專利名稱：流化基材，其制造方法以及相關(guān)的流化裝置的制作方法
總體而言，本發(fā)明涉及一種流化基材、其制造方法以及相關(guān)流化裝置。
許多干燥工藝都使用公知的如流化床設(shè)備，其中顆粒產(chǎn)品通過氣流進(jìn)行處理。氣流，通常是上升氣流，例如熱空氣，流過位于水平可透氣板上的產(chǎn)品，該可透氣板也被稱作流化基材，其形式為層狀。氣流流速為能夠讓各種情況下顆粒物可以短時(shí)間被裹帶，實(shí)際上或多或少存在浮動(dòng)。這也被稱作流化作用。
該流化基材，也被稱作篩網(wǎng)基材，其作用之一是使氣體以均勻的方式流過顆粒層。最初，篩網(wǎng)基材用一板材制成，在該板材上用機(jī)械裝置沖出孔來，并且，由于具有部分垂直的環(huán)繞壁，所以很類似于一種摩擦器。這種板材，也公知為Conidur，過去和現(xiàn)在都通過一種輥?zhàn)訉⑼黄饓旱揭唤饘侔迳隙瞥?。然而，在突起上形成由于過渡拉伸所產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫形成氣孔。
這種板材的缺陷之一是難于清潔。直立壁面使得產(chǎn)品會(huì)被留在板材上或者以其它方式黏附在板上，同時(shí)所用的任何清潔液體也都無法方便地流過板材。如果該板材用于流化基材上也會(huì)產(chǎn)生這種問題，因?yàn)楫a(chǎn)品顆?；蛘咔鍧嵰后w可能會(huì)留在在孔的下部周圍排列的缺口中。另外，存在一個(gè)問題是關(guān)于在材料上形成的裂縫或裂口，因?yàn)楹笳呤窃跈C(jī)械變形期間由局部過度拉伸而形成的。顯然，這種裂縫、毛邊或類似物會(huì)導(dǎo)致可清潔性的下降。例如USDA或EHEDG等的組織通常對于衛(wèi)生都有嚴(yán)格的要求，最好能符合這些要求以獲準(zhǔn)生產(chǎn)或輸送相應(yīng)產(chǎn)品。
另一問題是粉會(huì)從板材上掉落。板材的突起來回移動(dòng)會(huì)“咬掉”粉層，從而將部分粉末輸送到板材的另一側(cè)。這是成問題的，特別在開始時(shí)(以及停止時(shí))，因?yàn)槟菢拥脑?，所有的流化氣體只能流過(未被阻塞的)自由孔，這樣就更容易發(fā)生在被堵住的孔處把粉咬掉的情況。
US 5,839,207公開了一種流化基材，該流化基材包括一種具有突起或凹口的板材，其中突起或凹口具有通過沖孔或者激光切割而形成的垂直于板材表面的氣流孔。盡管已經(jīng)注意到了上述問題，但是可清潔性在這種情況下還是不理想，特別是由于所述突起或凹口的存在。總之，當(dāng)生產(chǎn)后者時(shí)，材料承受變形，這導(dǎo)致有可能在所述材料上形成裂縫以及裂口。另外，由于包括處理板材和制孔兩階段的生產(chǎn)步驟，所以生產(chǎn)過程復(fù)雜。如果氣流孔在板變形之前形成，這不僅會(huì)導(dǎo)致孔裂開，還有可能無法精確控制孔的方向。如果在板材變形后形成孔，則需要非常復(fù)雜的方法來將切割裝置與突起或類似物對齊，另外，進(jìn)行加工的角度也不利該公開物提到的是從突起向下以15°角朝向板材進(jìn)行加工。
美國專利申請2003/0070318公開了一種流化基材，該流化基材包括一平面板材，該平面板材具有一系列徑向布置的狹縫，該狹縫是通過例如激光切割形成的。這種流化基材本身的清潔相對容易，但是對于流體流出方向卻不能提供足夠的控制。部分出于該原因，其只可以批量生產(chǎn)。從連續(xù)生產(chǎn)工藝的角度考慮，這當(dāng)然不是所期望的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種流化基材，該流化基材具有良好清潔性，對流體流出方向具有良好而又靈活的控制，且可以相對容易地制造。
該目的通過本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1的流化基材來實(shí)現(xiàn)。
從屬權(quán)利要求描述了各種優(yōu)選實(shí)施方案，然而這些優(yōu)選實(shí)施方案不應(yīng)被視為是對本發(fā)明的限制。
根據(jù)權(quán)利要求16，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種類型的流化基材的方法。
用激光或者電子束制造或其它方法制造孔提供了以下優(yōu)點(diǎn)。
板材只受到較小的機(jī)械載荷，或者根本不受機(jī)械載荷，從而保持光滑和平整。在這種情況下，光滑和平整應(yīng)被理解為表示板材的上下表面是大致平行的面，且該板材因而基本沒有缺口。通過這種方式，可以很容易地清潔板材。
所形成的孔內(nèi)壁具有極佳的品質(zhì)，這對于氣流以及清潔性來說都有正面作用。如果需要，可以進(jìn)一步通過電拋光或者類似方式來改善其品質(zhì)。
孔壁面和邊緣的品質(zhì)非常優(yōu)良，從而關(guān)于清除剩余產(chǎn)品顆?；蝾愃莆锏膯栴}就很少或者不存在了。
根據(jù)本發(fā)明的孔具有最大長寬比為2∶1的剖面。這意味著最大剖面尺寸的比例最多是最小剖面的尺寸的兩倍。優(yōu)選地，該比例大致為1∶1，優(yōu)選地該孔具有圓形截面。需注意的是，這些孔與狹縫相比，能夠獲得對流體流動(dòng)方向的更好控制。流體在兩個(gè)方向而不是一個(gè)方向上被控制，從而防止在平行于狹縫長度的方向上產(chǎn)生不可控的流動(dòng)。另外，當(dāng)用狹縫時(shí)，不可能在兩個(gè)維度上非常局部地修改流動(dòng)方向。畢竟，狹縫本身已經(jīng)在兩個(gè)維度上延伸了。相反，當(dāng)用孔時(shí)，流體流動(dòng)方向在孔與孔之間就可以不同，即，可以非常局部地變化。使用機(jī)械不能獲得這種局部不同的流動(dòng)方向，或者只能用非常費(fèi)力的方式獲得，然而用激光切割或電子束切割則能夠相對容易地獲得。
一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案提供了一種流化基材，其中多個(gè)第一孔與板材表面成第一角度，多個(gè)第二孔與板材表面成第二角度，且該第一孔和第二孔之間構(gòu)成大于0°的夾角。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第一孔布置成具有大致平行的第一流出方向的第一組，第二孔布置成具有大致平行的第二流出方向的第二組，第二流出方向與第一流出方向不同。以這種方式，作為不同方向的結(jié)果，可以獲得一種較靈活的在流化基材上輸送顆粒的方式，或者獲得例如一種改進(jìn)的混合顆粒方式。
優(yōu)選地，第一和第二組各構(gòu)成一連續(xù)的、不重疊的組。這表示每組都確定一個(gè)流出方向。這對流出方向提供了良好的控制，從而對基材上顆粒的輸送方向提供了良好的控制。
本發(fā)明還提供一個(gè)實(shí)施方案，其中第一組孔和第二組孔可以以規(guī)則的圖案模式交替布置。這也可以被看作提供了大量的孔組，這些孔組本身分別是是較小的。顯然，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以優(yōu)化控制流出方向，從而優(yōu)化控制輸送方向。
這種圖案模式由在流化基材寬度方向上延伸的條帶形成，且從流化基材縱向方向看去時(shí)各種情況下的寬度都不超過十個(gè)孔，最好不超過五個(gè)孔。這種情況，具體而言，是針對大致矩形的流化床或其局部。這種交替的圖案模式，本質(zhì)上就是由孔組成的窄條，產(chǎn)生的結(jié)果是可以使顆粒很好地混合，因?yàn)榛旌蟽H發(fā)生在各區(qū)域的邊界區(qū)域，而用這種方式可以形成許多邊界。原則上，下述規(guī)則是適用的條帶越窄，則發(fā)生的混合效果越好。然而，寬度為一個(gè)孔的一行對于確定和控制流出方向并非總是特別有效的。然而，在大多情況下，如果數(shù)量為五個(gè)孔，可以實(shí)現(xiàn)很好的效果。
總體而言，該圖案模式優(yōu)選包括多排由多個(gè)孔組成的相互平行的排，每一孔被四個(gè)或六個(gè)孔以規(guī)則的方式環(huán)繞。這產(chǎn)生了一種能保證非常均勻流化的規(guī)則圖案模式。當(dāng)然，這種環(huán)繞布置特別涉及相同流動(dòng)方向的孔，但有時(shí)優(yōu)選讓所有孔具有一種規(guī)則的圖案模式，而不考慮流出方向，因?yàn)檫@樣可以例如盡可能地保持板材的機(jī)械特性，例如強(qiáng)度。
在一個(gè)實(shí)施方案中，板材包括具有第一方向孔的中央?yún)^(qū)域，以及在該中央?yún)^(qū)域周圍的多個(gè)具有各自方向的孔的外圍區(qū)域，從而落在其上的產(chǎn)品可以被輸送到外圍區(qū)域之一上的一個(gè)端點(diǎn)。
該實(shí)施方案提供了一種用于連續(xù)應(yīng)用的流化基材，因?yàn)楫a(chǎn)品可以供應(yīng)給中央?yún)^(qū)域，在一段時(shí)間之后，將產(chǎn)品輸送到邊緣區(qū)域之一，其中，產(chǎn)品通過其它各邊緣區(qū)域進(jìn)一步被緩慢地輸送到限定了從該流化床流出或者輸出的方向的那個(gè)外圍區(qū)域，例如被輸送到產(chǎn)品排放口。這種大致圓形的流化床有時(shí)被用在一種具有快速混合和快速干燥效果的、公知為“良好混合床”(well-mixed beds)的裝置之中。
應(yīng)予注意的是，上述長形流化基材顯然能夠用于連續(xù)操作，而且在很多情況下能夠用于構(gòu)成具有良好確定的滯留時(shí)間和干燥效果的栓塞流床(plug-flow beds)。
原則上，如果可以確定從起始點(diǎn)(例如，產(chǎn)品供應(yīng)處)到結(jié)束點(diǎn)(例如，產(chǎn)品排放處)的總的流出方向，就可以提供連續(xù)的操作。準(zhǔn)確地說，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的流化基材以及下面將要介紹的方法能夠很容易地提供具有各種方向的孔，從而可以獲得設(shè)計(jì)非常靈活的流化基材。
用激光束或電子束制孔的另一優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)采用大致相似形狀的孔時(shí)，可以使孔的直徑與板材厚度的比例比機(jī)械方法制出的小。后者(機(jī)械方法)需要直徑與板材厚度比例至少為1∶1，而小于1∶1的比例，例如在0.1∶1到0.5∶1之間的比例，可以有利地通過激光束切割和電子束切割來輕易地獲得。
所需直徑的孔，優(yōu)選在0.2和0.8到1.0mm之間，板材厚度例如為1-2mm，可以通過非常方便的方式制出。使用公知的激光和電子束技術(shù)，可以很容易產(chǎn)生具有大約0.2mm直徑的束。這可以用來燒出直徑為至少0.2mm的孔。當(dāng)制造例如用于處理微粒、粉末或類似物的流化床時(shí)，這種小孔和這種小孔徑/板厚度比例是有利的。通常對于這種微粒，需要較低的流動(dòng)速率。為了同時(shí)還要獲得均勻的分布，就需要許多孔，這些孔必須很小，盡管部分是為了實(shí)現(xiàn)掉落其中的小顆粒達(dá)到所需的較低數(shù)字。例如，對于顆粒直徑例如為0.05-0.5mm的顆粒粉末，所需的空氣速度為0.1-1.2m/s，空氣滲透率，即，(孔的整個(gè)表面區(qū)域)(板材表面積)的比例為0.2-5％。當(dāng)然，這些數(shù)值并非是限制性的。
通過選擇更大功效的激光系統(tǒng)和/或增加激光束的寬度到例如0.7mm，最大大約為0.8到1.0mm的孔仍能用一個(gè)脈沖燒出，或者最多幾個(gè)脈沖，因?yàn)榘宀牟牧蟽?yōu)選為金屬，最好是不銹鋼或者其它合金，能夠耐受堿或其它清潔劑，以這種方式加熱或蒸發(fā)使孔比激光束的直徑寬。準(zhǔn)確地說，因?yàn)榧す馐梢砸悦}沖模式在一點(diǎn)操作，而無需切割，所以孔可以以快速和有效的方式制出。一種非限制性的例示如下使用所述方法，可以方便地每秒制出大約五個(gè)孔，而用激光束切割并在孔周圍移動(dòng)的方法，用相同的激光束系統(tǒng)每五秒至多可制出一個(gè)孔，所有這些取決于孔的直徑和長度。使用電子束，平均每秒可以制出高達(dá)幾百個(gè)孔。
本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的流化基材的流化裝置。這種流化裝置具有不必經(jīng)常和/或徹底清潔的優(yōu)點(diǎn)，從而使效率得以提高。此外，在生產(chǎn)期間，所處理產(chǎn)品的純度和品質(zhì)比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的要好，因?yàn)闅埩舻牟牧陷^少。這樣，產(chǎn)品品質(zhì)不會(huì)由于材料殘留而降低。
本發(fā)明可以解決的一個(gè)重要的問題是由于殘留產(chǎn)品、潮濕和熱所產(chǎn)生的細(xì)菌孳生、產(chǎn)品污染的問題。由于根據(jù)本發(fā)明的板材和裝置可以更易清潔，所以在板材上和內(nèi)部能夠較少地殘留產(chǎn)品，從而抑制細(xì)菌和污染的產(chǎn)生。
流化床是一種處理設(shè)備，其中粉狀產(chǎn)品由于空氣垂直流動(dòng)而保持在浮動(dòng)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，可以對該產(chǎn)品進(jìn)行處理。這種處理通常包括在熱空氣中干燥、在冷空氣中冷卻或者卯磷脂化(lecithinization)。其它的處理也是可行的，例如，結(jié)塊、?；⑼扛?、剝離、化學(xué)反應(yīng)等等。
優(yōu)選地，該流化裝置包括多個(gè)不同氣流流出方向的區(qū)域。從而，該產(chǎn)品能夠例如方便地混合，或者輸送到各區(qū)域等等。
在一個(gè)特定實(shí)施方案中，流化基材包括一個(gè)大致圓形的第一區(qū)域，該第一區(qū)域具有基本沿圓周方向的氣體流出方向；以及一個(gè)相鄰的長形區(qū)域，該長形區(qū)域的總的氣體流出方向沿該長形區(qū)域的縱向。這種裝置從而具有例如圓形的良好混合區(qū)域，該圓形的良好混合區(qū)域具有相關(guān)的快速混合和干燥效果但是不太能明確確定的停留時(shí)間；以及相鄰的具有明確確定停留時(shí)間和干燥效果的長形栓塞流區(qū)域。
特別地，長形區(qū)域包括多個(gè)分區(qū)，其氣體流出方向與總氣體流出方向的夾角不等于零。換句話說，分區(qū)與分區(qū)之間的氣流流出方向是不同的，用于實(shí)現(xiàn)混合、干燥效果等等目的。該角度相對于總氣流流出方向可以是較小的，該總氣流流出方向一般通常平行于長形區(qū)域的縱向方向。這針對的是停留時(shí)間很短的情況，例如用于敏感產(chǎn)品。另一方面，該角度可以很大，例如大約為90°或甚至大于90°，用于較長停留時(shí)間和大強(qiáng)度混合。應(yīng)當(dāng)指出，大于90°的角度表示該產(chǎn)品在該分區(qū)中逆著總流動(dòng)方向而移動(dòng)。
在很多情況下，流化床裝有振動(dòng)機(jī)構(gòu)。該振動(dòng)機(jī)構(gòu)改善流化的均勻性。振動(dòng)頻率是例如在4到20Hz，當(dāng)然后者不是限制性的。通常，這被稱作一搖動(dòng)床(低頻)或者振動(dòng)床(高頻)。
對于流化床而言，壓降和篩板的透氣性都是很重要的。優(yōu)選地，孔內(nèi)側(cè)要盡可能光滑，這對氣體流動(dòng)和清潔更好。
最好，流化基材含有盡可能多的孔。這提供的優(yōu)點(diǎn)是氣流和基于該氣流的產(chǎn)品處理可以盡可能地均勻。另一方面，大孔提供了更易清潔的優(yōu)點(diǎn)。已發(fā)現(xiàn)每平方米在10000到40000之間數(shù)目的、孔直徑在0.2到0.9mm之間能在適當(dāng)?shù)膲航迪庐a(chǎn)生很好的、均勻的流化效果，所有這些效果都取決于孔的直徑。然而采用所選擇的制孔方法仍然使孔保持良好可清潔性。孔的數(shù)目在這種情況下是在整個(gè)流化基材上計(jì)算出的，也就是說包括任何沒有孔的區(qū)域。
可以給氣體所需的方向，從而也可以使其具有輸送產(chǎn)品顆粒的作用。為此，孔可以給出特定方向，例如與板材表面所成的角度在15到50度之間。已發(fā)現(xiàn)與板材表面成30到45度能在定向、產(chǎn)品顆粒調(diào)落和氣流之間得到良好的優(yōu)化。
當(dāng)然，可以讓流化基材或者其相鄰部分上的孔具有不同的方向。這在例如已知的良好混合床中可以具有下述優(yōu)點(diǎn)。
-在流化基材上具有更好的干燥能力，由于高空氣載荷和高溫度，導(dǎo)致增加最多15％的能力。
-更緊湊的結(jié)構(gòu)。
-改進(jìn)的粉末品質(zhì)。
-作為粉末緩沖的結(jié)果，可以獲得更好的控制，這些粉末已被干燥成流化床的較厚的層。
-生產(chǎn)更為穩(wěn)定，不易發(fā)生故障。
使用所選擇的技術(shù)來制孔，可以以一種簡單的方式提供具有所需多種方向圖案模式的孔的流化基材，從而也可以在流化基材上獲得所需的多方向氣流和產(chǎn)品。通過給激光束源編程，在原理上可以使每個(gè)孔具有所需的方向。對于已知的機(jī)械制孔方法，只能夠用一種輥?zhàn)?，其只能在板材上按一個(gè)方向切出孔或壓出孔。為了提供具有多個(gè)方向的流化基材，需要將不同方向的部件焊接到一起，這既費(fèi)事而且會(huì)使孔被焊到一起。通常，在含有孔的區(qū)域進(jìn)行焊接是非常不利的。特別是一半焊接或者在一側(cè)焊接的孔造成了一個(gè)衛(wèi)生問題，因?yàn)楫a(chǎn)品會(huì)殘留在其后。
用激光束或者可選地電子束“射擊”方法的另一優(yōu)點(diǎn)是板材區(qū)域上可以具有不同的孔密度，或者甚至可以保持沒有孔。這對于控制氣流或者產(chǎn)品流具有進(jìn)一步的優(yōu)勢，這對于在流化裝置上支撐板材也是有利的。在許多情況下，該板材沿著其長度和/或?qū)挾扔弥渭?、條帶或類似物來支撐，通常流化基材焊接到這些支撐件上。如果該流化基材在橫梁或類似部件的位置沒有孔，任何孔都不會(huì)發(fā)生被焊接到一起的情況或者類似情況。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以在一單片流化基材上輕松獲得這種圖案模式。
還可以讓邊緣區(qū)域上沒有孔，甚至在復(fù)雜形狀例如非矩形的流化基材或其一部分的邊緣處沒有孔。舉例而言，在這種情況下可以考慮一個(gè)區(qū)段或“楔子”。由于邊緣區(qū)域沒有孔，這種板材仍然能以簡單的方式相連接，例如通過焊接，而不會(huì)發(fā)生孔的局部被切割或被焊接的情況。由于在板材連接期間不會(huì)發(fā)生這類不規(guī)則情況，所以可以制造出非常復(fù)雜的形狀，例如三維形狀，或者由不同材料構(gòu)成的區(qū)域，等等。
孔的角度優(yōu)選被選擇為至少和所要處理產(chǎn)品的休止角相同大小。所要處理產(chǎn)品的休止角取決于產(chǎn)品的流動(dòng)性質(zhì)，特別是其掉落到孔中的方式。在正常環(huán)境下流出的產(chǎn)品量構(gòu)成了一個(gè)銳角或特定頂角，也被稱作休止角。如果該產(chǎn)品位于具有孔的板材上，孔尺寸大于產(chǎn)品顆粒尺寸，但是該板材的角度等于或大于該休止角，則該產(chǎn)品不會(huì)自由通過該孔，而僅僅是在橋接作用下以一個(gè)極小程度掉到孔內(nèi)。因而，即便是具有大于產(chǎn)品顆粒直徑的孔，也可以具有最小化的掉落?？纵S線與板材所成的角度的一個(gè)良好的經(jīng)驗(yàn)值是20到45度，孔為0.2到0.9mm，產(chǎn)品顆粒尺寸為0.05到0.5mm之間。
優(yōu)選地，板材厚度是當(dāng)從直角方向看板材時(shí)不可能穿過孔而看透該板材。這保證可以賦予氣流以可靠的定向。板材的厚度因而取決于孔的直徑以及孔和板材之間的角度。例如，對于30度角和直徑約為0.8mm的孔，板材厚度為2mm是可用的，盡管板材的厚度在約0.5到3mm之間也是可用的。順便指出，實(shí)際上，板材厚度通常根據(jù)其它標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行選擇。為此，可以在上面行走的板材對于維護(hù)而言是有益的，而大約2mm的厚度將是適合的。
流化空氣以一適當(dāng)壓降穿過篩板，從而保證了在粉末層上的良好分布。根據(jù)一種已知的、非限制性的規(guī)則，dP(板材)∶dP(粉末層)＝1∶3到1∶4，對于板材的一個(gè)示例值約為500Pa。
下面將參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，附圖中-

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的流化基材的剖面；-圖2a、b示出了根據(jù)本發(fā)明的流化基材另一實(shí)施方案的頂部視圖和剖面圖；-圖3示出了在根據(jù)本發(fā)明的流化基材上的孔以及氣流的示意性定向圖案模式(orientation pattern)。
圖1示出了帶有孔2的板材1。該孔具有軸線，其角度大約與板材成30°角。板材厚度約為1mm，孔直徑約為0.45mm。當(dāng)從上方垂直地觀察該板材時(shí)，不可能通過該孔看穿板材。孔軸線3的傾斜使得氣流可以按照所需的方向流過孔。當(dāng)然，這里給出的厚度、孔的角度和直徑等尺寸僅僅是通過例舉的方式而給出的。
孔軸線3的方向?qū)?yīng)于電子束或激光束的方向。實(shí)際上角度可以根據(jù)需要選擇，但最好不要太小，以防止產(chǎn)生不必要的長管道以及所帶來的缺陷。孔直徑可以在相對較寬的范圍內(nèi)選擇，并且可以變化，例如從十分之幾個(gè)微米到1微米。
當(dāng)在板材1上用電子束或激光束3制出一個(gè)或多個(gè)孔2后，板材1至少部分或者特別地全部進(jìn)行精加工。這種精加工可以用于例如改善孔2的內(nèi)部品質(zhì)。精加工在這種情況下可以例如包括對孔2進(jìn)行電拋光或者化學(xué)拋光。也可以讓板材1進(jìn)行卷繞或類似過程，以實(shí)現(xiàn)其特定形狀。應(yīng)當(dāng)注意到的是，需要少量(如果有的話)的卷繞來修正板材1由于制造孔2而產(chǎn)生的翹曲，而與現(xiàn)有技術(shù)相反，在本發(fā)明中是很少發(fā)生的(如果有的話)。后者對于激光鉆孔來說更是如此。在例如鉆孔是在真空室內(nèi)用電子束進(jìn)行時(shí)，這可以通過將板材形成圓筒狀并且然后展開而實(shí)施，這會(huì)引起一些翹曲。
圖2a和2b分別示出了局部切出的本發(fā)明另一流化板材的俯視圖和剖面圖，在板材11上設(shè)有由多個(gè)孔12構(gòu)成的圖案模式。這些孔直徑在一側(cè)為d1mm，在另一側(cè)為d2mm。由于具有例如由激光束所形成的增加的直徑，使得氣體具有特定的流動(dòng)特性。這些孔軸線與板材11之間的角度大約為45度。孔的密度與距離a和b成反比，且可以是例如大約每平方米100,000個(gè)。然而，更低的密度，例如每平方米10,000到40,000個(gè)也足以良好地工作。通常，距離a和b各具有從1到10mm之間的值，但是不限于此。板材的厚度在這種情況下為2mm，所以在從板材的垂直上方觀察時(shí)，不可能通過孔看穿該板材。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明流化基材上的孔的平均定向圖案模式的示意圖。在這種情況下，I表示已知的良好混合的區(qū)域，具有快速混合和干燥效果，但是停留時(shí)間不是很好確定；II確定了一栓塞流區(qū)域(plug-flow area)，具有很好確定的停留時(shí)間和干燥效果。
區(qū)域I包括中央?yún)^(qū)域20，其具有第一氣體流出方向，在這種情況下為遠(yuǎn)離區(qū)域II的方向，以使得停留時(shí)間盡可能的長。另外，這里有四個(gè)區(qū)域21，具有各自的流出方向，其將落到其上的產(chǎn)品輸送到兩個(gè)區(qū)域22之間的點(diǎn)處。這里，產(chǎn)品積累并流動(dòng)到區(qū)域II，即栓塞流區(qū)域。
在這種情況下，該栓塞流區(qū)域包括五個(gè)分區(qū)23，以及兩個(gè)排出區(qū)域24和一個(gè)產(chǎn)品排放區(qū)域25，所述五個(gè)分區(qū)分別具有各自的流出方向。
這里，分區(qū)23具有一種Z形的流出方向，然而其方向也可以不同。排出區(qū)域24在II中具有和區(qū)域22相同的功能，使產(chǎn)品被強(qiáng)制到達(dá)排放區(qū)域25。
通過在基材不同區(qū)域上讓孔具有不同的方向，產(chǎn)品顆?？梢韵鄳?yīng)具有不同的流動(dòng)方向，從而處理氣流可以以最優(yōu)效果完成其處理。一種所需的方向可以與該基材的相鄰區(qū)域的方向相反，或者，例如，與其呈不同角度。也可以讓第一組孔的角度不同，例如略小或者略大，或者相等，但是與第二組孔的方向不同，從而，讓氣流相對于流化基材的流出速度不同，等等。還可以讓一個(gè)區(qū)域內(nèi)的孔具有不同的方向，例如2/3向左，1/3向右，等等，如此會(huì)產(chǎn)生例如更好的流化效果。
特別有利地是，基本上所有孔都設(shè)在單片板材上，這意味著該帶有孔的流化基材不是由多個(gè)板部件互聯(lián)而構(gòu)成，而是該板材構(gòu)成一個(gè)單一整體，而沒有焊縫或類似物。根據(jù)本發(fā)明的方法特別提供了生產(chǎn)具有按所需圖案模式良好確定孔的板材，該板材具有多個(gè)部分區(qū)域或者類似設(shè)置。
顯然，板材可以包括不帶孔的組件，其能夠通過焊接或類似方式裝配到板材上，或者板材可以由焊接到一起的不同部分組成，只要這些部分在所要焊接的邊緣上沒有孔，從而后者不能一半一半的焊接而致使其難于清潔。
根據(jù)本發(fā)明的流化裝置的一個(gè)實(shí)用的實(shí)例(未示出)包括例如一個(gè)寬度約為0.3到2.5米，長度例如在4米到16米之間的根據(jù)本發(fā)明的流化基材，盡管原則上當(dāng)然可以選擇其它尺寸。另外，該裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)下述組件產(chǎn)品供應(yīng)凸緣，產(chǎn)品排出裝置，氣體供應(yīng)強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)(gas supplyplenum(s))，氣體供應(yīng)管線，氣體排放管線，可轉(zhuǎn)動(dòng)閥，微粒返回連接裝置，窗(艙)口(hatches)，觀察窗，基材的振動(dòng)裝置，取樣窗，檢察蓋，例如用于振動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置，氣體供應(yīng)和排放通風(fēng)口，氣旋裝置(cyclone)，用于冷卻、調(diào)節(jié)或加熱氣體的氣體處理單元。
該流化裝置可以被用來例如在一個(gè)布過濾設(shè)備中作為粉末排放裝置，在粉末料倉中作輸送裝置或者更廣義而言用于處理粉末。
權(quán)利要求
1.流化基材，包括光滑且平整的板材(1；11)，該板材上具有多個(gè)通孔(2；12)，所述孔由激光束或電子束制成，且具有長寬比至多為2∶1的截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的流化基材，其中所述多個(gè)孔(2；12)中的至少一部分與板材表面成銳角。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的流化基材，其中該銳角在20度到50度之間，優(yōu)選在30到45度之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的流化基材，其中多個(gè)第一孔與板材表面成第一角度，多個(gè)第二孔與板材表面成第二角度，并且其中該第一孔和第二孔之間形成大于0°的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的流化基材，其中第一孔布置成具有大致平行的第一流出方向的第一組，第二孔布置成具有大致平行的第二流出方向的第二組，第二流出方向與第一流出方向不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的流化基材，其中第一和第二組各構(gòu)成一連續(xù)的、不重疊的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的流化基材，其中第一組孔和第二組孔以規(guī)則的圖案模式交替布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的流化基材，其中該圖案模式由在流化基材寬度方向上延伸的條帶形成，且從流化基材縱向方向看去時(shí)各種情況下的寬度都不超過十個(gè)孔，優(yōu)選不超過五個(gè)孔。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材，包括具有第一方向孔的中央?yún)^(qū)域，以及在該中央?yún)^(qū)域周圍的多個(gè)具有各自方向的孔的外圍區(qū)域，從而落在其上的產(chǎn)品可以被輸送到外圍區(qū)域之一上的一個(gè)端點(diǎn)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材，其中基本上所有孔都設(shè)置在一塊單體板材(1；11)上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材，其中在整個(gè)流化基材上計(jì)算，孔(2；12)的數(shù)量在每平方米10,000到40,000之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材，其中板材(1；11)的一個(gè)寬度至少為1.5cm的區(qū)域上基本上沒有孔，然而在板材的該區(qū)域的至少相對兩側(cè)上設(shè)有孔。
13.流化基材，包括多個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的流化基材，其中這些流化基材相互連接到、優(yōu)選焊接到一個(gè)沒有孔的單獨(dú)部分上。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材，其中孔(2；12)的直徑大致在0.2到1.0mm之間，板材厚度在0.5到3mm之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的流化基材，其中孔(2；12)的直徑和板材厚度的比在1∶10和1∶2之間。
16.用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求之一的流化基材的方法，包括以下步驟-提供用金屬合金制成的光滑平整的板材(1；11)，-通過激光束或電子束在板材上提供多個(gè)通孔(2；12)，所述孔具有一個(gè)橫斷面，該橫斷面具有不超過2∶1的長寬比。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該板材(1；11)在制造孔(2；12)時(shí)實(shí)質(zhì)上相對于激光束或電子束沒有移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法，其中用于板材的不同孔(2；12)的激光束或電子束以不同的角度導(dǎo)入到板材(1；11)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18之一的方法，其中對板材(1；11)的至少一部分進(jìn)行精加工操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中該精加工操作包括電拋光、化學(xué)拋光或卷繞。
21.可根據(jù)權(quán)利要求16-20之一而制造的流化基材。
22.流化裝置，包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-15之一的流化基材和一個(gè)連接到該流化基材上的氣體供應(yīng)裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的流化裝置，其中該流化基材包括具有不同氣體流出方向的多個(gè)區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的流化裝置，其中該流化基材包括一大致圓形的第一區(qū)域，該第一區(qū)域具有基本沿圓周方向的氣體流出方向；以及一相鄰的長形區(qū)域，該長形區(qū)域的總氣體流出方向沿該長形區(qū)域的縱向。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的流化裝置，其中該長形區(qū)域包括多個(gè)分區(qū)，所述分區(qū)的氣體流出方向與總氣體流出方向的夾角不等于零。
26.根據(jù)權(quán)利要求22-25之一的流化裝置，還包括一振動(dòng)機(jī)構(gòu)，以使該流化裝置的至少一個(gè)區(qū)域特別是流化基材振動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流化基材，包括一具有孔(2)的平板(1)，孔用激光束或電子束制成。這種板材具有良好的流化特性且容易清潔。本發(fā)明還提供了一種用于制造這種流化基材的方法和包括這種流化基材的流化裝置。
文檔編號(hào)F26B3/02GK101087645SQ200580044471
公開日2007年12月12日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者A·J·M·博曼 申請人:利樂拉伐控股信貸有限公司