专利名称：用于从船上卸载散装材料的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于从船上卸载粉状货物的系统和方法，该船包括一 个或多个货抢，以及流化装置，货艙的底部朝货抢内的中心点向下逐 渐变细，该流化装置用于使货舱内的粉状货物流化，使得货物流向货 抢内的所述中心点，并且在货艙内中心点处或该中心点附近布置有气 动卸载泵，该气动卸载泵至少部分地位于货抢底部之下，且布置所述 泵用来直接接收流化的粉状货物。
背景技术：
在散装货物市场中用于粉状货物的船配备有多种可用的卸载设备。 本发明尤其涉及水泥运载船，但当然也可用于运载其它粉状货物，例如 飞灰、石灰乳和类似物。
用在水泥运载船中的卸载设备可分为两个主要的类别机械卸载设 备和气动卸载设备。
机械卸栽设备的特征在于所有的运输都以机械方式发生。*1*^输 可以是借助于链式推进装置用伊斗运输货物的斗式升降机。另一种类型 的M运输为包括螺杆的螺旋输送机，该螺杆被外壳包围。水泥在一端 被供入，并在外壳的另一端被"旋"出。链式输送机也可用在;W^输中。
气动卸载设备的特征在于使用空气iM^输货物。货物借助于压缩空 气或真空在封闭系统中运输。这两种主要类型卸载系统特征的不同在 于机械系统仅能将货物卸载到紧邻船的贮存器中，而气动系统可通过 管道将货物输送到距离船例如600-800米远的贮存器中。
在以散装方式运载水泥的船上能够见到完全机械式的设备或完全 气动的设备，但是也存在这两种设备的组合。大部分运载水泥的船包括由气动卸载系统运栽上岸的船。
所有安装在船上的气动卸载系统的共同点是在货物通过管道输送 到岸上的装置之前，卸栽过程本身在船上要经历三个操作。
步骤l.
在卸栽期间，货抢内的水泥必须朝中心送到货抢底部或货抢外高度 相同的中心点。中心点是真空系统的^U^端所放置的地方，或者位于机 械螺杆/链式/斗式升降机系统的入口点处。当空气添加到水泥中时，水 泥改变特性并表现得类似于液体。为了利用水泥的此特性，货抢的底部 通常具有大约6-7度的倾斜并配有流化面板。通过吹送空气穿过这些面 板，水泥将被流化并流向最低点。
步骤2.
在水泥被送到货抢内或货艙外的中心点后，在步骤2中向上输送水 泥以填入卸载泵中。在传统装置中，这通常是借助于将水泥向上吸到过 滤罐的真空系统进行的。此后，水泥下落到卸载泵中。在将水泥倾卸到 卸载泵中之前，也常常使用机喊系统(例如，螺旋输送机或斗式升降机) 将水泥提升到储料箱中。
步骤3.
当卸载泵填满水泥时，入口关闭并加入压缩空气(例如，2-7bar)。 当卸载泵被加压时，出口打开，并且水泥被吹送上岸到接收贮仓/仓库 中等。
对于具有大约每小时400公吨卸载容量的船而言，各个操作中传统 气动卸载设备的能量消耗如下
1. 聚集水泥大约100KW(10SO
2. 将水泥运输至泵大约300 KW(30W
3. 将水泥吹送上岸大约600 KW(6(W
对于要点3，能量消耗将随水泥离开船后运输的距离和高度而变化。 对于要点1和要点2，与要点3的变化无关，能量消耗大约不变。以上所述是基于市场上用于在船上处理水泥最常用的系统。
在现有技术中，注意到GB A 2219784，其涉及用于散装材料的卸载 设备。这里，船的罐或容器具有朝中心点向下逐渐变细的底部，并且在 底部中具有流化用喷嘴。另夕卜，在罐的下方^殳有泵。然而，GB A 2219784 中描述的泵是不能加压的喷射泵。根据本发明的泵不是喷射泵而是特别 研发的在侧部进行填充的压力罐泵，该压力罐泵带来完全不同于喷射泵 的性能，而喷射泵在效果、运输长度和运输高度方面受限较大。
此外，所述GB文献中的容器缺乏排风扇以在使用气动卸栽系统装 载货物到货舱时从货艙里排出空气。本发明的系统可具有结合滤尘器一 起将空气排出货舱的排风扇，该滤尘器具有高达每小时1000公叱的容 量。所述GB文献中容器的底部具有20-35度的倾斜，以将粉状货物向 下运输到中心点。对于本发明的系统而言，对于同样的操作，货抢底部 仅需例如6-8度的倾斜(对于压力罐泵情况也是如此)。在已知的解决 方案中，在容器的底部安装有多个喷嘴以用于水泥的流化。在本发明的 系统中，无需这些喷嘴。如前所述，所述GB文献中的容器是不能加压 的。结果是卸载速率(公叱每小时)将会非常低，且在运输长度长和具有 背压的高贮仓情况下，此系统将不工作。
因此，对于使用所述GB文献所描述的系统的船而言，伴随有相当 大的风险。如果卸载管道被水泥堵塞，或者阀或喷射泵关闭，那么所有 的空气将返回到货舱并能导致船上的损坏。在本发明的系统中，输送上 岸是通过压力罐进行的，该压力罐通过阀与货抢分开，并皿控从而防 止系统造成这种损坏。
已知的系统无法才艮据调节空气关于水泥的量，空气关于水泥的量对 于获得最佳的混合物和可能最高的每消耗KW的卸载速率是必需的。本 发明的系统可适合于不同类型的货物接收系统，并可通过其用于流化的 相关喷嘴系统的使用以及可调节的罐压进行调节来获得最佳卸载。
现今，有一种基于过压的可居中放置在货舱内的卸载泵。这是一种 两级泵，其中粉状货物借助于7jC平螺杆供入压力抢。在这种类型泵的制 造商中，有Fuller—Kinyon、 Claudius Peters和Ibau。两级泵中i^" 螺杆的能糾目当于卸栽装置总耗能的大约25%。相比之下，根据本发明 的压力罐泵为借助于重力(不使用能量)来进行填充的单级泵。压力罐泵基本上是先前已知的，并被构造成具有圆柱部分和端部 的球形和/或锥形部分的压力罐。为了使压力罐有效地工作，必须在罐 内安装用于使货物流化的不同形式的设备，使得当罐#压时粉状货 物连同空气一起被吹送到期望的位置，例如，从船上吹送到岸上的水
泥终站/贮仓。这种压力罐的共同之处在于如果要使它们有效地运行 且被迅速排空，它们应该垂直地安装并且安装的高度相对较大。所有 具有压力罐的现有系统都是在罐的顶部进行填充。要填满压力罐，这 种现有系统使用大约25 %或更多的能量。
发明内容
本发明的目的是提出一种在侧部进行填充的压力罐泵，该压力罐泵 可居中地放置在运载水泥的船的底部。结果是，本发明的泵能够在不使 用能量的情况下直接从货抢进行填充。尽管所述泵是在侧部进行填充， 但也可完成泵的充满，或填充至对应于货抢中水平的7jc平。
与在顶部进行填充相比，在侧部进行填充的另一优点是不必抬起货 抢的底部。这样船就不会损失货舱的容积，同时船的稳定性是完好的。
本发明进一步的目的是找到用来处理粉状货物(例如水泥)的更简 单且更好的解决方案，于是重点关注减少能耗、排放、成本并可能减少 船载粉状货物卸载时间的气动系统。
传统的气动卸载系统与根据本发明开发的系统之间的差异主要是 已经去掉了步骤2。这是通过在货舶:底部或底部下方居中地i更置新开发 的卸载罐来实现的。当货抢内的水泥流化时，水泥力"该泵，该泵从而 由于重力而被填充。因此本文所描述的申请专利的卸载设^^在^吏用能量 的卸载链中只有两个步骤，即货舱中水泥的流化和水泥经由卸栽管道运 输至接收装置。所有其它气动、加压卸载设备在使用能量的卸载链中还 具有至少一个步骤。水泥的运输通常由通量泵(Flux pump)或富勒泵 (Fuller pump)来进行。通量泵是充满水泥并用空气加压的罐，空气 经管道将水泥^X接收装置。富勒泵为包括螺杆的水泥卸载泵，该螺杆 借助能量将水泥旋入腔室中，在该腔室内供应空气以通过管道将水泥吹 入接收装置。新卸载系统相比于其它系统的优点主要是在卸载过程中能量消耗 减少了大约30%;装载过程中气候性气体的排放减少了大约30%;水 泥设备的安装成本降低了大约25%;卸载设备的维修费用减少了大约 25%;由于会导致运行失调的部件使用减少，增加了运行安全性。应该 指出的是，上面提到的值仅仅是估算。
关于新卸载系统的开发，出现了大量挑战和问题需要新技术解决方 案来解决。为了优化卸栽装置并避免货抢容积减少，不断的修改和进一 步研发卸载泵一直以来都是必要的。所有现有的不与真空罐结合的卸载 罐都是在顶部进行填充的。为了实现足够大的罐和有效的卸载，必须研 制出优选在侧部进行填充的罐/泵。还在底部针对用于压缩空气的布管 装置以及水泥和空气的出口对所述罐/泵进行了修改。这样做的目的是 减少罐的构建高度。在内部，罐安装有新开发的喷嘴用于使罐中水泥的 流化。
上述目的通过独立权利要求l中限定的系统而得以满足，其中所述 系统的特征在于卸载泵是压力罐泵，其中泵的侧壁包括至少一个用于粉 状货物的入口，该入口大体位于对应于粉状货物流动方向的高度，由此 粉状货物借助于重力流到泵中，并且或多或少地完全填满泵，或者填充 到对应于货抢水平的水平，并且填充后的泵布置成被加压以将所述货物 吹送上岸。
所述系统的优选替代实施例的特征在于从属权利要求2-8。 所述卸载泵可布置在泵壳中并被泵壳包围。
所述流化装置可至少部分地由包括多个阀/面板的货抢底部组成， 设立所述多个阀/面板用于空气的供应，以使货艙内的粉状货物流化。
此外，所述卸载泵的入口优选包括关闭阀。
所述卸载泵优选包括至少一个卸载出口，该卸载出口用于通过管 道将粉状货物运输上岸；以及至少一个压缩空气入口， i殳立该压缩空气 入口用来接收空气以对泵进行加压，并在卸载过程中供应压缩空气，其 中，所述泵的压缩空气入口终止在卸载出口内。所述卸载泵可进一步包 括至少一个通风口 ，该通风口用于在对泵填充粉状货物的过程中将泵中 的空气排出。所述卸载泵还可包括用于将流化空气供应到泵下部中的内部流化 面板的至少一个入口。另外，所述卸载泵可包括用于将空气供应到布置
在泵的侧壁内或泵的中心位置处的喷嘴的至少一个入口 ， i殳立该入口用 来用空气冲扫粘在泵中的粉状货物。
如前文所提到的，本发明还涉及一种用于从船上卸载粉状货物的两 步骤方法，其特征在于独立权利要求9所限定的步骤，其中，在第一步 骤中，将粉状货物直接从货舱引入到放置在货舱中心点处或该中心点附 近的气动压力罐泵的至少一个侧部入口 ，以及在泵内填充粉状货物期 间，将泵里的空气排出，由此，泵被完全充满或填充到对应于货艙水平 的水平；以及在第二步骤中，当泵充有预期量的粉状货物时，将压缩空 气供应到泵，以对泵进行加压，以及借助于所述压缩空气将粉状货物吹 送上岸。
所述方法的替代优选实施例的特征在于从属权利要求10-12。在将 粉状货物吹出的过程中，可供应恒定的压缩空气流。另外，可借助于邻 近的流化装置使卸载泵下部中的粉状货物流化，以将粉状货物引导到卸 载出口。
因为喷嘴通过泵中的入口被供应空气，可借助于来自安装在泵中 的多个喷嘴的空气来冲扫或分开已固定在泵中的粉状货物。
现在借助附图对本发明进行描述，在附图中
图1示出了根据本发明的具有卸载泵的货抢的横截面；
图2示出了根据本发明的卸载泵的侧视图3示出了图2所示的卸载泵的侧视图4示出了图2和图3所示的卸载泵的顶视图5示出了图2-4所示的卸载泵的内部；
图6示出了具有多个货舱的船的纵截面，所述货枪包括根据本发明 的卸载泵图7示出了图6所示的货舱中两个的相近部分。
具体实施例方式
图1示出了船50内的货舱10的横截面，船50用于运g装货物， 例如粉状货物形式的原材料，如水泥14。可以看出，货舱10包括朝货 舱IO内的中心点逐渐变细的货抢底部12。优选在货抢底部12中布置流 化装置，以使货舱10内的粉状货物14流化。该流化装置使货物流向货 枪内的所述中心点。这种流化装置基本上是已知的，且工作为当空气添 加到粉状货物时，货物的特性发生改变且几乎获得"液体"的属性。为 了利用这种属性，货抢的底部通常具有流化面板，并且通过吹送空气穿 过这些面板，将使粉状货物流化并"流"向最低点。根据本发明，该流 化装置优选一一至少部分地一一由包括多个阀/面板的货抢底部12组 成，配置所述多个阀/面板用来供应空气，以使货抢IO内的粉状货物14 流化。
如前所述，在粉状货物已经被送到货抢内或货抢外的中心点之后， 通常是向上运输货物以填入卸载泵中。在传统的装置中，这是例如借助 于将水泥向上吸到过滤罐中的真空系统或者借助于螺旋/斗式升降机而 进行的，然后粉状货物被^^放下落到卸栽泵中。与已知的解决方案相反， 在本发明的系统中，气动卸载泵16布置在货抢10内的中心点处或该中 心点附近，使得卸载泵16被设立成优选经由入口 18直接接收流化的粉 状货物14。此后，粉状货物被设成受到压力作用，从而经由管道27将 所述货物14直接吹送上岸。
该卸载泵为从侧部进行填充的压力罐泵，并可居中地放置在水泥运 载船的底部。该卸载泵可研制成直接从具有侧部入口的货^T接收粉状货 物(例如水泥)以填充泵，优选是完全充满泵，或者填充到对应于货抢内 水泥水平的水平。卸载泵可放置在货抢中或货抢旁边，从而能够不使用 能量而直接从货舱来进行填充。即便泵是从侧部进行填充的，也能够完 全填满泵或填充到对应于货抢水平的水平。
在优选的实施例中(如图1所示)，卸载泵16可至少部分地布置在 货^T底部12之下。卸载泵16可进一步布置在外泵壳40内并被外泵壳 40包围，以便于接近卸载泵，从而方便维修及供应基本的管和/或线。泵壳40也可起到阻挡货物的屏障的作用。
图2至4从不同的角度示出了形成所述系统一部分的本发明的卸载 泵。该卸栽泵16优选形成为封闭壳，该封闭壳具有用来接收粉状货物 的多个入口 18。在所示的示例中，具有自货舱10的不同侧接收粉状货 物的两个入口 18。当然，根据货物的类型和/或货舱的形状，入口可以 少于或多于两个。所述入口 18可在卸载泵的侧壁20中布置在大体上对 应于粉状货物14的流向的高度，使得粉状货物14借助于重力流到卸栽 泵16中，即粉状货物"自流"到卸栽泵中。为了控制粉状货物的流入 和泵的关闭，卸载泵的优i^口 18包括关闭阀(图l所示)。
另外，卸载泵16包括至少一个下部卸栽出口 26，该出口 26用于将 粉状货物14运上岸。优选将该下部卸载出口 26布置在卸栽泵的下部碗 形部分21中。货物的运输优选经竖直管道27进行。为了供给压缩空气， 卸载泵包括至少一个压缩空气入口 28，该入口 28布置用来接收空气以 对泵进行加压并在卸载过程中供应压缩空气。如图5所示，压缩空^ 口 28可终止在卸载出口 26内，或者可替代地以另一种适当的方式来布 置，并可具有与文氏管的作用相当的类似作用。在这方面，应当注意的 是，所有在本申请中提到的入口/出口都可以不同于图中所示方式的方 式来布置。
卸栽泵16还包括至少一个上部通风口 30，上部通风口 30用于在对 泵填充粉状货物14时将泵16内的空气排出。为了进行检修和维护，泵 还包括上部入抢口 36。
如前所述，货舱10优选包括至少一个流化装置。卸载泵16包括这 样一种用于使粉状货物流化的装置同样是有利的。在这种情况下，卸载 泵16可包括至少一个入口 24，该入口 24用于将流化用空气供应到泵 16下部中的内部流化面板32。各面板32可包括或覆盖有空气渗透材料， 并且可从底侧对面板供应压缩空气。这种布置主要有助于在从卸载泵进 行卸载的过程中使粉状货物流化。另外，卸载泵16可包括至少一个入 口 22，该入口 22用于将空气供给到布置在泵的侧壁20或泵的其它壁内
的多个喷嘴，布置这些喷嘴利用空气来冲扫，即优选"切除"可能粘在 泵中的粉状货物14。卸载泵还优选包括紧固托架34或类似物，以将卸 栽泵紧固在货舱/泵壳上。图6示出了具有才艮据本发明的多个货艙的船的示例。该图示出了船 的纵向方向上的局部截面。在所示的示例中，具有标为1至4的四个货 舱，可以明显看到，卸载管27从各卸栽泵优选延伸到主甲板上的中央 集管，货物从这里被进一步传送上岸。图7用标为2和3的两个相邻货 抢示出了图6进一步的截面。如前所述，卸载泵16包括至少一个通风 口 30，该通风口 30用于在对泵填充粉状货物14期间将泵16内的空气 排出，从图6能够特别明显地看到，上述通风口处布置有抽气管31，抽 气管31优选竖直向上延伸到高于曱板的某点并折回到货舱。在示出的 示例中，管31在自由的上端具有折弯。
最初，卸载泵仅在卸载货物期间运行，因为不打算在航行期间对泵 进行填充。在粉状货物卸载期间，货物首先被流化以致流向货抢内的所 述中心点。然后，粉状货物14被直接导入到布置在货舱10内的中心点 处或该中心点附近的气动卸栽泵16。在对泵内供应粉状货物期间，优选 将泵内已有的空气排出。当卸载泵充满或填充到预期的水平时，压缩空 气被供应到卸载泵16以在内部对泵进行加压，此后，粉状货物14借助 于所述压缩空气被吹送上岸。在将粉状货物14吹出期间，优选地是供 应恒定的压缩空气流。
用于控制泵内货物的供应/排放、泵内空气的供应/排出以及流化 装置的空气供给的操纵系统主要包括已知的系统，且在此不作更为详 细的说明，因为这些系统被认为是本领域技术人员所^^p的。
权利要求
1.一种用于从船(50)上卸载粉状货物(14)的系统，其中，所述船包括一个或多个货舱(10)，以及流化装置，货舱(10)具有向货舱(10)内的中心点逐渐变细的货舱底部(12)；该流化装置用于使货舱(10)内的粉状货物(14)流化，使得货物流向货舱内的所述中心点，在货舱(10)内的中心点处或该中心点附近布置气动卸载泵(16)，该气动卸载泵(16)至少部分地位于货舱底部(12)之下，并且设立所述卸载泵(16)用来直接接收流化的粉状货物(14)，所述系统的特征在于，所述卸载泵为压力罐泵，其中所述泵(16)的侧壁(20)包括至少一个用于粉状货物(14)的入口(18)，该入口(18)大体上位于对应于粉状货物(14)的流动方向的高度，由此，粉状货物(14)借助于重力流到泵(16)中，并完全充满泵，或者将泵填充到对应于货舱水平的水平，并且填充后的泵(16)布置成被加压以将所述货物(14)吹送上岸。
2. 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)布置在泵壳(40)内，并被泵壳(40)包围。
3. 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述流化装置至少部分地由包括多个阀/面板的所述货抢底部(12)形成，布置所述多个岡/面板用于空气的供应，以使所述货抢(10)内的粉状货物(14)流化。
4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述卸载泵的所述入口(18)包括关闭阀。
5. 根据前述权利要求中一项或多项所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括至少一个卸载出口(26),该卸载出口(26)用于通过管道(27)将粉状货物(14)运输上岸；以及至少一个压缩空气入口(28)，该压缩空气入口 (28)用于接收空气以对所述泵进行加压，并在卸载过程中供应压缩空气，其中，所述压缩空气入口(28)终止在所述卸载出口(26)内。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述卸载泵(16)包括至少一个通风口(30)，该通风口(30)用于在对所述泵(16)填充粉状货物(14)的过程中将泵(16)内的空气排出。
7. 根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述卸栽泵(16)包括至少一个入口 (24)，所述至少一个入口 (24)用于将流化用空气供应到所述泵(l 6)的下部中的内部流化面板(32)。
8. 根据权利要求5、 6或7所述的系统，其特征在于，所述卸栽泵(16)包括至少一个入口 (22)，所述至少一个入口 (22)用于将空气供应到布置在所述泵的侧壁(20)内的喷嘴，设立所述喷嘴用来用空气冲扫可能粘在泵中的粉状货物(14)。
9. 一种用于从船(50)上卸栽粉状货物(14)的两步骤方法，其中，所述船包括一个或多个货枪(IO)，货枪具有向货艙(10)内的中心点逐渐变细的货抢底部(12)，在该中心点处布置有卸载泵(16)，货抢(10)内的粉状货物(14)被流化，使得货物流向货抢内的所述中心点，所述方法的特征在于在第一步骤中，将粉状货物(14)直接从货舱引入到放置在货艙(10)的中心点处或该中心点附近的气动压力罐泵(16)的侧部入口(18)，并在对所述泵填充粉状货物的过程中将泵内的空气排出，由此，所述泵(16)被完全充满或填充到对应于货抢(10)水平的水平；以及在第二个步骤，当预期量的粉状货物(14)充入泵中时，将压缩空气供应到泵(16)，以对泵进行内部加压，并且借助于所述压缩空气将粉状货物(14)吹送上岸。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述粉状货物(14)吹出的过程中供应恒定的压缩空气流。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述卸载泵(16)下 部中的粉状货物(14)借助于邻近的流化装置(32)被流化，以将所述粉状 货物引导到所述卸载出口 (26)。
12. 根据权利要求9至11所述的方法，其特征在于，借助于来自 安装在所述泵(16)内的多个喷嘴的空气对粘在所述泵中的粉状货物(14 ) 进行空气冲扫，并且所述喷嘴通过所述泵中的入口 (22)来供应空气。
全文摘要
描述了一种用于从船(50)上卸载粉状货物(14)的系统，其中，所述船包括一个或多个货舱(10)，以及流化装置，货舱(10)具有向货舱(10)内的中心点逐渐变细的货舱底部(12)；该流化装置用于使货舱(10)内的粉状货物(14)流化，使得货物流向货舱内的所述中心点；其中，在货舱(10)内的中心点处或该中心点附近布置气动卸载泵(16)，该气动卸载泵(16)至少部分地位于货舱的底部(12)之下，并且设立所述卸载泵(16)用来直接接收流化的粉状货物(14)。所述卸载泵为压力罐泵，其中所述泵(16)的侧壁(20)包括至少一个用于粉状货物(14)的入口(18)，该入口(18)大体上位于对应于粉状货物(14)的流动方向的高度，由此，粉状货物(14)借助于重力流到泵(16)中，并几乎完全充满泵，或者将泵填充到对应于货舱水平的水平，并且填充后的泵(16)布置成被加压以将所述货物(14)吹送上岸。
文档编号B63B27/25GK101495363SQ200780027737
公开日2009年7月29日 申请日期2007年6月8日 优先权日2006年6月9日
发明者奥德莱夫·阿尔内·胡姆莱斯托尔 申请人:克里斯蒂安·杰哈德·杰布森·斯奇普斯莱德利股份有限公司