專利名稱：利用顆粒物填充容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用顆粒物填充容器的內(nèi)部容積的方法及實現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
顆粒材料被用于各種容器中。例如，嘗試通過利用顆粒材料填充容器的內(nèi)部容積而減少容器(如窗戶、天窗等)的導(dǎo)熱率。但是，特別在填充容器的內(nèi)部容積時，顆粒材料特別存在一些處理問題。例如，由于幾個因素，例如，內(nèi)部用于儲存顆粒材料的儲料器的濕度的因素，大批儲存的顆粒材料常有結(jié)成相對大的結(jié)塊的趨勢，使得顆粒材料的處理更加困難。這些結(jié)塊能夠阻止顆粒材料流動通過用于處理該顆粒材料的設(shè)備并流入容器的內(nèi)部容積中。甚至，當(dāng)顆粒材料所形成的結(jié)塊的尺寸大于填充內(nèi)部容積時通過的容器開口時，填充容器的內(nèi)部容積的過程變得更為困難。因此，利用顆粒材料填充容器的內(nèi)部容積的已知方法和裝置經(jīng)常受到顆粒材料結(jié)塊的不利影響。嘗試處理大量顆粒材料中所遇到的獨特問題不盡成功。 另外，大量顆粒材料的處理經(jīng)常產(chǎn)生相對大量的靜電并導(dǎo)致顆粒個體帶靜電。除了由大量靜電對設(shè)備造成危害以外，顆粒個體的靜電可導(dǎo)致顆粒更進一步結(jié)塊。另外，顆粒個體的靜電可導(dǎo)致顆粒粘接到用于處理顆粒材料的機器的表面，或可導(dǎo)致顆粒個體粘接到容器的內(nèi)表面，從而阻止顆粒材料移動到容器的內(nèi)部容積中。盡管靜電存在種種負(fù)面作用，現(xiàn)有的用于填充容器內(nèi)部容積的方法和設(shè)備均不能有效處理填充該容器期間靜電產(chǎn)生的問題。 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，當(dāng)顆粒材料簡單地傾注到一體積，例如容器的內(nèi)部容積內(nèi)時，顆粒材料傾向停留在一定的密度(或相對窄的密度范圍)。由簡單傾注而使容器內(nèi)的顆粒材料形成的密度通常被稱之為傾注密度。但是，經(jīng)常需要以高于該傾注密度的顆粒材料密度填充容器的內(nèi)部容積。例如，與用同樣的顆粒材料以傾注密度填充的容器相比，以相對高的顆粒材料密度(例如，高于顆粒材料的傾注密度的密度)填充容器的內(nèi)部容積經(jīng)?？娠@著改善(即，降低)容器的熱導(dǎo)率。盡管已知的用于填充容器內(nèi)部容積的方法和設(shè)備可用于以近似等于顆粒材料傾注密度的顆粒材料密度填充容器的內(nèi)部容積，這些工藝和設(shè)備不能有效地用于以明顯高于顆粒材料傾注密度的顆粒材料密度填充容器。
因此，需要一種用于利用顆粒材料填充容器的內(nèi)部容積的方法和設(shè)備，可處理現(xiàn)有方法和設(shè)備未處理的前述及其它問題。本發(fā)明提供該方法和設(shè)備。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)勢，以及其它發(fā)明特征可由這里提供的本發(fā)明的描述中顯見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于利用顆粒物填充具有內(nèi)部容積的容器的方法。所述方法通常包括以下步驟提供具有長度、寬度和內(nèi)部容積的容器；供應(yīng)顆粒物；用所述顆粒物填充所 述容器的內(nèi)部容積的至少一部分；以及重復(fù)前述步驟直到所述容器的內(nèi)部容積已填充預(yù)定 量的顆粒物。當(dāng)用所述顆粒物填充所述容器時，所述容器還被施加以顫振運動或至少一個 夯震運動，或者在利用顆粒物填充所述容器時產(chǎn)生的靜電被釋放。本發(fā)明的方法可包括前 述步驟的任何合適的組合。 本發(fā)明還提供一種用于利用顆粒物填充容器的裝置。所述裝置通常包括傳送組 件、儲料器以及致動組件、顫振組件和除靜電組件中的至少一個。所述傳送組件具有長度和 寬度，并以相對水平方向大于零度且小于或等于九十度的角度設(shè)置。所述傳送組件進一步 用于傳送和保持所述容器。所述儲料器包括至少一個開口，并適于容納所述顆粒物。所述 儲料器進一步位于所述容器上方，使得所述顆粒流動通過所述開口并進入所述容器的內(nèi)部 容積。 如果有的話，將所述致動組件設(shè)置成與所述傳送組件的一部分接觸并用于往復(fù)地 移動所述傳送組件。如果有的話，將所述顫振組件定位成與所述傳送組件的一部分或所述 容器的表面兩者中的至少一個接觸，以在所述容器位于所述傳送組件上時對所述容器施加 顫振運動。所述除靜電組件可包括多個金屬突起部(例如，銷)，并與所述容器相距一段 距離，所述距離的大小足以使填充所述容器時產(chǎn)生的靜電從所述容器釋放到所述除靜電組 件。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置可包括前述裝置的任何合適的組合。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的用于利用顆粒材料填充容器的內(nèi)部容積的裝置
的側(cè)視圖。 圖2是圖1所示裝置的前視圖。 圖3是圖1所示裝置放大的側(cè)視圖，示出顫振組件、傳送組件以及容器。 圖4是圖1所示裝置放大的側(cè)視圖，示出傳送組件、除靜電組件，以及容器。 圖5A是圖1所示裝置放大的側(cè)視圖，示出凸輪組件、傳送組件，以及容器。 圖5B是示出與圖5A所示位置不同的凸輪組件和傳送組件的側(cè)視圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的裝置的儲料器的優(yōu)選實施例的放大的部分剖視圖。 圖7是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的利用顆粒材料填充容器的內(nèi)部容積的容器和裝 置的透視圖。 圖8是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的用于支撐要被填充的容器的夾具組件的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參照附圖，圖l中示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的利用顆粒物34填充容器32(以 假想線示出)的內(nèi)部容積的裝置30。容器32可為任何幾何形狀，但通常包括至少一個開口 32a。裝置30包括用于支撐容器32的支撐組件36，以及用于將顆粒物34送到容器32的開 口 32a的填充組件38。支撐組件36可為任何合適的構(gòu)造。如圖1所示，框架40通常支撐 用于接收和支撐容器32的傳送組件42。所述傳送組件42具有一定長度與寬度，適于傳送 及保持容器32。傳送組件42可包括能夠傳送和保持容器32的任何合適的結(jié)構(gòu)，并可由任何合適的材料構(gòu)成。如圖7所示，傳送組件42包括大致矩形的具有細(xì)長的側(cè)角鐵44的框 架，以及橫跨傳送組件42寬度的多個橫向部件46?？梢岳斫猓撛O(shè)計提供相對較輕，卻堅固 而穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。傳送組件42可由例如鋼構(gòu)成。不過，為進一步減輕傳送組件42的重 量，傳送組件42更優(yōu)選地由鋁構(gòu)成。 再次參考圖1，填充組件38包括真空傳送器50，其大致位于傳送組件42上的容器 32上方。顆粒物34形成的流從產(chǎn)物供應(yīng)器提供到真空傳送器50內(nèi)。如圖2所示，產(chǎn)物供 應(yīng)器是通過真空軟管54等與真空傳送器50耦接的產(chǎn)物供應(yīng)器加料斗52的形式。盡管真 空傳送器50可安裝為固定或可移動的結(jié)構(gòu)，所示真空傳送器50由旋轉(zhuǎn)支撐系統(tǒng)56支撐， 如圖1所示。支撐真空傳送器50的臂58在樞轉(zhuǎn)點60可樞轉(zhuǎn)地耦接于框架40，使得真空 傳送器50可旋轉(zhuǎn)到一邊以使真空傳送器50與耦接到灰塵收集系統(tǒng)等的過濾器凈化收集管 62對齊。 為了將顆粒物34從真空傳送器50準(zhǔn)確導(dǎo)向到支撐在傳送組件42上的容器32，裝 置30的填充組件38進一步包括用作填充組件38與容器32的開口 32a之間導(dǎo)管的儲料器 64。如圖6所示，圖6是當(dāng)前優(yōu)選的儲料器64放大的更詳細(xì)的視圖，儲料器64包括用于從 真空傳送器50接收顆粒物34到內(nèi)腔體68內(nèi)的至少一個開口 66，以及用于與容器開口 32a 流動連接的至少一個開口 70。儲料器64通常位于容器32的上方使得顆粒物34a流動通過 開口 70并流入容器32的內(nèi)部容積內(nèi)。 圖6所示儲料器64還包括上加料斗72和下加料斗74，通過波紋管76互相可活動 地耦接。為促進顆粒物34移動通過儲料器64，顫振組件可與儲料器64的任何部分相鄰。 該顫振運動用于使儲料器64內(nèi)收集的任何顆粒物流動起來，從而使得顆粒物34可流入儲 料器64的下一部分或從儲料器64流入容器32內(nèi)?？梢岳斫猓顒拥牟y管76允許上下 加料斗72、74之間相對移動，從而增強顆粒物34的該向前移動。優(yōu)選地，上下加料斗72、 74由鋼或鋁構(gòu)成。波紋管76可由任何合適的彈性材料構(gòu)成，不過優(yōu)選由天然或合成橡膠構(gòu) 成。 為控制顆粒物34a流動到下加料斗74的方向和數(shù)量，上加料斗72可包括位于上 加料斗72的下部以及波紋管76上方的至少一個門78。優(yōu)選地，上加料斗包括多個(例如 至少3個)門78，該門78沿上加料斗72的寬度布置，并用于限制或阻止顆粒物34a流入波 紋管76和下加料斗74各自的下部。 下加料斗74優(yōu)選地耦接到圖6中以假想線示出的傳送組件42。以這種方式，具有 開口 32a的容器32的末端被收納在下加料斗74的開口 70內(nèi)，以便在其間提供顆粒物34a 流動所需的流動連接。 為確保顆粒物34a流入容器32內(nèi)，下加料斗74優(yōu)選地進一步包括用于在下加料 斗74與容器32通過開口 70突出的部分之間提供密封的密封元件80。該密封元件80可 包括任何合適的結(jié)構(gòu)和材料。優(yōu)選地，密封元件80是可適于并密封各種尺寸的容器32和 /或開口 32a的動態(tài)結(jié)構(gòu)。所示的當(dāng)前優(yōu)選實施例包括位于下加料斗74內(nèi)的開口 70上方 并聯(lián)接于下加料斗74的內(nèi)表面的氣泡體。在一部分上加料斗72已插入下加料斗74的開 口 70內(nèi)時，氣泡體被充氣直到它膨脹并阻擋開口 70未被容器32阻塞的任何部分。以這種 方式，密封元件80導(dǎo)引顆粒物34a流從儲料器64的內(nèi)腔體68通過容器32的開口 32a。
容器32的內(nèi)部容積被填充時，為確保到容器32的內(nèi)部容積內(nèi)的顆粒物34a流不間斷，儲料器64通常由過量的顆粒物34a填充(例如，容納在儲料器64內(nèi)的顆粒物的數(shù)量 優(yōu)選為比完全填充容器32的內(nèi)部容積所需數(shù)量多大約10%到大約20% )。盡管如果到容 器32內(nèi)的顆粒流被中斷，容器32的內(nèi)部容積也可被填充，這種中斷會導(dǎo)致容器32內(nèi)的顆 粒物34a個體的不均勻分布。具體的，已知當(dāng)流入容器32內(nèi)部容積內(nèi)的顆粒材料流被中斷 時，容器32的內(nèi)部容積的被填充區(qū)域的顆粒個體的平均尺寸可顯著小于周圍區(qū)域。這種顆 粒尺寸不一致的區(qū)域可在例如半透明或透明容器32中產(chǎn)生不希望的光學(xué)性質(zhì)。
再次參考圖6，由于顆粒物34a過量，在容器32的內(nèi)部容積已被完全填充后，儲料 器64通常包含相當(dāng)量的顆粒物34a。為從儲料器64排出該過量的顆粒物，儲料器64優(yōu)選 包括位于儲料器64底部的凈化門82，用于允許多余的顆粒物34a流出儲料器64。如圖6 所示，凈化門82位于下加料斗74內(nèi)。凈化門82可由任何合適的裝置打開和關(guān)閉。通常， 凈化門82用至少一個氣壓或液壓缸打開和關(guān)閉，該氣壓或液壓缸聯(lián)接于儲料器64的外側(cè) 并可移動地耦接于凈化門82。凈化門82可將顆粒物34a釋放到任何合適的凈化系統(tǒng)中，所 述凈化系統(tǒng)可收集過量的顆粒物用于回收處理等。 根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，裝置30提供各種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供各種填充方法以提供所需 的容器32內(nèi)顆粒物34的填充特性和增加的密度。在這方面，容器32被施加以一個或多個 促進顆粒物34流動進入并通過容器32的各種力。 為了促進顆粒物流動通過容器的內(nèi)部容積，以等于或大于顆粒物34的靜止角的 角度設(shè)置傳送組件42，以確保在重力作用下進給顆粒物34(即，相對水平方向大于零度且 小于或等于90度)。傳送組件42可以任何合適的角度設(shè)置，例如相對水平方向大約10到 大約90度，相對水平方向大約20到大約90度，相對水平方向大約30到大約90度，或相對 水平方向大約40到大約80度。例如，對于用氣凝膠顆粒物填充的情況，傳送組件42的角 度優(yōu)選為大于或等于大約37度，即該種材料的靜止角。在當(dāng)前優(yōu)選實施例中，用于容器32 接收氣凝膠顆粒物時，傳送組件42的角度在相對水平方向成45度的量級。在這方面，當(dāng)傳 送組件42被支撐在框架40上時，如圖所示，框架40可提供用于改變支撐在傳送組件42上 的容器32的角度的結(jié)構(gòu)。 進一步地，容器32可被施加以促進顆粒物34流動進入和通過容器32的各種力和 運動。具體地，優(yōu)選容器32被施加以顫振運動和/或夯震(tamping)運動中的一個或優(yōu)選 兩個。 如這里所用，術(shù)語"夯震運動"指的是施加到容器32的很低頻率、高幅度的震動運 動。該夯震運動，如果有的話，用作將顆粒物34以大于顆粒物34的傾注密度(例如，由顆 粒物34的簡單傾注而得到的密度)的密度壓緊到容器32的內(nèi)部容積內(nèi)。該夯震運動可用 任何合適的方式產(chǎn)生，不過優(yōu)選由提供可靠的、重復(fù)的運動的機械致動器84產(chǎn)生。通常，夯 震運動由在一固定表面上碰撞一部分容器32，或容器32所在的框架或傳送器而產(chǎn)生?？梢?理解夯震運動在一個方向上產(chǎn)生傾向于將顆粒物34壓緊到容器32的內(nèi)部容積內(nèi)的減速度 (例如，當(dāng)容器32傾斜時，該減速度被用于將顆粒物34壓緊到容器32的下部)。該夯震運 動可產(chǎn)生在大致水平方向、大致垂直方向或其合成方向上的減速度。優(yōu)選地，容器32在被 利用顆粒物填充時是傾斜的，并且夯震運動(即減速度)沿容器32的軸向方向指向。為使 顆粒物的壓緊最大化，夯震運動優(yōu)選對容器32施加至少大約900m/s2的至少一個減速度。
為在所示實施例中提供這一夯震運動，容器32安裝為可軸向移動。這里， 撐容器32的傳送組件42可移動地耦接于框架40。該可移動的聯(lián)接不僅可使得容器32裝卸方 便，還進一步地在致動組件84向傳送組件42施加夯震力時，允許傳送組件42相對框架40 移動。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解傳送組件42可以任何合適的方式被可移動地聯(lián)接于 框架40。例如，傳送組件42可進一步包括聯(lián)接于傳送組件42面對框架表面的多個(例如， 至少4個)輥。這些輥定位成接觸并滾向上或跨過框架40的一部分，從而使得傳送組件42 可相對框架40移動。替代地，輥可聯(lián)接于框架40并定位成接觸并滾向上或跨過傳送組件 42的一部分。優(yōu)選地，如圖3所示，傳送組件42通過多個(例如，至少4個)運動副86可 移動地聯(lián)接于框架40。這里所用的術(shù)語"運動副"是指在部分或完全地約束特定方向上的 相對運動的狀態(tài)下連接到一起的一對元件或連桿。運動副的兩個元件可包括桿88和套筒 90，兩者相對運動受控于到安裝在套筒90內(nèi)的滾柱軸承(不可見)。可以理解，運動副86 的元件中的一個必須固定地聯(lián)接于傳送組件42，而另一個必須固定地聯(lián)接于框架40。
如圖1所示，致動組件84，如果有的話，位于與傳送組件42的一部分接觸的位置， 并用于往復(fù)地移動支撐容器32的傳送組件42。致動組件84可用于在任何合適的方向上往 復(fù)地移動傳送組件42。特別地，致動組件84可在大致水平方向、大致垂直方向或其合成的 方向上往復(fù)地移動傳送組件42。優(yōu)選地，致動組件84用于在沿容器32的長度的方向上往 復(fù)移動傳送組件42，以最有效地促進顆粒物34通過容器32的長度的移動。
致動組件84可包括能夠往復(fù)移動容器32的任何合適的設(shè)備，這里是通過移動傳 送組件42實現(xiàn)的。例如，致動組件84可包括氣壓或液壓缸，該氣壓或液壓缸耦接于傳送組 件42以及一固定結(jié)構(gòu)，例如框架40。優(yōu)選地，如圖5A和5B所示，致動組件84包括凸輪組 件92，優(yōu)選地，是兩維螺旋凸輪組件，傳送組件42或與傳送組件42相關(guān)的結(jié)構(gòu)作為凸輪隨 動件。這里所用的術(shù)語"螺旋凸輪組件"指的是以大致螺旋形提供凸輪體的凸輪組件(即， 旋轉(zhuǎn)軸與凸輪的面對凸輪隨動件的表面之間的距離隨凸輪的旋轉(zhuǎn)而增加)。凸輪組件優(yōu)選 定位成使旋轉(zhuǎn)凸輪94的外周表面，當(dāng)完整旋轉(zhuǎn)一周時，在該一周旋轉(zhuǎn)的至少一部分時間內(nèi) 與傳送組件42的下部接觸。具體地，如圖5A和圖5B所示，盡管凸輪組件92可在任何合適 的點接觸傳送組件42，凸輪組件92通常定位成接觸傳送組件42的最下末端部分。例如，凸 輪組件92定位成與傳送組件42的下端接觸時，如圖所示，凸輪組件92可在傳送組件42寬 度的近似中部，或在凸輪組件的邊緣附近接觸傳送組件42。優(yōu)選地，凸輪組件包括至少兩個 這種凸輪94，每個所述凸輪定位成在傳送組件42的相對的邊緣附近接觸傳送組件42。
當(dāng)操作致動組件84時，兩維螺旋凸輪94被旋轉(zhuǎn)，推動凸輪隨動件(例如，傳送組 件42)逐漸遠(yuǎn)離凸輪94的旋轉(zhuǎn)軸96。當(dāng)凸輪組件92旋轉(zhuǎn)一周之后，凸輪隨動件(例如，傳 送組件42)不再與螺旋凸輪94的外周表面接觸，并且凸輪隨動件(例如，傳送組件42)可 突然降落直到它接觸固定表面或物體。因此，通過旋轉(zhuǎn)凸輪組件92，傳送組件42沿它的長 度上升直到它降落并碰撞固定表面或物體。上述往復(fù)的上升和降落運動對傳送組件42施 加低頻夯震運動，其力和減速度沿傳送組件42的長度方向。 凸輪隨動件(例如，傳送組件42)在它不再接觸螺旋凸輪94的外周表面時，可被 允許降落并接觸任何合適的固定表面或物體。例如，凸輪隨動件(例如，傳送組件42)可突 然降落到與螺旋凸輪94的旋轉(zhuǎn)軸96最近的凸輪94的表面。替代地，如圖5B所示，凸輪隨 動件(例如，傳送組件42)可突然降落直到它接觸碰撞止動組件97。該碰撞止動組件97可包括能夠突然停止凸輪隨動件(例如，傳送組件42)的任何合適的裝置。例如，碰撞止動組 件97可包括止動件和固定件，固定件固定地聯(lián)接于固定物體，如裝置的框架或凸輪組件的 固定部分(如圖5A和圖5B所示)。為使得當(dāng)凸輪隨動件(例如，傳送組件42)不再接觸螺 旋凸輪94的外周表面后，凸輪隨動件降落通過的距離可調(diào)節(jié)，止動件相對固定件的位置優(yōu) 選為可調(diào)節(jié)的(例如，碰撞止動組件97的總長可調(diào)節(jié))?？梢匀魏魏线m的方式提供止動件 相對固定件的調(diào)節(jié)。例如，碰撞止動組件97可進一步包括聯(lián)接于止動件并與固定地聯(lián)接于 固定件或設(shè)置在固定件內(nèi)的螺紋接收件(例如螺母或螺孔)嚙合的螺紋緊固件(例如，螺 紋桿)。這種布置使得止動件相對固定件的縱向位置可通過旋轉(zhuǎn)螺紋緊固件而調(diào)節(jié)。
可以任何合適的方式對容器32交替或額外地施加顫振運動。這里所用的術(shù)語"顫 振運動"用于指從容器32上的單個點觀察到的無沖擊的正弦運動。通常，通過用顫振組件 98接觸容器32的一部分或容器32放置的任何表面(例如，傳送組件42)，對容器施加顫振 運動。施加給容器32的顫振運動可局部化(例如，最強烈有效的顫振運動可局部化于容器 32的一部分中)或在整個容器32上分散(例如顫振運動的強度可在整個容器32上大致相 同)。當(dāng)振動局部化時，優(yōu)選移動顫振運動，以將顆粒已結(jié)塊或粘著于容器32表面的一部分 容器32中的顫振運動局部化。當(dāng)該方法包括組合顫振運動和至少一個夯震運動時，可在容 器32被施加以至少一個夯震運動之前停止顫振運動。但是，容器32優(yōu)選為被同時施加以 顫振運動和至少一個夯震運動。 顫振運動可由任何適當(dāng)?shù)念澱窠M件98提供。如圖3所示，顫振組件98定位成接 觸傳送組件42的一部分或容器32的表面兩者中的至少一個，以對位于傳送組件42上的容 器32施加顫振運動。為使施加到容器32的顫振運動的效率最大化，顫振組件98優(yōu)選接觸 容器32的表面。 顫振組件可對位于傳送組件42上的容器32施加任何合適的顫振運動。優(yōu)選地， 所述顫振運動包括沿兩個互相垂直的軸指向的有限位移(例如，大約10mm或更少，大約5mm 或更少，或大約2mm或更少)，其中至少一個軸大致垂直于容器的表面。顫振運動可具有任 何合適的頻率。優(yōu)選地，顫振運動具有至少大約100Hz的頻率，更優(yōu)選地，至少大約200Hz， 以及最優(yōu)選地，至少大約250Hz。 顫振組件98可包括能夠?qū)θ萜?2施加顫振運動的任何合適的裝置。如圖7所示， 顫振組件98包括傳輸組件100和顫振板102。顫振板102由任何合適的裝置(這里，是由 一對纜繩103)從傳輸組件100懸掛下來，并定位成接觸容器32表面。顫振板102通常包 括板體104和振動器105。板體104可由任何合適的材料，例如木材、塑料或金屬構(gòu)成，振動 器105可為任何合適的商品振動器。為防止損壞容器32的表面，板體104優(yōu)選地具有聯(lián)接 到板體104與容器32的表面面對的表面的保護覆蓋物(例如布)。 為了提供顫振運動，以及從而提供顆粒物34在容器32內(nèi)并沿容器32長度方向的 最有效的移動，傳輸組件100可通過任何合適的裝置相對傳送組件42和容器32移動。例 如，如圖7所示，傳輸組件100可包括桿106和可滑動地耦接于桿106并聯(lián)接于傳輸組件 100的剩余部分的至少兩個套筒108。套筒108沿桿106的滑動移動可受控于安裝在套筒 108內(nèi)的滾柱軸承(不可見)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解傳輸組件可沿桿106升起和降 落。例如，一絞盤可定位于裝置上的任何合適的點，如框架基部，一滑輪可定位于裝置的頂 部，從絞盤開始經(jīng)過滑輪的一纜繩可聯(lián)接到傳輸組件100。替代地，傳輸組件可聯(lián)接于沿傳送組件42的側(cè)部的齒輪帶，齒輪帶的驅(qū)動器和傳動裝置可聯(lián)接于框架40的頂部和底部。
如上所述，有幾個因素可引起顆粒物供應(yīng)的顆粒個體結(jié)塊。例如，在用特定類型的 顆粒物(例如，可帶靜電的顆粒)填充容器時通常產(chǎn)生靜電。雖然不打算特別地進行理論 推導(dǎo)，但可以認(rèn)為該靜電是在顆粒從儲料器通過進入容器的內(nèi)部容積時，由顆粒個體的摩 擦導(dǎo)致的電子得失而產(chǎn)生。這里所用的術(shù)語"可帶靜電的顆粒"指的是其顆?？梢蝾w粒移 動產(chǎn)生的摩擦而帶靜電的顆粒物。該電子得失隨后產(chǎn)生具有相異電荷的顆粒和/或具有與 容器或儲料器的電荷相異的電荷的顆粒，導(dǎo)致顆粒結(jié)塊或粘著于容器或儲料器的表面，從 而阻止顆粒流入容器的內(nèi)部容積。因此，為了促進顆粒物34流入容器32的內(nèi)部容積內(nèi)，在 填充過程前和/或填充過程期間釋放利用顆粒物34填充容器32時所產(chǎn)生的靜電。
利用顆粒物34填充容器32的內(nèi)部容積時產(chǎn)生的靜電可用任何合適的方法釋放。 例如，填充容器32時所產(chǎn)生的靜電可通過電離容器32周圍的空氣而主動釋放。盡管不打 算特別地進行理論推導(dǎo)，但可以認(rèn)為在容器32周圍幾個點上空氣的電離會產(chǎn)生可與容器 32表面相互作用的離子，并供應(yīng)或吸收用于中和利用顆粒物34填充時在容器32表面產(chǎn)生 的靜電荷所需的電子。 替代地，利用顆粒物34填充容器32的內(nèi)表面時產(chǎn)生的靜電可通過在容器32表面 附近放置一接地的導(dǎo)體(即，連接到電接地件的導(dǎo)體)而放電。通過將接地導(dǎo)體放置在容 器32的表面附近，在容器32上與接地導(dǎo)體最近的點處的靜電荷增加，直到電荷大到足以產(chǎn) 生從容器32的表面經(jīng)過到接地導(dǎo)體的電弧。在容器32的表面與接地導(dǎo)體之間產(chǎn)生電弧所 需的電荷可取決于幾個因素，例如周圍環(huán)境的濕度，不過所需的電荷與接地導(dǎo)體及容器32 的表面之間的距離的關(guān)系通常為每厘米大約7800V。 為了進一步阻止利用顆粒物34填充容器32的內(nèi)部容積時產(chǎn)生靜電，顆粒物34可 暴露于足以減少填充容器32的內(nèi)部容積時所產(chǎn)生的靜電量的一定量的濕空氣。應(yīng)理解，減 少產(chǎn)生的靜電量所需的濕空氣量可取決于幾個因素，例如周圍空氣的相對濕度以及顆粒物 34的相對濕度(例如容納或儲存顆粒物34的環(huán)境的相對濕度)。顆粒物34可以任何方式 暴露于濕空氣。優(yōu)選地，在利用顆粒物34填充容器32時，足以減少利用顆粒物34填充容 器32的內(nèi)部容積時產(chǎn)生的靜電量的濕空氣量被注入容器32的內(nèi)部容積內(nèi)。替代地(或額 外地)，可在利用顆粒物34填充容器32前和/或利用顆粒物34填充容器32時，將足以減 少利用顆粒物34填充容器32的內(nèi)部容積時產(chǎn)生的靜電量的濕空氣量注入容器32的內(nèi)部 容積內(nèi)。濕空氣可具有任何合適的濕度。優(yōu)選地，濕空氣具有大約80%或更高(例如，大約 85%或更高，大約85%或更高，或大約100%)的相對濕度。這里所用的術(shù)語"相對濕度"指 的是實際存在于空氣中的水蒸汽含量與同樣溫度下可能的最大含量相比較的數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)構(gòu)造的裝置可包括一除靜電組件。通常除靜電組件與容器32 相距一段距離，該距離的大小足以使填充容器32時產(chǎn)生的靜電從容器32排出到除靜電組 件。應(yīng)理解前述距離可取決于幾個因素，例如裝置安放環(huán)境的相對濕度，除靜電組件所用的 顆粒的類型，以及其它很多因素。通常，除靜電組件與容器32的表面相距大約1到大約3 厘米。 除靜電組件可包括能夠去除利用顆粒物填充容器32的內(nèi)部容積時所產(chǎn)生的靜電 的任何合適的裝置。例如，除靜電組件可包括能夠電離容器32周圍空氣的裝置，例如電暈 放電型電離棒。替代地，除靜電組件可包括位于容器32表面附近的多個金屬突起部，所述
9金屬突起部連接到電接地件并用于為靜電從容器32表面釋放提供通路。為將容器32表面 上的靜電荷的局部化到盡可能小的點從而提高放電的頻率，金屬突起部優(yōu)選為大致錐形， 其尖端離容器32的表面大約l到3cm。圖4中示出這種除靜電組件110的實施例。特別 地，除靜電組件110可包括位于傳送組件42與框架40之間，并位于容器32面對傳送組件 42的表面附近的多個金屬突起部116。在這一實施例中，多個金屬突起部116可通過將機 織、金屬加強布聯(lián)接到框架40并修剪織物部分以提供位于容器32附近的金屬突起部116 網(wǎng)而形成。在另一實施例中，為了提供填充容器32時產(chǎn)生的靜電的局部化放電，除靜電組 件118可聯(lián)接于傳輸組件100。如圖7所示，除靜電組件118可聯(lián)接于顫振組件98的傳輸 組件100的前后邊緣。在這一實施例中，除靜電組件118優(yōu)選地包括從除靜電組件118朝 容器32的表面突出的多個金屬突起部120(例如，銷)。 還可通過電離顆粒物34進入容器32的內(nèi)部容積的位置(例如，容器32中的開 口)周圍的空氣來阻止填充容器32時產(chǎn)生靜電。盡管不打算特別地進行理論推導(dǎo)，可以認(rèn) 為在該位置處電離空氣會產(chǎn)生可與顆粒物34的顆粒個體相互作用的離子并供應(yīng)或吸收用 于中和顆粒上的靜電荷所需的電子。顆粒物34進入容器32內(nèi)部容積的點周圍的空氣可用 任何合適的方法電離。優(yōu)選地，可通過電暈放電型電離棒產(chǎn)生的電暈放電電離該空氣。這 里所用的術(shù)語"電暈放電"指的是在導(dǎo)體表面或在同一傳輸線的兩個導(dǎo)體之間放電，并伴隨 著周圍空氣的電離。 為了在顆粒物34a流入容器32內(nèi)之前排出顆粒物34a中的靜電的至少一部分，儲 料器64可進一步包括另一除靜電組件122。如圖6所示，另一除靜電組件122可位于下加 料斗74內(nèi)，并優(yōu)選位于最接近(例如，相距大約5到大約20mm，或相距大約5到大約10mm) 下加料斗74內(nèi)的開口 70和容器32的位置。另一除靜電組件122可包括用于排出靜電的 任何合適的裝置。優(yōu)選地，另一除靜電組件122包括電暈放電型電離棒。
為了幫助各種尺寸和結(jié)構(gòu)的容器32裝載到傳送組件上，容器32可放置在夾具組 件130內(nèi)。如圖8所示，合適的夾具組件130包括至少兩個垂直部件132和多個橫向部件 133。放置在夾具組件130上時，容器32位于垂直部件132和橫向部件133的頂部上。為了 防止容器32相對夾具組件130移動，容器32可用卡持器或其它任何合適的臨時緊固件暫 時聯(lián)接于夾具組件。為了使包括固定寬度的儲料器的裝置可填充各種尺寸的結(jié)構(gòu)(例如， 寬度小于儲料器開口寬度的容器)，夾具組件可進一步包括間隔器135。該間隔器可用卡持 器或其它任何合適的裝置暫時聯(lián)接于夾具組件130(例如在夾具組件的端部暫時聯(lián)接于橫 向部件)。通常，間隔器的尺寸(即間隔器的長度)足以跨過任何具有未被容器32覆蓋的 夾具組件130的寬度的部分。間隔器135的厚度通常與容器32的厚度大致相同。夾具組 件可進一步包括固定地聯(lián)接于垂直部件和/或位于垂直部件末端的橫向部件的多個鉤(例 如，大約2個或大約4個)。這種鉤可用于將一個或更多纜線聯(lián)接到夾具組件，以輔助從傳 送組件裝卸夾具組件。 為便于觀察由工人操作根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置的填充過程，該裝置可進一步包 括照明組件。如圖1和圖4，照明組件138位于傳送組件42下并在容器32位于傳送組件 42上時用于照明容器32。 本發(fā)明的裝置可用于用任何合適的顆粒物填充任何合適的容器的內(nèi)部容積。這種 合適的容器的一些例子在同時申請的授予同一受讓人的題名為"絕緣板及包括該絕緣板的玻璃裝配系統(tǒng)(Insulated Panel and GlazingSystem Comprising the Same)，，的美國臨 時申請中詳細(xì)公開，該申請的全部公開內(nèi)容在此引用作為參考。特別地，容器可包括具有限 定內(nèi)部容積(例如內(nèi)通道)的外壁的板。該板的外壁包括內(nèi)表面，該內(nèi)表面進一步包括至 少一個從內(nèi)表面突出的內(nèi)壁。優(yōu)選地，容器包括第一片，第二片，以及兩個或更多位于這些 片之間的支撐部件，該支撐部件限定位于第一和第二片之間的兩個或更多通道，該通道具 有內(nèi)部容積。該容器的這些片和支撐部件可用任何合適的材料形成。優(yōu)選地，容器為熱塑 性板，至少第一和第二片包括熱塑性樹脂。第一片、第二片和支撐部件可都由熱塑性樹脂形 成。合適的熱塑性樹脂包括但不限于聚碳酸酯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙 烯)及其混合物。但是，可以理解，這里所描述的本方法和裝置可用于填充幾乎任何容器。
本發(fā)明的方法可用于用任何合適的顆粒物填充容器的內(nèi)部容積。通常，該方法用 于用可帶靜電的顆粒填充容器。這種顆粒物的一個例子包括憎水氣凝膠顆粒。該憎水氣凝 膠顆粒可為任何合適的憎水氣凝膠顆粒。合適的憎水氣凝膠顆粒包括有機氣凝膠顆粒，無 機氣凝膠顆粒(例如金屬氧化物氣凝膠顆粒)，或其混合物。當(dāng)憎水氣凝膠顆粒包括有機氣 凝膠顆粒時，該有機氣凝膠顆粒優(yōu)選為從包括間苯二酚甲醛氣凝膠顆粒，三聚氰胺甲醛氣 凝膠顆粒及其組合物組成的組中選擇。當(dāng)憎水氣凝膠顆粒包括無機氣凝膠顆粒時，該無機 氣凝膠顆粒優(yōu)選為從包括氧化硅氣凝膠顆粒、氧化鈦氣凝膠顆粒、氧化鋁氣凝膠顆粒及其 組合物組成的組中選擇的金屬氧化物氣凝膠顆粒。更優(yōu)選地，憎水氣凝膠顆粒是氧化硅氣 凝膠顆粒。 本發(fā)明的方法可提供利用顆粒物以任何合適的密度填充的容器。當(dāng)容器受到至 少一個夯震運動時，容納在容器的內(nèi)部容積內(nèi)的顆粒物的密度通常大于該顆粒物的傾注密 度。優(yōu)選地，容納在容器的內(nèi)部容積內(nèi)的顆粒物的密度至少比該顆粒物的傾注密度大大約 5%，優(yōu)選至少10%。 所有參考資料，包括出版物，專利申請及專利以單獨和專門提到引用其作為參考 并全部引用的方式在此引做結(jié)合。 描述本發(fā)明的上下文中(尤其是權(quán)利要求的上下文中)，術(shù)語"一 (a)"、"一 (an)" 和"該"及類似用語的使用既包括單數(shù)，也包括復(fù)數(shù)，除非這里另有說明或與上下文明顯抵 觸。術(shù)語"包括"，"具有"，"含有"及"包含"用作開端術(shù)語(即，意為"包括"但不限于)，除非 另有注明。除非這里另有說明，這里所述的數(shù)值的范圍僅僅用作分別指代該范圍內(nèi)的每個 獨立的值的簡化方法，并且每個獨立的值與它在這里被單獨引述一樣引用到說明書中。這 里所描述的所有方法可以任何合適的順序進行，除非這里另有說明或與上下文明顯抵觸。 這里提供的任何及所有例子或表示示例的語言(例如，"例如")僅用于更好地說明本發(fā)明 而不對本發(fā)明的范圍做限制，除非另有聲明。本說明書中的語言不應(yīng)被理解為作為本發(fā)明 實踐要點的任何未限定的內(nèi)容。 這里描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括本發(fā)明已知的用于實施本發(fā)明的最佳方 式。閱讀前述說明時，該優(yōu)選實施例的變化可對于本發(fā)明的一般技術(shù)人員顯而易見。本發(fā) 明人期望專業(yè)的技術(shù)人員理解這種變化，并用本發(fā)明人預(yù)期以與這里專門描述不同的其它 方式實踐本發(fā)明。因此，本發(fā)明適用法律所允許的，包括這里所附的權(quán)利要求所述目標(biāo)物的 全部修改和等價物。另外，所有可能的各種變型下的上述內(nèi)容的組合包括在本發(fā)明內(nèi)，除非 這里另有說明或與上下文明顯抵觸。
權(quán)利要求
一種用于利用顆粒物填充具有內(nèi)部容積的容器的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供具有長度、寬度和內(nèi)部容積的容器，(b)供應(yīng)顆粒物，(c)對所述容器施加顫振運動，(d)當(dāng)所述容器被施加以所述顫振運動時，用顆粒物填充所述容器的所述內(nèi)部容積的至少一部分，(e)重復(fù)步驟(c)和(d)，直到所述容器的所述內(nèi)部容積已填充預(yù)定量的顆粒物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述顫振運動是無沖擊的正弦運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法進一步包括對所述容器施加沿所述容器長度指向的至少一個夯震運動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述夯震運動由在固定表面上碰撞所述容器的一部分而產(chǎn)生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述夯震運動對所述容器施加至少大約900m/s2的至少一個減速度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任意一項所述的方法，其中，所述容器被同時施加所述至少一個夯震運動和所述顫振運動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任意一項所述的方法，其中，在所述容器被施加以所述夯震運動前，停止所述顫振運動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法，其中，所述方法進一步包括釋放用所述顆粒物填充通道時產(chǎn)生的靜電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，當(dāng)用所述顆粒物填充所述容器時，具有足以減少用所述顆粒物填充通道時產(chǎn)生的靜電量的量的濕空氣被注入所述容器的所述內(nèi)部容積內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述濕空氣具有大約80%或更高的相對濕度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求i-io中任意一項所述的方法，其中，步驟(d)進一步包括電離所述顆粒物進入所述容器的所述內(nèi)部容積的點周圍的空氣。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，用電暈放電電離所述空氣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項所述的方法，其中，所述顆粒物包括從由氧化硅氣凝膠顆粒、氧化鈦氣凝膠顆粒、氧化鋁氣凝膠顆粒及其組合物組成的組中選擇的金屬氧化物氣凝膠顆粒。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述金屬氧化物氣凝膠顆粒是氧化硅氣凝膠顆粒。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項所述的方法，其中，所述顆粒物包括從由苯二酚甲醛氣凝膠顆粒，三聚氰胺甲醛氣凝膠顆粒及其組合物組成的組中選擇的有機氣凝膠顆粒。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項所述的方法，其中，所述容器是熱塑性板，包括至少兩個平行的熱塑性片以及兩個或更多位于所述熱塑性片之間的支撐部件，所述支撐部件限定位于所述熱塑性片之間的一個或更多通道，并且所述通道具有內(nèi)部容積。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述熱塑性片包括從由聚碳酸酯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯及其混合物組成的組中選擇的熱塑性樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于利用顆粒物填充具有內(nèi)部容積的容器的方法和裝置。所述方法通常包括以下步驟提供具有長度、寬度和內(nèi)部容積的容器；供應(yīng)顆粒物；用所述顆粒物填充所述容器的內(nèi)部容積的至少一部分；以及重復(fù)前述步驟直到所述容器的內(nèi)部容積已填充預(yù)定量的顆粒物。當(dāng)用所述顆粒物填充所述容器時，所述容器還被施加以顫振運動或至少一個夯震運動，或者在利用顆粒物填充所述容器時產(chǎn)生的靜電被釋放。所述裝置通常包括傳送組件、儲料器以及致動組件、顫振組件和除靜電組件中的至少一個。
文檔編號B65B63/00GK101774433SQ20101011945
公開日2010年7月14日 申請日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月3日
發(fā)明者威廉·G·杜蘭特, 斯蒂芬·F·魯阿尼特, 羅伯特·L·比里, 詹姆斯·N·利特朗 申請人:卡伯特公司