專利名稱：用于在容器中分散至少一種粒狀材料的裝置，以及使用這種裝置的填充裝置和填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在容器中分散至少 一種粒狀材料的裝置， 以及〗吏用這種裝置的填充裝置和填充方法。
背景技術(shù)：
用顆粒材#+填充容器通常是通過上部末端連4妄到顆粒材泮+貯 存器的圓形截面管進(jìn)行的。然而，顆粒型材料由于其顆粒大小、其 本身的粗糙程度和/或其密度的情況可能會有較差的流動性。因而這種類型的填充就不能令人滿意地保證均勻地填充模具，尤其是在模 型具有復(fù)雜的幾何形狀的情況下。已提出通過使材料流體化來改善所述材料的流動性，例如通過 空氣流的方法。然而，要執(zhí)行的方法4艮復(fù)雜。在申"i青文件FR2431 449中，才是出了 一種用于分散顆粒形材泮牛 的裝置，包括設(shè)置在進(jìn)料斗下的繞其軸線驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的軸，在其與進(jìn) 泮+斗相對的末端安裝橡膠條，當(dāng)所述軸被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，該橡膠條適 于相對于軸的軸線被甩出。這些條形導(dǎo)流裝置(或偏轉(zhuǎn)裝置)，根 據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)速度，使或多或少的顆粒從它們的垂直軌道轉(zhuǎn)向。因此， 這些顆粒在容器中以均勻的方式散開。然而，通過這種裝置獲得的 填充仍然不完美，因為首先，在容器中垂直于軸的位置缺少材料， 其次對于復(fù)雜形狀的容器這種填充不均勻。實際上，這種裝置對于
規(guī)則圓柱體形狀的容器是相對有效的，然而對于包含角的容器，例 如平行六面體容器，則效率低得多。因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠均勻地填充任何類型容器 的填充裝置和填充方法，尤其是包含角的容器。發(fā)明內(nèi)容這個目的是通過裝備有導(dǎo)流裝置(或偏轉(zhuǎn)裝置)的填充裝置達(dá) 到的，該導(dǎo)流裝置由至少一個形成內(nèi)部通道的導(dǎo)流表面形成。該導(dǎo) 流表面4吏一部分顆粒材料向外部轉(zhuǎn)向，以致于填充了更多容器的遠(yuǎn) 離中心的部分，該通道填充了更多容器的接近中心的部分。由于本發(fā)明，在容器中不是很容易到達(dá)的部分，尤其是角，得 到了更好的材料的分布。因而本發(fā)明的首要目的是一種用于分散至少一種顆粒材料的 裝置，包括用于使一部分材料轉(zhuǎn)向的導(dǎo)流裝置，所述的導(dǎo)流裝置圍 繞軸線旋轉(zhuǎn)運動，其特征在于該導(dǎo)流裝置是由形成至少一個內(nèi)部通 道的至少 一個導(dǎo)流表面形成的，使得部分不轉(zhuǎn)向的材津+通過通道。在一個具體實施方式
中，導(dǎo)流表面垂直于旋轉(zhuǎn)軸。在另 一個具體實施方式
中，導(dǎo)流表面在才才津十流動的大致方向上相對;旋轉(zhuǎn)軸線的方向是傾殺牛的。尤其是，該分散裝置要一皮置于所迷顆粒材料的進(jìn)料源和待填充 容器之間。而且，材料導(dǎo)流的部分和材料通過該通道的部分取決于導(dǎo)流裝 置旋轉(zhuǎn)的速度。
有利地，導(dǎo)流裝置以連續(xù)的方式圍繞在所述通道的入口端。 在第一個具體實施方式
中，該導(dǎo)流表面是錐面，其母線是直線。 在第二個具體實施方式
中，該導(dǎo)it表面是凹面。 在第三個具體實施方式
中，該導(dǎo)流表面是凸面。有利地，沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面的表面的截面是圓形的，橢圓 形的或基本上是矩形的。此外，可以設(shè)想該通道具有例如規(guī)則的圓柱體，朝向?qū)Я餮b置 定位的錐形或橢圓形的導(dǎo)向筒的形狀。在一個具體實施方式
中，該分散裝置包^舌與旋轉(zhuǎn)的軸同軸的中 心軸，該中心軸通過至少 一 個臂或至少 一 個槳葉連接到該導(dǎo)流裝 置。該槳葉相對于^走轉(zhuǎn)軸線傾在+或在包含旋轉(zhuǎn)軸的平面中。有利地，該導(dǎo)流表面包含設(shè)置為連通由該表面分隔的內(nèi)部空間 和外部環(huán)i竟的纟逢隙。在一j尤選的方式中，所述纟逢隙實際上與^走轉(zhuǎn)軸體實施方式，該縫隙沿旋轉(zhuǎn)軸延伸至該分散裝置的整個高度。根據(jù) 第二個具體實施方式
，該縫隙僅延伸該裝置高度的一部分。本發(fā)明的另 一個目的是一種用至少一種顆粒材料填充容器的 裝置，包括進(jìn)料斗和根據(jù)本發(fā)明的分散裝置，該分散裝置被置于進(jìn) 料斗和待填充容器之間。本發(fā)明的又一個目的是一種〗吏用才艮據(jù)本發(fā)明的填充裝置用顆粒材剩-填充容器的方法，包括以下步艱朵
將分散裝置和進(jìn)料斗設(shè)置在與該容器口相對的位置； 導(dǎo)流裝置根據(jù) 一速度開始旋轉(zhuǎn)； 經(jīng)過進(jìn)沖+斗的口加入至少一種顆沖立材沖牛。 在填充的過程中，旋轉(zhuǎn)的速度4艮據(jù)預(yù)定順序是可變的。 最后，作為一種變型，分散裝置可以設(shè)置在容器的內(nèi)部。


通過下面的i兌明和附圖可以更好i也理角罕本發(fā)明，其中圖1A至圖3B是利用根據(jù)本發(fā)明的裝置獲得的三種類型的填 充的示意圖。圖4至圖15是4艮據(jù)本發(fā)明的裝置的具體實施方式
的實例。圖16是與聚集裝置聯(lián)合的根據(jù)本發(fā)明的分散裝置的截面圖。
具體實施方式
本申請中顆粒型材料是指由均勻尺寸或可變尺寸的單獨組分 聚集形成的任何材料，例如在幾納米和幾厘米之間。粉狀材料當(dāng)然 也包含在這種表述中。在圖1A至圖3B中，可見平4亍六面體的容器2，包4舌在其上部 的開口 4, i殳置在所述容器之上并與開口 4排成一4亍的用于加入顆 粒材料8的進(jìn)料斗6。才艮據(jù)本發(fā)明的分散裝置10被置于進(jìn)料斗6和 容器2之間，4吏得通過上端12 4妻收來自進(jìn)#+斗6的顆粒材料并且 經(jīng)過開口 4在容器2中分散所述材料。
在給出的實例中，裝置IO被設(shè)置在容器的內(nèi)部，但可以理解 它可以祐 沒置在容器的上方。進(jìn)料斗6是例如與一個或多個顆粒材料的貯存槽(未示出)連接的。有利地，分散裝置10與進(jìn)料斗6—起移動。裝置10包括主體11,該主體裝備有從上端12到下端16基本 上沿Y軸延伸的通道14，能夠^f吏顆粒穿過裝置10的內(nèi)部/人進(jìn)泮+斗 向容器流動。該裝置還包括設(shè)置在通道14上游的導(dǎo)流裝置(或偏轉(zhuǎn)裝置) 18,使得在通道14的入口形成邊緣。導(dǎo)流裝置18用來被驅(qū)動而根 據(jù)速度co (能夠隨時間變化)繞Y軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)流裝置是通過至少一個相對Y軸傾斜的導(dǎo)流表面形成的，因 此它在顆粒流動的方向上接近Y軸。該表面有利地形成在裝置的內(nèi)部。換句話說，考慮到所述表面的第一點Pl和第二點P2,設(shè)置在 最接近進(jìn)料斗6處的第一點Pl，比離進(jìn)料斗6更遠(yuǎn)設(shè)置的第二點 P2 3巨離Y軸更遠(yuǎn)。有利;也，所述表面以連續(xù)的方式圍繞Y軸?？梢岳斫鈱?dǎo)流裝置18可以由多個結(jié)合在一起的不連續(xù)的表面 20組成。因此，根據(jù)導(dǎo)流裝置18的旋轉(zhuǎn)速度co，或多或少比例的顆粒 一皮朝向分散裝置的外部甩出，撞擊容器的壁并且填充該容器的最外
部分22，剩余的顆粒流過導(dǎo)流裝置18圍繞的通道14,然后填充該 容器2的中心部分24，與該通道14排成一列。因此，沒有被導(dǎo)流 裝置轉(zhuǎn)向的顆粒,皮導(dǎo)流裝置18的導(dǎo)流表面20引導(dǎo)到通道14的方 向。因而，表面20同時完成了轉(zhuǎn)向和引導(dǎo)的功能。對于小于500rpm的速度，例如250rpm，所有的顆并立經(jīng)過通道 14并且落入該容器底部的中心24 (圖1A和1B)。對于大于1000rpm的速度co ，例如2500rpm，所有的顆粒尋皮導(dǎo) 流裝置18轉(zhuǎn)向并且落入沿著容器壁的部分22 (圖2A和2B )。對于中間的速度co ,例如600至800rpm,顆粒的一部分26穿 過通道14而另一部分28被轉(zhuǎn)向。因此填充是均勻的(圖3A和3B )。由于本發(fā)明，可以用各種類型的顆粒材料填充，而不管這些顆 粒材料的粒度大小，密度和流動性?？梢岳斫鉃閷?dǎo)流裝置18和主體11作為一個整體旋轉(zhuǎn)。因此整 個裝置繞Y軸轉(zhuǎn)向。有利地，主體11和導(dǎo)流裝置18成為一個完整部件。圖4至圖13，可見導(dǎo)流裝置不同的實施例。圖4中，主體11具有失見則圓柱體的形狀，在其中形成了Y軸 的規(guī)則圓柱體形狀的通道14和圓錐形狀的表面20，錐形向下定向， 錐面的母線是直線30,底32是規(guī)則的圓。圖5中，表面20與圖1的相同，然而該裝置包括用于驅(qū)動裝 置S走轉(zhuǎn)的Y軸線上的軸36,該軸通過兩個完全相對的臂38連沖妄到 主體20上。
在圖6的實施例中，臂38 ^皮三個從軸36》文射狀地伸出并且包 :括在含Y軸的平面中的槳葉(blade) 40 #,^C。當(dāng)然，可以理解為包含一個臂或多于兩個臂的裝置也處于本發(fā) 明的范圍內(nèi)。同樣也適用于包含一個槳葉、兩個槳葉或多于三個槳 葉的裝置。此外，槳葉可以相對于Y軸傾殺牛、7jc平或彎曲。圖7中，該表面也是錐狀的，然而底32，是橢圓形的。圖8中，主體11也具有規(guī)則圓柱體的形狀。表面20是圓錐形， 錐形向下定向，錐面的母線是限定為碗狀的凹陷的曲線34。在本實 施例中，通道14是向上定向的圓錐形。圖9中，面20是凸起的并且連接到也是向上定向的錐形的通 道14。圖10和圖11中，表面20也是凸起的。裝置10還包括沿平行 于Y軸的軸延伸的縫隙42并且該縫隙設(shè)置為連通由在主體11內(nèi)的 表面20限定的空間E和外部環(huán)境?？p隙42改善了顆粒材料8的流動。根據(jù)圖10中示出的第一具體實施方式
，縫隙42延伸至分散裝 置的整個高度。才艮據(jù)第二具體實施方式
，縫隙42部分沿主體11延伸，大約達(dá) 到主體高度的一半。在纟會出的實施例中，有3個圍繞Y軸井見則散開的縫隙，但也可 以理解為它們的H目可以小于或大于3。
圖12A至圖12B中，該裝置包4舌凸?fàn)畹膶?dǎo)流裝置18,通過連 接于Y軸的槳葉40連接到主體11的中心軸36。示出的實施例中， 槳葉40包括連接到軸36的內(nèi)側(cè)邊58和連接到導(dǎo)流裝置18的外側(cè) 邊60，槳葉相X于于Y軸傾斜。在示出的實施例中，各側(cè)邊分別有 不同的傾斜角度。在圖12B中，箭頭F示出了在逆表面20偏離之 后顆并立的軌跡。
在圖13中，該裝置包括錐形表面20，基本上是矩形的底部32" 該頭巨形的邊44, 46, 48, 50通過圓52的《瓜連4妻，Y吏4尋表面20是 連續(xù)的。該裝置還包括通過完全相對的臂38連4妄到體11的軸36。 該主體11也具有基本上為矩形的形狀。
有利地，通道14具有沿垂直于Y軸的平面的部分(稱作通道 部分)，對應(yīng)的沿垂直于Y軸的平面的表面的部分(稱作表面部分)。 因此，如果表面20部分是圓形的，通道有利地由規(guī)則的圓柱體形 成；如果表面20部分是橢圓形的，通道14優(yōu)選地是導(dǎo)向筒、橢圓 形等形式。然而，可以理解為，可以具有例如圓形部分的表面和橢 圓形或矩形部分的通道，其它的組合當(dāng)然也是可能的。
此外，該表面不是必須連續(xù)的并且可以通過多個平的表面組裝 形成，使得形成例如倒過來的金字塔(圖14)。
圖15中，可見才艮據(jù)本發(fā)明的分散裝置的其它的具體實施方式
是圓柱體，并且包含在其上部形成導(dǎo)流裝置的表面20,該表面包含 在垂直于旋轉(zhuǎn)的Y軸的平面內(nèi)。該裝置還包括多個通道14，例如 在示出的實例中是7個，中央通道14和4要照圓形圍繞中央通道頭見 則排列的6個通道14,在這個實施例中，導(dǎo)流表面垂直于顆粒材料
根據(jù)本發(fā)明的裝置是例如用于機(jī)動車的機(jī)械部件，其直徑在50mm和100mm之間，高度100mm，以及用于農(nóng)業(yè)食品工業(yè)，直 徑lm,高度lm。才艮據(jù)本發(fā)明的裝置具有增加顆粒材料的流動和加速填充容器 速度的優(yōu)點。實際上，導(dǎo)流裝置18的^走轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個渦流，其在容 器方向上產(chǎn)生對顆粒材料的抽吸作用。這就可能避免了用于流體化 顆粒材料的復(fù)雜的裝置。該裝置也具有保證填充的可重復(fù)性的優(yōu)點，當(dāng)操作大尺寸的容 器時，以及在需要非常高的填充可重復(fù)性的情況下，這點是非常重 要的。但特別有利地是，不排除當(dāng)分散裝置IO設(shè)置在容器2的上方， 如圖16所示的，而不在其內(nèi)，圖15中示出的聚集裝置56， i殳置在 導(dǎo)流裝置18和容器2之間，使顆粒材料8集中進(jìn)入容器2中。集 中裝置能夠使待運送的顆粒材料進(jìn)入到容器中，尤其當(dāng)該容器比分 散裝置的尺寸小時。集中裝置56包括形狀與待填充容器上端的形 ^!犬相^于應(yīng)的下端62。根據(jù)本發(fā)明的填充裝置包括進(jìn)料斗6和根據(jù)本發(fā)明的分散裝置10。下面描述^f吏用才艮據(jù)本發(fā)明的填充裝置的填充方法的實例。 該方法包括主要步-驟將分散裝置10和進(jìn)料斗6設(shè)置在與容器2的開口 4上方相對 的位置；開始旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流裝置18;
打開進(jìn)料斗。更加具體地說，該方法包括將分散裝置10設(shè)置在與容器2的 開口 4相對的位置的預(yù)先步驟。接下來的步驟包括選擇導(dǎo)流裝置18的旋轉(zhuǎn)速度以調(diào)整對容器區(qū)域的填充。在填充階段，旋轉(zhuǎn)的速度會根據(jù)記錄在控制裝置存儲 器中預(yù)先設(shè)定的順序變化。然后，導(dǎo)流裝置根據(jù)設(shè)定的速度開始旋轉(zhuǎn)。接著顆粒形的材料 一皮進(jìn)料斗運送到分散裝置的入口 。顆粒立即被運送到容器中。由于導(dǎo)流裝置18旋轉(zhuǎn)速度的作用， 顆粒或大量或少量的部分通過通道14，其它部分一皮導(dǎo)流裝置18轉(zhuǎn) 向。當(dāng)進(jìn)泮牛斗內(nèi)裝載的顆粒完全流出時，填充的末期是例如自動的。當(dāng)尺寸允許，可以將分散裝置10完全設(shè)置在容器的內(nèi)部(圖 1A至圖3B )。本發(fā)明可以應(yīng)用在i午多4頁域，例如在農(nóng)業(yè)食品領(lǐng)域或在制藥 業(yè)，汽車業(yè)，在粘結(jié)劑和化學(xué)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.至少一種顆粒狀材料(8)的分散裝置(10)，包括部分所述材料的導(dǎo)流裝置(18)，所述導(dǎo)流裝置(18)圍繞軸線(Y)旋轉(zhuǎn)運動，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置(18)由至少一個邊緣連有至少一個通道(14)的導(dǎo)流表面(20)形成，使得部分不轉(zhuǎn)向的材料通過所述通道(14)，所述導(dǎo)流表面(20)相對于在所述材料流動的大致方向上的所述旋轉(zhuǎn)軸(Y)的方向是傾斜的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分散裝置(10),被置于所述顆粒材料(8)的進(jìn)料源(6)和待填充容器(2)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分散裝置(10 ),其中所述部分材 料一皮轉(zhuǎn)向并且部分材料通過通道(14)耳又決于所述導(dǎo)流裝置(18)的旋轉(zhuǎn)速度(co )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的分散裝置，其中所述導(dǎo)流 裝置(18)以連續(xù)的方式圍繞在所述通道(14)的入口端(12)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分散裝置，其中所述表面(20)是錐面， 所述錐面的母線是直線(30)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的分散裝置，其中所述表面(20)是凹面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的分散裝置，其中所述表面(20)是 凸面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7以及權(quán)利要求4所述的分散裝置，其中所 述表面(20)沿垂直于所述軸(Y)的平面的截面是圓形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至7以及權(quán)利要求4所述的分散裝置，其中所 述表面(20)沿垂直于所述軸(Y)的平面的截面基本上是橢圓形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至7以及權(quán)利要求4所述的分散裝置，其中所 述表面(20)沿垂直于所述軸(Y)的平面的截面基本上是矩 形(32"。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的分散裝置，其中所述通道(14 ) 具有身見則圓柱體的形狀。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求1至10所述的分散裝置，其中所述通道(14) 是基本上朝向所述導(dǎo)流裝置(18)定向的錐形。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的分散裝置，其中所述通道(14 ) 具有橢圓形導(dǎo)向筒的形狀。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13所述的分散裝置，包括與所述旋轉(zhuǎn)軸(Y ) 同軸的中心軸(36)，通過至少一個臂(38)連接到所述導(dǎo)流 裝置(18)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的分散裝置，包括與所述 ^走4爭軸(Y)同軸的中心軸(36)，通過至少一個槳葉(40) 連接到所述導(dǎo)流裝置(18 )。
16. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的分散裝置，其中所述槳葉(40)包 含在含所述軸(Y)的平面中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的分散裝置，其中分別連接到所述軸(36 )和所述導(dǎo)流裝置(18 )的所述槳葉(40 )的內(nèi)側(cè)和外側(cè) 相對于旋轉(zhuǎn)軸(Y)是傾斜的。
18. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的分散裝置，其中所述表面(20 ) 包括設(shè)置為連通由所述表面(20)分隔的內(nèi)部空間(E)和外 部環(huán)境的縫隙(42)。
19. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的分散裝置，其中所述縫隙(42)基 分布。
20. 才艮據(jù)權(quán)利要求18或19所述的分散裝置，其中所述縫隙(42) 沿所述軸(Y)延伸至所述分散裝置的整個高度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的分散裝置，其中所述縫隙僅延伸 所述裝置(10)高度的一部分。
22. 利用至少一種顆粒材料填充容器的裝置，包括進(jìn)料斗和^f艮據(jù)前 面任一項權(quán)利要求所述的分散裝置，所述分散裝置(10 )被置 于所述進(jìn)料斗和待填充的容器之間。
23. 4吏用才艮據(jù)前述權(quán)利要求所述的裝置用顆粒狀材料填充容器的 方法，其特4正在于包:fe,其中具有以下的步^^:將所述分散裝置(10 )和所述進(jìn)料斗放置在所述容器(2 ) 的開口 (4)的^j"面的〗立置；根據(jù)速度(co )開始旋轉(zhuǎn)所述導(dǎo)流裝置(18);通過所述進(jìn)料斗的開口供給至少一種顆粒材料(8)。
24. 根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的填充方法，其中在所述填充的過程 中，所述旋轉(zhuǎn)速度(co )可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的順序變化。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的填充方法，其中所述分散裝置被 設(shè)置在所述容器的內(nèi)部。
全文摘要
一種用于在容器中分散顆粒狀材料的裝置，尤其是用來設(shè)置在進(jìn)料斗和待填充的容器之間的復(fù)雜形狀的裝置，該裝置包括導(dǎo)流裝置，圍繞軸做旋轉(zhuǎn)運動，排列一通道連接該進(jìn)料斗和該容器。該導(dǎo)流裝置由至少一個表面形成，該表面相對于旋轉(zhuǎn)軸可以是傾斜的，并且在顆粒流動的方向上接近所述軸，或者垂直于該軸。根據(jù)旋轉(zhuǎn)的速度，一定量的顆粒被導(dǎo)流裝置甩出，其它的部分直接通過該通道。
文檔編號B65G69/04GK101119913SQ200680004876
公開日2008年2月6日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月14日
發(fā)明者盧卡·費代爾佐尼, 巴斯科·雷維拉恩德 申請人:法國原子能委員會