專利名稱：裝運(yùn)粘性液體的受熱柔性罐的制作方法
背景技術(shù)：
許多流體只有在被加熱至高于正常的環(huán)境溫度時(shí)才是可泵吸的。例如，谷物漿液要易于被泵送則需要大約125 °F的溫度。另外，流體經(jīng)常被裝運(yùn)到寒冷區(qū)域或經(jīng)過(guò)寒冷區(qū)域，該寒冷區(qū)域致使流體變?yōu)楣虘B(tài)或半固態(tài)，并且由于這種寒冷的溫度致使流體不能被容易地泵出其容器。本發(fā)明提供了能夠使流體即使在降低溫度下仍能被容易地泵出柔性容器的方法和裝置。
現(xiàn)有技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)有技術(shù)已認(rèn)識(shí)到裝運(yùn)流體經(jīng)過(guò)地球溫度降低的區(qū)域這一問(wèn)題。例如，當(dāng)裝運(yùn)谷物漿液時(shí)，該漿液在其被泵出容器之前通常必須被加熱。在E.L.Orcutt的美國(guó)專利No.302,017中，尤其參照?qǐng)D4，在鍋A的底部周圍設(shè)置了一個(gè)汽套，以使得糖漿能容易地流動(dòng)。
在E.A.Rudigier的美國(guó)專利No.1,562,991中，鐵路罐車裝備有穿過(guò)罐內(nèi)部的管子，蒸汽或其它加熱流體可通過(guò)該管子輸入以便加熱被輸送的物料并便于將該被輸送的物料卸出。
在E.W.Ady的美國(guó)專利No.3,945,534中，公開了一種用于盛裝不明食品的柔性袋子，該袋子包含處理流體24以便對(duì)容器中的食品進(jìn)行加熱。
V.D.Smith的美國(guó)專利No.3,583,415示出了多個(gè)谷物漿液罐，這些罐內(nèi)在運(yùn)載有谷物漿液的管子88內(nèi)及其周圍裝備有熱交換器和熱水管，以便將漿液加熱并使液體漿液可連續(xù)流動(dòng)。
S.A.Jabarin等人的美國(guó)專利4,454,945示出了一種裝在板條箱或包裝箱內(nèi)輸送的柔性袋21，但其并未披露對(duì)柔性袋中的內(nèi)含物加以加熱的方法或裝置。
現(xiàn)有技術(shù)還包括不銹鋼或碳鋼罐，其可由牽引車等來(lái)輸送，在罐的下半部分圍繞罐的周邊具有某些結(jié)構(gòu)的蒸汽通道。這些罐有時(shí)被認(rèn)作“ISOTANKS”，其例如可以從位于得克薩斯州(77056)休斯敦的OneRiverway 1700號(hào)的Twinstar Leasing，Ltd.廣泛地購(gòu)得。
不過(guò)，現(xiàn)有技術(shù)已不能滿足對(duì)例如美國(guó)專利No.4,454,945中所示的盛裝流體的容器等柔性容器進(jìn)行裝運(yùn)使之經(jīng)過(guò)或到達(dá)溫度降低的區(qū)域的需要，并且不能滿足將柔性容器中的內(nèi)含物容易地泵出而無(wú)需改進(jìn)容器本身的需要。
發(fā)明概述概括而言，將一個(gè)包含有換熱器的襯墊放置在裝運(yùn)容器的底部和/或圍繞該裝運(yùn)容器的側(cè)面放置。裝有待裝運(yùn)液體或擬將裝有這種液體的柔性容器被放置在襯墊上并且在需要時(shí)封閉該裝運(yùn)容器并且將其運(yùn)送。在到達(dá)裝運(yùn)目的地時(shí)，啟動(dòng)換熱器，提高所裝運(yùn)物料的溫度使之變成液態(tài)并使得能容易地將該物料從柔性容器中泵出。
更具體而言，襯墊包括一個(gè)或多個(gè)軟管，通過(guò)該軟管可以泵送蒸汽或熱水以提高所裝運(yùn)物料的溫度。
作為本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，襯墊中的軟管被構(gòu)型成使得軟管的入口端和出口端的位置彼此非常接近并且與裝運(yùn)容器的出入門非常接近。
作為本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，在換熱器的下方設(shè)置有絕熱體以便減少換熱器經(jīng)裝運(yùn)容器的鋼制底部產(chǎn)生的熱量散失問(wèn)題，因?yàn)檫^(guò)度的熱量散失將會(huì)延長(zhǎng)加熱所裝運(yùn)物料所需的時(shí)間。
從以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中將顯而易見本發(fā)明的這些和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的鋼制裝運(yùn)容器的等軸側(cè)圖；圖2是位于本發(fā)明圖1所示裝運(yùn)容器中的處于其充滿狀態(tài)的柔性容器的部分剖面?zhèn)纫晥D；圖3是根據(jù)本發(fā)明的沿圖1中剖面線1-3截取的部分剖面端視圖；以及圖4是本發(fā)明所采用的換熱墊的底視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案描述圖1是鋼制裝運(yùn)容器10的等軸側(cè)圖，它具有20英尺長(zhǎng)(在點(diǎn)A和B之間)、8英尺寬和8英尺高的公稱尺寸。這種具有平行六面體形狀的裝運(yùn)容器是傳統(tǒng)的并且也可以購(gòu)買到40英尺長(zhǎng)的容器。頂板12、側(cè)板14和16、端板20和22以及底板18全都焊接在一起，通向裝運(yùn)容器10內(nèi)部的唯一出入口是通過(guò)一對(duì)可鎖緊的鋼門24和26。在容器10的裝運(yùn)過(guò)程中，裝運(yùn)容器10的左門24通常在左側(cè)鎖緊關(guān)閉以便保持機(jī)械強(qiáng)度。正如后面將詳細(xì)描述的，右手門26提供了進(jìn)行泵吸操作(加載和卸載)的出入口。
圖2示出處于其充滿狀態(tài)的軟囊30，其例如可充滿谷物漿液。柔性罐30緊位于換熱墊40的上面。參照?qǐng)D3和4詳細(xì)描述的換熱墊40位于一個(gè)絕熱墊32上，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該絕熱墊32為兩英尺厚的異氰脲酸酯泡沫塑料。絕熱墊32可制成20英尺×8英尺或者稍微小一些的矩形形式以便符合裝運(yùn)容器10的底板18的內(nèi)部尺寸，或者可以根據(jù)需要制造得稍微小一些以便配合襯墊40的尺寸。
柔性罐30是常規(guī)的并且包含有一個(gè)軟管連接件42，以便通過(guò)出入門26將物料泵入和泵出軟囊30。
下面參照?qǐng)D3，其示出沿圖1中剖面線1-3截取的裝運(yùn)罐10的部分剖視圖，示出放置在襯墊40上的處于其充滿狀態(tài)下的軟囊30，該襯墊40放置在絕熱墊32上，而該絕熱墊32又放置在裝運(yùn)容器10的底板或地板18上。所示出的襯墊40具有多個(gè)連接成環(huán)路的終止于入口連接件48和出口50的平行段，這些平行段一起形成了如圖4所示的軟管46。
圖4示出襯墊40的底視圖，該襯墊40具有以特別適用于本發(fā)明的型式被縫入該襯墊中的軟管46，其中用于軟管46的入口48和出口50彼此靠近。這是特別有利的，因?yàn)橥ㄈ胲浌?6的出入口被嚴(yán)重限制到一個(gè)非常有限的空間內(nèi)，其僅能通過(guò)裝運(yùn)容器10的右手門26進(jìn)入。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)使用在20英尺長(zhǎng)的裝運(yùn)容器中時(shí)，襯墊40為225英寸長(zhǎng)，約18.5英尺，且6英尺寬。僅為6英尺的寬度為環(huán)路52在容器10的內(nèi)部尺寸中提供了空間，其中該環(huán)路52為稍小于8英尺寬。
與封套類似的襯墊40由兩層防風(fēng)雨材料構(gòu)成，例如為焦油帆布。軟管46以圖中所示的圖型被鋪置在襯墊40的底層上。頂層和底層以
英寸的平行接縫縫合在一起以便將軟管構(gòu)型固定就位，具有60個(gè)平行的凹槽將軟管46保持其所需構(gòu)型。軟管46為550英尺長(zhǎng)。優(yōu)選的軟管是雙壁的，具有螺旋纏繞的尼龍內(nèi)支承體，該軟管的內(nèi)徑(I.D.)為1/2英寸，其外徑(O.D.)為13/16英寸，額定容量為150PSI @ 200°F。其中一個(gè)接縫處于軟管46的每段長(zhǎng)度之間以防止軟管的任何摩擦或纏結(jié)。
在圖1-4所示系統(tǒng)操作的初始階段，裝運(yùn)容器10的門24和26都被打開并且絕熱墊32位于地板、即底板18上。然后將襯墊40放置在襯墊32的頂部上，軟管的入口和出口位于容器10的入口處、與右手門26相鄰。處于排空狀態(tài)下的軟囊30可以裝在增塑織物裝運(yùn)袋中的形式購(gòu)得。當(dāng)排空時(shí)，軟囊基本上是扁平的。將軟囊30從袋中取出并將其放置在襯墊40的頂部上，注意要將軟管42的端部放置在靠近出入門26的位置處。軟管46的出入口端部48和50也鄰近于出入門26。軟管42是柔性的并且易于與另一軟管(未示出)相連，被泵送的物料、例如谷物漿液可以通過(guò)出入門26從該另一軟管中泵送。被泵送到柔性容器中的物料通常被加熱以利于采用常規(guī)的加熱和泵送設(shè)備(未示出)泵送到柔性容器中。從開始將物料泵送到軟囊30中直到最終將物料泵出軟囊30，左手門24被鎖緊關(guān)閉以便保持系統(tǒng)的機(jī)械整體性。一旦軟囊30被泵送充滿，軟管42即與所泵送物料源脫開連接，此時(shí)右手門26鎖緊關(guān)閉且容器10可以通過(guò)鐵路、卡車、輪船、飛機(jī)和任何其它可利用的裝運(yùn)裝置進(jìn)行運(yùn)送。
將物料裝運(yùn)到大的柔性容器中所產(chǎn)生的問(wèn)題極大。當(dāng)裝有物料時(shí)，這種柔性容器的重量將近50000磅并且僅可通過(guò)位于鋼制裝運(yùn)容器一端的一單個(gè)門進(jìn)入。根據(jù)物料的比重可以采用不同容積尺寸的軟囊以便應(yīng)付由各種政府機(jī)構(gòu)所施加的重量限制，但是20英尺長(zhǎng)裝運(yùn)容器中采用的一般軟囊將容納4000至6000加侖的物料。本發(fā)明意圖將任何無(wú)害的大容積液體裝運(yùn)在軟囊中，其中該液體需要加熱以便將物料、即谷物漿液、用于鉆油井和鉆氣井所用的鉆井液等進(jìn)行泵送。
在裝運(yùn)目的地，蒸汽或熱水可以通過(guò)軟管入口48輸入，然后將通過(guò)軟管出口50流出。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用220-230 °F的不受阻斷的低壓(20磅)蒸汽加熱時(shí)，500英尺長(zhǎng)的傳熱軟管將在48小時(shí)將初始溫度為65°F的4000加侖水加熱到125°F。由于襯墊40具有約為6英尺×18.5英尺的相當(dāng)大的傳熱面積，該系統(tǒng)將不會(huì)象現(xiàn)有技術(shù)中采用較小的傳熱面積那樣容易對(duì)敏感產(chǎn)品造成損害。如果需要緩慢加熱，可以用熱水代替蒸汽。
絕熱墊32在某種程度上是可任選的，并且通常是不需要的，除非當(dāng)該系統(tǒng)暴露在低于50°F的溫度的環(huán)境下。然而，如果在這種較低環(huán)境溫度下未采用絕熱墊32，則襯墊40的熱量將局部通過(guò)底板18散失，這使得加熱時(shí)間加長(zhǎng)。
當(dāng)在非常冷的環(huán)境溫度下例如35°F以下采用該系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)需要可以圍繞軟囊30的側(cè)面放置一個(gè)附加的換熱墊例如襯墊40，蒸汽或熱水可以流經(jīng)其軟管以加快加熱時(shí)間。
一旦在裝運(yùn)目的地將物料泵出軟囊30，軟囊30將根據(jù)其類型而被折疊且運(yùn)回到貨主處或者被丟棄。襯墊40被折疊、放置到其裝運(yùn)袋中且返送至所需位置以便再次利用。
實(shí)施了以下實(shí)驗(yàn)以確定本發(fā)明系統(tǒng)的最優(yōu)操作條件。
實(shí)施例1一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的20英尺長(zhǎng)裝運(yùn)容器在地板、側(cè)面和端部裝備有其穩(wěn)定的K因子為0.14Btu-in/ft2(英熱量單位-英寸/英尺2)的兩英寸厚異氰脲酸酯泡沫絕熱體(兩側(cè)有鋁箔)。25psi的絕熱體壓縮強(qiáng)度使得安裝裝配人員能在絕熱體上行走而不會(huì)將其損壞。裝載的柔性罐的頂部覆蓋有兩英寸厚的Fiberglas(玻璃纖維)氈層。平均環(huán)境溫度為55°F。
加熱墊被安裝在地板絕熱體上并且一個(gè)23000升的R罐被安裝在加熱墊上。加熱墊并不會(huì)妨礙柔性罐的安裝。絕熱和安裝需要兩個(gè)人花費(fèi)45分鐘。
柔性罐裝有60°F的4000加侖水并且利用標(biāo)準(zhǔn)的家用熱水器將該罐加熱到80°F。這證明是無(wú)效的，然后利用50psi/230 °F的低壓蒸汽來(lái)加熱軟管。柔性罐的底部暴露于200°F的最大溫度。
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的爪形扭轉(zhuǎn)鎖連接件用于與蒸汽歧管相連。蒸汽歧管被設(shè)定在30psi。當(dāng)在蒸汽歧管上設(shè)定其它要求時(shí)，這在過(guò)渡狀態(tài)可降低至20psi。
4000加侖的水在變?yōu)檎羝蠼?jīng)過(guò)24小時(shí)達(dá)到140°F的最大溫度，而平均環(huán)境溫度從65°F降至50°F。
蒸汽被關(guān)斷且使柔性罐冷卻。在第一個(gè)12小時(shí)，溫度降低了10°F而降至130°F，而平均環(huán)境溫度為55°F。在下一個(gè)12小時(shí)，溫度降至115°F，而平均環(huán)境溫度降至50°F。沒(méi)有獲取其它讀數(shù)。
柔性罐被排空并要求進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。對(duì)加熱軟管和柔性罐的觀測(cè)表明幾乎沒(méi)有磨損和撕裂產(chǎn)生。
實(shí)施例2第二組以65°F的試驗(yàn)水和25磅壓力的直接蒸汽開始。在柔性罐的頂部上沒(méi)有絕熱體，但在容器中和前述一樣安裝了底部和側(cè)面絕熱體。平均環(huán)境溫度為60°F。在第一個(gè)24小時(shí)內(nèi)，溫度升至101°F，經(jīng)下一個(gè)24小時(shí)，溫度升至122°F。
柔性罐被排空。觀測(cè)表明幾乎沒(méi)有磨損或撕裂產(chǎn)生。
試驗(yàn)柔性罐和加熱墊被重新裝到容器中，開始第三組試驗(yàn)。
實(shí)施例3第三組以65°F的試驗(yàn)水和25磅壓力的直接蒸汽開始。在柔性罐的頂部上沒(méi)有絕熱體，但在容器中和前述一樣安裝有底部和側(cè)面絕熱體。平均環(huán)境溫度為65°F。在第一個(gè)24小時(shí)內(nèi)，試驗(yàn)水的溫度升至101°F。且經(jīng)下一個(gè)24小時(shí)，其溫度升至122°F。
實(shí)施例4第四組以67°F的水和25磅壓力的直接蒸汽開始。在柔性罐的頂部上沒(méi)有絕熱體，且將底部和側(cè)面的絕熱體拆除。平均環(huán)境溫度為60°F。在第一個(gè)24小時(shí)內(nèi)，試驗(yàn)水的溫度升至88°F，且經(jīng)下一個(gè)24小時(shí)，其溫度升至108°F。
所進(jìn)行的試驗(yàn)說(shuō)明了申請(qǐng)人已針對(duì)長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)到的需求提供了一個(gè)解決方案，該需求即改進(jìn)柔性袋中所裝運(yùn)物料的泵送能力，使得該柔性袋中所裝運(yùn)的物料能被泵送至或泵送通過(guò)比容易泵送該物料時(shí)所需溫度要低的環(huán)境溫度。
從上述附圖和說(shuō)明書可知，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言對(duì)上述優(yōu)選實(shí)施方案的改型是顯而易見的。換熱墊可包括其它構(gòu)型，例如用于循環(huán)蒸汽或熱水的圓形軟管型式。類似地，裝運(yùn)容器可以是方形的，并且其尺寸可小于或大于20英尺或40英尺長(zhǎng)的平行六面體，并且可以具有一個(gè)圓形側(cè)壁。本發(fā)明意圖包括所有這些顯而易見的改型，并且僅由下述權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種將可泵送物料裝運(yùn)至或裝運(yùn)通過(guò)溫度降低的區(qū)域所用的裝置，包括一個(gè)具有至少一個(gè)側(cè)壁、一個(gè)頂表面和一個(gè)底表面的容器；一個(gè)放置在所述底表面附近并且放置在所述容器內(nèi)部的便攜式換熱墊，以及一個(gè)設(shè)置在所述換熱墊頂部緊上方且至少部分填充有所述可泵送物料的軟囊，所述換熱墊具有至少一個(gè)軟管，該軟管具有與所述軟管的至少一個(gè)端部相連的連接件，使得被加熱的流體被泵送通過(guò)所述軟管并由此有助于將所述物料從所述軟囊的內(nèi)部泵送出。
2.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述容器是一個(gè)六面體，它具有兩個(gè)矩形側(cè)壁、一個(gè)矩形頂表面、一個(gè)矩形底表面、一個(gè)第一方形端部和一個(gè)第二方形端壁，其中第一端壁具有一對(duì)門。
3.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，一個(gè)絕熱墊被定位在所述換熱墊和所述底表面之間。
4.權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，絕熱墊為大約2英寸厚的異氰脲酸酯泡沫塑料。
5.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述軟囊具有一個(gè)與其上表面成整體的L形軟管，從而提供了通向所述軟囊內(nèi)部的通路，以便將物料泵入或泵出所述軟囊。
6.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述加熱流體是蒸汽。
7.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述加熱流體是熱水。
8.一種用于將軟囊中的可泵送物料裝運(yùn)至裝運(yùn)通過(guò)溫度降低的區(qū)域所用的換熱墊，包括一個(gè)防水材料制成的底層；一個(gè)具有第一端部和第二端部的軟管，該軟管以一種構(gòu)型鋪置在所述底層的頂部上使得所述軟管的第一端部和第二端部的位置彼此靠近，以及一個(gè)鋪置在所述軟管之上的防水材料頂層，所述頂層被縫合在所述底層上以便保持所述軟管的構(gòu)型。
9.權(quán)利要求8的換熱墊，其特征在于，所述軟管的環(huán)路延伸到所述防水材料底層和上層中的至少一個(gè)的尺寸的外面。
10.權(quán)利要求8的換熱墊，其特征在于，軟管的中央部分鋪置成多個(gè)平行段，各平行段由一縫合的接縫隔開以防止這些軟管段的摩擦或纏結(jié)。
11.一種用于將可泵送物料裝運(yùn)至或裝運(yùn)通過(guò)溫度降低的區(qū)域的方法，包括將包含軟管的一個(gè)換熱墊放置在裝運(yùn)容器的內(nèi)部；在所述裝運(yùn)容器的內(nèi)部將一軟囊放置在所述換熱墊的頂部上；將可泵送物料泵送至所述軟囊中；將所述裝運(yùn)容器運(yùn)送至目的地；使加熱流體流經(jīng)所述換熱墊的軟管；以及將物料泵出所述軟囊。
12.權(quán)利要求11的方法，包括將泡沫墊放置在所述裝運(yùn)容器的底板和所述換熱墊之間的附加步驟。
13.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，加熱流體是蒸汽。
14.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，加熱流體是熱水。
全文摘要
一種具有兩個(gè)可鎖緊門(24,26)的鋼制裝運(yùn)容器(10),其至少一個(gè)端部具有設(shè)置在其地板上的絕熱墊(32)。一個(gè)其中埋置有熱水/蒸汽軟管(46)的換熱墊(42)被放置在絕熱墊的頂部上,軟管的入口/出口端(48,50)位于第一個(gè)端部門的附近。一個(gè)設(shè)置在換熱墊頂部上的軟囊(30)被泵送充滿物料。鎖緊第一門并且運(yùn)送裝運(yùn)容器。在目的地,將熱水或蒸汽泵送通過(guò)換熱墊以便提高軟囊中物料的溫度,此后將物料泵出軟囊。
文檔編號(hào)F28D1/00GK1268097SQ98808563
公開日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1998年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月26日
發(fā)明者查爾斯·M·納爾遜 申請(qǐng)人:查爾斯·M·納爾遜