專利名稱：將液體輸入容器的供給系統(tǒng)的制作方法
將液體輸入容器的供給系統(tǒng)特別地用于物質(zhì)的后續(xù)穩(wěn)定處理，這種物質(zhì)通常存放在容器或貯存箱內(nèi)，其特征是，有較明顯的非預(yù)期化學(xué)反應(yīng)，例如提前聚合或其他物理反應(yīng)，例如結(jié)晶的傾向。
已知一定的固態(tài)或溶液狀態(tài)的物質(zhì)或物質(zhì)的化合物適合于使在某一非預(yù)期的時(shí)刻起反應(yīng)的可聚合物質(zhì)重新穩(wěn)定。這些物質(zhì)可以用常規(guī)的方式方法加入貯存物中，接著用對(duì)于貯存箱裝置常用的、用來(lái)抽出和注入的泵與貯存物混合。這里缺點(diǎn)是，泵本身可能是會(huì)引起泵的堵塞的提前聚合的起點(diǎn)。因此在一定情況下不再能完成混合任務(wù)。其次缺點(diǎn)是對(duì)用來(lái)驅(qū)動(dòng)泵的外界能源的依賴性，在緊急情況下或偶然可能無(wú)法提供能源，使得不能進(jìn)行穩(wěn)定液的加入。
因此為了不依賴于外界能源，也采用通過(guò)吹氣的混合方法。缺點(diǎn)是，為此必須在貯存箱內(nèi)或上設(shè)置附加的內(nèi)置零件。通常這種內(nèi)置零件牢固地固定在貯存箱上，以便在正常運(yùn)行時(shí)不受到損壞或掉下。為了可以發(fā)揮作用，也就是說(shuō)為了達(dá)到好的混合效果，用來(lái)壓入氣體的內(nèi)置零件通常位于貯存箱底部附近。如果這一內(nèi)置零件未處于使用狀態(tài)，反應(yīng)物質(zhì)可能會(huì)進(jìn)入該內(nèi)置零件，由于那里物質(zhì)交換少它緩慢地聚合，使得在必要情況下無(wú)法用來(lái)供給氣體。因此常常要通過(guò)這個(gè)管道輸入小的氣流，以使管道保持暢通。但是這種氣流同樣需要儀表監(jiān)控，以抑制貯存在貯存箱內(nèi)的液體回流，保持管道的暢通。這種結(jié)構(gòu)為了使它能夠可靠地完成假想的任務(wù)被證明是成本高昂的。
EP-B0064628介紹了一種通過(guò)在一封閉的反應(yīng)容器內(nèi)輸入阻聚劑溶液以緊急停止聚合反應(yīng)的裝置。輸入在容器下部區(qū)域通過(guò)一用易裂圓盤封閉的連接法蘭進(jìn)行。在該法蘭上裝一通向上法蘭的折彎的立管(steigleitung)，上法蘭上連接一壓縮空氣管。立管灌注著阻聚劑溶液，在必要情況下通過(guò)壓縮空氣在高壓下將阻聚劑溶液壓入容器內(nèi)。這里壓縮空氣來(lái)自于壓縮空氣瓶，它通過(guò)壓縮空氣管道與立管連接。
由于阻聚劑溶液緊挨著容器，特別是在危險(xiǎn)的情況下阻聚劑溶液本身在輸入容器之前就已經(jīng)受到損壞，使它不再能完成其固有的功能。此外存在這樣的危險(xiǎn)，在已知的易裂圓盤安裝時(shí)提前破裂，并使裝在貯存箱內(nèi)的單體無(wú)法使用。由此引起的貯存裝置的污染由于阻聚劑高的有效性需要隨后長(zhǎng)時(shí)間的清理工作。
其次立管內(nèi)的阻聚劑溶液的控制很費(fèi)事，因?yàn)闉榇吮仨毰趴樟⒐懿⒅匦卵b灌。特別是如果存在多個(gè)容器時(shí)，這有很大的缺點(diǎn)。最后存在這樣的危險(xiǎn)，如果溫度急劇下降的話，阻聚劑溶液會(huì)結(jié)冰。
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種將液體輸入設(shè)有輸入管道的容器的供給系統(tǒng)，它既可靠又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且只需少量投資費(fèi)用。
這個(gè)目的通過(guò)一用來(lái)將液體輸入設(shè)有輸入管道的容器的供給系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有一裝灌液體的貯存腔和一可與該貯存腔連接的壓縮空氣貯存器。按本發(fā)明貯存腔和壓縮空氣貯存器相互緊靠地設(shè)置在一起，貯存腔在必要情況下可通過(guò)連接件與輸入管道連接。
該供給系統(tǒng)可以在任何時(shí)間安裝在容器上或卸下來(lái)。由此可以方便地進(jìn)行有規(guī)律的功能檢驗(yàn)。由于供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)它可以不作結(jié)構(gòu)尺寸的改變地用在具有不同容量的容器上。
在按本發(fā)明的供給系統(tǒng)中液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)加入貯存物中并同時(shí)使物質(zhì)與貯存物混合。處于提高的壓力之下的流體可以進(jìn)入容器內(nèi)以使位于容器內(nèi)的物質(zhì)穩(wěn)定，并且這種流體可以是氣體和液體的混合物。
下面說(shuō)明優(yōu)選結(jié)構(gòu)。
為了延長(zhǎng)向容器供給流體的持續(xù)時(shí)間在壓縮空氣貯存器和液體的貯存腔之間設(shè)有一減壓裝置，借助于該裝置作用在貯存腔上的壓縮空氣壓力可以這樣地減小，使得流體不超過(guò)希望的速度。這里在流體從貯存腔中擠出后跟隨流動(dòng)的壓縮空氣同樣不能超過(guò)一定的流動(dòng)速度，這一點(diǎn)也很重要，使得流出的壓縮空氣可以在裝灌貯存液的容器中用來(lái)混合容器中的液體。
貯存腔和壓縮空氣貯存器做成可行走的單元是有益的。
因?yàn)橘A存在貯存腔內(nèi)的流體至少部分留在輸入管內(nèi)，并且不通過(guò)壓縮空氣輸送給容器，如果到容器的輸入管長(zhǎng)度不超過(guò)500m并且出于安全的原因至少為10m，那么保持緊湊的供給系統(tǒng)有好處。
為了在流體輸入處于容器中的貯存液時(shí)得到良好的混合，如果貯存容器內(nèi)的壓力不超過(guò)10bar，最好是6bar，是有益的。
在流體或壓縮空氣輸入處于容器內(nèi)的貯存液時(shí)通過(guò)形成比較大的氣泡進(jìn)行良好的混合。如果選擇太高的壓力，那么氣泡就很小，上升的氣泡的混合效果就差。
在輸入管內(nèi)比較小的壓力的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，供給系統(tǒng)借助于連接件即使在壓縮空氣貯存器打開的情況下也可以連接到容器的輸入管上，而為此不需要很大的力。
通過(guò)使將力傳遞到連接件上的有效直徑相對(duì)于液力直徑的傳遞比保持至少為2∶1，還可以使力進(jìn)一步減小。
在圖中表示一按本發(fā)明的供給系統(tǒng)。它們表示

圖1連接在容器上的供給系統(tǒng)的示意圖，圖2一可用手推動(dòng)的供給系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖3圖2中的供給系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)9°的側(cè)視圖，圖4圖2中所示供給系統(tǒng)的頂視圖。
圖1表示一與容器1連接的按本發(fā)明的供給系統(tǒng)的示意圖。容器1具有一帶一垂直的連接法蘭3的開口2。用來(lái)將流體加入容器1內(nèi)腔5的裝置的管子4通過(guò)此開口2伸出。
管子4在其位于內(nèi)腔5內(nèi)且在圖1中放大畫出的末端6上設(shè)有一用于破裂圓盤8的支架7。破裂圓盤8至少在操作情況下設(shè)置在容器貯存液內(nèi)容器底部附近，使得通過(guò)輸入氣體由于上升的氣泡形成向上的氣流，它通過(guò)箭頭A表示。這一在管子4區(qū)域內(nèi)的上升氣流在相鄰區(qū)域內(nèi)也感應(yīng)出相應(yīng)的氣流，它們用箭頭B表示。
管子4在其另一端設(shè)有一支承法蘭9，以使其固定在容器1的法蘭3上，其中可以直接固定，也可以在采用一中間法蘭的情況下進(jìn)行。在此管4上連接一用于將流體輸入內(nèi)腔5的輸入管10。
按本發(fā)明的供給系統(tǒng)通過(guò)連接在管道法蘭9上的輸入管道10裝載待加入流體。在供給系統(tǒng)內(nèi)準(zhǔn)備了在一定壓力下的一定量的這種流體，并且只有在危險(xiǎn)情況下才連接到輸入管10上，為此設(shè)有連接裝置11,12。通常待加入的流體是一種液體，它裝在貯存腔13內(nèi)。該貯存腔13和一作用氣體瓶14形式的壓縮空氣貯存器固定連接。通過(guò)打開作用氣體瓶14液體首先從貯存腔13中壓出，并通過(guò)管子4加入貯存箱內(nèi)的貯存液中。后隨流動(dòng)的多余氣體通過(guò)由上升的氣泡產(chǎn)生的垂直氣流使貯存液和注入的流體劇烈混合。這里壓力容器在將要打開氣瓶時(shí)用快速連接器11、12連接在輸入管10上就足夠了。
快速連接器11,12通過(guò)軟管15與貯存腔13連接。貯存腔13內(nèi)有一取出管16，它以其一端幾乎伸展到貯存腔13的底部，其中另一端連接在軟管15上。貯存腔13裝灌著阻聚劑溶液17，但是在其上部區(qū)域有一用于與壓縮空氣貯存器14連接的壓縮空氣輸入管19的接頭18。
貯存腔13設(shè)有滾輪20,21和一把手22，因此供給系統(tǒng)可以用手推動(dòng)。
如果開動(dòng)供給系統(tǒng)，管子4內(nèi)便建立起壓力。如果達(dá)到對(duì)于使破裂圓盤破碎所需要的壓力，流體通過(guò)管子4進(jìn)入容器內(nèi)腔5。若隨后跟隨流動(dòng)的流體是液體和氣體的混合物，則隨后跟隨流入的氣體使壓入的液體與容器內(nèi)的貯存液混合。
圖2中表示供給系統(tǒng)的側(cè)視圖?？梢钥吹綕L輪20,21，其中滾輪20主要承擔(dān)供給系統(tǒng)的重量，滾輪21做成轉(zhuǎn)向輪。在貯存腔13上裝有把手22，以便更好地操作。
壓縮空氣貯存器14同樣裝在貯存腔13上，壓縮空氣貯存器通過(guò)一連接管道19與貯存腔13的上端連接。在它們中間裝有一減壓閥22，借助于它在高壓下離開壓縮空氣貯存器14的氣體卸荷到約6bar的恒定壓力。貯存腔13具有一注入口，其頂蓋24設(shè)有一安全閥。
關(guān)于圖3可以看到，供給系統(tǒng)不是在圖2中所示的約為9°的傾斜位置，而是表示成垂直位置。圖4中表示垂直的供給系統(tǒng)的頂視圖?？梢钥吹劫A存腔13、固定在它上面的壓縮空氣貯存器14，滾輪20,21和弓形把手22。軟管15繞貯存腔13卷繞，其末端設(shè)有一接頭12。該接頭12做成這樣，使得為了建立連接所需要的力可以通過(guò)一個(gè)直徑D施加，它相對(duì)于液力直徑d至少兩倍這么大。因此在規(guī)定的約6bar的壓力范圍內(nèi)即使在壓縮空氣貯存器已經(jīng)打開和因此隨之而來(lái)的對(duì)貯存腔13加壓時(shí)也可用手工完成軟管15與管道10的連接。
這里通過(guò)位于外部的管道25進(jìn)行流體排出，此管道容納在貯存腔底部的阻聚劑溶液。管道25與軟管15相連。
因?yàn)槿萘吭絹?lái)越大的大容器優(yōu)先采用具有正方形橫截面的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明優(yōu)選的應(yīng)用范圍是容量為20至1000m3的容器，相應(yīng)地垂直管長(zhǎng)為3至11米。總體而言連同合適的用來(lái)存放穩(wěn)定劑液體容器和合適的快速連接器提供了一種費(fèi)用低廉、工作可靠和無(wú)需保養(yǎng)的特別是用于活性物質(zhì)存放的供給系統(tǒng)。
本供給系統(tǒng)特別適于用來(lái)實(shí)現(xiàn)立即結(jié)束自由基聚合的方法，這種方法通過(guò)給自由基聚合系統(tǒng)添加含有吩噻嗪(PTZ)的阻聚劑溶液實(shí)現(xiàn)，其中阻聚劑溶液的溶劑至少有45％的重量由N-烷基-吡咯烷酮組成。這里N-烷基吡咯烷酮可以是N-甲基吡咯烷酮和/或N-乙基-吡咯烷酮。
其次如果阻聚劑溶液的吩噻嗪含量相對(duì)于阻聚劑溶液的重量至少為10％重量百分比，優(yōu)先為約45～55％重量百分比，是有利的。特別是如果自由基聚合系統(tǒng)是自由基聚合的(甲基)丙烯酸類單體物質(zhì)的話，本裝置可以特別優(yōu)良地使用，其中(甲基)丙烯酸類單體可以是(甲基)丙烯酸和特別是(甲基)丙烯酸酯。
用來(lái)立即結(jié)束自由基聚合所需要的吩噻嗪量取決于參與反應(yīng)的自由基的數(shù)量。試驗(yàn)表明，在大多數(shù)情況下，為了使聚合限制在不顯得危險(xiǎn)的限度內(nèi)，濃度在200至300ppm之間的吩噻嗪就足夠了。
對(duì)于50％吩噻嗪的N-烷基吡咯烷酮溶液直到-10℃的溫度為止對(duì)于實(shí)際應(yīng)用都有足夠的流動(dòng)性。其次確定，在溫度直止-20℃時(shí)不出現(xiàn)凍結(jié)。盡管如此溶液，從而還有供應(yīng)系統(tǒng)的存放應(yīng)該在加熱的倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行。這里不必采取關(guān)于爆炸危險(xiǎn)或失火危險(xiǎn)方面的特別措施。
在正常的貯存條件下50％的吩噻嗪的N-烷基吡咯烷酮溶液可貯存約五年。在六個(gè)月的時(shí)間內(nèi)60℃的溫度時(shí)在缺氧的條件下只起很小的變化。
由于濃度為250ppm的吩噻嗪足以使自由基聚合立即停止，所有各種大小容量的容器都可以用少量的供給系統(tǒng)加以防護(hù)。
下面的表1中表示關(guān)于各種容積和高度/直徑比(H/D)所需要的量，其中也給出了混合氣體量或混合時(shí)間。
表1
在表2中列出了50％的PTZ-溶液通過(guò)100米長(zhǎng)的水平管道用10米長(zhǎng)的上升管道在輸入壓力為6bar時(shí)的輸入時(shí)間。輸入持續(xù)時(shí)間少于總的供給持續(xù)時(shí)間。
表2中列出的為50升的流體輸入100立方米的容器和500升的流體輸入1000立方米的容器的輸入時(shí)間。這里考慮了對(duì)于100米長(zhǎng)的水平管道和10米長(zhǎng)的垂直管道的管道損失。輸入時(shí)間除了與管道長(zhǎng)度和直徑有關(guān)外還和定量供給的劑量有關(guān)，這里從這樣的看法出發(fā)，由于實(shí)際條件盡管提高管道的橫截面積大的定量供給劑量導(dǎo)致較長(zhǎng)的輸入時(shí)間。
表2
通過(guò)高的溶液濃度可以采用小的供給系統(tǒng)。為了保存吩噻嗪溶液最好采用由高級(jí)合金鋼組成的貯存腔，溶液雖然不侵蝕普通鋼，但是由于生銹可能會(huì)有影響。所采用的供給系統(tǒng)由于其重量小是可行走的。因此它可以存放在有防護(hù)的地點(diǎn)，并且在緊急情況下可以開赴現(xiàn)場(chǎng)。這對(duì)待保養(yǎng)費(fèi)用具有有利影響。對(duì)于具有多于一個(gè)容器的倉(cāng)庫(kù)一個(gè)或少量的供給系統(tǒng)就足夠了，由此與通常采用的每個(gè)容器單獨(dú)連接一個(gè)供給系統(tǒng)或者連接在一中央供給系統(tǒng)上相比投資費(fèi)用少。
對(duì)聚合的立即中止重要的是容器貯存物的良好混合。對(duì)此，如果氣體在比較小的質(zhì)量流量情況下輸入，以形成大的氣泡是有利的。在這種氣泡向表面上升時(shí)產(chǎn)生一種容器貯存液的穩(wěn)態(tài)對(duì)流。輸入氣體的壓力考慮限制在10bar以內(nèi)，最好是6bar。這里壓力的減小既可以通過(guò)專門的減壓閥在一定帶寬內(nèi)調(diào)整，也可以通過(guò)固定內(nèi)置的節(jié)流盤進(jìn)行。
本系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以供給來(lái)自于一個(gè)安全地點(diǎn)的流體，并在離容器大的距離處進(jìn)行，它最好為10至500米。輸入管道的直徑取決于容器的大小，對(duì)于100立方米以下的容器直徑在25至40mm之間，對(duì)于100至1000立方米的容器直徑至少為50mm。這里需要考慮，尺寸過(guò)大的輸入管道由于在管道內(nèi)流體僅僅不完全地輸送意味著流體和供混合用的氣體的損失。
雖然從壓縮空氣貯存器中流出的壓縮空氣首先僅僅將位于貯存腔內(nèi)的流體壓入管道，由此處于管道內(nèi)的氣體已經(jīng)受到壓縮，并且在一定情況下使之流入容器1。一旦流體完全從貯存腔13中輸入輸入管道10，便存在這樣的危險(xiǎn)，壓縮空氣并不像一個(gè)塞子一樣在前面推動(dòng)流體，而是在輸入管道10的內(nèi)壁和流體之間擦過(guò)，不再輸送流體，這種情況只有在位于貯存腔13中的流體被擠出直到壓縮空氣可以流入排出管16，才有可能出現(xiàn)。
權(quán)利要求
1．將流體輸入一帶有輸入管道(10)的容器(1)的供給系統(tǒng)，具有一灌裝流體的貯存腔和一可與此貯存腔(13)連接的壓縮空氣貯存器(14)，其特征在于貯存腔(13)和壓縮空氣貯存器(14)相互緊靠在一起，并且在必要情況下貯存腔(13)可通過(guò)連接裝置(11,12)與輸入管道(10)連接。
2．按權(quán)利要求1的供給系統(tǒng)，其特征在于在壓縮空氣貯存器(14)和用于流體的貯存腔(13)之間設(shè)有一減壓裝置(22)。
3．按權(quán)利要求1或2的供給系統(tǒng)，其特征在于貯存腔(13)和壓縮空氣貯存器(14)做成可行走的單元。
4．按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的供給系統(tǒng)，其特征在于貯存容器內(nèi)的壓力不超過(guò)10bar，最好不超過(guò)6bar。
5．按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的供給系統(tǒng)，其特征在于連接裝置(11,12)即使在壓縮空氣貯存器(14)打開的情況下可連接到容器(1)的輸入管道(10)上。
6．按權(quán)利要求5的供給系統(tǒng),其特征在于作用在連接裝置(11,12)上的用來(lái)傳遞力的直徑D與液力直徑d之比至少為2∶1。
全文摘要
將流體輸入一設(shè)有輸入管道(10)的容器(1)的供給系統(tǒng),具有一裝灌流體的貯存腔和一可與之連接的壓縮空氣貯存器(14),其中貯存腔(13)和壓縮空氣貯存器(14)相互緊靠在一起,并且在必要情況下貯存腔(13)可通過(guò)連接裝置(11,12)與輸入管道(10)連接。
文檔編號(hào)C08F2/42GK1301193SQ99806351
公開日2001年6月27日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月19日
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