用於運送物料的折線式溜槽的製作方法

2024-02-24 02:39:15

專利名稱：用於運送物料的折線式溜槽的製作方法
技術領域：
本發明基本上涉及用於散粒固體的重力流儲存料倉、容器等。更 特別地，本發明涉及一種用於以能顯著減少或消除顆粒分層的方式來 輸送散粒固體的溜槽設計。
背景技術：
當用自由流動的鬆散固體例如粉、粒、球以及不同物料的混合物 來填充儲存料倉和其它容器時，當散料包含微粒和較大顆粒時，或是 當用具有不同物理性質(例如密度、形狀、與其它表面的摩擦以及結 合力)的顆粒混合物來填充時，會發生嚴重的分層問題。當允許物料 從料倉或容器頂部自由下落並沖擊在入口點下面堆積的料堆時，分層 是最顯著的。
當採用溜槽來以較慢的方式把物料導入料倉時，隨著物料沿溜槽 下滑也會發生分層。與溜槽相關的分層可發生在溜槽裝置自身之內， 以及發生在顆粒從溜槽離開的過程中但在顆粒靜止在料倉底部堆積的 料堆中之前。
一般地，過多微粒的窩或區域以及缺乏微粒的區域將存在於料倉 的料堆中。對於較重或較大的顆粒或者具有不同特性的顆粒來說也是 同樣的。
如果允許散料自由下落，許多機制會導致分層問題。較小顆粒較 長時間的浮在和留在空氣中，該過程稱為加氣/充氣。如杲可以自由下 落長的距離，較大、較重的自由下落顆粒將由於重力而迅速地加速， 直到它們突然地有力地衝擊料堆，把動量傳遞給料堆中心的微粒，使 它們向上和向外升起。該過程使得微粒被流態化。流態化的微粒在流 動特性方面更像液體。向外迸發出的微粒傾向於沿著料倉壁積累，而向上迸發出的微粒(通常稱為"灰塵")傾向於散開和在主料堆頂部形 成灰塵層。微粒的該上層在料倉完全填充滿時會變得很厚。這些不同 的碰撞導致在料倉中心形成過多的重顆粒的柱形物，而微粒積累在料 倉壁附近，且在料堆頂部形成很有害的微粒層。此外，如果重顆粒在 料堆的錐形表面上下滑或反彈，那麼它們會導致各種分層型式。
可以從料倉頂部自由下落的物體與控制速度的下降物體相比動能
的差異極大。例如，如果最大允許自由下落距離是6英寸，那麼顆粒 將獲得的最終速度約為5.7英尺/秒，不考慮空氣阻力。允許從料倉頂 部自由下落10英尺的顆粒的最終速度約為25.3英尺/秒，或快約4.4 倍。
在設計用來使速度最小化的溜槽中，其中僅允許顆粒在停止前一 次自由下落約6英寸，較慢運動的顆粒的動能比自由下落整IO英尺且 在下落終點沖擊料堆時的控制顆粒運動快4.4倍的相同顆粒的動能要 小約20倍。混合物中的較大顆粒可以比微粒重50倍，從而其動能比 微粒多1000倍。因此，在採用不具有速度控制特徵的傳統溜槽時，會 發生微粒分離和嚴重的流態化分層問題。重要的是，如果控制顆粒速
度就能使這些問題最小化。
除了料倉填充的應用以外，還有許多其它的應用，其中必須將散
料從較高位置輸送到較低位置，也稱為"下降"，分層問題與該過程相關聯。
已經提出過許多料倉填充或下降用溜槽設計，以為了最小化分層、 揚塵、產品損壞和當裝填儲存或運輸容器時允許散料自由下落的情況 下會發生的其它問題。這些設計包括螺旋形滑道布置和往復式級聯滑 道布置。這些設計看來通過加長從料倉入口到底部的行進路線來相對 於自由下落的情況減慢下落顆粒的下降速率。這些設計的大多數還看 來在一定程度上依賴於通過顆粒在溜槽表面的摩擦來減慢物料。
現有技術的滑動型溜槽設計存在著一些固有的分層問題，包括
a)篩分分層，其中小微粒傾向於向下篩分通過物料，並沿著溜槽 表面聚集，同時較大的顆粒留在頂層中；b) 滑動分層，其中較重的顆粒在較細的顆粒頂部上向前滑動， 而較細的顆粒在溜槽表面上拖沓而行，這樣較重的顆粒就與較小的顆
粒分離；
c) 空氣摩擦(加氣/充氣)，其中較輕顆粒的流動被在溜槽排放區 處與空氣的摩擦而阻礙，使得較輕的顆粒落在更靠近溜槽出口處，而 具有更多動量的較大較重顆粒的軌跡向外拋出，從而使它們降落的更 遠；以及
d) 由於大多數溜槽與水平面成角度地排出物料，因此一些具有 較多質量的顆粒傾向於朝著料倉的外壁且沿著累積料堆向下反彈或掠 過和滑動的更遠，而較輕的顆粒保持更靠近料堆頂部並朝著料倉中心。 當重顆粒從更為豎直的方向加入料堆時也會發生這種現象。
此外，對於傳統滑動溜槽設計，如果溜槽端部接觸堆料，則顆粒 流會在溜槽上停止和阻塞。 一旦溜槽端部移走，停止在滑道上的物料 不會自己重新起動，除非滑動角度很陡，或者機械作用(例如振動) 施加到溜槽上。
在1916年12月12日頒給Jaeger的名稱為"用於處理顆粒的裝置" 的美國專利No.1207763中，要求保護一種複雜的罐和篩的布置，其使 得顆粒在通過時產生變化。該裝置的一部分採用的篩形式為交替布置 的直立和顛倒的截錐，用來分散顆粒並使它們順著篩滾落下。所述篩 允許微粒穿過較大顆粒落下並且分離，導致了分層。
在1917年3月6日頒給J. Fox的名稱為"顆粒浸漬裝置"的美國 專利No.1218250中，要求保護一種用於排出處理液的罐和管的組合， 通過徹底地噴灑和混合顆粒而使所有顆粒接觸處理劑，從而消滅汙漬。 該裝置優化用來分散顆粒，就此而言，其有意地幹擾顆粒以將它們分 離。該裝置要求其錐的滑道陡，以至於太陡而不能有效地滿足用於反 分層目的的減緩物料下降。
在1917年5月1日頒給E.S.McCandliss的名稱為"混凝土混合裝 置，，的美國專利No.1224656中，錐豎直對齊，其中朝上指向的錐封閉 朝下指向的錐，它們形成了用於將混凝土批料逐漸地釋放到下面相鄰
的腔中的閥， 一次釋放到一個腔中。沒有要求保護、教導、暗示或公 開反分層的特徵。隨著物料離開較上的料鬥並撞擊其下面的較低料鬥 的傾斜壁，促進了細料和粗料的成層。
在1921年7月5日頒給M.M.Fredel等人的名稱為"攪拌器"的美 國專利No.1415830中，要求保護一種設計用來攪拌麵粉的裝置。其被 操作以產生一種完全封閉的中空壁形物，並在攪拌和漂白過程中維持 該中空壁形物。由於特定的設計特徵，該攪拌器不適用於分離目的。
上述例子表明，現有技術中缺乏用於傾向於分離的物料的有效的 料倉填充下降溜槽。 一些用於散料豎直下降的現有的、市售的溜槽需 要一個傳感器控制的機動化升降系統，以在輸送作業中升高和摺疊或 縮回溜槽的段，以使溜槽離開料堆並保持流動。這種設計比靜止/固定 式溜槽更貴、複雜且較難合併到料倉中，並且比靜止/固定式溜槽需要 更多的維護。另外，機械地操作的機動化溜槽的安裝基本上需要對料 倉進行大的改造。
考慮到現有技術的問題和缺點，因此本發明的一個目的是提供一 種最小化顆粒分離的溜槽設計。
本發明的另一個目的是提供一種溜槽設計，其製造和安裝簡單、 不貴且需要很少的維護，並且適用於料倉填充和其它下降輸送應用，
同時分離最少。
本發明的又一個目的是提供一種最小化分離的溜槽設計，而無需 任何可動部件。
本發明的再一個目的是提供一種最小化分離的溜槽設計，在下降 過程中無需人力幹預或自動控制系統。
本發明的再一個目的是提供一種最小化分離的溜槽設計，料倉改 動最少，即使有的話，可安裝。
本發明的再一個目的是提供一種溜槽設計，其自身固有地修正次 要分離，這種次要分離發生在用來混合物料並把物料輸出到溜槽的系 統中，並且該溜槽設計還可抵消發生在溜槽自身中的分離。
本發明的再一個目的是提供一種用於最小化分離的溜槽設計，其
可永久地安裝在儲存容器內。
本發明的其它目的和優點將通過說明書而部分地顯見和部分地明顯。

發明內容
本領域技術人員將明白的上述和其它目的在本發明中實現了 ，本 發明涉及一種用於把散料或液體從較高位置輸送到較低位置的溜槽，
所述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個所 述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角；多個發散錐，每個發 散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述發散錐具有外表面、朝 上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向上 的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，每個所述發散錐與所述會 聚錐內表面間隔，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚錐 內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到每個後續 錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；以及用 於使所述會聚錐和發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構 的周向對所述容器敞開。
第 一頂角和第二頂角可以彼此相聯合，以使所述會聚錐內表面平
投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面平面的投影與下面相鄰的 會聚錐內表面或所述下面相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂直。
在第二方面，本發明涉及一種用於把散料或液體從較高位置輸送 到較低位置的溜槽，所述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開 口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角； 第一組發散錐，每個發散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述 發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎 直對齊且以向下和向上的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，每 個所述發散錐與所述會聚錐內表面間隔，通過所述溜槽的所述散料或 液體沿著由所述會聚錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而 行，且在接觸到每個後續錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所
述溜槽繼續向下；頂部和底部截頭且與一個或多個所述會聚錐的頂部 周向接觸的一組頂部顛倒偏轉錐，以限制灰塵和溢流物料；以及用於 使所述會聚錐及所述第 一組和第二組發散錐豎直對齊和固定到位的支 撐結構，所述結構的周向對所述容器敞開。
在第三方面，本發明涉及一種用於把散料或液體從較高位置輸送 到較低位置的溜槽，所述溜槽包括第一組截頭的且頂部和底部具有 開口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角； 多個發散錐，每個發散錐相應於所述第一組會聚錐的其中一個，所述 發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎 直對齊且以向下和向上的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，以
面相鄰發散錐外表面的投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面平
投影相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會 聚錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且從一個錐到下 一個錐基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；至少 一個在頂部和底部截頭的外置會聚錐，其單獨地與所述第一組會聚錐 的至少一個相應，所述至少一個外置會聚錐與所述第一組會聚錐的所 述至少一個同軸且直徑更大，以當所述第一組會聚錐的所述至少一個 溢流時減小所述散料或液體的自由下落距離；以及用於使所述發散錐 及所述第一組和第二組會聚錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述 結構的周向對所述容器敞開。
在第四方面，本發明涉及一種用於把散料或液體從較高位置輸送 到較低位置的溜槽，所述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開 口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角； 多個發散錐，每個發散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述發 散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直 對齊且以向下和向上的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，以使
所述會聚錐內表面平面的投影與下面相鄰的發散錐外表面或所述下面 相鄰發散錐外表面的投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面平面
影相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚 錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且一部分所述散料 或液體在從一個錐下落到下一個錐時基本減慢、停止前進或暫時向上
流動或運動，所述散料或液體改變方向和沿所述溜槽繼續向下；用於 使所述會聚錐與所述發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結 構的周向對所述容器敞開；以及用於升降所述溜槽的升降裝置。
在第五方面，本發明涉及一種用於把物料或液體從較高位置輸送 到較低位置的系統，所述系統包括多個溜槽，每個溜槽包括多個截 頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、 朝下的頂點和第一頂角；多個發散錐，每個發散錐相應於所述多個會 聚錐的其中一個，所述發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角； 所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向上的方向交替布置， 一個 錐在另一個錐之下，以使所述會聚錐內表面平面的投影與下面相鄰的
且所述發散錐外表面平面的投影與下面相鄰的會聚錐內表面或所述下 面相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述物 料或液體沿著由所迷會聚錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑 而行，且在接觸到每個後續錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿 所述溜槽繼續向下；以及用於每個所述溜槽的使所述會聚錐與所述發 散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構；其中，所述溜槽在大型容器的 底面內彼此隔開。
在第六方面，本發明涉及一種用於把散料從較高位置輸送到較低 位置的溜槽，所述溜槽包括第一組平板，每個平板具有內表面，且 在第一方向上傾斜以導引所述散料；第二組平板，每個平板相應於所 述第一組平板的其中一個，所述第二組平板在與所述第一方向相反的 第二方向上傾斜，以在與所述第一方向相反的方向導引所述散料；所
述平板對齊且在第一和第二方向交替布置， 一個板在另一個板之下， 以使在所述第一方向的平板的投影與下面相鄰的在所述第二方向的平 板相交且大致垂直，且在所述第二方向的所述平板的投影與下面相鄰 的在所述第一方向的平板相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述散料 沿著由所述第一和第二組平板所形成的路徑而行，且在接觸到每個後
續板時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；以及 用於使所述第一和第二組板豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結 構部分地對所述容器敞開。
在第七方面，本發明涉及一種在料倉排出點處的兩個錐的組合， 所述組合包括 一個發散錐，其具有外表面、朝上的頂點和第一頂角； 一個截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，所述會聚錐具有內表面、 朝下的頂點和第二頂角；所述發散錐和會聚錐豎直對齊， 一個錐在另 一個錐之下，以使一個錐的表面平面的投影大致垂直於下面錐的表面 或所述下面錐表面的投影，以使通過所述組合的散料沿著由所述會聚 錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到下面錐 時基本減慢或停止前進、改變方向和沿溜槽繼續向下；以及用於使所 述會聚錐和所述發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構在 周向對一個容器敞開。


本發明的新穎特徵和特有部件將特別在權利要求中提出。附圖僅 用於說明目的，並且不是按比例繪製。但是，參照以下結合附圖的詳 細說明，本發明的構造和操作方法可以最好地被理解，其中
圖1A表示本發明折線式溜槽的優選實施例；
圖1B表示安裝在儲存料倉內並由纜支撐的折線式溜槽的截面閨2A表示具有16個標示取樣位置的試驗料倉；
圖2B從沒有溜槽的漏鬥流料倉的出口管中心採樣得到的微粒百 分比數據的圖解；
圖2C表示安裝有折線式溜槽的圖2B的相同料倉的結果的圖解；
圖3A是支撐結構自上而下的視圖3B是圖3A支撐結構的側視截面圖，該支撐結構採用一個主中 心支撐杆來支撐錐；
圖4表示本發明的折線式溜槽設計的截面圖，其中每個會聚錐採 用了頂部顛倒偏轉錐；
圖5A表示折線式溜槽的截面圖，其中相應於會聚錐構造有外置 輔助會聚錐；
圖5B表示折線式溜槽的截面圖，其中至少一些會聚錐具有多個 外置錐；
圖6表示相應於會聚錐和發散錐組合的較下面的射入間隙式截頭
轉換錐的截面圖7A表示用於本發明折線式溜槽的防塵裙；
圖7B表示防塵裙的搭迭條帶的前視圖和俯視圖7C表示纏繞在會聚錐周圍並朝著下面的會聚錐懸垂的圖7A的
防塵裙；
圖8表示利用折線式溜槽來填充便攜容器或袋的本發明的代表實 施例；
圖9表示在袋容器中採用的折線式溜槽，具有用於溜槽的儲存和 包容柱、用於將溜槽插入和取出容器的機構、傳感器和傳感器導線以 及用於物料的輸入裝置；
圖IO表示折線式溜槽的封閉部分的混合型布置，用於將物料從高 架輸送裝置輸出或將供應輸出到小的緩沖容器中；
圖IIA表示大直徑筒倉的俯視圖，其中釆用了多個折線式溜槽； 圖11B表示大直徑筒倉的前截面圖，其中採用了多個折線式溜槽； 圖12A表示具有多個折線式溜槽的大駁船貨物區的俯視圖； 圖12B是圖12A駁船的側視圖13表示用於把溜槽暫時或永久安裝在貨物區中的底部支撐柱 和管結構，用來使貨區的上部不被支撐結構阻擋；
圖14A表示基部連有支撐腿或支撐結構的便攜折線式溜槽的俯視
圖14B表示基部連有支撐腿或支撐結構的便攜折線式溜槽的前視
圖15表示過渡折線式溜槽的截面側視圖，其中折線式溜槽表面是 平的而不是錐形的；
圖16表示在料倉或容器排放點處的會聚錐和發散錐的單個組合。
具體實施例方式
以下將參考附圖l-16描述本發明的優選實施例，其中相似的標記 表示本發明的相似特徵。
折線式溜槽固有的獨特設計使得其可在溜槽的整個長度上保持對 散料的嚴格控制，並把散料的豎直下降減慢到了如此低的水平，以使 在傳統溜槽系統中發生的各種分層問題最小化。
本發明的折線式溜槽的本質特性在於，其包括多個豎直布置的表 面， 一個基本上在另一個之下，這些表面的指向是這樣的，以至於一 些或全部相鄰表面使沿溜槽運送的散料頻繁地短暫停止前進運動，然 後改變方向或轉折。這些引導表面可以是平的或彎曲的或部分錐形的， 但優選是錐形的，形式為截頭錐和完整錐的組合，或全都是截頭錐。
在一個優選實施例中，折線式溜槽包括一系列豎直對齊的中空錐、 截頭錐和完整錐，它們以向上和向下的方向交替布置。圖1A表示本 發明折線式溜槽10的第一實施例。如圖1A所示，奇數的錐l、 3、 5、 7是截頭錐，頂部和底部敞開，它們的窄端或尖端朝下。這些錐將被 稱作會聚錐，因為它們傾向於使下落料會聚。在該實施例中，偶數的 錐2、 4、 6沒有像奇數的錐那樣在尖端截頭，雖然本發明並不排除在 其它實施例中如此截頭。在該例中，偶數錐的尖端朝上，以使流動通 過溜槽的料發散。這些錐被稱作發散錐。錐被框架支撐保持到位，該 框架支撐具有在每個會聚錐外周邊上以及通過發散錐中心14的支撐 構件12。該支撐結構可以是管、杆或纜等，能夠承受下落散料的力。
當選擇錐的材料時，散料的休止角、對溜槽表面的摩擦係數、其 磨損性和腐蝕性都要考慮。
圖1B表示料倉22內的折線式溜槽20的截面圖。該溜槽位於料 倉22中心，雖然其它位置也是容易可行的。在優選實施例中，進料裝 置24位於溜槽之上，以把料向溜槽中心引導。示出了滑動閘閥26， 但本發明不依賴於料倉的特徵，且重要的是對料倉的改變很少或無需 改變，雖然可以採用安裝點支撐。優選地，溜槽從料倉頂端或輸入端 延伸到剛好在料倉底部或排出口之上。
發散錐和會聚錐的次序可以與圖1A和1B中所示的相反。根據向 溜槽供應散料的方法，溜槽頂部可以或者以會聚錐開始，或者以發散 錐開始。
如圖1B所示，錐優選被布置成會聚錐內表面平面的投影27相 交且近似垂直於下面一個相鄰的發散錐外表面或下面一個相鄰的發散 錐外表面的投影，而發散錐外表面平面的投影相交且近似垂直於下面 一個相鄰的會聚錐內表面或下面一個相鄰的會聚錐內表面的投影。虛 線箭頭28表示料流。料將從一個錐表面的平面流到下一個相鄰的錐表 面，在此，料將與該表面優選以90°或約90。相交。通過以此角度或接 近此角度相交，料流瞬間停止了前進運動，然後改變或調整方向，以 使淨的向下的垂直速度被大大減慢。至少一些顆粒將傾向於在與原來 路線相反的方向上彈回或反彈，從而維持一負速度一小段時間。如果 對於特殊的顆粒流需要的話，相交角度可以改變為不同於垂直角。此 外， 一個較下的發散錐的尖端或頂點可以位於相應的一個較上的截頭 會聚錐的底孔內，如圖1B所示。每個構件的尺寸、間距、頂角和材 料被選擇，以適應特定的散料或液體或之類，從而減少分層，並實現 所需的溢流率和流率。
在圖1A和1B所示的實施例中，基本上為粉末流或顆粒流形式的 物料在組件的頂部進入錐1，並隨著其沿錐內側凹面下滑而會聚和合 並。當粉末離開朝下的截頭錐l時，其如箭頭28a所示不受支撐的行 進一小段距離(自由下落)，基本上保持相同的路線，然後接觸錐2(發 散錐)的反向傾斜的外壁。由於離開每個錐的物料的動量，物料將傾
向於繼續大致沿著相同路線從上錐出口到下錐表面行進一小段距離。 如果到下一表面的距離足夠短，那麼軌跡將相對較直。因此，從錐到 錐，物料沿著上錐錐形形狀的方向上的軌跡而行。物料繼續從錐到錐 滑下，同時在每個錐界面處突然地停止前進運動並改變方向。
當物料顆粒撞擊到下錐的反向傾斜壁時，它們瞬時地突然停止或 明顯地減緩前進運動，然後改變當前的方向，短暫地中止前進運動。
在物料或粉末流改變或轉換方向後，隨著其在第一發散錐(錐2)的 凸表面上下行而散開。方向改變點被稱為轉折區。優選地，下錐產生 的新方向大致為90°，垂直於原來的方向。運動停止和減緩、反彈、 方向改變以及會聚和發散散開的行為是隨著物料或粉末流沿著溜槽中 的系列錐向下往復變向的反覆的過程。
在溜槽的錐表面上和沿著錐表面散開和重新合併或重新結合的行 為起到了使小顆粒和大顆粒或其它不同顆粒有益地重新混合的作用。 其它形式的重新混合行為發生在轉折區。當物料滑過折線式溜槽到達 料倉底部時，重新混合傾向於消除物料中的分層。
當散料滑下溜槽時發生篩分分層。較小的顆粒篩到料流底部，而 較大的顆粒留在頂部。折線式溜槽減少了這種分層，因為滑動段非常 短，還因為折線式溜槽通過各種重新混合的自修正作用阻遏了這種分 層和其它類型的分層。
由本發明的折線式溜槽設計引發的一些例子的分層翻轉行為發生 在轉折區附近。在撞擊點，由於篩分產生分層而具有較多重顆粒和較 少細顆粒的物料流上層沿著每個錐壁下滑，並以在之前的底層下而告 終，從而使細顆粒富集的底層翻起而變成頂層。
此外，在顆粒流衝擊錐壁的情況下，顆粒流上部的一些沿錐壁上 行，獲得了相對於初始向下方向而言的向上速度或負速度，並且翻滾 而形成麵包圏形的環。該翻轉行為是顆粒流減慢和重新混合的另 一種 機制。
另外看來，物料流通過在轉折點撞擊錐壁而被部分地分散，然後 當其很快重新合併時被重新混合。
上述在錐上表面的散開和重新合併、翻滾行為以及在轉折點由撞 擊導致的散開和重新會合行為隨著粉末沿著系列錐流下而連續地重 復。折線式溜槽的這些反覆的多種重新混合行為補償了在將物料運送 到溜槽的系統中的主混料機/混合器中會發生的少量分層，並且補償了 在溜槽內會發生的篩分和滑動分層以及其它類型的分層。
折線式溜槽的重新混合行為還修正了在溜槽內發生的由於衝擊導 致的流態化分層，並修正了與溜槽自由下落段中自由下落物料相關的 充氣分層。
通過把一容器的較低松密度的白色粉末和一容器的包含有很細和 很大顆粒的黑色粉末同時倒入折線式溜槽的頂部，已經視覺地驗證了 折線式溜槽的混合作用。對溜槽排出端下面的所成堆取樣進行視覺檢 查，結果表明粉末顯著混合，並沒有任何可見的分層跡象。
在圖1A所示的實施例中，底錐優選是會聚錐。 一般地，隨著第 一批物料開始從底錐排出， 一個錐形堆開始在料倉底部形成。堆側面 的角度由特定物料的休止角決定。當料倉填充水平升高到最下面會聚 錐的底部並阻塞其時，該錐開始填滿。當底部會聚錐完全充滿時，從 上而來的物料開始溢流到料倉中。然後物料下落一小段距離並接觸下 面的堆。溢流狀態將一直持續到堆到達和阻塞上面的下一個會聚錐的 出口為止。依次地，每個在掩埋錐上面的會聚錐將把物料排出到料倉 中，直到該錐被阻塞。在上面的不受影響的錐將繼續它們的轉折下降 操作，直到它們依次充滿和溢流。這些行為一直持續到料倉最終被填 充到所需的水平。
折線式溜槽的另 一有益作用是，顆粒接觸堆積堆的角度隨著填充 過程進行而變化。當一個會聚錐的底部或排出端由於堆頂上升被阻塞 時，它將填滿並開始溢流，物料下落一'j、段距離到達堆並主要在垂直 方向上撞擊堆。隨著堆繼續堆積，下落距離變小，並且隨著堆越來越 高而到達在錐頂處離開物料的軌跡曲線的較平部分，流動的料流慢慢 從垂直下落轉變到淺的傾斜。
對於每組錐來說，在短的慢速下落和慢速滑動之間的這種轉變過
程減少了會在物料離開溜槽的限制範圍後發生的分層，並且有助於確 保不允許任何一種分層佔支配地位。因為隨著料倉清空發生自然混合， 分層的任何不同局部次要區域將傾向於彼此平衡。因此，漏鬥流式料 倉和密相流式料倉在充滿後並在整個清空過程中在料倉出口處將具有 相似的散料勻化。
除了上述固有的重新混合作用以外，折線式溜槽有很多其它有益 的特徵，這些特徵可以修正或補償由於散料進給供應的不規則、散料 中的不規則或溜槽自身的物理不規則導致的不均勻料流。
例如，如果流入溜槽入口的散料流不總是對準溜槽中心，或者如 果有在溜槽內產生的任何料流不平衡，那麼在錐的一個區域上的料流 將較重和將深。當錐的一個區域經受較厚或較重的料流時，料流將沿 著該錐上表面散開，並由於重力而變薄，直到物料達到更均勻的厚度。 並且，料流在遇到堵塞、障礙或集結時將傾向於繞開。
如果料流在溜槽內不是均勻分布，料倉將開始在重料流側更快地 填充。最下面工作錐的重料流側將是被上升料堆堵塞的第一側。折線 式溜槽的設計使料流轉移到錐仍暢通的區域，直到達到 一 個均勻的料 倉填充水平並且錐排出端的最後暢通區域填滿，此時堆積料堆的頂點 將開始向上移動而堵塞上面會聚錐的排出端。這樣，料倉將在溜槽周 圍基本均勻地充滿。
這些如上所述由轉折式設計提供的多重導流自修正和自水平特徵 以及各種重新混合作用有助於確保所有物料受到基本相似的處理，並 且在全部微粒和重顆粒或其它不相似顆粒松密度基本相同以及分布均 勻的情況下填滿料倉。
如果溜槽不能完全克服所有分層，並且如果在料倉中存在特定型 式的垂直層帶或水平層帶的適度分層，那麼折線式溜槽與特定類型的 料倉的組合可以補償這種分層。如本領域所知，密相流式料倉和漏鬥 流式料倉排出時具有不同的流型，可以修正某些類型的分層。
折線式溜槽設計的 一 個特徵是，它可以被調節以把漏鬥流式料倉 轉變成大致為密相流式料倉的料倉。如果使較下面的錐組更靠近料倉
底部，那麼漏鬥消失且堆表面以大致平坦和水平的狀態下降。反過來 的情況也是預期的。密相流式料倉可以轉變成漏鬥流式。但是，觀測 到平頂並不是確定了在料倉的所有區域都是密相流。
減緩了料流的折線式溜槽設計對物料僅施加很小的剪切力，這樣 其適用於許多在傳統溜槽中易於受損的脆性或易碎物料。
折線式溜槽的另一特徵是，它可以永久性安裝在料倉中，且保持 埋在散料中，而不幹擾容器的均勻填充和清空。在永久安裝的情況下 使用，該折線式溜槽是完全靜止的，無需對溜槽操作。
觀測表明，通過減小有時與料倉排放相關聯的形成空腔或鼠洞、 泛濫和流態化現象的不可取傾向，折線式溜槽增強了漏鬥流式料倉的 有序清空。折線式溜槽傾向於防止漏鬥頂點到達料倉的底部排出口。 通過有效地剪掉底部，它縮短了漏鬥，從而使從料倉排出的物料不受 在上面漏鬥區中發生的漏鬥坍塌浪湧、充氣和散料流態化的影響。這 樣，能夠恢復平衡狀態，因為這些幹擾可以被孤立地解決而不妨礙從 料倉的排出。
此外，與物料對其自身的摩擦相比，通過提供用於物料滑動的較 低摩擦表面，本設計的錐可用於破壞起拱傾向。
另外，本設計使得溜槽底段可以阻礙料倉排放區的物料與料倉外 的空氣快速交換，此交換會引發料倉的物料不理想的且極快的排出， 這稱為泛濫。
由於上述的特徵，該折線式溜槽促進了平穩的料倉排放，沒有浪 湧、過度充氣或流態化，並且基本消除了其它不理想的波動和複雜因 素。
該折線式溜槽設計有助於減少與物料自由下落相關聯的揚塵，因 為物料在空氣中的速度總是被維持在4艮低的水平。該折線式溜槽大大 減少了衝擊揚塵(流態化)，因為散料速度最小化確保了物料衝擊溜槽 表面、衝擊物料自身和衝擊料堆的沖擊力很低。
該轉折設計能容忍進入溜槽的散料流率的差異。該折線式溜槽適 用於輕流、重流、可變流，甚至是脈動流。 折線式溜槽設計用來從一個滿容器中提出或升出(如果需要的 話)，並且如果緩慢進行，錐中的鬆散粉末將代位地基本清空到料倉中， 自由下落或揚塵很少，且沒有明顯分層。當溜槽不與容器一起運輸時， 該特徵可用來例如填充可攜式容器、圓桶或超大袋，例如大型柔性散
裝集裝袋或FIBC。需要移除溜槽的其它應用例如填充駁船、卡車和 軌道車。
優選地，折線式溜槽尺寸緊湊，且與容器的橫截面相比直徑小， 這樣溜槽的存在僅僅少量地減少了料倉容積。
該溜槽的設計允許採用很輕的材料來構造錐及其內支撐構件。每 個錐僅承受上面物料的一小部分重量或載荷，因為上面的錐遮擋了物 料。由於上面物料重量導致的對每個錐的垂直栽荷沿著各個錐被分散 或分布，從而每個錐僅承受一個輕的向下載荷。並且，散料填充較大 的會聚錐的內側和外側，從而這些錐在一定程度上由淹沒錐的散料支 撐。
在折線式溜槽的試驗模型中，料倉為5英尺見方，包括向內傾斜 的排出段在內約IO英尺高。該溜槽組件重約35磅，相當於約每英尺 3.5磅。取決於材料選擇，如果必要或想要的話它可以做的更輕。錐優 選由1/8"厚的DELRINTM塑料板或1/16'，厚的UHMW P.E.塑料板制 成，或由其它適合的材料例如不鏽鋼等製成。使用這些材料，沒有發 現輕錐有變形。
圖2A表示有16個標示取樣位置的試驗料倉200。所附的數據表 顯示了每個位置的微粒百分比。把滑動溜槽式料倉202的數據與折線 式溜槽204的數據進行比較。滑動式溜槽從頂部中心向料倉的中部附 近斜向延伸，並向著一個角卸料。數據表明，在所有16個位置，折線 式溜槽產生了微粒的均勻分布，且偏差很小。相反，對於滑動式溜槽， 根據位置的不同，微粒百分比的範圍很寬。微粒百分比的相對變動由 標準偏差206表示。
圖2B是從沒有溜槽的漏鬥流式料倉的出口管中心採樣收集的微 粒百分比數據的圖示。當物料取出並測量時，小於45微米的微粒百分
比記為208。該數據顯示，當不使用溜槽時有顯著的分層。圖2c為裝 有折線式溜槽210的相同料倉的圖示。微粒百分比幾乎不變，標準偏 差小於l。
折線式溜槽還把摩擦考慮為一個重要的反分層因素。溜槽表面對 散料的儘可能最低的摩擦允許粒狀散料在通過溜槽時產生最少的滑動
分層。理想的是使散料一起進入溜槽和一起離開溜槽，而沒有分層。 還理想的是使錐自然地清空，無需在料倉清空時施加機械作用。這樣， 溜槽錐材料被指定為具有對輸送物料的很低摩擦係數。
折線式溜槽利用的原理是，以短的間隔頻繁停止和重新開始中斷 了顆粒速度和動能的快速增加，而這種快速增加在物體自由下落長距 離沒有中斷時會發生。以這種方式，在折線式溜槽中物料速度的垂直 分量和水平分量以及因此物料的動能被保持很低。這確保了物料離開 折線式溜槽和接觸料堆時的最終速度和動能也很低。
為了使與滑動相關聯的分層最小化，溜槽的每個滑動段設計成很 短。錐之間的間距很短，從而使與物料在空氣中自由下落相關的分層 最小化。通過使滑動段和自由下落段交替並使它們很短，限制了新產 生的分層。因為在分層可能發生的溜槽的每個段的持續時間和長度很 短，所以折線式溜槽的很多並且幾乎是即刻的修正特徵容易消除由溜 槽產生的和在溜槽內產生的分層。
折線式溜槽構造
如前所述，折線式溜槽的錐可以由例如delrintm板或UHMW
p.e.板製成。這些材料光滑、耐磨、重量輕並且易於成形。溜槽錐可 以從上面懸掛和/或從下面支撐。懸架或支撐優選由例如螺杆、杆、管、 帶、纜、繩、鏈等合適的材料構成。圖3表示採用了一個主中心支撐 杆32的用於錐的支撐結構30的側;f見圖和俯-見圖。如圖3b所示，支 撐杆32保持著支撐座34,其由鎖定環36保持到位。支撐座34頂部 用來安裝發散錐38。杆40從支撐座延伸，優選每端有螺紋，以通過 鎖定件41 (例如螺母)附連並支撐截頭會聚錐42。對於每對發散錐和 會聚錐，支撐座圍繞杆就位。代替鎖定環，可以使用分隔件或襯管來
分隔每個支撐座。圖3A是支撐結構的俯視圖。
折線式溜槽的錐的尺寸、它們之間的間距和餘隙、它們頂部和底 部開口的尺寸以及它們頂點的傾斜角度由將被輸送的物料的特性和自 由流動性能決定，並由所需的單位時間的體積或重量或者說流率來決 定。
頂部顛倒偏轉錐
在本發明中，在一個或多個會聚錐的頂部上，優選至少在最頂部 錐上引入第二組截頭錐段，以抑制由於物料浪湧引起的溢流，特別是 當流到溜槽的物料是不穩定的和不均勻的時，或是在一側裝載的物料 更重時。這些截頭錐被稱作頂部顛倒偏轉錐。圖4表示每個會聚錐都 採用了頂部顛倒偏轉錐的本發明的折線式溜槽設計的截面圖。當輸送 具有很細、很輕、鬆散或多灰組分的物料時，以及對於傾向於具有類 似於流體而非固體的流動特性的充氣物料來說，頂部顛倒偏轉錐的使 用特別有利於抑制會聚錐的灰塵和過早的底料溢流。所示的折線式溜 槽39具有會聚錐41、 43、 45、 47和49。頂部顛倒偏轉錐44、 46、 48、
50和52是位於每個會聚錐頂部的截頭髮散錐段。
在不用偏轉錐來輸送特定物料的情況下，會聚錐頂部的外徑必須
較大，以控制不想要的溢流。太大的外徑減少或抑制了前述的適當的 溢流過程。如果較高的會聚錐的排放邊與下一個較低會聚錐的上部外 側邊之間的角度太淺，或小於物料休止角的話，物料將不是適當的溢 流，而是將堆積或上升，堵塞較上面錐的出口端，從而阻斷流動。有 利的是，最上面的會聚錐完全被圖4、 5和15所示的罩或完全顛倒的 偏轉錐包圍，以把會聚錐連到輸入裝置，以便在物料是以高速輸送到 溜槽或者物料被充氣或流態化的情況下包容物料 夕卜置錐
可以採用如圖4和5所示的外置會聚錐。外置錐54、 56和58分 別相應於會聚錐51、 53和55，並且設計用來當會聚錐溢流時減小自 由下落距離。較長的自由下落距離會導致較大的分層。當輸送極易分 層、揚塵和/或損壞的物料時，可以採用外置錐。如圖所示，外置錐是
位於每個內會聚錐外部周圍的截頭會聚錐。圖5A是在儲存料倉57中 的具有外置錐54、 56、 58和60的折線式溜槽的截面圖。在該實施例 中，第一個會聚錐59並不清空選擇的外置錐，因為它被罩包圍，並且 將不溢流。
圖5B表示折線式溜槽70的截面圖，其中至少一些會聚錐有多個 外置錐。會聚錐72與兩個外置錐73、 75協作。外置錐設計成一個比 另一個大，包圍在相應會聚錐的外部，且與該會聚錐同軸。在圖5C 所示的例子中， 一些會聚錐74、 76分別僅有一個相應的外置錐77、 79。外置錐和會聚錐的組合是可選的，且取決於許多因素，包括散料、 錐尺寸和物料流率，這裡僅列舉一些。可以採用外置錐相對於會聚錐 的任何構造，包括單個會聚錐採用多個外置錐，以減緩溢流物料的自 由下落並減小溢流物料的自由下落距離。
射入間隙會聚錐
分段式會聚錐可以用來縮短發生自然的錐溢流時物料的垂直自由 下落。截頭會聚錐被稱作射入間隙會聚錐。圖6表示相應於發散錐62 和會聚錐64組合的較低的射入間隙截頭會聚錐60。與開始的會聚錐 64的方式相似，較低的射入間隙會聚錐60也由支撐杆66支撐。在非 溢流運行期間，物料的軌跡將把物料運過間隙68而到達較低的錐段。 當錐中物料堵塞到間隙底部時，物料將通過間隙溢流，下落的距離是 如果物料不得不從較上的錐段頂部溢流時物料下落距離的約一半。當 該間隙堵塞時，物料的水平將上升而填充射入間隙會聚錐的頂段，直 到物料溢流。通過這種布置，最大自由下落距離被顯著縮短了。
防塵裙
防塵裙80如圖7所示。這些裙可用於多灰的物料，可用於填充無 蓋容器時，特別是可用於風會把灰塵帶出溜槽的戶外使用。裙可以由 如圖7A所示縱切形成局部條帶82的板材製成，或是撓性材料(例如 橡膠)的獨立條帶84，或是在頂部鉸接的剛性條帶。條帶84可搭在 接縫處以改進塵封性，如圖7B所示。在圖7B中也顯示了搭接條帶端 部的自上而下的視圖。在該代表性例子中，裙包圍發散錐86，且朝著相鄰的會聚錐88下垂，如圖7C所示。當被溢流散料推動時，條帶84 可以展開、擴大底部開口。它們還可以向內曲折，以允許料倉中的物 料通過溜槽清空，如果需要這樣的話。
增強流動的輔助手段，例如機械運動和/或振動，可以在填充和/ 或清空時施加給溜槽組件，以抵消一些散料搭橋/拱起和/或形成鼠洞 的傾向，並使具有其它較差流動特性的物料的流動增強。
填充可攜式容器
圖8和9表示採用折線式溜槽來填充可攜式容器的代表性實施例。 在圖8中，在便攜袋92中採用折線式溜槽卯，該便攜袋可以在升高 平臺94和託盤96上或其它合適的升降裝置(例如叉式升降車)上安 裝和填充。溜槽的頂部部分和輸送裝置被包圍或遮蔽，以連到容器的 開口，而下部優選向容器敞開。該溜槽由供料裝置91填充。圖9表示 在袋容器98中採用的折線式溜槽96，具有用於溜槽的封閉柱或管100、 傳感器和傳感器導線102、 104以及物料的輸入器106。全指示傳感器 102在溜槽中位於袋容器98頂部。所示的溜槽安裝到一個無活塞的缸 108，其用來把溜槽安置到可攜式容器中以進行填充，並且然後當完成 填充後把溜槽取出，儘管也可以採用其它的安置方式，並且該設計不 限於任何特定的安裝方式或安置裝置。
在清空時溜槽中固有的優點也可以用於臨時和便攜容器中。因為 溜槽相對較貴，因此在填充、運輸、儲存和清空時使折線式溜槽留在 可攜式料鬥、袋和其它運輸容器中是便利的、經濟的並且有利於操作。
非容器的應用
在非容器填充應用中，例如使物料從處理設備的較高層下降到較 低層，或是從運輸傳送裝置下降到處理機器，折線式溜槽可以合併到 管中。該管可由撓性或剛性材料製成，並可用作結構支撐構件。該管 或罩將防止灰塵和游離料的釋放，並且防止汙染物進入料流。圖10 表示一種混合型布置，折線式溜槽的封閉部分從高架傳送裝置110輸 送物料或供應到一個小的中間緩沖容器或積累料倉112中，該料倉112 具有敞開的剩餘的一段溜槽114,以允許填充料倉。如圖10所示，可以採用折線式溜槽來實現物料從高架供應裝置到儲存料倉的下降功 能，或是直接下降到處理操作或機器111，從而無需中間儲存料倉。
封閉在剛性防護管中的折線式溜槽可以在處理機器之上儲存適量 的物料。大直徑和/或大長度的折線式溜槽可以儲存大量的物料，從而 把儲存或集料功能與讓物料以最少的分層而下降的能力結合了起來。
當想要填充具有很大截面的容器時，從單個折線式溜槽排出物料 的休止角可以防止料堆達到容器壁，這樣容器上部將不完全充滿，導 致儲存能力的損失。在這種情況下，把多個可攜式或永久式安裝的折
線式溜槽平行布置是有效的。 一些這樣的布置如圖11和12所示。圖 11表示大直徑筒倉120，其中採用了多個折線式溜槽122,以接收來 自供料管124的物料。輸送管可位於料倉內或料倉外。
因為折線式溜槽最小化地突出，因此如果需要，它們可以永久地 留在容器中。在大容器的情況下，例如駁船貨物區，它們通常從上部 清空，而不是從容器底部清空，多個溜槽可以是對於用於散料的取出 機構的唯一最小的障礙。圖IIA為俯視圖，圖IIB是具有輸送管124 的折線式溜槽的側視圖。圖12A是具有多個折線式溜槽132的大型駁 船貨物區130的俯視圖。圖12B是圖12A的駁船的側視圖。
如圖13所示，當有必要保持溜槽的上入口區不被支撐結構阻擋以 便散料輸送和取出系統在大型容器(例如駁船貨物區)中不被妨礙時， 可以使用底部支撐柱或支撐結構。所示的安裝管134支撐著折線式溜 槽，而安裝柱136用來支撐另一個折線式溜槽。可以採用安裝柱或安 裝管的任意組合來作為折線式溜槽的支撐機構。在該代表性實施例中， 採用可攜式(可拆除)溜槽來填充具有大截面積的運輸裝置(貨艙)。 小而短的支撐構件例如柱136或管134可以永久地連到容器的底面， 其中溜槽支撐杆或管的底部放在容器底面上。 一旦容器被充滿，如果 需要可以取出溜槽，或留在原位。如果被取出，當物料從上面取出時， 溜槽將不會是障礙。
在另一個代表性實施例中，可以使可攜式溜槽140自己的支撐腿 142或支撐結構144連在溜槽底部，如圖14所示。具有附連支撐的溜
槽基部將在填充前並在填充過程中設在容器底面上，並在容器填滿後 如果需要的話可以留在原位，或者取出。豎直方向上很細薄的支撐將 不會顯著地妨礙溜槽的取出。
折線式溜槽不限於惰性操作。如果需要，可以在填充或物料下降 過程中把溜槽提離料堆。可以釆用該步驟的 一些例子是船或駁船的填 充、卡車和有軌車的填充、平緩的混凝土形式的填充以及泥漿和液體 的下降。對於這些和其它相似應用來說，折線式溜槽可以封閉在柔性 防塵罩或剛性外防護管內。罩或防護管可以合併成結構構件，並為錐 提供了一種支撐方式。也可以採用上述的條帶裙。
圖15表示過渡折線式溜槽150的截面側視圖，其中折線式溜槽表 面152是平的，而不是錐形的。高架運輸輸送裝置154連到過渡溜槽 150。該過渡溜槽從高架輸送裝置收集物料和灰塵155，並以有助於消 除分層的可控方式將其輸出。該過渡溜槽可以為所示的常規折線式溜 槽156餵料。通常，物料沿著輸送裝置閥的底部以高速離開，並且一 部分物料碰撞到轉運裝置的相鄰壁。該物料分散開並被大大地充氣化。 在與過渡裝置的壁強烈沖擊過程中，在空氣中產生了嚴重的灰塵釋放。 在該應用和其它應用中，允許溜槽在溜槽頂部下面接受至少一些物料。
圖16表示在料倉或容器166排出點處會聚錐162與頂部顛倒偏轉 錐163和發散錐164的單個組合。該錐組或組合置於儲存容器中，靠 近排出點，從而容器中的流動從漏鬥式流型轉變為密相式流型。
柔性構造的折線式溜槽可以被合適的裝置(例如靠近溜槽底部附 連的拉繩)彎曲有限量，從而使溜槽排放端能在容器填充過程中重新 定位，以進行更均勻的填充，並且溜槽排放端能到達其它方式不能接 觸的區域。該特徵是有益的，特別是當休止角阻止物料到達容器壁且 喪失了顯著的儲存能力時。在該應用中，如果需要，在容器填充過程 中可以使折線式溜槽就保持在料堆之上且離開料堆。可選地，溜槽排 放端可穿過料堆重新定位，如果它埋得不太深的話。
該折線式溜槽還可用於泥漿的平緩下降，同時分層和飛濺都很少， 並可用於液體以最小的速度、飛濺和發泡而平緩的下降。可以採用溜
槽的受控液體下降輸送特徵的一個例子是在下落液體的壓力和/或速 度必須被最小化的處理設備中。該折線式溜槽還可用作屋頂排水下流 管。
該折線式溜槽為通過溜槽的固態散料或液體表面提供了暴露於空 氣的非常大的總表面積，從而使溜槽能用作冷卻塔和散料乾燥器和/ 或加熱器。此外，對於由導熱材料製成的錐來說，錐的大表面積為運 送的物料提供了顯著的熱損失或冷卻。相反地，這些錐可以用來通過 輻射、傳導和對流或是它們的任意組合來加熱散料或液體。重要的是， 折線式溜槽提供了這些加熱、乾燥和冷卻功能，同時還執行其基本的 反分層功能及灰塵和損害控制功能。
揚塵防止和控制
折線式溜槽提供了許多對於揚塵的預防和修正機構。它使顆粒速 度保持在低的水平。它容納物料並使其保持在一起。當料流順著溜槽 向下通過時，微粒傾向於從料流中變得鬆散。該折線式溜槽把鬆散的 微粒容納並限制在溜槽的邊界範圍內，從而當顆粒下落和安定時，它 們重新匯入主流。
此外，頂部顛倒偏轉錐的作用是把灰塵和其它游離的料流重新引 導回會聚錐的中心，這樣防止它們從主流中永久的分離或分層。有利
地是，逸出溜槽的少量非常細的灰塵相當均勻地散開和安定下來，並 以穩定的速率混入料堆。
由於折線式溜槽還防止重顆粒達到高速度，因此有效防止了料堆 中的微粒進一步流態化分層，而在受到來自重的高速顆粒的猛烈碰撞 時會發生此流態化分層。因此，消除了位於料堆頂部上的通常較深的 微粒層。
折線式溜槽設計確保了在溜槽中僅產生少量的局部分層。折線式 溜槽的多種自修正過程把物料恢復到非分層狀態。折線式溜槽具有在 不連續區適當較小且緊密間隔時能改進源物料混合的能力。
折線式溜槽的簡單性對本領域技術人員來說是有益地。它不是機 動化的，且不需傳感器、自動控制系統或操作者，且沒有如同在伸縮
式溜槽中會發生的可能會堵塞或用壞的可動部件，因為它們在操作中 上下伸縮。簡單性導致了低成本、容易構造和安裝以及操作可靠。
折線式溜槽可適用於各種不同物料(包括液體和泥漿)的多種下 降和/或混合應用。這使得折線式溜槽可用在除了容器填充之外的許多 潛在應用中，例如混合和混煉，並可用於物料千燥和冷卻。
儘管已經結合特定優選實施例對本發明詳細描述，但顯然在前述 說明的基礎上許多替代、修改和變化對於本領域技術人員來說是顯見 的。因此，權利要求書將包含屬於本發明保護範圍和精神的任何此類 替代、修改和變化。
權利要求
1、一種用於把散料或液體從較高位置輸送到較低位置的溜槽，所述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角；多個發散錐，每個發散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向上的方向交替布置，一個錐在另一個錐之下，每個所述發散錐與所述會聚錐內表面間隔，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到每個後續錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；以及用於使所述會聚錐和發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構的周向對所述容器敞開。
2、 根據權利要求1所述的溜槽，其中，所述第一頂角和所述第二 頂角彼此相結合，以使所述會聚錐內表面平面的投影與下面相鄰的發 散錐外表面或所述下面相鄰發散錐外表面的投影相交且大致垂直，且衫與相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂直。
3、 根據權利要求l所述的溜槽，其中，至少一個發散錐具有位於 對應於一個下面相應的截頭會聚錐的頂孔的平面內的底端。
4、 根據權利要求1所述的溜槽，其中，至少一些所述錐包括加熱 元件或冷卻元件，以在運送時加熱或冷卻所述散料或液體。
5、 根據權利要求l所述的溜槽，其中，由會聚錐和發散錐構成的 最下面的一組錐的位置定位成中斷料倉中的漏鬥流，並促使所述最下 面錐周圍的所述散料或液體到達所述料倉側面，以及把所述料倉的清 空型式改變成大致為密相流。
6、 一種用於把散料或液體從較高位置輸送到較低位置的溜槽，所 述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個所述 會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角；第一組發散錐，每個發 散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向上 的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，每個所述發散錐與所述會 聚錐內表面間隔，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚錐 內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到每個後續 錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；頂部和 底部截頭且與一個或多個所述會聚錐的頂部周向接觸的一組頂部顛倒 偏轉錐，以限制灰塵和溢流物料；以及用於使所述會聚錐與所述第一 組和第二組發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構的周向 對所述容器敞開。
7、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，所述第一頂角和所述第二 頂角彼此相結合，以使所述會聚錐內表面平面的投影與下面相鄰的發 散錐外表面或所述下面相鄰發散錐外表面的投影相交且大致垂直，且 所述發散錐外表面平面的投影與下面相鄰的會聚錐內表面或所述下面 相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂直。
8、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，在所述溜槽頂部開始是發 散錐，會聚錐和發散錐沿所述溜槽向下以交替的方式布置。
9、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，至少一個所述發散錐在該 發散錐的頂點截頭。
10、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，所述頂部顛倒偏轉錐具 有第三頂角，以使每個所述會聚錐的所述內表面基本垂直於每個所述 頂部顛倒偏轉錐。
11、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，所述錐由塑料、金屬或 複合材料製成。
12、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，至少一個發散錐具有位 於一個上面相應的截頭會聚錐的底孔內的頂點。
13、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，至少一個發散錐具有位 於對應於一個下面相應的截頭會聚錐的頂孔的平面內的底端。
14、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，較上的會聚錐包括罩，以防止溢流。
15、 根據權利要求6所述的溜槽，其包括連在至少一個會聚錐的 上周邊上或附近的防塵裙，所述裙由柔性材料或撓性連接的剛性條帶 製成。
16、 根據權利要求15所述的溜槽，其中，所述裙還包括部分地縱 切成條帶的所述柔性材料的板，所述板周向地纏繞並連接在所述至少 一個會聚錐周圍。
17、 根據權利要求15所述的溜槽，其中，所述裙還包括由所述柔 性材料製成的各單獨條帶，其圍繞所述至少一個會聚錐的周邊連接到 所述至少一個會聚錐上。
18、 根據權利要求17所述的溜槽，其中，所述各單獨的條帶以搭 接方式圍繞所述至少一個會聚錐的所述周邊連接。
19、 根據權利要求6所述的溜槽，還包括至少一個朝下的截頭會 聚錐，其具有第四頂角，且被相應地支撐在所述多個會聚錐中的至少一個的周圍並在下面相鄰的一個發散錐之上。
20、 根據權利要求6所述的溜槽，其中，至少一些所述錐包括加 熱元件或冷卻元件，以在運送時加熱或冷卻所述散料或液體。
21、 一種用於把散料或液體從較高位置輸送到較低位置的溜槽， 所述溜槽包括第一組截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個 所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角；多個發散錐，每個 發散錐相應於所述第一組會聚錐的其中 一個，所述發散錐具有外表面、 朝上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向 上的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，以使所述會聚錐內表面的投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面平面的投影與下面相鄰 的會聚錐內表面或所述下面相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂 直，通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚錐內表面和所述 發散錐外表面所形成的路徑而行，且從一個錐到下一個錐基本減慢或 停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；至少一個在頂部和底部截頭的外置會聚錐，其單獨地與所述第一組會聚錐的至少一個相應， 所述至少一個外置會聚錐與所述第一組會聚錐的所述至少一個同軸且 直徑更大，以當所述第一組會聚錐的所述至少一個溢流時減小所述散料或液體的自由下落距離；以及用於使所述發散錐與所述第一組和第 二組會聚錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構的周向對所述 容器敞開。
22、 根據權利要求21所述的溜槽，還包括第二組外置會聚錐，該 第二組外置會聚錐包括至少一個在頂部和底部截頭的錐，所述第二組 外置會聚錐的每個錐單獨地與所述至少一個外置會聚錐相應，且所述 至少一個外置會聚錐同軸且順序地直徑更大，以當一個外置會聚錐溢 流時減小所述散料或液體的自由下落距離
23、 根據權利要求21所述的溜槽，其中，至少一個發散錐具有位 於一個上面相應的截頭會聚錐的底孔內的頂點。
24、 根據權利要求21所述的溜槽，其包括連在至少一個會聚錐上 的防塵裙，所述裙由柔性材料、塑料或橡膠製成。
25、 根據權利要求24所述的溜槽，其中，所述裙還包括部分地縱 切成條帶的所述柔性材料的板，所述板周向地纏繞並連接在所述至少 一個會聚錐周圍。
26、 根據權利要求24所述的溜槽，其中，所述裙還包括由所述柔 性材料製成的各單獨條帶，其圍繞所述至少一個發散錐的周邊連接到 所述至少一個發散錐上。
27、 根據權利要求26所述的溜槽，其中，所述各單獨的條帶以搭 接方式圍繞所述至少一個發散錐的所述周邊連接。
28、 一種用於把散料或液體從較高位置輸送到較低位置的溜槽， 所述溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具有開口的會聚錐，每個所 述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂角；多個發散錐，每個發 散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所述發散錐具有外表面、朝 上的頂點和第二頂角；所述會聚錐和發散錐豎直對齊且以向下和向上 的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下，以使所述會聚錐內表面平 投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面平面的投影與下面相鄰的 會聚錐內表面或所述下面相鄰會聚錐內表面的投影相交且大致垂直， 通過所述溜槽的所述散料或液體沿著由所述會聚錐內表面和所述發散 錐外表面所形成的路徑而行，且一部分所述散料或液體在從一個錐下 落到下一個錐時基本減慢、停止前進或暫時向上流動或運動，所述散料或液體改變方向和沿所述溜槽繼續向下；用於使所述會聚錐與所述 發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構的周向對所述容器 敞開；以及用於升降所述溜槽的升降裝置。
29、 一種用於把物料或液體從較高位置輸送到較低位置的系統， 所述系統包括多個溜槽，每個溜槽包括多個截頭的且頂部和底部具 有開口的會聚錐，每個所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第一頂 角；多個發散錐，每個發散錐相應於所述多個會聚錐的其中一個，所 述發散錐具有外表面、朝上的頂點和第二頂角；所迷會聚錐和發散錐 豎直對齊且以向下和向上的方向交替布置， 一個錐在另一個錐之下， 以使所述會聚錐內表面平面的投影與下面相鄰的發散錐外表面或所述 下面相鄰發散錐外表面的投影相交且大致垂直，且所述發散錐外表面 平面的投影與下面相鄰的會聚錐內表面或所述下面相鄰會聚錐內表面 的投影相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述物料或液體沿著由所述 會聚錐內表面和所述發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到每 個後續錐時基本減慢或停止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下； 以及用於每個所述溜槽的使所述會聚錐與所述發散錐豎直對齊和固定 到位的支撐結構；其中，所述溜槽在大型容器的底面內彼此隔開。
30、 根據權利要求29所述的系統，包括多個連到所述溜槽頂部的 輸送管，用於把所述物料或液體從高架供料裝置輸送到每個所迷溜槽。
31、 根據權利要求30所述的系統，其中，高架供料裝置把物料導 引到所述多個輸送管，所述高架供料裝置適於由用於所述物料或液體 的輸送裝置填充。
32、 根據權利要求29所述的系統，還包括結合或附連到每個所述溜槽底部的支撐柱或管。
33、 根據權利要求32所述的系統，其中，所述支撐柱或管將所述 溜槽保持在所述容器底面之上。
34、 根據權利要求32所述的系統，其中，所述支撐柱連到所述容 器底面，且適於允許所述溜槽在使用時連接並在使用後拆開。
35、 一種用於把散料從較高位置輸送到較低位置的溜槽，所述溜 槽包括第一組平板，每個平板具有內表面，且在第一方向上傾斜以 導引所述散料；第二組平板，每個平板相應於所述第一組平板的其中 一個，所述第二組平板在與所述第一方向相反的第二方向上傾斜，以 在與所述第一方向相反的方向導引所述散料；所述平板對齊且在第一 和第二方向交替布置， 一個板在另一個板之下，以使在所述第一方向 的平板的投影與下面相鄰的在所述第二方向的平板相交且大致垂直， 且在所述第二方向的所述平板的投影與下面相鄰的在所述第一方向的 平板相交且大致垂直，通過所述溜槽的所述散料沿著由所述第一和第 二組平板所形成的路徑而行，且在接觸到每個後續板時基本減慢或停 止前進、改變方向和沿所述溜槽繼續向下；以及用於使所述第一和第 二組板豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構部分地對所述容器 敞開。
36、 根據權利要求35所述的溜槽，還包括與所述第二組平板的一 個或多個的頂部接觸的第三組平板，以包容灰塵和溢流物料。
37、 根據權利要求35所述的溜槽，還包括位於所述第一溜槽之下 的第二溜槽，其包括會聚錐和發散錐，以繼續運送下落的散料。
38、 一種在料倉排出點處的兩個錐的組合，所述組合包括 一個 發散錐，其具有外表面、朝上的頂點和第一頂角； 一個截頭的且頂部 和底部具有開口的會聚錐，所述會聚錐具有內表面、朝下的頂點和第 二頂角；所述發散錐和會聚錐豎直對齊， 一個錐在另一個錐之下，以 使一個錐的表面平面的投影大致垂直於下面錐的表面或所述下面錐表 面的投影，以使通過所述組合的散料沿著由所述會聚錐內表面和所述 發散錐外表面所形成的路徑而行，且在接觸到下面錐時基本減慢或停止前進、改變方向和繼續向下流出所述下面的錐；以及用於使所述會 聚錐和所述發散錐豎直對齊和固定到位的支撐結構，所述結構在周向 對一個容器敞開。
39、 根據權利要求38所述的組合，其中，所述下面的錐位置定位 成中斷所述料倉中的漏鬥流，並促使所述下面錐周圍的物料或液體到 達所述料倉側面，並把所述料倉的清空型式改變成大致為密相流。
40、 根據權利要求38所述的組合，包括第二個發散錐，其在頂部 和底部截頭並與所述會聚錐的頂部周向接觸。
全文摘要
一種用於在藉助重力將散料從較高位置向較低位置輸送過程中使分層最小化的溜槽，其具有多個豎直布置的表面，一個基本在另一個下面，且引導成以便一些或所有相鄰表面使得通過溜槽的散料頻繁地瞬時停止前進、然後改變方向或轉折。這些引導表面可以是平的、曲線形、錐形，或不完全錐形，以截頭錐和完整錐的組合，或都是截頭錐。可選的第二組截頭錐段引入到一個或多個會聚錐的頂部，以包容由於物料浪湧導致的溢流。相應於各會聚錐的一組輔助外置錐設計用來減小當會聚錐由於設計而溢流時的自由下落距離。
文檔編號B65G11/08GK101193810SQ200580038013
公開日2008年6月4日 申請日期2005年6月2日 優先權日2004年11月9日
發明者伊爾·R·桑德斯 申請人:Kx技術有限公司