專利名稱：向管中填裝催化劑和/或其它顆粒的制作方法
向管中填裝催化劑和/或其它顆粒 相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2005年3月25日提交的美國臨時(shí)申請60/665,413的權(quán)況.。
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背景技術(shù)：
把催化劑裝載到轉(zhuǎn)化爐、加熱器或反應(yīng)容器內(nèi)的管中。裝載是在 這樣的容器中進(jìn)行反應(yīng)的前提。提高裝載過程的效率有助于提高發(fā)生
的反應(yīng)的效率，并有助于力n快催化劑的裝載及清洗過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有如下幾種目的。需要一種能夠避免在管內(nèi)焊接處形成堆
積的裝置和技術(shù)。在某些情況下管內(nèi)焊接處的沖擊(impingement)可
多達(dá)5毫米。
需要一種能在不對稱的管環(huán)境(例如變形的和/或彎曲的管壁)中 使用的裝置和技術(shù)。
需要一種能夠完全抑制或者避免催化劑或其它粒子破碎的裝置和 技術(shù)。對于更大質(zhì)量的半徑較大的催化劑或其它粒子，或者可能更為 易碎的顆粒，這種問題更為急迫。
需要一種當(dāng)裝置在管中形成堵塞時(shí)能幫助其卸載的裝置和技術(shù)。
需要一種能夠使真空軟管在裝置中或在其外部(但仍在管中)通 過的裝置和技術(shù)，尤其是在小直徑的管中。
公開了顆粒填裝裝置和方法，其使用旋轉(zhuǎn)接頭，與旋轉(zhuǎn)接頭連接 的安裝面，以及裝配于安裝面上的多個(gè)障礙物。這些障礙物連續(xù)放置 以形成螺旋模式。
下面所用的術(shù)語"螺旋模式的"或"螺旋模式"意為此裝置是由 各個(gè)梗阻/障礙組件組成，其外形為螺旋狀，但這些梗阻組件構(gòu)成并不 連續(xù)的表面，而非連續(xù)的螺旋表面。


圖l是一個(gè)實(shí)施例的示意性正視圖，以截面圖示出的管具有彈簧臂。
圖2是實(shí)心臂的側(cè)視圖。 圖3是毛刷臂的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
填裝裝置10可用于催化劑顆粒17和其它顆粒物質(zhì)。所述填裝裝 置10—般包括進(jìn)料管線12，旋轉(zhuǎn)接頭14，以及螺旋模式填裝器20。 所述螺旋模式填裝器20具有安裝面30和裝配于所述安裝面30上的多 個(gè)障礙物(臂狀組件)40。在把多個(gè)障礙物40裝配到所述安裝面30 上時(shí)，障礙物40從上到下以螺旋模式或階梯-螺旋模式42圍繞所述安 裝面30定位。
把所述填裝裝置10降下進(jìn)入管16，以將催化劑或其它顆粒17填 裝進(jìn)入所述管]6。所述管16可能有多個(gè)不均勻區(qū)域，如管焊縫區(qū)域及
焊縫沖擊區(qū)域18，管彎曲區(qū)域(未顯示)等。
所述進(jìn)料管線12用于將所述螺旋模式填裝器20降低(如緩慢控 制下降)以進(jìn)入所述管16，以及隨著填裝所述管16將所述螺旋模式填 裝器20升離所述管16。所述螺旋模式填裝器20可通過任意公知構(gòu)件 或技術(shù)在管16中進(jìn)行降低和升高。
填裝裝置10優(yōu)選包括所述旋轉(zhuǎn)接頭14 (或其它任何公知的可用 于旋轉(zhuǎn)所述螺旋模式填裝器20的構(gòu)件)。所述旋轉(zhuǎn)接頭14可在沿著 進(jìn)料管線12的任何期望點(diǎn)進(jìn)行連接，并且如圖所示是連接于其下端。 所述旋轉(zhuǎn)接頭14例如可以是不銹鋼轉(zhuǎn)環(huán)，如深海漁線所用的類型。不 銹鋼鏈環(huán)15a、 15b可用于將所述旋轉(zhuǎn)接頭14連接至所述進(jìn)料管線12， 或連接至所述進(jìn)料管道12和所述螺旋模式填裝器20。在催化劑填裝操 作巾，所述旋轉(zhuǎn)接頭14可以使所述螺旋模式填裝器20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而 不必轉(zhuǎn)動(dòng)所述進(jìn)料管線12。
所述安裝而30優(yōu)選為不銹鋼棒32，起到作為所述螺旋模式填裝 器20的豎軸的作用。在一個(gè)實(shí)施例中，所述棒32的直徑可以是十六 毫米，長四百五十毫米。所述棒32的直徑和長度以及其質(zhì)量可根據(jù)任 何特定催化劑顆粒或其它顆粒填裝任務(wù)的參數(shù)而變化。所述棒32可為 中空或?qū)嵭陌簟?br> 所述多個(gè)障礙物40中的每個(gè)都垂直(或近似垂直)于所述棒32 的軸(豎)的方向裝配。例如，它們可以這樣裝配，穿過所述棒32鉆 孔，然后穿過所述棒32插入障礙物40，直到兩端41a、 b從所述棒32 徑向并等距突出，然后用固定螺釘(未顯示)將所述障礙物40固定于 所述棒32上。所述障礙物40也可以只在一端附著在所述棒32上，這 樣每個(gè)障礙物40都不穿過所述棒32。 一般在所述安裝面30中的安裝 孔或開口也在所述安裝面30周圍以螺旋模式出現(xiàn)。所述多個(gè)障礙物40是以螺旋模式42 (例如，回彈階梯-螺旋模式) 從上到下圍繞所述棒32放置的。每連續(xù)的障礙物40，如障礙物40a和 障礙物40b，以一定距離彼此交錯(cuò)，此距離由顆粒的大小或半徑(以及 在某種程度上由質(zhì)量和/或密度)決定。換句話說，所述交錯(cuò)距離(或 間隙)是由顆粒決定的變量，此距離足夠小以防止催化劑或其它顆粒 落入并卡在相鄰障礙物40之間。
每個(gè)障礙物40優(yōu)選為由不銹鋼制成的螺旋彈簧， 一般是直的且勁 度足夠高以防止、偏置或阻止顆粒落入所述障礙物40。因此，所述勁 度對每種應(yīng)用是可變的，并決定于顆粒的質(zhì)量和/或密度。障礙物40的 其它形式，如實(shí)心臂40a (可能等高或不等高)或毛刷臂40b (見圖2 和圖3)是可實(shí)現(xiàn)的。特定棒32上裝配的障礙物40的長度一般是全部 相等的。這個(gè)長度取決于所述管16的內(nèi)徑。比如，取決于催化劑，在 每個(gè)所述障礙物40端部和所述管16的內(nèi)徑之間最好有三到四毫米的 空隙。在-一個(gè)實(shí)施例中，所述障礙物40均由不銹鋼制成，直徑為0.8 毫米，長3毫米。
所述螺旋模式42的階梯優(yōu)選與水平方向呈約七十五度角(但可以 是傾斜度大于六十五度的任意角度)，約有三個(gè)扭曲，引導(dǎo)顆粒圍繞 所述棒32呈約四百五十度下降。使用合適的交錯(cuò)間隙、彈簧勁度和階 梯，顆粒不會(huì)落入梯面，而是沿著螺旋階梯(障礙物40)向下行進(jìn)。 此外，通過撞擊所述障礙物40，顆粒會(huì)從障礙物40上彈下，從而使所 述螺旋模式填裝器20旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)有助于使顆粒在所述管16中填 裝更為均勻。
圍繞所述安裝面30的階梯-螺旋模式42 —般被描述為一種以一定 傾斜角度圍繞柱面運(yùn)動(dòng)的模式。不過，當(dāng)需要避免在管中堆積，或所 述障礙物40的模式發(fā)生改變使傾斜角在整個(gè)所述螺旋模式填裝器20 不再是常數(shù)時(shí)，可使用圍繞錐面運(yùn)動(dòng)的模式。
一個(gè)以上的螺旋模式填裝器20可以連接并堆疊到另一個(gè)螺旋模
式填裝器20的下方，而且每個(gè)連續(xù)下方堆疊不必為同樣尺寸。
所述障礙物40若為彈簧，則優(yōu)選螺旋彈簧，盡管其它有彈力的/ 柔韌的/易曲的緩沖器裝置可用，和/或所述障礙物40可放置以形成不 同于下行螺旋階梯(例如之字形螺旋模式[未顯示]，其可得到不同的旋轉(zhuǎn))。
所述顆粒17可以是催化劑之外的顆粒。
螺旋模式填裝器2 0的實(shí)施例的工作實(shí)例設(shè)計(jì)如下 試驗(yàn)與附圖所示填裝裝置10相同或類似的幾種不同形式的填裝 裝置10。首先，使階梯斜度為四十五度。經(jīng)確定此角度不夠陡，會(huì)使 催化劑擠入階梯。不斷增加斜度直到確定大直徑催化劑不能在所述障 礙物40中/之間流動(dòng)。此角度為六十五度。
然而，正規(guī)尺寸的催化劑會(huì)在階梯中連續(xù)堵塞。在七十五度，所 有的催化劑均可以平滑地流過階梯。在此角度，當(dāng)催化劑向下通過所 述填裝器10時(shí)，階梯達(dá)到最快旋轉(zhuǎn)(約一轉(zhuǎn)每秒)。通過使用可偏置 的或有彈力的障礙物40 (如剛性彈簧，柔韌的固體或毛刷)形成階梯， 所述障礙物40可以讓出位置而所述棒32能被推到接近管壁16，因而 可使真空軟管通過所述填裝器10。由于階梯的角度及通過所述填裝裝 置10的許多次接觸(這不同于以前的一些體系，它們具有幾乎豎直的 朝向，因而肯定吸收催化劑更多的能量)，在填料過程中障礙物40損 失很少；因而填裝器裝置IO通過許多次與催化劑沿著階梯的接觸并使 之旋轉(zhuǎn)，減緩其前進(jìn)。由于階梯是由柔韌的障礙物40制成，并且所述 轉(zhuǎn)環(huán)14并入線/繩，因而沒有實(shí)心豎向組件與催化劑相撞。
權(quán)利要求
1.一種顆粒填裝設(shè)備，包括用于旋轉(zhuǎn)所述顆粒填裝設(shè)備的構(gòu)件；與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件連接的安裝面；裝配于所述安裝面上的多個(gè)障礙物，其連續(xù)放置以形成螺旋模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備， 轉(zhuǎn)構(gòu)件的下方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備， 不銹鋼螺旋彈簧。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備， 實(shí)心臂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備， 不銹鋼毛刷臂。其中所述的安裝面連接于所述旋其中所述的多個(gè)障礙物包含多個(gè)其中所述的多個(gè)障礙物包含多個(gè)其中所述的多個(gè)障礙物包含多個(gè)
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述的多個(gè)障礙物包括選自 障礙物組中的至少兩種不同類型的障礙物，所述障礙物組由不銹鋼螺 旋彈簧，碳鋼螺旋彈簧，不銹鋼實(shí)心臂，碳鋼實(shí)心臂，塑料實(shí)心臂， 不銹鋼毛刷臂，碳鋼毛刷臂以及塑料毛刷臂組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述的安裝面包括不銹鋼棒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述的不銹鋼棒是中空的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)障礙物中的每個(gè)都 穿過所述安裝面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)障礙物中的每個(gè) 在一端附著于所述安裝面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中裝配于所述安裝面上的所 述多個(gè)障礙物中的每個(gè)連續(xù)放置以形成螺旋模式還包括將每個(gè)連續(xù)障 礙物放置以界定間隙寬度，所述間隙寬度小于用于所述顆粒填裝設(shè)備 的顆粒的直徑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中裝配于所述安裝面上的所 述多個(gè)障礙物中的每個(gè)連續(xù)放置以形成螺旋模式還包括所述螺旋模式 >H有傾斜角人-」或等于七十五度的障礙物階梯。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述的障礙物階梯引導(dǎo)顆 粒圍繞所述安裝面約四百五十度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述的障礙物階梯包括大 于或等于約七十五度的第二傾斜角，其中所述的第二傾斜角不同于所 述的第一傾斜角。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，此外包括連接于所述顆粒填裝 設(shè)備下方的第二顆粒填裝設(shè)備。
16. —種顆粒填裝設(shè)備，包括用于旋轉(zhuǎn)所述顆粒填裝設(shè)備的構(gòu)件； 連接于所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件下方的不銹鋼棒；水平裝配于所述不銹鋼棒上的多個(gè)不銹鋼障礙物，其連續(xù)放置以 形成螺旋模式；其中裝配于所述不銹鋼棒上所述多個(gè)障礙物中的每個(gè)連續(xù)放置以 形成螺旋模式還包括放置每個(gè)連續(xù)障礙物以界定間隙寬度，所述間隙 寬度小于用于所述顆粒填裝設(shè)備的顆粒的直徑；以及其中裝配于所述的不銹鋼棒上的所述多個(gè)障礙物中的每個(gè)連續(xù)放 置以形成螺旋模式還包括所述螺旋模式具有傾斜角大于或等于七十五 度的障礙物階梯。
17. —種將顆粒裝填入容器的方法，包括-使所述顆粒落在填裝裝置上； 旋轉(zhuǎn)所述填裝裝置；使所述顆粒在所述填裝裝置中逐步下降，其中所述顆粒以螺旋模 式行進(jìn)；以及使所述顆粒從所述填裝裝置的下端落下。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的旋轉(zhuǎn)步驟是由使所 述顆粒落在所述填裝裝置上的所述步驟的作用引起的。
19. 根據(jù)權(quán)利耍求17所述的方法，其中使所述顆粒在所述填裝裝 置中逐歩下降并且其中所述顆粒以螺旋模式行進(jìn)的所述步驟以大于或 等于約七十五度的傾斜角實(shí)現(xiàn)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使所述顆粒在所述填裝裝 置中逐步下降的所述步驟包括利用偏置障礙物阻止所述顆粒的流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了顆粒填裝裝置和方法，其使用旋轉(zhuǎn)接頭、與旋轉(zhuǎn)接頭連接的安裝面以及裝配于安裝面上的多個(gè)障礙物。障礙物連續(xù)放置以形成螺旋模式。
文檔編號(hào)B65B1/04GK101184667SQ200680018399
公開日2008年5月21日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者邁克爾·D·麥克諾頓 申請人:卡塔里斯特服務(wù)公司