本发明专利技术涉及一种通过切割、浸泡和／或清洗材料来处理材料的设备，其中，该设备包括收容器（１０）、带有涡流生成器的排放构件（２０）和泵送装置（２２），布置用于从收容器（１０）朝向涡流生成器泵送流体和材料，其中，涡流生成器和泵送装置（２２）的组合适于在流体中生成延伸至收容器内的锥形螺旋涡流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种处理材料的设备和方法，该处理包括如切割、浸泡(soaking，浸湿)、清洗材料，并且如有要求，可进行化学和热处理。待处理材料为颗粒型有机材料，优选地为包括可发酵部分的有机材料，根据本专利技术的处理尤其涉及至少形成使材料易于在生物乙醇生产设备中进行进一步加工的过程的一部分，该进一步加工通常可以包括分解，如分解禾杆以提取木质素。
技术介绍
和专利技术目的在适用于生产生物乙醇的发酵过程中，通常，发酵之前要求对有机材料进行初步加工。通常，这类加工都有着不同的目标，比如，有机材料的浸泡(例如，为了脱除硅酸盐、 盐和诸如石块、砂砾、沙子和粘土等的矿物元素和/或为了增加水含量)、切割、氧化、脱水， 并且以上处理步骤依次进行。因此，从总参考框架来看，必须使有机材料易于发酵。关于使有机材料易于发酵的特别重要的方面为有机材料的浸泡、切割和/或清洗。此外，其他方面涉及到对材料进行化学和/或酶化处理的有机材料处理。这些方面当然可以和浸泡、切割和/或清洗等结合。在本文中，优选地，Mli表示，通常认为是干燥(参照所需液体含量)的有机材料需要浸透流体，优选地流体为水，如自来水。浸泡也可以用来释放和/或溶解污染物质。在某些情况中，干燥材料也可表示未浸泡材料。在本文中，优选地，SM表示将有机材料切分成块，诸如，切成比其原有尺寸(切割前)更小的块。在本文中，优诜地,清洗表示将污染物质从有机材料中分离出来,通常，首先是通过在液体中释放和/或溶解，然后是将污染物质与液体分离开来。该污染物质可能是石块、 砂砾、金属粒、硅酸盐类、盐分、普通矿物元素、沙、粘土或其混合物。通常污染物质为颗粒物，且通常处于物体表面上。US 2008/0054108披露了一种碎浆机(pulper，成浆机)，其具有一个用于接收待切碎材料的箱。转子固定至驱动的旋转输出，且该转子包括一个环形可旋转轮毂和总体上从轮毂轴向突出的多个叶片。叶片具有面向轴向方向的侧缘，以及设在叶片的侧缘上的多个齿，以便以降低的能量需求快速地切碎材料。US 6，234，415披露了一种碎浆机，其包括安装在有孔筛板附近的管内的转子。该转子包括螺旋叶片，其直径朝着该转子的外端减小。在筛板附近，转子叶片承载径向且向外突出的肩状件。该肩状件形成了一个压力生成和子压力生成装置(pressure-generating and sub-generating device)，当转子旋动时，该装置对浆状物产生交替效应，以此防止筛板中的孔的阻塞。这两种装置都存在这样一个问题，箱内的流动包括箱中存在的液体的循环，这使得待成浆材料的滞留时间变得不可控制。在成浆操作中，不可控制的滞留时间并不是主要顾虑，其中切碎浆状物的粒度分布才是重要参数。因此，上述文件也公开了碎浆机，其中采用循环以确保所有离开成浆腔室的浆状物小于过滤器限定的尺寸，并且其中采用循环以避免过滤器的阻塞。所公开的碎浆机对于实现制浆目的可能是可实行的，其流型(flow pattern)包括内部循环，因此材料会或者不会与转子发生多次接触，由此，包含在碎浆机中的液体中的材料具有多种粒度分布，这可能导致沉淀，并随之可能导致(例如)阻塞。此外，至少由于循环的原因，液体中材料的滞留时间被认为不可控制。另一个关于这种循环的问题是液体中材料的滞留时间可能会变的不可知且不可控制。例如，由于控制浸泡过程的其中一个参数是滞留时间，如果目的是要浸泡到一定程度 (材料中的水含量)，这可能会成为一个问题。特别是目的是要溶解诸如盐这样的矿物时， 这可能成为一个问题。一个特别的问题是关于将待处理的材料消解于液体中。通常，待处理的材料都有显著低于液体密度的密度，这种情况下，该材料易于像“盖子”一样浮在液体的上表面上，使得浸泡这种材料变得困难。特别是当处理非常疏水的材料时，例如谷物杆、玉米废料、锯末、 稻谷废料、木条、能源甘蔗(energy cane)、高粱、芒草、柳枝稷等。再一个问题是关于，污染颗粒(诸如石块和金属块)的破坏性特征可能存在于切割边缘上。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种设备和方法，其至少减轻关于已知设备和方法的一些或更多问题。在很多实例中，本专利技术另一个重要目的是使那些原本干燥的材料变得可用泵抽吸，由此该材料可以朝着下游处理系统泵送且用作其中的液压密封。
技术实现思路
因此，旨在通过提供一种材料处理设备在本专利技术的第一方面中实现上述目标和其他几个目标，所述处理包括(但不限于)材料的切割、浸泡和或清洗，所述设备包括-收容器(rec印tacle，接收器)，包括限定适于容纳流体和待处理材料的容器的壁构件，-排放构件，在上游与收容器的内部流体连通，在下游与流体连接件流体连通，该排放构件包括-涡流生成器，-泵送装置，布置成用于将带有材料的流体从收容器朝向涡流生成器泵送并送入下游流体连接件内，其中-涡流生成器和泵送装置结合，适于在流体中生成锥形螺旋(conic helix)涡流， 该涡流延伸至收容器内。因此，通过本专利技术已提供的设备，其中涡流用于控制流体中材料的同化 (assimilate)，优选地所述流体为液体，诸如水，由此至少能够平稳地控制收容器中的材料的滞留时间。从材料在流体中同化的意义上，可以说从设备流出的材料被流态化了。由于材料已经流态化，因此能够对其增压并朝着下游处理系统泵送(例如，通过泵送装置和/或进一步的加压装置)。此外，流态化使得带有液体的材料能够提供一种液封，这是由于，如果，气态或液态流体将不会容易地(或完全不能)像材料为其最初的较干燥状态的情况下其本来能够的那样经过带有液体的材料。一个与本专利技术相关的具体可获得特征为锥形螺旋形式涡流的生成。在本文中，优选地，锥形螺旋意味着涡流，其中流体成分的轨迹是阿基米德螺线和螺旋线的叠加。需要提出的是，虽然阿基米德螺线和螺旋线的数学原理严格规定了圆锥螺旋的演变，本专利技术中的圆锥螺旋可以偏离这种数学描述，但是目的是这样的流型。然而，“圆锥螺旋”已经被用于组成至少像圆锥螺旋的流动路径，在该流动路径中，流体成分沿着朝向螺旋运动的中心轴线以及沿着该中心轴线运动的路径行进。生成的涡流通常包括，与涡流的旋转轴线相关的在轴向方向和径向方向上变化的角速率。尤其是，这通常是基于流体内的粘性耦合和阻尼、边界条件和涡流生成器而获得。此外，通常可以避免生成次涡流，次涡流优选地为这样的涡流，其并非占据收容器内大多数空间且由涡流生成器和泵送装置结合而生成的主锥形螺旋。有利的是，通过控制泵送装置，即可以控制涡流的轴向流动成分。在很多实际情况中，泵送装置可以被看作是沿朝着涡流生成器的方向的“在涡流中拖拽”的装置。本文使用了各种技术用语。对本行业技术人员而言，尽管这些用语以对于技术人员普通的含义使用，但以下将对其中一些用语做简要解释。优选地，“涡流生成器”意为一种在流体中生成涡流的构件。此处考虑的涡流生成器的典型实例为，包括沿径向方向延伸的转子臂(rotor arm)的可旋转构件。优选地，“回流(back flow) ”用于指示一种流动模式(flow regime)，其中存在沿着与主流动方向(优选限定为从入口到出口)相反的方向行进的流动。从这种意义上来说， 优选地，回流可以看作是次流型，诸如次涡流，其中主流型是锥形螺旋。优选地，设备中的未浸泡材料可以通过涡流中本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种处理材料的设备，所述处理包括所述材料的切割、浸泡和／或清洗，所述设备包括：－收容器，包括限定了适于容纳流体和待处理材料的容器的壁构件－排放构件，在上游与所述收容器的内部流体连通且在下游与流体连接件流体连通，所述排放构件包括－涡流生成器，－泵送装置，布置成从所述收容器朝向所述涡流生成器泵送带有材料的流体并将其泵送至下游的流体连接件内，其中，－所述涡流生成器和泵送装置相结合而适于在所述流体内生成锥形螺旋形式的涡流，所述涡流延伸至所述收容器内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：芬恩·贝尔德林，
申请(专利权)人：拜格索IPR有限公司，
类型：发明
国别省市：DK
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