具有外部的压力容器和至少一个插入篮的压力容器设备

摘要

本发明涉及一种压力容器设备，该压力容器设备包括外部的压力容器(1)和在该压力容器(1)中、用于接纳待处理物质的至少一个插入篮(3)，该物质可暴露于可进给到压力容器(1)和插入篮(3)中的加压流体。设置有用于存在于插入篮(3)中的内压的控制装置(11，20)，该控制装置特别是可通断的压力补偿管路(11)的形式，该压力补偿管路将插入篮(3)的内部(9)直接，即不通过压力容器(1)，连接于周围环境(12)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力容器设备，该压力容器设备包括一外部的压力容器和至少一个布置在该压力容器中、用于接纳待处理物质的插入篮/插入笼(insert basket)。所述物质可暴露于可进给到压力容器和插入篮中的加压流体。

背景技术

关于本发明的背景，应当指出本发明主要与利用液体和/或气体处理固体相关。待处理的物质被填充到压力容器中，该压力容器需要承受处理所需的压力和温度。

本文中的“处理”指的是机械式或热的分离或清洁过程。其示例包括过滤、淘析/淘选、提取/萃取或吸收。

待处理的物质可被直接填充到容器中，当所述过程完成时被以合适的方式从容器中移出。如果处理前后固体是可流动的，那么填充和清空的过程便很简单。

已经开发了例如所谓的快速释放紧固件的多种紧固件以更快地填充和清空。在高压应用工程领域中，所谓速动卡箍(quick-action clamp)已经成为用于较小直径的容器的常用标准件。较大直径的容器的卡箍将过于沉重；因此开发了例如“Brettschneider”紧固件的其它设计。

特别在使用较小容器时，同样常用的做法是使用插入篮。其优点需与产品成本相权衡。

可在压力容器外进行填充和清空。当使用易爆的粉尘和蒸气时优点是特别明显的。在必须特别注意卫生条件地处理固体时也是这样。由于这些操作限制，强制性地使用所述篮。

单纯的经济方面的优点是，可在合适的时间制备多个插入篮，从而在例如通常人员极少的夜班期间仅需更换插入篮。

在插入篮中供应的固体可沿容器的纵向方向从底部到顶部(轴向)地被穿流过或相反，但也可以从外部到内部地被穿流过和相反地被穿流过(径向)。如果——例如在吸收过程中——需要较慢的流速，那么第二种操作模式是特别有利的。

在下文中，术语“处理”更具体地指使用液体或超临界气体提取固体。优选使用二氧化碳。但是，本发明绝不局限于这种应用。

通过酒花/忽布的示例来描述典型的提取过程。

在提取前，清洁酒花以便除去重的粒子，然后将酒花进行粗磨并压制成颗粒。一旦冷却下来，所述颗粒就被称重并填充到柔性容器中。这些容器被传输到相应的提取设备，所述颗粒被直接填充到压力容器中，但也可以填充到插入篮中。

在所有设备中以相同的方法进行提取。溶剂以高压穿流过酒花颗粒床以便提取酒花的主要成分。在随后的分离步骤中，将先前溶解的成分从溶剂中分离出并从压力容器中排出。所述颗粒的提取分批进行，因为当移出和填充所述颗粒时各个容器中的压力需要减小到大气压。

当压力容器中的压力减小到大气压时，在容器紧固件和插入篮方面会导致严重的问题。压力容器(提取和分离容器)装备有快速释放紧固件。使用两件式卡箍以将容器盖固定于容器上。密封件防止气体逸出。为了打开盖，第一步需要将两个半卡箍分离。然后盖可被液压或气动地抬升并移动到旁边。

仅当容器顶部和底部的压力测量装置指示该容器不再受压时才能取下卡箍。然后需要开启一阀(“排气阀”)以便将仍容纳于容器中的气体排到大气中。此过程需要由操作员进行监控。可听到或例如借助于充气的风箱可见的气体逸出确保管路未被堵塞。在所述卡箍能被解锁前，此阀需保持开启一段时间。

插入篮包括在顶部和底部具有凸缘的管，筛和支承板被夹在所述凸缘中。为使CO₂溶剂穿流过所述篮，在外部设置一密封件以相对提取器密封所述篮，从而防止CO₂溶剂进入篮和提取器之间的区域并因此经过待提取的物质。插入篮不经受强制性测试。

当使用篮时，筛板被堵塞时会产生安全性问题。在这种情况下，如上所述，使篮的内部体积与容器内的周围体积隔断；但是如上所述，缺乏内部压力仅仅是根据容器体积内部的压力测量来判定的。当筛板被阻塞时，尽管仅在容器内进行卸压，还是会发生试图打开快速释放紧固件。

如果卡箍和盖已被成功打开，插入篮内部仍保持未知的内压。此插入篮便成为一加压的压力容器。可通过释放插入篮的凸缘来卸压。如果使用螺纹凸缘，则可进行有目标的压力释放。总之，因为篮内的残余压力可能已经不经意地消失，因此总会有某种令人吃惊的效果。

但是，如果压力经由篮的缺陷处/故障处释放，那么这对于操作员来说是极其有害的。例如如果当所述篮仍然在容器内时，下面的底部凸缘挣脱，这将对篮产生类似火箭的激励，导致所述篮产生类似于在阀挣脱时的加压气缸的行为。

如果所述篮在从容器中取出时爆裂(burst)，必然出现类似的效果。

如果采取措施来防止筛被堵塞以使插入篮中的内压总是等于容器中的内压，就可避免这些潜在危险。这可通过不将浆状物质填充到插入篮而实现。多年的实践应用表明筛板不会被松散的或粉末状物料堵塞，特别在筛板的网格宽度足够大时是这样。

但是，仍然需要使用极精细的过滤器而非筛板以便防止淤渣被带走。同样，在新产品开发方面需要进一步研究浆状物料的提取。

在此情况下，需要采取措施以每当在插入篮和容器之间存在差压时避免上述危险。例如，插入篮可设置有预定断裂位置，例如安全阀和安全膜。但是，必须确保这种类型的装置也是可实践应用的，即，必须避免其提早断裂。换句话说，它们不能对提取过程的成功(进行)不利。结果，期望的压力将高到不能排除内压引起的危害。另一较大的不确定因素是所述装置可能被堵塞，从而提供虚假的安全性效果。

发明内容

从所述安全性问题出发，本发明的目的是改进压力容器设备以可靠地确保在压力容器被打开前插入篮中进行卸压。

此目的一般地通过一结构上的措施来实现，其中提供一用于存在于插入篮中的内压的控制装置。

根据优选的实施例，这可通过各种不同结构上的方式来实现。例如，可一般地设置一压力补偿管路以用作内压控制装置，该压力补偿管路将插入篮直接——即不通过压力容器——连接于压力容器设备的周围环境，并可相应地通断以确保在运行中的密封封闭和在压力容器设备被打开之前对插入篮的内压的安全释放。

较简单的替代方案是将控制装置设计成压力补偿管路，该控制装置仅设置在插入篮的内部和围绕所述篮的压力容器之间。在此情况下，在压力容器设备打开之前，如果通过前(背景技术所)述的安全措施没有在实际压力容器中检测到压力，也能排除了插入篮中的危险内压。

用于控制存在于插入篮中的内压的另一替代方案或附加措施是，通过相应的压力测量装置确定所述内压，并以常规方法在压力容器设备外显示存在的内压。这使得可在外部检测出插入篮和压力容器之间的危险压差。

为了确保在插入篮和压力容器设备周围环境之间的压力补偿管路的高操作安全性，根据另一优选实施形式提出，容器盖刚性地连接于篮盖以便当容器被装填时能够一起安装和拆卸。这避免了这样的问题：如果在附装压力补偿管路前使用单独的篮盖密封插入篮，则不可能检查此管路在关闭容器盖后是否仍然完好，这样仅给操作员提供虚假的安全感。根据该优选实施形式，此问题通过包括容器盖和篮盖的组合部件来解决，压力补偿管路永久地穿过所述部件。

附图说明

从随后的描述可显见本发明的其它特征、细节和优点，在随后的描述中通过附图详细说明本发明的主题的实施例，其中：

图1示出一压力容器设备在容器盖区域内的部分剖面。

具体实施方式

该附图示出一压力容器，整个设备用1表示，该设备可经由装填口2设置一插入篮3，其中仅示出插入篮3的上部套管。此插入篮3例如可装填有酒花，使用超临界二氧化碳以常规提取方法来提取该酒花。

装填口2必须使用一容器盖4来密封地封闭。为此设有一凸缘5，该凸缘围绕压力容器1的装填口2并借助于速动卡箍以耐压的方式凸缘连接于容器盖4上，该卡箍未详细示出。

插入篮3借助于一篮盖6密封，该篮盖包括一环状周向盖凸缘7和一卡夹于其中的封闭筛/封口筛8。经由所述封闭筛8，穿过插入篮3的超临界二氧化碳可从所述插入篮3选出，所述二氧化碳经由一相应的底部筛在插入篮3的底端(图中未示出)引入插入篮3。

明显地，当封闭筛8和底部筛(未示出)被阻塞时，在插入篮3的内部9会保留一过压，即使压力容器1的围绕插入篮3的容器空间10被卸压也是这样。这导致前文详细描述的安全性问题。

为了消除这些问题，提供一种用于存在于插入篮3内部9中的内压的控制装置，该控制装置将在下文详细描述。在附图示出的实施例中，控制装置主要包括一压力补偿管路11，该压力补偿管路从压力容器1的周围环境12起、穿过容器盖4、经由一刚性连接器13、穿过盖凸缘7延伸到一管口/注口14、并进入插入篮3的内部9。压力补偿管路11的外端布置有一阀15，该阀15在压力容器1中卸压后以受控的方式开启。通过这种方法，仍存在于插入篮3的内部9中的过压可被排到大气中，从而确保在容器盖4开启后安全地移出插入篮3。

该附图还示出，篮盖6通过一桥接部16刚性地连接到容器盖4，该桥接部包括一定数量的朝向容器盖4延伸的连接杆17，压力补偿管路11被包围在各连接杆之间。在各连接杆17之间，桥接部16是开放的以供超临界二氧化碳通过。当压力容器1被装填时，在从上方附装容器盖4以及篮盖6之前，在第一步中，载有相应的待提取物质的、向上开放的插入篮3被插入到压力容器1中。此时，盖凸缘7的周向环状密封件18接合到插入篮3的开放的套管19中，从而使插入盖6的周边贴靠插入篮3形成密封。

当在提取过程之后压力容器1被打开时，压力容器1被卸压，阀15被开启，在拆下速动卡箍后整个容器盖4和插入盖6一起被再次提升。很明显在任何情况下都不存在当插入篮3的内部9仍处于压力下时开启容器的危险。

附图还示出用于插入篮3的内部9中的压力的另一控制装置。所述控制装置是一压力传感器20，该压力传感器通过中间件内置在通向阀15的进给管路中。此传感器通过压力补偿管路11中的压力间接测量插入篮3的内部9中的压力。就像未详细示出的所有其它压力传感器的信号一样，可通过计算装置22处理传感器信号并将其显示在显示单元23上。如上所述，这使得可检测出插入篮3中的危险压力状态。

最后指出，压力补偿管路11也可设有简单的塞子代替阀15，该塞子能以受控的方式旋拧到所述压力补偿管路11上。当该塞子被旋下时，可使用一杆或金属丝检查压力补偿管路11是否被堵塞，这必须很小心地执行。如果金属丝探针可被容易地推过整个压力补偿管路11，则能够以合理的确定性认为：插入篮3的内部9与周围环境12相连通从而允许进行相应的压力补偿。

对于插入篮3中仍存在一定量的内压的这种极不可能发生的情况，即使容器盖4被打开，插入篮3也将被保持在容器内。当容器盖4被打开时，篮盖6也被打开，使得所述插入篮3被处于残余压力下的气体推进射束压进容器中。