迫从第一压力区域装入闸门腔室，该活塞螺旋的轴线实际上与闸门腔室的轴线对齐；产品部分在从第一压力区域传送给第二压力区域的过程中可以被压缩；产品部分通过所述活塞螺旋或活塞、或者通过在压力高于第二压力区域的压力的情况下供给的气体、蒸气或液体而强迫从闸门腔室中卸载并进入第二压力区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：利娜H克里斯腾森，伯厄H克里斯腾森，
申请(专利权)人：因比肯公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]