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Verfahren zur Regelung der von einer Verteilervorrichtung für einen pulverförmigen Feststoff abgegebenen Pulvermenge
In verschiedenen Zweigen der Technik, besonders in der Eisenindustrie werden pulverige Stoffe ver- wendet, die in einem beweglichen Medium, besonders in Gasen, suspendiert sind. Es sind verschiedene
Methoden und Einrichtungen bekannt, die folgende Vorgänge ermöglichen :
1. Das Suspendieren pulveriger Stoffe in Gasströmen (statischer Ausgeber von Pulvern),
2. Das fortlaufende Messen der angegebenen Masse pulveriger Stoffe,
3. Das Regeln der Ausgabe bei einem beliebigen Wert, der zwischen bestimmten Grenzen gewählt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen einer dieser Verfahren zum Regeln der Ausgabe pul- verigerStoffe, u. zw. auf eines, bei dem eine Blende mit pneumatisch regelbarer Öffnung verwendet wird, und das man als "Verfahren durch pneumatische Einschnürung" bezeichnet.
Es ist bekannt, dass bei dieser Methode vom transportierten Gasstrom ein Teilstrom abgezweigt wird, um die regelbare Blende zu speisen.
Die in den angeschlossenen Zeichnungen enthaltene Fis. l stellt eine bekannte Ausführung einer solchen Blende mit pneumatisch regelbarer Öffnung dar.
In dieserfigurbezeichnet lui einen Wandteil des Verteilers, 111 den die pneumatisch regelbare Blende eingesetzt ist. Diese besteht aus dem eigentlichen Blendenkörper 105 mit der Öffnung 111, der in eine Ausnehmung einer Fassung 102 eingesetzt ist. Diese Fassung ist mittels einer Mutter 103 am Verteiler angeschraubt.
Weiters weist die Fassung 102 einen mit der Öffnung 111 fluchtenden Zufuhrkanal 112 für das zu fördernde Pulver und einen hiezu exzentrisch aber parallel verlaufenden Kanal 109 für das Transportedium auf. Der Blendenkörper besitzt an seiner der Fassung 102 zugewendeten Fläche eine Ringnut 106 in die der Kanal 109 einmündet. Der von der Ringnut 106 umschlossene Teil der Blendenkörperunterseite ist um einige Zehntelmi11imeter zurückgesetzt, so dass sich zwischen Fassung und Blendenkörper ein flacher, kreisförmiger Hohlraum 110 ausbildet.
Im Betrieb wird der durch den Kanal 109 fliessende Strom des Transportmediums durch die Ringnut 106 und den Hohlraum 110 von allen Seiten gegen die Öffnung 111 hingelenkt, durch die das zu vertei- lende Pulver hindurchströmt. Durch Veränderung der Menge des Transportmediums ist die durch den Kanal 112 und die Öffnung 111 strömende Pulvermenge regelbar.
In der Folge werden folgende Begriffe verwendet : Durchmesser der Blende = Durchmesser der Öffnung 11 (Fig.1). Schlitzbreite- Abstand zwischen dem Blendensitz 2 und dem Blendenring 5 (Fig. l), welcher Abstand den Schlitz 10 bildet.
Auf Grund experimenteller Untersuchungen konnten folgende, in den Fig. 2-5 festgehaltene charakteristische Einzelheiten dieser Einrichtung ermittelt werden :
In der Fig. 3 sind Kurvenscharen gezeigt, welche die Abhängigkeit des in der Speiseleitung des Blendenringes herrschenden statischen Druckes Ps von der Masse bzw. Menge Qc des ausgegebenen pulverigen Stoffes für verschiedene Werte p wiedergeben, wobei Ps den Überdruck bedeutet, der im inneren des Ver-
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teilers (Ausgebers) für Pulver und Transportgas herrscht. In der Fig. 3 entsprechen :
Kurven 1-2 : p3 = 7 kg/cm,
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überwacht werden muss.
Diese Kette besteht aus der Messung von Ps, dem Vergleicher 30, Regler 31,
Steuerwert 22, Regler 24, Überdruck P, Ausgabe des Pulvers, Transportdruck , Messung und Regler
15 - 19 und schliesslich Regelventil 9, das seinerseits auf Ps anspricht. Deshalb wurden andere Varian- teri entworfen, die nachfolgend beispielsweise beschrieben werden. i Im folgenden Beispiel wird die Grösse Ps nur annähernd konstant gehalten, so wie es als drittes Al- temativmerkmal der Erfindung hingestellt wurde.
Wenn man die verschiedenen, für die pneumatische Blende charakteristischen Kurven Ps gleich einer
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abhängt, wenn die Transportmenge konstant bleibt.
Dieses Ergebnis ist in der Fig. 4 dargestellt, in der einerseits Kurven für konstanten Überdruck und anderseits für konstante Differenz p.-p. dargestellt sind. Die Kurve 9 entspricht einer Transportgasmenge von 120 Nms/min und P3-P2 gleich 1,5 kg/cm2. Die Kurve 10 entspricht einer Transportgasmenge von
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Nms/minObige Erkenntnisse führen zu einer zweiten Ausführungsform, die in der Fig. 7 schematisch gezeigt ist. In diesem Schema bezeichnen die Bezugsziffern 1- 26 die gleichen Elemente wie in der Fig. 6.
Der Anzeigeblock 17 für den Steuerwert des Transportdruckes speist neben dem Vergleicher 18, einen
Additionskreis 33, der ein Signal abgibt, das der Summe der Eingänge proportional ist, die aus den Ele- menten 17 und 32 erhalten werden. 32 ist ein geeigneter Apparat beliebiger Art, der den Steuerwert fi- xiert, der dem Wert p, p, zugeordnet ist. Er könnte aber auch mit einer andern als geeignet erkannten
Grösse beaufschlagt sein, etwa mit der Steuergrösse, die der Transportgasmenge zugeordnet ist.
Der Additionskreis speist seinerseits ein Steuerorgan 34 des Anzeigeblocks 22 für den Überdruck. Es ist klar, dass die Zwischenblocks 34 und 22 entbehrlich sein können, wenn z. B. das von 33 ausgesendete
Signal und die für den Vergleicher 23 erforderlichen, von gleicher Natur sind.
Man könnte auch den Addierkreis nicht ausgehend von 17, sondern ausgehend von 16 anspeisen, oder noch einfacher bei 20 die Messung des Druckes p ersetzen durch die Messung von P'p,. Dann wäre es der Anzeigeblock für die Steuergrösse 22, die diesen Differenzdruckwert fixiert, und die Elemente 32,
33 und 34 wären entbehrlich. Dies sind jedoch nur Varianten in Einzelheiten, welche den Erfindungsgedanken nicht ändern.
Diese zweite Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie-zumindest in ihrer ersten Version - die Regelkette für den Überdruck völlig von den beiden andern Regelketten trennt. Sie führt daher leichter zum Erfolg. Sie hat weiters den Vorteil, dass mit ihr sehr kleine Pulvermengen geregelt werden können (vgl.
Fig. 4). Sie fordert aber dafür eine genaue Anpassung der Blendencharakteristik und vor allem auch einen relativ hohen Zusammenziehdruck.
Im allgemeinen kann man den Überdruck p einer beliebigen Funktion der Gas-und Feststoffmengenwerte unterwerfen, oder auch der Gasmenge und des Transportdruckes, wobei diese Funktion so bestimmt ist, dass im stabilen Zustand, entweder der Einschnurdruck, oder die Einschnürmenge konstant bleiben, oder auch dass ein vorteilhafter Kompromiss zwischen den Extremwerten dieser Grössen herbeigeführt wird.
Man kann z. B. die einfachste Funktion wählen und wird, wie Fig. 8 zeigt, Kurven für Ps als Funktion von Qc finden, die erhalten werden, weunp eine bestimmte getrennte Variable von folgenden Werten ist : Transportdruck und Transportmenge des Gases, wobei die Parameter dieser Funktion so gewählt sind, dass zugleich die Maximalwerte des Druckes und der Menge der Zusammenziehung mässig bleiben.
Die Kurve 9 entspricht einer Transportgasmenge von 120 Nm3/min, die Kurve 10 einer von 100 Nms/min.
Aus einer solchen Variante der Erfindung entwickelt sich eine Realisierung, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist, in der man bereits in Fig. 7 angegebene Elemente wiederfindet, und darüber hinaus noch die Elemente 35 und 36, deren Funktion es ist, das Signal, das vom Steuersignal-Anzeigeblock geliefert wird, mit einer Konstanten zu multiplizieren. Der Addierkreis 33 hat drei Eingänge, an Stelle von zwei gemäss Fig. 7. Die dabei auftretenden Elemente sind im übrigen von üblicher Bauart, und das Beispiel soll keinesfalls einschränkend beurteilt werden.
Man kann also bewirken, dass der Überdruck gleich ist der Summe folgender drei Grössen :
1. einer Konstanten, geregelt durch 32,
2. einer Grösse die der Transportgasmenge proportional ist, wobei der Proportionalitätskoeffizient durch 36 geregelt ist und
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Schliesslich ergeben sich bestimmte Realisierungsformen der Regelung der Massemenge des Pulvers an Stelle der Anzeige des Transportdruckes, die des effektiven Wertes der Transportgasmenge.
Die Fig. 10 zeigt den Verlauf des Wertes des Einschnürdruckes als Funktion der Menge Qc, wenn der Überdruck eine lineare Funktion des Effektivwertes der Massemenge des Pulvers ist, und unabhängig ist von der Gasmenge. Die Kurve 9 entspricht einer Transportgasmenge von 120 Nm3/min, die Kurve 10 einer solchen von 100 Nm3/min.
Die schematische Darstellung einer darauf beruhenden Ausführungsform zeigt die Fig. 11, in der 17 der Anzeigeblock für den Steuerwert der Pulvermenge, 19 die Einrichtung zum Regeln dieser Menge sind, während die übrigen Indices die schon oben angegebenen Bedeutungen haben.
Es ist klar, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele verschiedenen Veränderungen unterworfen werden können, ohne dass der Erfindungsgedanke überschritten wird. Die Essenz der Erfindung besteht jedenfalls darin, dass der Überdruck einem Regelsystem unterworfen wird derart, dass der Einschnürdruck oder die Einschnürmenge im wesentlichen konstant bleiben, d. h. ohne vorübergehende Variationen oder statische Schwankungen dieser Grössen zu berücksichtigen, oder dass ihnen eine Höchstgrenze gegeben ist, dies gegebenenfalls in einem einzigen normalen Regelbereich der Gas- und Pulvermengen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der von einer Verteilervorrichtung für einen pulverförmigen Feststoff abgegebenen Pulvermenge, wobei der Verteiler eine pneumatisch (durch pneumatische Einschnürung) regelbare Austrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Verteiler herrschende Gasdruck in Abhängigkeit von den Werten der Transportgasmenge und des Transportdruckes in der Weise gesteuert wird, dass im Steuerbereich entweder der Einschnürdruck oder die Durchflussmenge durch die eingeschnürte Öffnung im wesentlichen konstant oder innerhalb vorgeschriebener Grenzen gehalten wird, oder beide Werte auf zwischen ihren extremen Werten liegende, vorteilhafte Zwischenwerte eingestellt werden.