KR100814236B1

KR100814236B1 - 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100814236B1
Application number: KR1020037005606A
Authority: KR
Inventors: 윌슨캐서린마리; 벨티모시알랜; 코놀리존디.주니어; 클락피터칼
Original assignee: 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2008-03-17
Also published as: WO2002038472A3; CA2423321A1; AU2002231346B2; BR0114824A; US20020119032A1; US7244087B2; JP4017979B2; US7229242B2; WO2002038472A2; EP1328419A2; ATE361858T1; US20050265811A1; CA2423321C; NO20031657L; BR0114824B1; AU3134602A; NO20031657D0; US6558111B2; DE60128381D1; TW536515B

Abstract

본 발명은 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하직하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 시스템 및 방법은 벌크 점착성 분말을 하적하기에 특히 유용하다.

벌크 컨테이너, 벌크 분말, 라이너, 진동기, 멤브레인

Description

대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 시스템 및 방법 {A System and Method for Unloading Bulk Powder from Large Bulk Containers}

제조 위치에서 사용 위치까지 벌크 분말을 운반하는 것은 천연적으로 점착력이 있는 분말에 있어서 특히 문제가 있다.

벌크 분말은 경제적으로 운반되기 위해, 통상 중간 벌크 컨테이너(SBC's)로 불리는 메트릭 톤 백(metric ton bags), 또는 통상 COFC's (철로 평판 차량 상의 컨테이너)나 IMC's(일괄 컨테이너)로 불리는 대량 벌크 컨테이너에 선적된다. 그러나, 이러한 대안은 특히 점착성 분말에 있어서 운반 및 취급 비용을 증가시키는 문제점이 있다.

SBC's의 사용은 최종 사용자가 SBC를 그들의 작업장에서 직접 사용한다면 효율적이다. 최종 사용자가 벌크 운송을 선호한다면, SBC는 운반 또는 사용을 위해 대량 저장 컨테이너 또는 벌크 트럭에 적재되어야 한다. 이러한 작업은 시간을 요하고 잠재적으로 백을 불완전하게 비움으로 인한 다소의 제품 손실을 보인다. 이러한 백에 있어서 (짜투리로 알려진) 잔류 재료는 종종 폐기된다.

IMC's는 철로 또는 해상으로 벌크 분말을 효과적으로 운반하기 위해 사용되지만, 도착지에 수령되자마자 저장고 또는 운반용 벌크 트럭으로 운송되어야 한다. 최종 사용자 또는 운송 터미널에서의 IMC's로부터 벌크 재료를 경제적으로 하적하 는 것은 IMC를 하적하거나 취급하기 위해 필요한 값비싼 자본 설비 및 노동을 효과적으로 사용하기 위해 신속히 (이상적으로는 한두시간 이내에) 이루어져야 한다. IMC 사이의 연결 및 하적 시스템은 전체 하적 싸이클 시간 상의 영향을 최소화하기 위해 신속히 이루어져야 (나중에 철거됨) 한다. 제품 손실과 환경 및 가사 업무로 인하여 누출이나 날리는 먼지는 용납될 수 없다.

플라스틱 알갱이 및 농산물 낱알과 같은 자유 유동 벌크 재료는 20톤 이상의 재료를 포함하는 IMC's로부터 손쉽게 하적할 수 있다. 반면, 점착성 분말은 그들의 대량 취급 성질로 인해 IMC's로부터 하적하기 매우 어렵다. 이러한 성질은 건조도, 벽면 마찰, 가스 투과성 및 점착력과 같은 4개의 카테고리가 있다.

점착성 대량 분말의 짐을 배출하는 것은 긴 시간을 요하고 진동기의 넓은 사용 또는 공압 시스템을 사용하여 중력 하적이 조력한다 하여도 하적의 문제점을 보인다. 이러한 조력된 하적 방법은 통상 먼지 문제를 발생시킨다. 종종, IMC에 저장된 모든 분말을 배출하기 위한 많은 노력에도 불구하고, 사실상 짜투리들은 사용 불가능한 라이너로 남는다.

미국 특허 제3,999,741호는 컨테이너에 액체를 부가하고 분산으로 안료를 옮김으로써 벌크 컨테이너로부터 안료를 하적하는 방법을 교시한다.

독일 특허 공개 제34 29 167호는 진동 요소 상에 컨테이너를 위치시켜서 (큰 백과 같은) 가요성 컨테이너를 하적하기 위한 방법 및 장치를 교시한다.

미국 특허 제4,781,513호는 지면 위의 아스팔트와 같은 벌크 재료를 하적하 고 펼치기 위한 장치를 교시한다.

미국 특허 제4,875,811호, 제5,096,336호 및 제5,387,047호는 관련된 발명을 교시한다. 각각의 발명은 공압 운반 장치를 사용하여 벌크 컨테이너를 하적하기 위한 것이다. 이러한 발명에서 교시된 장치 및 공정에서, 폴리카보네이트 수지와 같은 벌크 재료는 적절한 저장 설비로의 공압 운반을 위해 미립자 재료를 낮은 호퍼로 공급하는 회전식 밸브로 가요성 도관을 통해 향한다.

미국 특허 제4,301,943호는 벌크 컨테이너로부터 멜라민 분말을 하적하기 위한 컨테이너 및 프로세스를 교시한다. 본 발명에 따르면, 멜라민 분말은 호퍼부, 연결부 및 회전식 펌프 조립체를 갖는 배출 장치를 통해 하적되는데, 각도, 높이 및 개구 직경의 일정한 호퍼 크기가 요구된다.

본 발명은 안료 이산화 티타늄과 같은 점착성 벌크 분말에서도 충분히 효과적인 하적 시스템을 제공한다.

본 발명은 벌크 하적 시스템에 관한 것으로서,

(a) 구조 프레임 상에 장착된 마루와 주위벽과 폐쇄된 전방 단부 및 적어도 부분적으로 개방된 후방 단부를 갖는, 컨테이너를 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 수단을 갖는 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 벌크 컨테이너와,

(b) 선택적으로 벌크 분말이 밀봉된 컨테이너 내의 제거 가능한, 가요성 라이너와,

(c) 선택적으로 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착된 진동기와,

(d) 플랫폼 또는 컨테이너의 후방 단부 상에 장착되고 입구부 및 출구부를 가지며, 적어도 일부분은 공압 조절 멤브레인으로 라이닝된 매니폴드를 포함한다.

본 발명은 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대형 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하는 방법을 포함하는데, 상기 컨테이너는 구조 프레임 상에 장착된 마루와 주위벽과 폐쇄된 전방 단부 및 적어도 부분적으로 개방된 후방 단부를 가지고, 분말은 밀봉된 컨테이너 또는 컨테이너 내의 제거 가능하고 가요성의 라이너 내에 저장되고, 플랫폼은 컨테이너를 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 수단을 가지고, 선택적으로 진동기는 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되며,

(a) 입구부 및 출구부를 가지며, 적어도 일부분은 가스 공급 수단을 갖는 공압 조절 멤브레인으로 라이닝된 매니폴드를 컨테이너의 후방 단부로 연결하는 단계와,

(b) 분말이 라이너 내에 저장되었을 때, 매니폴드의 상판의 개구에 의해 노출된 라이너를 절개하는 단계와,

(c) 컨테이너를 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 단계와,

(d) 멤브레인에 가스를 공급하여 공압 조절 멤브레인를 작동시키는 단계를 포함하고, 경사 각도가 고정되어 있고 벌크 분말의 정지 각도보다 작으면 진동기가 작동한다.

도1a는 구조 프레임, 채널 리브 및 도어를 갖는 통상적인 IMC의 절단된 도면 을 도시한다.

도1b는 후방 프레임 채널에 삽입된 바아를 가지고 본 발명의 매니폴드를 부착한 통상적인 IMC의 개방한 후방 단부를 도시한다.

도2a, 도2b 및 도2c는 본 발명에서 사용된 매니폴드를 위한 임의의 통상적 구조를 도시한다.

도3은 본 발명에 따른 진동기의 배치를 도시한다.

도4a 및 도4b는 본 발명의 효과적인 진동기 작동 순서를 도시한다.

본 발명은 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기에 적합한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 벌크 점착성 분말의 하적에 특히 유용하다.

벌크 컨테이너는 선로, 컨테이너 선박 또는 트럭에 의해 벌크 재료를 운반하기 위해 사용되는 일괄 컨테이너로 알려진 컨테이너를 포함한다. 본 발명에서는, 통상 COFC 또는 IMC로 알려진 표준식 제거 가능한 컨테이너를 사용하는 것이 바람직하다.

운반에 있어서, 벌크 재료는 가요성 플라스틱 라이너 또는 백에 담기는 것이 통상적이지만 필수적인 것은 아니다. 이러한 라이너는 통상 비닐 또는 폴리에틸렌으로 제조된다. 통상적으로 라이너가 사용될 때, 먼저 라이너가 컨테이너 내에 위치된 다음, 운반될 분말로 충전된다. 라이너는 분말을 오염으로부터 보호하고 또한 IMC를 분말에 의한 오염으로부터 보호한다. 통상 라이너 없이 이루어지는 선적은 희생될 컨테이너를 사용하여 이루어진다.

본 발명에서는 라이너가 요구되지 않지만 만일 사용된다면, 그 라이너는 표준 라이너로서 지칭된는 것이다. 표준 라이너는 점착성 분말과 함께 사용되기 위해 개조된 것이 아니다. 사실상, 본 발명은 진동기의 도움으로 또는 도움 없이 표준 라이너로부터 안료 이산화 티타늄과 같은 높은 점착성의 분말일지라도 배출하도록 한다. 대조적으로, 기포 라이너와 같은 특수 라이너는 통상 점착성 분말의 운반을 위해 요구된다.

도1a에 도시된 바와 같이, IMC's는 측벽(1), 천장(2), 및 구조 프레임(4) 상에 장착된 마루(3)로 구성된다. 마루부 및 종종 상부에서, 구조 프레임은 통상 금속으로 제조된 횡단 부재(5)를 갖는다. 마루는 통상 나무로 제조된다. 구조 프레임은 금속 또는 다른 강성 프레임으로 제조된다.

IMC는 2개의 단부를 갖는다. 통상 후방 단부로 지칭되는 컨테이너의 일 단부는 도1a의 6으로 도시된 바와 같이 운반 중에 닫혀있는 한 쌍은 문이다. 개방되었을 때, 문은 도1b에 도시된 바와 같이 개방된 또는 부분적으로 개방된 후방 단부를 보인다. 선적시에, 문은 폐쇄되고 판지 벌크헤드는 컨테이너의 후방 단부의 개구를 막는다. 이러한 벌크헤드는 구조 프레임의 후방 채널 안쪽으로 삽입되는 강철 또는 목재 바아(7)에 의해 지지될 수도 있다. 도1b에서, 본 발명의 호퍼 형상의 매니폴드(8)는 컨테이너의 후방 단부의 개구의 약 1/3을 덮는 지지 부재(9)에 의해 컨테이너의 후방 단부에 부착된다.

다시 벌크헤드는 가요성 라이너를 지지한다. 벌크헤드는 그 안에 개구는 갖는데, 라이너가 절개되면 분말은 그 개구를 통해 배출된다.

라이너는 통상 가요성 호스 연장부를 사용하여 그 상부에 있는 개구를 통해 충전된다. 일단 충전되면, 라이너의 상부 또는 연장부는 폐쇄된다. 라이너를 충전하도록 하는 컨테이너의 형상은 본 발명에서 중요하지 않다.

선적된 벌크 컨테이너가 그 목적지에 도착하면, 벌크 분말이 중력 배출되도록 컨테이너를 기울일 수 있는 플랫폼 상에 위치된다. 플랫홈은 고정식 또는 이동식일 수 있다. 분말이 배출되기 전, 사용될 라이너는 벌크헤드의 개구를 통해 분말이 배출되도록 절개된다.

본 발명은 벌크 하적 시스템에 관한 것으로서,

본 발명에서 유용한 매니폴드는 벌크 분말이 한 지점에서 다른 지점으로 운반되는 다양한 적용예에서 사용될 수 있다. 이것은 구조는 간단하지만, 점착성 분말일지라도 벌크 분말을 액체와 같은 손쉬운 유동으로 배출할 수 있다. 벌크 분말의 대부분이 매니폴드의 공압 조절 멤브레인과 접촉하지 않고 또한 본 발명의 하적 시스템이 점착성 분말을 짜투리가 있다하더라도 미량을 남기며 신속히 비우도록 하기 때문에, 본 발명의 조합이 벌크 분말 하적에 매우 효과적인 것은 놀랍다.

이산화 티타늄과 같은 점착성 분말과 함께 사용되었을 때, 매니폴드는 공압 조절 멤브레인이 작동하는 동안 분말이 배출되도록 하지만, 맴브래인으로 가스 또는 공기 공급이 중단되면 유동은 정지하거나 난류가 된다.

매니폴드에 관해, 그 크기 및 형상은 중요하지 않다. 매니폴드의 개구 형상이나 벌크헤드의 형상은 본 발명에서 중요하지 않다. 다양한 개구의 형상 및 크기와 매니폴드의 형상 및 크기는 벌크 컨테이너 또는 운반 현장에서 사용되는 설비에 적합하도록 구성될 수 있다.

실용성을 위해 본 발명의 매니폴드는 조절될 수 있는 크기 및 형상이어야 한다. 호퍼 형상의 매니폴드가 바람직하다. 그것은 입구가 출구보다 큰 수렴 벽부이다. 매니폴드의 입구부는 컨테이너의 후방 단부와 연결되어 있다. 분말은 하적될 때 입구부를 통해 컨테이너로부터 출구부를 통해 배출된다. 예컨대, 도2a, 도2b 및 도2c에서 도시된 다양한 형상과 같이 입구로부터 출구로 수렴하는 벽부를 갖는 호퍼 형상의 매니폴드는 분말의 유동 방향을 제어할 수 있다. 또한, 출구부(11)는 표준 호스 재료에 맞는 치수로 설계되는 한편, [도2a, 도2b 및 도2c에서 각각 입구(10)와 지지 부재(12, 13, 14)를 포함하는] 입구부는 입구가 라이너의 벌크헤드의 개구를 완전히 덮고 임의의 지지 부재는 매니폴드를 적절히 지지할 수 있도록 구성되는 크기이다.

본 발명에서 유용한 매니폴드는 도2a, 도2b 및 도2c에서 도시된 바와 같은 공압 조절 멤브레인(15)을 사용한다. 여기서 사용된 바와 같은 "공압 조절 멤브레인"이라는 용어는 공기 또는 다른 적합한 가스가 공급되는 다공성 표면을 의미한다. 이러한 재료는 종종 투과성 매체/멤브레인으로 불린다. 본 발명의 공압 조절 멤브레인에 사용되는 양호한 재료는 상표명 DYNAPORE 및 TRANSFLOW 하에 제조된 것과 같은 미공성 멤브레인 재료이다. 미공성 멤브레인 재료는 0.030㎜ 이하의 직경을 가지고 상호 밀접하게 이격된 다수의 작은 구멍들을 포함한다. 가스가 멤브레인을 통과하는 통로는 비틀려 있으므로 가스 유동에 상당한 저항이 된다. 이러한 멤브레인은 직물 펠트, 폴리머, 소결 금속 또는 금속 적층체로부터 형성될 수 있다.

본 발명에서 사용되기 적합한 다른 투과성 매체/멤브레인은 파이프 또는 호퍼의 벽을 따르는 분말의 유동을 유지하기 위해 펄스 압축된 공기의 모멘텀을 사용하는 에어 스위프 또는 에어 패드와 같은 유동 증진 장치를 포함한다. 에어 스위프 또는 에어 패드의 제조자는 미어렌(Myrlen) 및 솔리마(Solimar)를 포함한다.

공압 조절 멤브레인은 특정 분말의 요구 조건을 만족시키도록 선택될 수 있다. 멤브레인으로의 가스 유동율은 특정 분말을 배출하기에 적합하도록 조절될 수 있다. 최적의 가스 유동율 및 멤브레인 선택은 실험으로 알 수 있다. 유동 조절에 의해 생성된 먼지와 원하는 벌크 분말 배출율을 비교하여 선택이 이뤄질 수 있다.

공기 조절 멤브레인으로의 가스 유동은 압축기, 용해된 가스 저장 설비 또는 다른 압축 가스원에 의해 공기 또는 비활성 가스로서 공급될 수 있다. 압축기가 사용된다면, 압축기는 고정식 또는 이동식일 수 있고, 하적 플랫폼 또는 하적 설비에서 넓은 중심 위치에 배치될 수 있다.

멤브레인/분말 계면에서의 가스 유동은 분말의 유동화를 유발하기에 충분치 않기 때문에 멤브레인은 조절 멤브레인으로 불린다. 분말이 유동화되지 않는다는 사실에도 불구하고, 멤브레인을 통한 가스 유동은 매니폴드 자체에서 뿐만 아니라, 컨테이너 내의 분말의 전체 중량을 통해서도 벌크 분말의 유동을 향상시킨다.

매니폴드는 컨테이너의 후방 단부 상에 장착되거나 플랫폼 상에 장착될 수 있다. 어느 경우에서나 매니폴드는 제거 가능하게 또는 견고히 장착될 수 있다. 매니폴드는 입구부에 의해 컨테이너의 후방 단부에 제거 가능하게 장착되는 것이 양호하다. 이러한 연결 또는 장착은 신속할 필요가 없다. 예컨대, 매니폴드는 도2b에 도시된 바와 같이 후방 벌크헤드 및 매니폴드를 동시에 유압으로 지지하는 위치로 이동할 수 있는 대량 벌크헤드 지지판에 부착된다. 이러한 지지판은 힌지되거나 아니면 경사 플랫폼에 영구 장착될 수 있다. 매니폴드는 또한 많은 IMC's의 상부 코너부에 위치된 장착 구멍으로 후크 결합되는 것과 같이, 정위치로 상승되는 프레임에 장착될 수 있다. 이러한 지지의 오버헤드 수단을 사용하여, 매니폴드는 IMC 배출 개구 위의 위치로 걸릴 수 있다.

매니폴드의 입구부는 도2a, 도2b, 도2c 및 도1b에 도시된 바와 같이 지지 부재로 결합될 수 있다. 지지 부재는 매니폴드를 장착하기 위해 적합한 지지체를 제공하기에 필요한 크기 및 형상으로 변할 수 있다. 예컨대, 도1b에서, 지지 부재(12)는 컨테이너의 후방 단부의 전체 하부를 덮는다. 매니폴드의 지지 부재는 매니폴드를 컨테이너의 후방 단부로 연결하기 위해 간단히 플랜지이거나, 지지 부재는 컨테이너의 후방 단부를 완전히 덮는 크기일 수 있다.

높은 벌크 밀도를 갖는 분말 또는 라이너 없이 사용된 컨테이너에 있어서 또는, 하적될 분말의 정지 각도를 넘는 경사 각도를 사용하는 것이 바람직한 상황에 있어서, 컨테이너의 전체 후방 단부를 덮는 크기인 지지 부재는 또한 판지 벌크헤드를 강화한다.

컨테이너 문이 개방되었을 때 판지 벌크헤드가 부풀어지지 않게 유지하기 위해 제한 바아(도1a의 7)가 필요하다. 벌크 분말은 벌크헤드 상에 압력을 인가한다. 이 압력은 경사 하적 중에 증가된다. 제한 바아는 통상 수납 단부에서 버려지거나 폐기되므로 벌크 선적에 있어서 비용이 드는 품목이다.

컨테이너의 후방 단부 또는 전체 후방 벌크헤드 지지하고 덮는 크기인 지지 부재를 갖는 본 발명의 실시예는 제한 바아 및 그 설치 비용을 저감하거나 소거한다.

매니폴드는 그 지지 부재와 함께 컨테이너의 코너부의 리그점(rigging point)에 부착된다. 다르게는, 호퍼/지지 부재는 경사 스탠드 안쪽으로 조립된다. 즉, 제거 가능하게 또는 견고하게 플랫폼에 장착된다.

공압 조절 멤브레인에 대한 공기 또는 가스 서비스는 매니폴드 상의 서비스 포트를 통해 공급될 수 있다. 이 서비스 포트는 매니폴드 상의 임의의 편리한 위치에 위치될 수 있다.

선택적으로 컨테이너에는 진동기가 설치된다. 진동기의 사용은 컨테이너의 하적을 위해 필수적이지는 않지만, 어떤 상황에서는 유용하다. 예컨대, 전체 하적 작업을 통해 경사 각도가 벌크 분말의 정지 각도보다 작다면, 진동기는 분말이 매니폴드 쪽으로 "이동(walking)"하기에 유용하다. 이러한 동작은 분말이 컨테이너로부터 배출될 때 쥐구멍 및 다른 개구 영역의 형성을 없앤다.

진동기가 본 시스템에서 사용된다면, 적어도 3개의 진동기가 본 시스템에서 바람직하고 5개의 사용이 가장 바람직하다. 진동기는 도1, 도2 및 도3에서 도시된 바와 같이 컨테이너 마루 구조 프레임 채널 상에 견고히 장착된다.

진동기를 사용하는 컨테이너 하적에 있어서 다음과 같은 제안은 바람직하다. 3개의 진동기가 사용될 때, 2개의 진동기는 하나가 다른 하나에 대향하도록 쌍으로 장착된다. 제3 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 한 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착된다. 5개의 진동기가 사용될 때, 제1 쌍의 진동기는 컨테이너의 후방 단부에 있고 제2 쌍의 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 대략 중심에 장착되도록, 진동기가 장착된다. 제5 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 제2 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착된다. 도3은 5개 진동기에 대한 장착 패턴을 제안하고, 도4a는 5개 진동기에 대한 위치 패턴을 도시하고 도4b는 제안된 진동기의 작동 순서를 도시한다.

본 발명에서 사용된 플랫폼은 필수적으로 컨테이너를 기울이는 수단이다. 경사에 의해, 컨테이너의 전방 단부가 후방 단부 위로 상승된다. 경사 각도는 컨테이너의 기부와 지면 사이에 형성된 각도 또는 컨테이너의 기부와 플랫폼의 프레 임 사이에 형성된 각도이다. "경사 수단을 갖는 플랫폼"이라는 용어는 경사 구조, 램프, 제5 승강 휠, 경사 트레일러, 트럭 경사 플랫폼, 컨테이너를 후방 단부 또는 정기 경사 플랫폼 위로 감아 올리는 크레인 및 다른 수단과 같은 장치를 포함한다.

여기서 사용된 "점착성 분말"은 젤다트(Geldart) 분류에 따라 C 또는 A 타입으로 분류된다.

가스 유동과 상호작용하는 입자 시스템의 거동은 종종 젤다트에 의해 계발된 기준(1973년, 분말 기술 7권, 285쪽 내지 292쪽)을 사용하여 기술된다. 젤다트의 기준에서, 입자 조합은 그들의 평균 직경 및 입자 밀도에 의해 기술된다. 젤다트는 A, B, C 및 D로 식별되는 4개의 카테고리를 특정한다. 쌀의 낱알, 마른 모래 및 테이블 소금과 같은 크고 조밀한 입자(평균 크기가 0.150㎜ 이상)는 젤다트의 B 및 D로 분류된다. 이러한 재료는 다양한 수단에 의해 계량되고 손쉽게 운반될 수 있다. 작고 가벼운 입자는 C 및 A로 분류된다. 평균 입자 직경이 0.020㎜ 이하인 입자 시스템은 통상 그 밀도에 관계 없이 C 카테고리(또는 점착성)로 간주된다. 필수적으로 모든 안료는 상기 카테고리에 들어간다. 0.020㎜ 내지 0.150㎜ 사이의 평균 직경을 갖는 입자 시스템은 입자간 힘과 가스 유동과의 상호 작용에 영향을 주는 그들의 밀도 및 다른 요소들에 따라 C 또는 A 카테고리(기포성)로 분류된다. 기포성인 입자 시스템은 종종 역방향 가스 유동으로 유동화될 수 있고, 유체와 같은 상태로 계량되고 운반될 수 있다. 그러나, 유동화를 위해 요구되는 가스 유동율은 상당하므로, 먼지 문제 및 가스 공급 한계에 이른다. 또한, 상업적으로 유리한 분말의 작은 부분만이 사실상 기포성이다.

젤다트 그룹 "A" 및 "C" 에 있는 벌크 분말에 있어서, 점착력은 주된 쟁점이 된다. 입자들은 중력에 의한 압축력, 진동 및 시간 경과에 따른 침강에 응답하여 서로 부착한다. 이러한 점착력은 분말이 IMC 및 임의의 관련된 배출 호퍼 내에 호 및 쥐구멍을 형성하도록 하기에 충분하다. 어떤 상황에서는, 이러한 자가 지지 분말 구조가 수 피트 폭일 수도 있어서 중력만으로 임의의 폐쇄된 수렴 호퍼를 통해 IMC를 하적하기에 불가능하게 만들기도 한다. 배출 시도 중에 전개되는 분말 구조의 강도 및 크기는 배출 호퍼의 형상에 영향을 받는다. 얕은 호퍼는 IMC 비움을 완료할 때 코너부 또는 다른 곳에 잔류하는 쥐구멍 및 정체 영역(짜투리)의 형성을 조장하기 쉬운 응력 분포를 분말의 벌크에 생성한다. 이러한 문제는 종종 길고 경사진 측부를 갖는 호퍼를 사용함으로써 감소될 수 있다. 그러나, 이러한 호퍼는 크고 부피가 크기 때문에 IMC를 하적하기에 실용적이지 못하다. 또한, 얻을 수 있는 경사 각도의 범위를 제한하기도 한다. 안료 이산화 티타늄과 같은 매우 높은 벽부 마찰력을 갖는 분말은 극도로 가파른 호퍼를 요하고 특별한 시도를 취하게 한다.

몇몇 점착성 분말은 컨테이너의 후방쪽으로 즉시 미끄러지지 않는다. 그들은 또한 컨테이너의 전방과 후방 사이에서 자가 지지 파일 또는 부분적으로 다른 구조를 형성한다. 보다 가파른 각도로 컨테이너를 기울이는 것은 종종 전방 대 후방 유동을 개시하기에 충분하지만, 과도하게 가파른 각도는 경사 장비의 설계 능력을 초과하고 컨테이너의 전방으로부터 퇴거되어 상당한 힘과 함께 후방쪽으로 떨어지는 주기적인 "산사태"를 유발하여, 배출 호퍼 영역에서 분말이 바람직하지 못하 게 압밀되도록 한다. 또한, (안료와 같은) 높은 마찰 분말은 IMC의 라이너에 대해 끌리기 쉬우며, IMC가 과도하게 경사지면 그 정점으로부터 찢어져서 손실될 수 있다.

종래의 호퍼 설계는 하적 문제 해결의 방법을 제시하지 않았다. 예컨대, 호퍼가 넓고 높게 되면서, 그 출구 밸브는 커지게 되어, 컨테이너 내의 정위치에 끼워 맞춤되고 호퍼를 취급하기에 점점 더 어렵게 되었다. 호퍼는 일반적으로 그 입구 직경으로부터 출구 직경으로 수렴한다. 만일 그 수렴도가 매우 급하다면(짧고 얕은 호퍼 형성), 상기 문단에서 기술된 배출 문제점이 예상될 수 있다. 만일 그 수렴도가 매우 완만하다면(길고 가파른 측부를 갖는 호퍼 형성), 배출 문제점은 감소되지만, 호퍼는 매우 크고 취급하기 어렵게 된다. 또한, 가파른 측부를 갖는 호퍼에 있어서, 호퍼는 종래의 장치를 갖는 경사 하적 중에 지면과 접촉하거나 구조를 지지할 수 있다.

본 발명은 종래 기술에 따른 하적 처리에서 공통적인 이러한 문제점을 방지하는, 벌크 컨테이너 하적 방법을 제공한다.

본 발명은 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법을 제공하는데, 컨테이너는 구조 프레임 상에 장착된 마루와 주위벽과 폐쇄된 전방 단부 및 적어도 부분적으로 개방된 후방 단부를 가지고, 분말은 컨테이너 또는 컨테이너 내의 제거 가능한, 가요성 라이너에 저장되고, 플랫폼은 컨테이너를 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 수단을 가지고, 선택적으로 진동기는 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되며, 경사 각도가 고정되어 있고 벌크 분말의 정지 각도보다 작으면 진동기가 작동한다는 조건으로

(d) 멤브레인에 가스를 공급하여 공압 조절 멤브레인를 작동시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 방법과 시스템에 있어서, 경사 각도가 고정되어 있지 않고 벌크 분말의 정지 각도보다 작지 않다면, 진동기의 사용은 불필요하다. 경사 각도가 고정되면 하적 작동 중에 경사 각도가 증가될 수 없는 것을 의미하고, 경사 각도가 벌크 분말의 정지 각도보다 작다면 전략적으로 위치된 진동기가 분말을 매니폴드 방향으로 "이동(walk)"하도록 사용될 수 있다. 승강 각도가 벌크 분말의 정지 각도보다 작을 때, 컨테이너의 전방 단부 근처의 벌크 분말은 매니폴드 쪽으로 이동하지 않고 매니폴드 쪽으로 이동하는 분말 덩어리로부터 사실상 분리될 수 있다. 분말의 적어도 약간의 부분이 공압 조절 멤브레인의 영향으로 유동하는 분말 덩어리와 접촉해야 하는 것이 벌크 분말의 신속하고 완전한 배출 모두에 최선의 결과처럼 보인다. 공압 조절 멤브레인의 영향으로 유동하는 분말 덩어리로부터 분리되는 이러한 분말은 경사 각도를 정지 각도보다 더 큰 각도로 증가시키거나 분말의 이동 에 조력하는 진동기를 사용하여 컨테이너의 전방 단부로부터 아래로 흐르도록 촉진될 수 있다. 진동기의 사용은 분말의 이동을 조력한다. 진동기가 작동하는 진동수는 배출된 분말의 성질에 달려있다.

진동기의 상용이 필수적인 상황의 예는 20°이하의 경사 각도로 이산화 티타늄 안료를 하적하는 것이다. 이러한 경우에 5개의 진동기가 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되는 것이 양호한데, 제1 쌍의 진동기는 컨테이너의 후방 단부에 있고 제2 쌍의 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 대략 중심에 장착되고 제5 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 제2 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착되도록, 진동기가 장착된다. 진동기는 연속적 패턴으로 작동된다. 제1 패턴에서, 제5 진동기, 제2 쌍의 진동기 및 제1 쌍의 진동기 중 하나만이 함께 작동된다. 제2 패턴에서, 제5 진동기, 제2 쌍의 진동기 및 제1 쌍의 진동기 중 다른 하나가 함께 작동된다. 진동기의 양호한 배치가 도3에 도시되어 있고, 작동의 연속 패턴은 도4a 및 도4b에서 도시되어 있다. 도3에서, 컨테이너의 지지 부재(4) 및 횡단 부재(5)가 진동기 장착 위치 역할을 한다. 이것은 진동 에너지를 컨테이너의 마루에 집중시킨다. 진동기는 도면에서 그늘진 박스로 도시되었다. 본 발명에 따른 진동기는 컨테이너의 외부에 위치되고 컨테이너 마루 아래의 지지 프레임의 횡단 부재 및 무거운 채널 레일에 부착된다.

작동 순서는 컨테이너 마루의 지지하는 구조 프레임 아래에서 바라본 도식적 시각으로 도4a 및 도4b에 나타나 있다. 이 도면에서, 1은 컨테이너의 후방 단부를 나타내고, 2는 횡단 부재(3)를 갖는 마루 구조 프레임을 나타내고, 진동기는 a, b, c, d 및 e로 도시되어 있다. 작동 패턴에서, 구동력은 그림자진 영역에서의 진동기에만 제공된다. 일 패턴에서, 구동력은 진동기(a, b, c 및 d)에 제공된다. 다른 패턴에서, 구동력은 진동기(a, b, c 및 e)에 제공된다. 하적중에 이러한 패턴이 교호된다. 작동이라는 용어는 진동기가 진동하는 것을 의미한다. 진동기로의 구동력은 전기 또는 공기일 수 있다. 본 발명에서 유용한 통상적인 진동기는 Vibco사에서 제조된 모델명 570 및 2000과 같은 진동기를 포함한다.

본 발명에 따르면, 경사 각도가 벌크 분말의 정지 각도 이상이 되도록 컨테이너를 올려서 진동기의 사용을 완전히 피할 수 있다. 이것을 위한 한 방법은 경사 각도를 벌크 분말의 정지 각도와 적어도 동등하도록 설정하고, 분말이 배출될 때 경사 각도를 증가시켜 분말이 배출되도록 하는 것이다. 이러한 공정은 덩어리가 컨테이너의 마루보다 판지 벌크헤드에 의해 더 많이 지지되도록 분말이 그 덩어리를 이동하도록 한다. 분말이 조절 멤브레인의 영향으로 컨테이너 외부로 유동할 때, 더 많은 분말이 컨테이너 외부로 유동하는 분말을 대체하는 조절 영역으로 유동한다. 이렇게 조절된 유동은 분말이 완전히 배출될 때까지 지속될 것이다.

이러한 가변 경사 각도의 사용은 작은 한정된 시간만큼 분리되는 간격으로 달성될 수 있으며, 지속적이도록 작고 점진적인 단계이다. 각도가 증가하는 비율은 하적될 특정 벌크 분말에 있어서 어떠한 작업이 최선인가에 달려 있다. 분말이 플라스틱 내부 라이너에 형성된 절첩부에 갇히게 된다면, 이 분말을 일소하기 위해 단일 진동기가 사용될 수 있다.

컨테이너를 하적하기 위한 2번째 방법은 (c) 단계에서 컨테이너가 벌크 분말을 배출하기 위해 정지 각도보다 더 큰 각도로 즉시 경사지도록 단일 작동으로 컨테이너를 기울이는 것이다. 이러한 상황에서는, 컨테이너의 후방 단부를 완전히 덮는 상부를 갖는 매니폴드를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 판지 벌크헤드의 손상을 피한다. 이산화 티타늄 분말과 같은 매우 점착성의 분말을 신속히 하적하기 위해, 본 방법의 마지막 실시예가 양호하다.

본 시스템 및 방법은 임의의 벌크 분말에서 사용될 수 있다. 라이너가 벌크 컨테이너에 사용될 때, 이 라이너는 임의의 타입일 수 있다. 본 시스템 및 방법의 특징적 장점은 하적될 벌크 분말이 매우 점착성일지라도 표준 라이너 및 장비가 사용될 수 있다는 점이다.

후속하는 예 및 도면은 특정한 예 또는 도면에 본 발명을 한정하지 않고 본 발명을 설명하기 위한 것이다.

예

후속하는 예는 본 발명의 시스템의 사용을 설명한다. 이산화 티타늄 안료 21톤을 포함하는 표준 라이너를 갖는 IMC가 화물 선박에서 2 내지 3주의 수송 시간 후에 하적되었다. 이 시험에서 사용된 안료의 정지 각도는 37°내지 38°이다.

도착지에서, 컨테이너 문이 개방되고 본 발명에 따른 매니폴드는 IMC의 후방 단부에 연결된 투과성 매체/멤브레인으로 라이닝된다. 이 실시예에서, 공압 조절 멤브레인은 미공성 멤브레인인 TRANSFLOW이다. (TRANSFLOW는 펜실베니아주 먼시에 있는 영 산업의 상표명이다.)

안료 분말이 판지 벌크헤드 내의 개구를 통해 배출되도록 후방 문이 개방되고 라이너를 절단함으로써 하적을 위한 컨테이너가 준비된다. 공압 멤브레인으로의 공기 공급이 시작되고 컨테이너는 정지 경사 플랫폼을 사용하여 35°내지 40°의 각도로 경사진다. 컨테이너는 분당 5미터톤의 속도로 하적된다. 하나의 진동기가 짜투리를 일소하기 위해 사용되지만, 진동기는 최초 하적 작동에서는 사용되지 않는다. 임의의 안료 분말이 잔류하는지를 알아보기 위해 라이너가 제거된다. 라이너의 절첩부에 갇힌 100파운드의 이하의 부분만을 제외하고는 모든 안료 분말이 하적되었다.

Claims

(a) 구조 프레임 상에 장착된 마루와 주위벽과 폐쇄된 전방 단부 및 적어도 부분적으로 개방된 후방 단부를 가지고, 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 수단을 갖는 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 벌크 컨테이너와,

(b) 벌크 분말이 밀봉된 컨테이너 내에 있는 선택적인 제거 가능한, 가요성 라이너와,

(c) 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착된 선택적인 진동기와,

(d) 플랫폼 또는 컨테이너의 후방 단부 상에 장착되고 입구부 및 출구부를 가지며, 적어도 일부분은 가스 공급 수단을 갖는 공압 조절 멤브레인으로 라이닝된 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 매니폴드의 입구부는 지지 부재에 결합된 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제2항에 있어서, 지지 부재는 컨테이너의 후방 단부를 완전히 덮는 크기인 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 가스 공급 수단은 휴대식 압축기, 고정식 압축기 또는 압축 가스 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 매니폴드는 컨테이너의 후방 단부에 제거 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 매니폴드는 플랫폼에 제거 가능하게 또는 견고하게 장착되는 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 적어도 3개의 진동기가 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되는데, 2개의 진동기는 그 중 하나가 다른 하나에 대향하도록 쌍으로 장착되고, 제3 진동기는 컨테이너의 전방 단부와 상기 한 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 5개의 진동기가 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되는데, 제1 쌍의 진동기는 컨테이너의 후방 단부에 있고 제2 쌍의 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 대략 중간에 장착되고 제5 진동기는 컨테이너의 전방 단부와 제2 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착되도록, 진동기가 장착되는 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 공압 조절 멤브레인은 미공성 멤브레인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
제1항에 있어서, 매니폴드는 호퍼 형상인 것을 특징으로 하는 벌크 하적 시스템.
플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법이며, 상기 컨테이너는 구조 프레임 상에 장착된 마루와 주위벽과 폐쇄된 전방 단부 및 적어도 부분적으로 개방된 후방 단부를 가지고, 분말은 컨테이너 또는 컨테이너 내의 제거 가능한 가요성 라이너에 저장되고, 플랫폼은 컨테이너를 약 0°에서 적어도 40°까지의 각도로 기울이는 수단을 가지고, 선택적으로 진동기는 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되며,

(a) 입구부 및 출구부를 가지며, 적어도 일부분은 가스 공급 수단을 갖는 공압 조절 멤브레인으로 라이닝된 매니폴드를 컨테이너의 후방 단부로 연결하는 단계와,

(b) 분말이 라이너 내에 저장되었을 때, 매니폴드 상판의 개구에 의해 노출된 라이너를 절개하는 단계와,

(c) 컨테이너를 0°와 적어도 40°사이의 각도로 기울이는 단계와,

(d) 멤브레인에 가스를 공급하여 공압 조절 멤브레인를 작동시키는 단계를 포함하고, 경사 각도가 고정되어 있고 벌크 분말의 정지 각도보다 작으면 진동기가 작동한다는 조건을 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 입구부는 지지 부재에 결합된 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 지지 부재는 컨테이너의 후방 단부를 완전히 덮는 크기인 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 가스 공급 수단은 휴대식 압축기, 고정식 압축기 또는 압축 가스 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 매니폴드는 호퍼 형상인 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 매니폴드는 컨테이너의 후방 단부 상에 제거 가능하게 장착됨으로써, 컨테이너의 후방 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 매니폴드는 플랫폼 상에 제거 가능하게 또는 견고하게 장착됨으로써, 컨테이너의 후방 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, (c) 단계에서 컨테이너는 벌크 분말의 정지 각도와 동등한 각도로 경사지고, 분말이 배출될 때 진동기를 사용하지 않고 분말을 배출하도록 하는 간격으로 경사 각도가 증가되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 경사 각도는 정지 각도 이하이고, 적어도 3개의 진동기가 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되는데, 2개의 진동기는 그 중 하나가 다른 하나에 대향하도록 쌍으로 장착되고, 제3 진동기는 컨테이너의 전방 단부와 상기 한 쌍의 진동기 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 경사 각도는 정지 각도 이하이고 5개의 진동기가 컨테이너 마루 구조 프레임 상에 장착되며, 제1 쌍의 진동기는 컨테이너의 후방 단부에 있고 제2 쌍의 진동기는 컨테이너의 전방 단부 및 후방 단부 사이의 대략 중간에 장착되고 제5 진동기는 컨테이너의 전방 단부 사이의 위치에서 컨테이너 마루 중심선을 따라 컨테이너 마루 구조 프레임의 횡단 부재 상에 장착되도록 진동기가 장착되고, 진동기는 연속적 패턴으로 작동되는데, 제1 패턴에서, 제5 진동기, 제2 쌍의 진동기 및 제1 쌍의 진동기 중 하나만이 함께 작동된 다음, 제2 패턴에서, 제5 진동기, 제2 쌍의 진동기 및 제1 쌍의 진동기 중 다른 하나가 함께 작동하는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, (c) 단계에서 컨테이너는 벌크 분말을 배출하기 위해 정지 각도보다 더 큰 각도로 즉시 경사지는 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.
제11항에 있어서, 공압 조절 멤브레인은 미공성 멤브레인 재료로 형성된 것을 특징으로 하는, 플랫폼 상에 제거 가능하게 장착된 대량 벌크 컨테이너로부터 벌크 분말을 하적하기 위한 방법.