(57)【要約】  本発明は、ばら材料、特に小さい成形体から形成される触媒を管、容器等に導入する装置に関し、前記装置は多数の充填ユニットおよび充填ユニットを同時に移動する搬送装置（１）を有する。充填ユニットの信頼できる、正確な移動を達成するために、搬送装置が後ろおよび前に移動できるベースプレート（２）、ベースプレートに固定された少なくとも１つのピストンシリンダーユニット（３）および１個以上の搬送用爪（５）からなり、搬送用爪がピストンシリンダーユニットに作用結合され、共通の軸の周りに回転することができ、ベースプレート中の開口（６）により管（７）、容器等に突出する自由端部を有し、ベースプレートの移動方向の開口の長さがピストンシリンダーユニットの移動距離に等しいかまたは大きい。
2007529301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の充填ユニットおよび充填ユニットを同時に移動する搬送装置（１）を有する管、容器等にばら材料を導入する装置において、搬送装置が後ろおよび前に移動できるベースプレート（２）、ベースプレートに固定された少なくとも１つのピストンシリンダーユニット（３）および１個以上の搬送用爪（５）からなり、搬送用爪がピストンシリンダーユニットに作用結合され、共通の軸の周りに回転することができ、ベースプレート中の開口（６）により管（７）、容器等に突出する自由端部を有し、ベースプレートの移動方向の開口の長さがピストンシリンダーユニットの移動距離に等しいかまたは大きいことを特徴とする、管、容器等にばら材料を導入する装置。
【請求項２】
ピストンシリンダーユニットが空気式にまたは油圧式に運転される請求項１記載の装置。
【請求項３】
ピストンシリンダーユニットが空気式に運転される請求項１記載の装置。
【請求項４】
搬送用爪（５）の自由端部がベースプレートの移動方向に反対にまっすぐな縁部（５Ａ）を有し、ベースプレートの移動方向に傾いた縁部（５Ｂ）を有する請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
ピストンシリンダーユニットの移動距離が、少なくとも１つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計に相当し、２つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計より大きくない請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
１０〜２０個の充填ユニットを並列に配置する請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
搬送装置が２または３個のピストンシリンダーユニットおよび３〜５個の搬送用爪を有する請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
ピストンシリンダーユニットを一緒に運転できる請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
ばら材料の貯蔵容器の下に少なくともほぼ平行な供給シュート（ｖ）が用意され、前記シュートは１個以上の振動ユニット（ｖｉ）に作用結合されている請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
管束反応器に触媒を導入するための請求項１から９までのいずれか１項記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多数の充填装置および前記充填装置を同時に移動することができる搬送装置を有する、管、容器等にばら材料を導入する装置に関する。
【０００２】
ガスを触媒により反応させる化学反応を実施するために、管束反応器がしばしば使用される。記載できる１つの例は、特に固定床触媒上の炭化水素の選択的酸化である。これらの反応は発熱性であるので、反応器からできるだけ有効に反応熱を除去することが必要である。反応を制御されない方法で実施する場合に好ましくない副生成物の形成が増加し、高価な出発物質が破壊される。熱をきわめて有効に除去する１つの公知の方法はきわめて小さい直径を有する管に触媒を充填し、管の間の空間に冷却剤を導入することである。この目的のための通常の管直径は２〜５ｃｍであり、管束反応器はしばしば４００００個までの個々の管を有する。それぞれの個々の管で時折触媒を交換しなければならない。
【０００３】
最近１０年間にわたり触媒材料の測定した量を漏斗によりそれぞれの個々の管に導入する手動の充填は自動的充填に交代した。手動の充填はきわめて時間がかかり、従って費用がかかり、導入速度の必要な均一性および均一な層が保証されない。
【０００４】
管束反応器中で実施される反応の最適な収率および選択率を達成するために、反応器のすべての管が触媒材料できわめて均一に充填されることが重要である。それぞれの管に同じ量の触媒材料が存在すべきであり、この材料は管の長さに沿ってきわめて均一に分配されるべきである。これは制御されない方法で実施する反応の危険を減少する。
【０００５】
触媒を管に自動的に充填することは、例えば米国特許第４４０２６４３号から公知である。この刊行物はローラー上を移動することができ、粒状材料の排出方向に先が細くなっている容器が備えられているフレームを記載する。これからばら材料を、振動装置により振動させることができるトラフに入れ、互いに隣接して配置された縦方向のシュートに分ける。トラフの側面に接続部品が存在し、接続部品に柔軟なホースが固定され、ホースによりばら材料を管束反応器に供給できる。しかしローラー上を移動するフレームを正確に配置することは困難である。
【０００６】
ＷＯ９８／１４３９２号は反応管を充填するワゴンを記載する。米国特許第４４０２６４３号に比べてこれは改良された電気的に制御された振動装置を有し、前記装置は導入速度の正確な調節を保証する。しかしこのワゴンはきわめて重く、底部ローラーにより正確に配置することが困難である。
【０００７】
更にドイツ特許第１９９３４３２４号は二方向に移動できるスリット状の移動可能な部品を有する充填装置を記載する。これらの移動可能な部品は手動手段によるきわめて正確で簡単な配置を可能にする。充填装置のこの手動の移動は第１に運転する人間の側の手の器用さを必要とし、第２にこの充填装置は約４０〜６５ｋｇの重さを有するので骨の折れる作業を必要とする。更に装置の手による移動は時間がかかる。
【０００８】
従って本発明の課題は、多くの管に、並列に、すばやく、均一に、同時に充填することができ、管の１つの列から次の列に信頼できる、正確な、費用のかからない移動を保証する充填装置を提供することである。付加的な要求は充填装置の設置を容易にすることであり、高い作業速度を可能にすることである。
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１記載の手段が提案される。搬送装置は後ろおよび前に移動できるベースプレート、ベースプレートに固定された少なくとも１つのピストンシリンダーユニットおよび１個以上の搬送用爪からなり、搬送用爪がピストンシリンダーユニットに作用結合され、共通の軸の周りに回転することができ、ベースプレート中の開口により管、容器等に突出する自由端部を有し、ベースプレートの移動方向の開口の長さがピストンシリンダーユニットの移動距離に等しいかまたは大きく、搬送装置は信頼された、速く、均一な充填を保証する。
【００１０】
有利に使用されるベースプレートは少なくとも１０〜２０個の管の列の大きさを有する。ベースプレートは有利に金属材料、有利にアルミニウムから製造される。
【００１１】
ピストンシリンダーユニットはベースプレートと形状結合および摩擦力結合され、多数のユニットを使用する場合は、有利に互いに平行に配置されている。当業者に知られたすべてのピストンシリンダーユニットを使用できる。ピストンシリンダーユニットは一般に空気式にまたは油圧式に、有利に空気式に運転される。ピストンシリンダーユニットは管の列、容器の列等の寸法に適合している。
【００１２】
本発明の装置の有利な実施態様は従属請求項の対象である。請求項５に記載されるように装置を形成する場合は、充填装置を特に速い順序で移動することができる。このために、ピストンシリンダーユニットの移動距離は有利に少なくとも１つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計であり、２つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計より大きくなく、有利に１つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計である。管束反応器の場合に、個々の管は典型的に１８〜２９ｍｍ、特に２１〜２５ｍｍの直径を有する。管の個々の列の間の間隔は有利に３０〜５６ｍｍ、特に３１〜４１ｍｍである。
【００１３】
多数のピストンシリンダーユニットの場合に、前記ユニットは有利に一緒に調節する。この調節は有利に空気式に運転されるボタンにより行うことができる。ボタンを押すと開始すべきピストンシリンダーユニットが移動する。ボタンを離すかまたは再びボタンを押すと逆転すべきピストンシリンダーユニットが移動する。この移動は有利に管形反応器中の充填高さに依存してまたは充填装置中の材料の量に依存して生じる。
【００１４】
ピストンシリンダーユニットは押し棒および結合部品により搬送用爪に結合する。結合部品は有利に鋼、特にＳＴ−３７から形成される。搬送用爪は一般にＬ形を有し、有利に管に突出する自由な、短い端部を有する。この短い端部は有利に１つのまっすぐな縁部および１つの傾いた縁部を有する端部または爪である。これらの２つの縁部の間の角度αは有利に４０〜６０°、特に４５〜５５°である。まっすぐな縁部の長さは有利に３０〜５０ｍｍである。傾いた縁部の長さは一般に４０〜６０ｍｍである。結合部品に固定された長い端部の長さは一般に１２０〜１４０ｍｍである。搬送用爪は典型的に３〜５ｍｍの幅を有する。搬送用爪の適当な材料は鋼、特にＳＴ−３７である。
【００１５】
ベースプレート中の開口の長さは有利にピストンシリンダーユニットの移動距離より大きい。開口の幅は搬送用爪の大きさに適合する。
【００１６】
充填装置の移動は有利に２工程で行う。第１工程で、例えば空気式ボタンを押した後にピストンシリンダーユニットを活性化し、前記装置の押し棒が移動方向に移動する。結果として結合部品によりこれらの押し棒に固定される搬送用爪が同様に移動方向に移動する。搬送用爪は傾いた縁部により管の縁に滑走し、搬送用爪の自由端部の端部が前記管に残る場合は、爪が静止状態で突出し、その自重で次の管に落ちる。ピストンシリンダーユニットおよび押し棒は有利に搬送用爪が他の管に滑らないように寸法調節されている。空気式ボタンを再び押すかまたは離すと、ピストンシリンダーユニットの移動が逆転する。搬送用爪はまっすぐな縁部により、この面で再び管を離れることができないが、その代わりに管壁を加圧する。引き続きこの力が結合部品によりベースプレートに固定されたシリンダーに伝達し、ベースプレートを押し棒の最終位置に移動方向に推進する。この変位が管の１つの列から次の列までの間隔に相当する。
【００１７】
多数の搬送用爪およびシリンダーを使用する場合は、これらは同時に移動する。
【００１８】
充填装置は一般に多数の充填ユニットからなる。それぞれの充填ユニットは基本的に貯蔵容器、場合により分配装置、供給シュート、排出漏斗および充填管からなる。充填装置は有利に少なくとも５個の並列充填ユニット、特に少なくとも１０個の充填ユニット、特に有利に少なくとも２０個の充填ユニットからなる。
【００１９】
１０〜２０個の充填ユニットの場合は、搬送装置に２または３個のピストンシリンダーユニットおよび３〜５個の搬送用爪を使用することが有利である。
【００２０】
反応器管に正確に適合した予め測定された量のばら材料、例えば触媒を、必要な場合は貯蔵容器から排出することができ、または必要な量のばら材料を貯蔵容器の下に取り付けられる分配装置により配量することができる。
【００２１】
例えば２０個の充填ユニットを有する充填装置の場合は、充填ユニットの半分の貯蔵容器を有する充填装置を用意し、貯蔵容器と供給シュートの間に分配ユニットおよび貯蔵ユニットを設置することが有利である。このユニットはばら材料の第１部分を収容することができ、一方ばら材料の第２部分は同じ貯蔵容器により導入する。ばら材料の第２部分は第２の別の貯蔵ユニットに収容され、ばら材料の両方の部分が同時に供給シュートに供給できる。この有利な実施態様は供給シュートの間の間隔または供給シュート自体を長くせずに貯蔵容器が実現可能な大きさを有することができるという利点を有する。
【００２２】
貯蔵容器からまたは貯蔵容器から供給シュートに排出するばら材料の部分を振動により排出漏斗に搬送する。この目的に適した供給シュートは一般に４５〜６５ｍｍの長さを有する。供給シュートは有利にＵ形を有する。振動は有利に空気式に発生する。供給シュートは有利に管状反応器の表面に対して５〜２０°傾いている。供給シュートの端部に排出漏斗が用意されている。
【００２３】
排出漏斗は一般に反応器管と同じ程度の大きさの直径を有する。結果として、充填管の出口の充填速度は管束反応器の管の充填速度にすでに適合しており、充填中のばら材料の橋を回避する連続的充填を行うことができる。
【００２４】
充填装置は自由流動ばら材料を１個以上の垂直な反応器管に充填するために使用できる。充填装置は特に無水フタル酸、無水マレイン酸、およびアクリル酸を製造する触媒を反応器管に充填するために特に有効である。触媒材料は一般に小さい球、円板、シリンダー、リングまたはペレットの形で存在する。触媒は有利に数ｍｍの直径、特に５〜１０ｍｍの直径を有する皿形を有する。
【００２５】
自動的移動が有利であり、それは第１に装置が正確な配置を行い、従って急速な信頼できる配置を行うことができ、第２に移動工程および全充填時間を著しく加速できるからである。４００００個の管の場合に充填装置は約２０００回移動しなければならないことが指摘される。
【００２６】
更に移動を自動的に行う場合は、充填装置の質量はもはや制限要素でない。従って多くの数の並列充填ユニットを充填装置に収容できる。これは多くの費用と時間の節約を意味する。
【００２７】
更に空気式に運転される搬送装置は、閉鎖された反応器中で電圧が印加されず、空気式に運転される搬送装置は利用できる電力源からの独立性を保証するので、安全の利点を有する。
【００２８】
本発明を以下の図面により説明する。
【００２９】
図１は搬送装置の斜視図であり、図２は多数の充填ユニットの側面図である。
【００３０】
搬送装置１は基本的にベースプレート２からなり、ベースプレートに２つのピストンシリンダーユニット３が固定されている。ピストンシリンダーユニットの押し棒は結合部品４により搬送用爪５に結合される。搬送用爪の自由端部はベースプレート中の開口６により管束反応器の管７に突出する。搬送用爪５は１つのまっすぐな縁部５Ａおよび１つの傾いた縁部５Ｂを有する。搬送装置の移動は空気式ボタン８により行う。ボタンを押すと、爪５がピストンシリンダーユニット３の押し棒により静止状態から取り出される。傾いた縁部５Ｂにより、搬送用爪のこの運動は管の縁で停止せず、搬送用爪は管の縁に滑走し、自由な爪が次の列の管に落ちる。ボタン８を再び押すと、シリンダー３の動きが逆転する。しかしまっすぐな縁部５Ａにより、爪５はこの側でもはや管を離れることができず、その代わりに壁を加圧する。引き続きこの力は結合部品４によりベースプレート２に固定されたシリンダー３に伝達し、ベースプレート２を押し棒の最終位置に推進する。この変位は管の１つの列から他の列までの間隔に相当する。従って搬送装置は最初の位置に戻され、前記工程を繰り返すことができる。
【００３１】
本発明による搬送装置に多数の充填ユニットが固定されている。充填ユニットｉは支持体ｉｉ上に配置され、支持体に他の部品が固定されている。分配ユニットおよび貯蔵ユニットｉｖがばら材料を有する貯蔵容器ｉｉｉの下に用意されている。貯蔵ユニットにおいて、２つの反応管のために、ばら材料を貯蔵容器の連続的充填の間に別に貯蔵し、ばら材料が同時に供給シュートｖに到達する。それぞれの反応管に１つの供給シュートが用意されている。供給シュートの下に振動装置ｖｉが存在し、供給シュートを振動し、ばら材料が貯蔵ユニットｉｖの出口から排出漏斗ｖｉｉに搬送される。排出漏斗ｖｉｉで終了する供給シュートから、小さい成形体、ダストまたは粒状物から形成できるばら材料が充填管ｖｉｉｉに導入する。充填管は充填される反応管７の上に直に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の搬送装置の斜視図である。
【図２】多数の充填ユニットの側面図である。
【図１】
2007529301.tif 000003
【図２】
2007529301.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月13日(2006.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管、容器等にばら材料を導入するための搬送装置（１）において、前記搬送装置が後ろおよび前に移動できるベースプレート（２）、ベースプレートに固定された少なくとも１つのピストンシリンダーユニット（３）および１個以上の搬送用爪（５）からなり、搬送用爪がピストンシリンダーユニットに作用結合され、共通の軸の周りに回転することができ、ベースプレート中の開口（６）により管（７）、容器等に突出する自由端部を有し、ベースプレートの移動方向の開口の長さがピストンシリンダーユニットの移動距離に等しいかまたは大きいことを特徴とする、管、容器等にばら材料を導入するための搬送装置。
【請求項２】
ピストンシリンダーユニットが空気式にまたは油圧式に運転される請求項１記載の装置。
【請求項３】
ピストンシリンダーユニットが空気式に運転される請求項１記載の装置。
【請求項４】
搬送用爪（５）の自由端部がベースプレートの移動方向に反対にまっすぐな縁部（５Ａ）を有し、ベースプレートの移動方向に傾いた縁部（５Ｂ）を有する請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
ピストンシリンダーユニットの移動距離が少なくとも１つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計に相当し、２つの管の直径と２つの管の間の間隔の合計より大きくない請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
搬送装置が２または３個のピストンシリンダーユニットおよび３〜５個の搬送用爪を有する請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
ピストンシリンダーユニットを一緒に運転できる請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
多数の充填ユニットを有する管、容器等にばら材料を導入する装置であり、前記装置は請求項１から７までのいずれか１項記載の搬送装置を有し、搬送装置がすべての充填ユニットを同時に移動する、管、容器等にばら材料を導入する装置。
【請求項９】
１０〜２０個の充填ユニットが並列に配置されている請求項８記載の装置。
【請求項１０】
ばら材料の貯蔵容器の下に少なくともほぼ平行な供給シュート（ｖ）が用意され、前記シュートは１個以上の振動ユニット（ｖｉ）に作用結合されている請求項９または１０記載の装置。
【請求項１１】
充填ユニットが供給シュート（ｖ）を有し、供給シュートがＵ形を有し、管反応器の表面に対して５〜２０°傾いている請求項８から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
反応器管と同じ程度の大きさの直径を有する流出漏斗（ｖｉｉ）が供給シュートの端部に配置されている請求項８から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
管束反応器に触媒を導入するための請求項８から１２までのいずれか１項記載の装置の使用。
【国際調査報告】
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