DE19616100A1 - Method to determine speed and particle size of air-transported solids - Google Patents

Method to determine speed and particle size of air-transported solids

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Abstract

The insert (1) has an entry cylinder (5) on parallel bore followed by the convergent taper bore sections (7,8) of 5 degrees and 1 degree respectively whilst the exit sections (9,10) provide a divergent bore of 7 degrees and a final return to the original parallel bore. The pressure drops between points (2,4) and (3,4) are continuously measured and averaged for the computer evaluation of flow speeds and particle size from established mathematical identities.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des momentanen Massen­ stroms und der mittleren Korngröße in einer pneumatisch betriebenen Leitung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining the instantaneous masses currents and the average grain size in a pneumatically operated line and a device for performing the method.

Über die Probleme der Ungleichverteilung von Luft und Staubpartikel, insbesondere Kohlenstaub, berichtete R. Jung in: "Probleme der Staub- und Luftverteilung in Kohlenstaubbrennern", Mitteilungen der VGB, Heft62,(1959), S.371-382. Ein wich­ tiger Betriebsparameter ist die momentan durch die Staubleitung geförderte Fest­ stoffmenge. Bekannte Verfahren zur Messung des momentanen Massenstromes erfolgen mittels Absaugung von Proben mit anschließender zeitaufwendiger Ana­ lyse. In dem Aufsatz von W. Barth: "Neues Verfahren zur Bestimmung der augen­ blicklich geförderten Gutmengen im Luftstrom bei pneumatischer Förderung", Zeit­ schrift Chem.- Tech. 29 (1957) Nr. 9, S. 599-602 ist eine weitere Meßmethode be­ schrieben. Die Feststoffmenge wird aufgrund von Wirkdrucken durch Beschleuni­ gung gemessen. Die Nachteile dieser Entwicklung ergaben sich zum größten Teil aus der aufwendigen numerischen Behandlung der Vorgänge in der Düse.On the problems of unequal distribution of air and dust particles, in particular Coal dust, reported R. Jung in: "Problems of dust and air distribution in Coal dust burners ", Mitteilungen der VGB, Heft62, (1959), S.371-382. A wich The operating parameter is the hard one currently being conveyed through the dust line amount of substance. Known methods for measuring the instantaneous mass flow are carried out by aspirating samples with subsequent time-consuming ana lysis. In the essay by W. Barth: "New procedure for the determination of the eyes visibly conveyed quantities of good in the air flow with pneumatic conveying ", time font Chem.- Tech. 29 (1957) No. 9, pp. 599-602 is another measurement method wrote. The amount of solids is accelerated due to differential pressure measured. Most of the disadvantages of this development arose from the complex numerical treatment of the processes in the nozzle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung anzugeben, die kontinuierlich und nahezu aktuell ohne Probeentnahme den Massenstrom und der mittleren Korngröße in einer pneumatischen Förderleitung feststellt.The object of the present invention is a method and a device indication that is continuous and almost up-to-date without sampling Mass flow and the average grain size in a pneumatic conveyor line notes.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels einer in der Lei­ tung angeordneten Mess-Sonde mit teilweise zylindrischem und/oder konischem Querschnitt an mindestens zwei Stellen der Druck ermittelt wird, daß die ermittelten Druckmeßwerte in elektrische Signale umgewandelt werden, daß eine Vielzahl von Druckmeßwerten aufgenommen und daraus Mittelwerte gebildet werden, daß aus diesen Mittelwerten die Fördergeschwindigkeit und die Feststoffbeladung itera­ tiv mittels eines Rechenprogrammes berechnet werden und daß aus diesen be­ rechneten Werten der momentane Massenstrom bestimmt wird.According to the invention the object is achieved in that by means of a Lei device arranged with partially cylindrical and / or conical Cross section at least two points of pressure is determined that the determined Pressure readings are converted into electrical signals that a variety of measured pressure values and averages are formed therefrom that from these mean values the conveying speed and the solids loading itera  tiv be calculated using a computer program and that be calculated values the instantaneous mass flow is determined.

Bei diesem Verfahren werden keine Feststoffproben aus der Förderleitung entnom­ men, sondern nur Drucksignale gemessen und aufgezeichnet. Die Messergebnisse werden durch einen Rechner ausgewertet und stehen sofort zur Verfügung. Eine Regelung für die jeweils erforderlichen Prozessparameter, beispielsweise für die Verbrennung für Kohlestaubbrenner, wird durch die schnelle Messung möglich. Um dies zu erreichen, muß die Sonde selbsttätig arbeiten. Dies wird durch eine rech­ nergestützte Steuerung des gesamten Meßvorganges erzielt.With this method, no solid samples are taken from the delivery line men, but only measured and recorded pressure signals. The measurement results are evaluated by a computer and are immediately available. A Regulation for the required process parameters, for example for the Combustion for coal dust burners is made possible by the quick measurement. Around to achieve this, the probe must work automatically. This is shown by a Achieved control of the entire measuring process.

Bekanntlich ermöglichen Querschnittsverengungen die Bestimmungen der Strö­ mungsgeschwindigkeit v der Luft über die Kontinuitätsgleichung, wenn die geome­ trischen Verhältnisse und die statische Druckdifferenz bekannt sind. Trägt eine Gasströmung Feststoff mit sich, verursacht der Transport einen Druckabfall, der zu­ sätzlich zum Luftdruckabfall anfällt und wieder aufgebracht werden muß. Die Größe des Druckabfalls steigt linear mit der Beladung der Förderluft, die durch das Verhältnis der Massenströme von Feststoff zu Förderluft definiert ist. Weiterhin ist der Druckabfall vom Partikelgewicht, durch allseitige Wandstöße und durch die Feststoffbeschleunigung durch das Fördergas abhängig.As is known, cross-sectional narrowing enables the provisions of the Strö velocity v of the air over the continuity equation if the geome trical conditions and the static pressure difference are known. Wears a Gas flow solid with it, the transport causes a pressure drop that too in addition to the drop in air pressure and must be reapplied. The Magnitude of the pressure drop increases linearly with the loading of the conveying air caused by the Ratio of mass flows from solid to conveying air is defined. Still is the pressure drop from the particle weight, through all-round wall joints and through the Acceleration of solids dependent on the conveying gas.

Das grundlegende Funktionsprinzip der Mess-Sonde ist der zusätzliche Druckver­ lust durch die Feststoffbeschleunigung ΔpSB nach folgender Gleichung:The basic principle of operation of the measuring probe is the additional pressure loss due to the acceleration of solids Δp SB according to the following equation:

ΔpSB = µ pL v ΔcΔp SB = µ p L v Δc

mit µ als Beladung der Förderluft, pL als Transportgasdichte, v als Transportgasgeschwindigkeit und Δc als Beschleunigung des Feststoffes.with µ as loading of the conveying air, p L as transport gas density, v as transport gas velocity and Δc as acceleration of the solid.

Das heißt mit Hilfe von Druckmeßwerten läßt sich aus den obigen theoretischen Betrachtungen der Massentransport berechnen.That means with the help of pressure measurement values can be derived from the above theoretical Calculate considerations of mass transportation.

Bei der Messung von statischen Drücken in feststoffhaltigen Gasströmungen be­ steht die Gefahr, daß Partikel in die Meßleitungen eindringen und sich dort abla­ gern. Ist die Meßbohrung dann verstopft, ist keine Messung mehr möglich. Stän­ dige manuelle Reinigungen, die den Prozeß unterbrechen würden wären die Folge. When measuring static pressures in gas flows containing solids there is a risk that particles will enter the measuring lines and settle there gladly. If the measuring hole is then blocked, measurement is no longer possible. Stand Manual cleaning that would interrupt the process would result.  

Es ist daher ein bevorzugter Verfahrensbestandteil, den störungsfreien Betrieb der Sonde zu gewährleisten. Dies geschieht dadurch, eingedrungene Partikel mittels Druckluft wieder z. B. mittels Lavaldüsen auszublasen. Ein Druckluftstrom wird in die Meßleitung gegeben. Es besteht die Möglichkeit jederzeit zu spülen und gleichzeitig zu messen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Messung und die Spülung zeitlich abzuwechseln. Die Steuerung der Spülluft erfolgt über entspre­ chende Schaltventile.It is therefore a preferred part of the process, the trouble-free operation of the Ensure probe. This happens by means of penetrated particles Compressed air again z. B. blow out using Laval nozzles. A stream of compressed air is in given the test lead. It is possible to rinse and at any time measure at the same time. Another option is to take the measurement and the Alternate flushing times. The purge air is controlled via corre appropriate switching valves.

Zum Betrieb der Mess-Sonde wurde ein Steuerprogramm erstellt, welches den ge­ samten Meßvorgang abwickelt und die Ergebnisse auswertet. Bei Beginn der För­ derung wird der Injektor mit dem Treibluftmassenstrom versorgt, der der zuerwar­ tenden Fördergeschwindigkeit entspricht. Vor der ersten Messung wird die Absaug­ geschwindigkeit exakt eingeregelt. Zur Messung werden über ein Zeitintervall, z. B. 5 Sekunden eine große Anzahl (vorzugsweise 100) von Einzelwerten aufgenom­ men und gemittelt. Aus den Meßwerten wird die Absauggeschwindigkeit berechnet und geprüft, ob sie mit der aktuellen Fördergeschwindigkeit übereinstimmt, ob also isokinetisch abgesaugt wurde. Ist dies nicht der Fall, erfolgt eine Wiederholung der Messung. Weicht auch die zweite Messung vom Sollwert ab, wird der Treibstrahl­ vordruck nachgeregelt. Ist die Geschwindigkeit richtig eingestellt, wird bei allen an­ deren Werten geprüft, ob sie innerhalb der zu erwartenden Größenordnung liegen. Wenn nicht kann eine der Meßleitungen verstopft sein und die Leitungen werden gespült. Dieser Vorgang wird in regelmäßigen Abständen wiederholt. Unabhängig davon, ob die Meßleitungen verstopft sind, wird auf jeden Fall periodisch gespült. In größeren zeitlichen Abständen erfolgt eine Nullpunktseichung der Druckmeß­ dosen. Am Schluß einer Förderung wird eine Meßreihe mit reiner Luft ohne Fest­ stoff aufgenommen. Diese Ergebnisse liefern ein genaues Maß für eventuell an der Mess-Sonde aufgetretennen Verschleiß durch Abrieb.A control program was created to operate the measuring probe, which controls the ge whole measuring process and evaluates the results. At the beginning of För The injector is supplied with the propellant air mass flow that it was previously corresponds to the conveying speed. Before the first measurement, the suction speed precisely regulated. For the measurement over a time interval, e.g. B. 5 seconds a large number (preferably 100) of individual values men and averaged. The suction speed is calculated from the measured values and checked whether it matches the current conveying speed, that is was aspirated isokinetically. If this is not the case, the is repeated Measurement. If the second measurement also deviates from the setpoint, the driving jet becomes form adjusted. If the speed is set correctly, everyone turns on their values checked whether they are within the expected range. If not, one of the measuring lines may be blocked and the lines may become blocked rinsed. This process is repeated at regular intervals. Independently whether the test leads are clogged is periodically flushed in any case. The pressure measurement is zeroed at larger intervals cans. At the end of a promotion, a series of measurements with pure air without a solid is made fabric added. These results provide an accurate measure of what might be the case Measuring probe wear due to abrasion.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens passiert zur Bestimmung der Korngröße die staubhaltige Gasströmung mindestens eine Querschnittsverengung. Nach der Verengung werden an minde­ stens zwei Meßstellen längs des Weges die statischen Drücke gemessen und aus der Druckdifferenz Δp die Partikelgröße ds bestimmt.According to a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the dust-containing gas flow passes through at least one cross-sectional constriction in order to determine the grain size. After the narrowing, the static pressures are measured at at least two measuring points along the path and the particle size d s is determined from the pressure difference Δp.

Die Erhöhung Δc der Partikelgeschwindigkeit c berechnet sich dann ausThe increase Δc in the particle velocity c is then calculated

Zur Berechnung der Partikelgeschwindigkeit c wird dafür aber nicht mehr wie bisher die Beladung µ der Strömung einbesetzt, sondern nur noch der Anteil µ * µ. Dieser erfaßt alle noch nicht ausbeschleunigten Partikeln, die am Drucksignal Δp ursäch­ lich beteiligt sind. Dazu muß ein Schätzwert für die Kornverteilung vorliegen, min­ destens das kleinste Korn der Verteilung dmin. Die Partikelgeschwindigkeit nach der Verengung wird rechnerisch bestimmt. Zusammen mit den gemessenen Erhöhun­ gen Δc ergibt sich ein Geschwindigkeitsverlauf c(1) über der Weglänge 1. Aus die­ sem kann mit Hilfe des bekannten Ar-Ω-Diagramms und des Lastvielfachen n in der DefinitionTo calculate the particle velocity c, however, the load µ of the flow is no longer used, as before, but only the fraction µ * µ. This detects all not yet accelerated particles that are causally involved in the pressure signal Δp. For this purpose, an estimate of the grain distribution must be available, at least the smallest grain of the distribution d min . The particle velocity after the constriction is determined by calculation. Together with the measured increases Δc, a speed curve c (1) over the path length 1 results. From this sem can with the help of the well-known Ar Ω diagram and the load multiple n in the definition

ein Mittelwert für die Partikelgröße ds angegeben werden. Dieser stimmt erfah­ rungsgemäß gut mit dem massenmittleren Wert d₅₀ überein.an average value for the particle size d s can be given. Experience has shown that this corresponds well to the mass average value d₅₀.

Weitere bevorzugte und erfindungsgemäße Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred and inventive embodiments result from the subclaims.

Diese Verfahren ist allgemein bei der pneumatischen Förderung jedes Feststoffes, insbesondere auch in der Zementindustrie oder in der Lebensmitteltechnik, be­ spielsweise bei der Mehlförderung oder ähnliches, anwendbar.This procedure is common in the pneumatic conveyance of any solid, especially in the cement industry or in food technology, be for example in flour production or the like, applicable.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Mess-Sonde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Mess-Sonde rohrförmig ausgebildet ist und an mindestens zwei Stellen Druckmess-Stellen angeordnet sind.Furthermore, the task is accomplished by a measuring probe according to the invention Method solved in that the measuring probe is tubular and on at least two places pressure measuring points are arranged.

Bei dieser Art Sonde werden ausschließlich Drücke gemessen, die dann in ein Mess-Signal umgewandelt werden. Das gesamte Mess-Signal setzt sich aus einem Anteil der Gasströmung und des Feststofftransportes zusammen. Zur Auswertung ist der Anteil der Gasströmung vom Gesamtsignal wieder abzuziehen. With this type of probe, only pressures are measured, which then flow into one Measurement signal can be converted. The entire measurement signal consists of one Share of gas flow and solids transport together. To the results the proportion of the gas flow must be subtracted from the overall signal.  

Besonders bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Particularly preferred embodiments result from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An embodiment is shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 das Grundprinzip der Mess-Sonde Fig. 1 shows the basic principle of the measuring probe

Fig. 2 Verlauf der Geschwindigkeiten der Luft und des Feststoffes Fig. 2 course of the speeds of the air and the solid

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, Fig. 3 shows another embodiment,

Fig. 4 Verlauf der Geschwindigkeiten der Luft und des Feststoffes und Fig. 4 course of the speeds of the air and the solid and

Fig. 5 einen Injektor Fig. 5 shows an injector

In Fig. 1 und 2 ist das Grundprinzip für alle Mess-Sonden dieser Art dargestellt. Die Figur zeigt den Aufbau der Sonde und die Fig. 2 die Geschwindigkeitsverhält­ nisse. Die Mess-Sonde 1 ist rohrförmig ausgebildet. Zur Messung eines Massen­ stromes wird sie in den Massenstrom einer pneumatischen Leitung angeordnet. Die Durchströmung erfolgt von links nach rechts in Richtung des Pfeiles P. Die Meß-Sonde weist einen ersten zylindrischen Bereich 5 auf, dem sich ein konischer Ab­ schnitt 6 anschließt. Der konische Abschnitt 6 ist mit zwei verengten Bereichen 7 und 8 versehen. Die erste Verengung 7 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel eine Steigung von 5° und dient zur Erhöhung der Luftgeschwindigkeit v. Die Feststoffge­ schwindigkeit c bleibt nahezu konstant. Die zweite Verengung hat einen Stei­ gungswinkel von 1° und verursacht eine Erhöhung der Luft- und Feststoffge­ schwindigkeit v und c. Am Beginn und am Ende des zweiten Verengung ist jeweils eine Druckmess-Stelle 2 und 3 zur Erzeugung des Signals für die Druckdifferenz Δ pI vorgesehen. An die zweite Verengung schließt sich ein weiterer Konus 9 mit Aufweitung an. In diesem Beispiel beträgt die Aufweitung 7°. Dieser Abschnitt 9 dient als Diffusor und gleicht wieder an den Durchmesser für die Förderleitung an. Am Ende der Sonde 1 ist eine zylindrische Strecke 10 mit einer weiteren Druck­ mess-Stelle 4 angebracht. Zusammen mit der Druckmess-Stelle 3 wird das Druckdifferenzsignal ΔpII zur Geschwindigkeitsbestimmung erzeugt. Es ist ebenso denkbar, anstelle der konischen Bereiche zylindrische Bereiche mit verschiedenen Querschnitten einzusetzen.In Fig. 1 and 2, the basic principle is shown this way for all measuring probes. The figure shows the structure of the probe and Fig. 2, the speed ratios. The measuring probe 1 is tubular. To measure a mass flow, it is arranged in the mass flow of a pneumatic line. The flow is from left to right in the direction of arrow P. The measuring probe has a first cylindrical region 5 , which is followed by a conical section 6 . The conical section 6 is provided with two narrowed areas 7 and 8 . In this exemplary embodiment, the first constriction 7 has a gradient of 5 ° and serves to increase the air speed v. The solid speed c remains almost constant. The second constriction has a pitch angle of 1 ° and causes an increase in the air and solid velocity v and c. At the beginning and at the end of the second constriction, a pressure measuring point 2 and 3 is provided for generating the signal for the pressure difference Δ p I. Another cone 9 with widening follows the second constriction. In this example the expansion is 7 °. This section 9 serves as a diffuser and again adjusts to the diameter for the delivery line. At the end of the probe 1 , a cylindrical section 10 with a further pressure measuring point 4 is attached. Together with the pressure measuring point 3 , the pressure difference signal Δp II is generated for the speed determination. It is also conceivable to use cylindrical areas with different cross sections instead of the conical areas.

In Fig. 2 sind in Abhängigkeit der Sondenlänge x die Geschwindigkeiten der Luft und des Feststoffes v und c aufgetragen.The velocities of the air and the solid v and c are plotted in FIG. 2 as a function of the probe length x.

Je nach Anwendungsart können die Konen 7, 8 oder 9 verschiedene Steigungswin­ kel aufweisen. Es kann auch der 1°-Abschnitt 8 durch ein zylindrisches Rohr ersetzt werden. Dies wäre beispielsweise bei groben Gütern (Weizen) der Fall. Es gibt An­ wendungsfälle, bei denen der Massenstrom in Teilströme aufgeteilt wird, etwa bei Kohlestaubförderungen in Kraftwerken. Hierzu sind dann Injektoren mit Druckluft und eine Einregelung der Geschwindigkeit erforderlich. Werden Feinheitsmessun­ gen benötigt wären weitere Drucksignale erforderlich.Depending on the type of application, the cones 7 , 8 or 9 can have different pitch angles. The 1 ° section 8 can also be replaced by a cylindrical tube. This would be the case, for example, with coarse goods (wheat). There are applications in which the mass flow is divided into partial flows, for example in the case of coal dust extraction in power plants. This requires injectors with compressed air and regulation of the speed. If fineness measurements are required, additional pressure signals would be required.

Eine für die Kohlenstaubförderung vorgesehene Mess-Sonde 25 ist in Fig. 3 ge­ zeigt mit den Geschwindigkeitsverläufen in Fig. 4. Die Sonde 25 beginnt, in Trans­ portrichtung P gesehen, mit einem zylindrischen Stück 16 und einem ersten Konus 17 mit einem Winkel von 5°. Daran schließt sich ein weiterer aus drei Teilen 18, 19 und 20 bestehender Konus 28 mit einem Winkel von 10 an. Es folgen der Diffusor 21 und die Radiendüse 22. An diese schließt sich eine zweite zylindrische Strecke 23 an. Der nachfolgende zweite Diffusor 24 dient dem Druckrückgewinn. Hinter dem Diffusor 24 ist der Injektor 26 mit Mischstrecke 29 angeordnet, der den Druckaufbau zur Durchströmung der Sonde 25 aufbringt. Die Bezugszeichen 12, 13, 14 und 15 bezeichnen die Druckmess-Stellen in der Mess-Sonde 25. An der Innenwand der pneumatischen Leitung ist ebenfalls eine Druckmess-Stelle 11 vorgesehen. Mit δqI wird die Druckdifferenz zwischen Rohrinnenwand 27 der pneumatischen Leitung und des Sondeneingangsbereiches 16 gemessen. Diese Druckdifferenz ΔqI dient zur Einstellung der isokinetischen Absaugung. ΔqII wird vom Eintrittszylinder 16 bis zum Beginn der Radiendüse 22 gemessen. Dies ist die Beschleunigungsstrecke bei geringen Differenzgeschwindigkeiten und hohem Widerstandsbeiwert. Das Signal ΔqIII vom Beginn zum Ende der Radiendüse 22 liefert die Luftgeschwindigkeit. Im Bereich nach der Radiendüse wird das Signal ΔqIV bei hohen Differenzgeschwin­ digkeiten und kleinem Widerstandsbeiwert gemessen.A measuring probe 25 provided for coal dust conveyance is shown in FIG. 3 with the speed profiles in FIG. 4. The probe 25 begins, viewed in the transport direction P, with a cylindrical piece 16 and a first cone 17 with an angle of 5 °. This is followed by another cone 28 consisting of three parts 18 , 19 and 20 with an angle of 10. The diffuser 21 and the radial nozzle 22 follow. This is followed by a second cylindrical section 23 . The subsequent second diffuser 24 is used for pressure recovery. The injector 26 with the mixing section 29 is arranged behind the diffuser 24 and applies the pressure build-up to flow through the probe 25 . The reference numerals 12 , 13 , 14 and 15 denote the pressure measuring points in the measuring probe 25 . A pressure measuring point 11 is also provided on the inner wall of the pneumatic line. The pressure difference between the inner pipe wall 27 of the pneumatic line and the probe inlet area 16 is measured with δq I. This pressure difference Δq I is used to set the isokinetic suction. Δq II is measured from the inlet cylinder 16 to the beginning of the radius nozzle 22 . This is the acceleration distance at low differential speeds and a high drag coefficient. The signal Δq III from the beginning to the end of the radius nozzle 22 provides the air speed. In the area after the radius nozzle, the signal Δq IV is measured at high differential speeds and a small drag coefficient.

Aus der speziell gewählten Ausführungsform ergibt sich der in Fig. 4 gezeigte Verlauf von Luft- und Feststoffgeschwindigkeit v und c und des statischen Druckes ΔpS gegenüber dem Umgebungsdruck. Im Einlaufzylinder 16 bleiben Luft- und Teil­ chengeschwindigkeit v und c unverändert. Im ersten Konus 17 beschleunigt die Luft und erreicht eine Differenzgeschwindigkeit von w = 10 m/s zur Feststoffgeschwin­ digkeit c. Diese Differenzgeschwindigkeit wird im gesamten nachfolgenden schlan­ ken Konus 18,19 und 20 beibehalten. Im zweiten Konusbereich 18,19 und 20 be­ schleunigt der Feststoff erstmalig und ruft das erste Drucksignal ΔqII hervor. Im Diffusor 21 bleibt der Feststoff praktisch gleich schnell, die Luft wird verzögert. In der sich anschließenden Radiendüse 22 wird die Luft stark beschleunigt und er­ reicht Geschwindigkeiten von über 100 m/s. Der Feststoff kann diesem raschen Anstieg der Luftgeschwindigkeit v nicht folgen und beschleunigt erst im zweiten Zylinder 23, wo das Signal ΔqIV gemessen wird. Im letzten Diffusor 24 wird die Luft erneut verzögert, um Druck zurückzugewinnen.The course of air and solid velocity v and c and the static pressure Δp S compared to the ambient pressure shown in FIG. 4 results from the specially selected embodiment. In the inlet cylinder 16 air and particle speed v and c remain unchanged. In the first cone 17 the air accelerates and reaches a differential speed of w = 10 m / s to the solid speed c. This differential speed is maintained throughout the subsequent slim cone 18, 19 and 20 . In the second cone area 18, 19 and 20, the solid accelerates for the first time and produces the first pressure signal Δq II . In the diffuser 21 the solid remains practically the same speed, the air is decelerated. The air is strongly accelerated in the subsequent radial nozzle 22 and it reaches speeds of over 100 m / s. The solid cannot follow this rapid increase in the air speed v and only accelerates in the second cylinder 23 , where the signal Δq IV is measured. In the last diffuser 24 , the air is decelerated again to recover pressure.

In einigen Anwendungsfällen benötigt die Sonde zusätzliche Antriebsenergie, um den Druckverlust von Luft und Feststoff bei der Durchströmung der Sonde auszu­ gleichen. Vorzugsweise werden hierfür mit Druckluft betriebene Injektoren 26 einge­ setzt, wie in Fig. 5 gezeigt. Der Druckluftstrom MT strömt mit einer Geschwindig­ keit vT über einen Ringspalt 30 durch Bohrungen 29 in die Sonde 25 und reißt die Förderluft aus der Umgebung mit.In some applications, the probe requires additional drive energy in order to compensate for the pressure loss of air and solids when flowing through the probe. For this purpose, injectors 26 operated with compressed air are preferably used, as shown in FIG. 5. The compressed air flow M T flows at a speed v T through an annular gap 30 through bores 29 in the probe 25 and entrains the conveying air from the environment.

Im Falle, daß ein Teilstrom aus der Förderleitung abgezweigt wird, muß der Teil­ strom isokinetisch sein, d. h. mit gleicher Geschwindigkeit wie die Hauptströmung abgesaugt werden. Um dies zu erreichen sorgt ein Rechenprogramm für eine stän­ dige Anpassung der Betriebsparameter an die veränderten Förderbedingungen.In the event that a partial flow is diverted from the delivery line, the part current isokinetic, d. H. at the same speed as the main flow be sucked off. To achieve this, a computer program ensures a constant Adaptation of the operating parameters to the changed funding conditions.

BezugszeichenlisteReference list

1 Mess-Sonde
2 Druckmess-Stelle
3 Druckmess-Stelle
4 Druckmess-Stelle
5 zylindrischer Bereich
6 konischer Abschnitt
7 konischer Abschnitt
8 konischer Abschnitt
9 konischer Abschnitt
10 zylindrischer Bereich
11 Druckmess-Stelle
12 Druckmess-Stelle
13 Druckmess-Stelle
14 Druckmess-Stelle
15 Druckmess-Stelle
16 zylindrischer Bereich
17 konischer Abschnitt
18 konischer Abschnitt
19 konischer Abschnitt
20 konischer Abschnitt
21 Diffusor
22 Radiendüse
23 zylindrischer Bereich
24 Diffusor
25 Mess-Sonde
26 Injektor
27 Rohrinnenwand
28 Mischstrecke
29 Bohrungen
30 Ringspalt
ΔpI Druckdifferenz zwischen 2 und 3
ΔpII Druckdifferenz zwischen 3 und 4
P Strömungsrichtung
x Sondenlänge von 1
v Luftgeschwindigkeit
c Feststoffgeschwindigkeit
l Sondenlänge von 25
ΔpS statischer Druck
ΔpI Druckdifferenz zwischen 11 und 12
ΔpII Druckdifferenz zwischen 12 und 13
ΔpIII Druckdifferenz zwischen 13 und 14
ΔpIV Druckdifferenz zwischen 14 und 15
MT Druckluftstrom
vT Druckluftgeschwindigkeit 1 measuring probe
2 pressure measuring point
3 pressure measuring point
4 pressure measuring point
5 cylindrical area
6 conical section
7 conical section
8 conical section
9 conical section
10 cylindrical area
11 pressure measuring point
12 pressure measuring point
13 pressure measuring point
14 pressure measuring point
15 pressure measuring point
16 cylindrical area
17 conical section
18 conical section
19 conical section
20 conical section
21 diffuser
22 radius nozzle
23 cylindrical area
24 diffuser
25 measuring probe
26 injector
27 inner tube wall
28 mixing section
29 holes
30 annular gap
Δp I pressure difference between 2 and 3
Δp II pressure difference between 3 and 4
P flow direction
x probe length of 1
v Air speed
c solids velocity
l probe length of 25
Δp S static pressure
Δp I pressure difference between 11 and 12
Δp II pressure difference between 12 and 13
Δp III pressure difference between 13 and 14
Δp IV pressure difference between 14 and 15
M T compressed air flow
v T Air speed

Claims (19)

1. Verfahren zur Bestimmung des momentanen Massenstroms und der mittleren Korngröße in einer pneumatisch betriebenen Leitung dadurch gekennzeichnet,
  • - daß mittels einer in der Leitung angeordneten Mess-Sonde (1, 25) mit teil­ weise zylindrischem (5, 10, 16 und 23) und/oder konischem Querschnitt (6 bis 9 und 17 bis 21 und 24) an mindestens zwei Stellen der Druck ermittelt wird,
  • - daß die ermittelten Druckmeßwerte in elektrische Signale umgewandelt wer­ den,
  • - daß eine Vielzahl von Druckmeßwerten aufgenommen und daraus Mittelwerte gebildet werden,
  • - daß aus diesen Mittelwerten die Fördergeschwindigkeit und die Feststoffbela­ dung iterativ mittels eines Rechenprogrammes berechnet werden und
  • - daß aus diesen berechneten Werten der momentane Massenstrom bestimmt wird.
1. A method for determining the instantaneous mass flow and the average grain size in a pneumatically operated line, characterized in that
  • - That by means of a measuring probe arranged in the line ( 1 , 25 ) with partially cylindrical ( 5 , 10 , 16 and 23 ) and / or conical cross-section ( 6 to 9 and 17 to 21 and 24 ) at at least two points of Pressure is determined
  • - That the determined measured pressure values are converted into electrical signals,
  • that a large number of measured pressure values are recorded and averages are formed from them,
  • - That the conveying speed and the solid loading are calculated iteratively by means of a computer program from these mean values and
  • - That the instantaneous mass flow is determined from these calculated values.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitungen zur Bestimmung des Druckes in regelmäßigen Abständen durchspült werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the measuring lines be flushed at regular intervals to determine the pressure. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich der Meßwerte mit den Erwartungswerten erfolgt, wobei bei zu großer Abweichung eine Durchspülung der Leitungen erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a Comparison of the measured values with the expected values takes place, with zu large deviation there is a flushing of the lines. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leitungen auf Verstopfung geprüft werden.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the individual lines are checked for clogging. 5. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigen Abständen ein Nullabgleich der Druckmess-Stellen (2 bis 4, 11 bis 15) zur Korrektur der Nullpunktdrift erfolgt. 5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a zero adjustment of the pressure measuring points ( 2 to 4, 11 to 15 ) is carried out at regular intervals to correct the zero point drift. 6. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugegeschwindigkeit einstellbar ist, wobei die Regelung über einen Vergleich der Druckdifferenz von dem Druck an der Eintrittszone (5) mit dem Druck an der Innenwand (27) der peumatischen Leitung erfolgt.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the suction speed is adjustable, the control being carried out by comparing the pressure difference from the pressure at the inlet zone ( 5 ) with the pressure on the inner wall ( 27 ) of the peumatic line. 7. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung von Verschleiß und Belagbildung die Druckwerte bei Durchströmung mit reiner Luft gemessen und gespeichert werden.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the determination of wear and the formation of deposits Pressure values when pure air flows through be measured and stored. 8. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Bestimmung der Korngröße die staubhaltige Gasströ­ mung mindestens eine Querschnittsverengung passiert und nach der Veren­ gung an mindestens 2 Meßstellen längs des Weges die statischen Drücke ge­ messen werden.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized ge indicates that the dust-containing gas flows to determine the grain size At least one cross-sectional narrowing occurs after the narrowing the static pressures at at least 2 measuring points along the way will measure. 9. Mess-Sonde zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vor­ herigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mess-Sonde (1, 25) rohrförmig ausgebildet ist und an mindestens zwei Stellen Druckmess-Stellen (2 bis 4, 11 bis 15) angeordnet sind.9. Measuring probe for performing the method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the measuring probe ( 1 , 25 ) is tubular and pressure measuring points ( 2 to 4 , 11 to 15 ) at at least two points. are arranged. 10. Mess-Sonde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Sonde (1, 25) an ihrem Eingang (5, 16) einen zylindrischen Querschnitt aufweist und sich Abschnitte mit konischem Querschnitt anschließen.10. Measuring probe according to claim 9, characterized in that the measuring probe ( 1 , 25 ) at its input ( 5 , 16 ) has a cylindrical cross section and sections with a conical cross section follow. 11. Mess-Sonde nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Abschnitte (6 bis 8, 17 bis 20) unterschiedliche Konen aufweisen, wobei die Steigung der Konen in Richtung des Ausgangs (10, 28) der Mess-Sonde (1, 25) abnimmt.11. Measuring probe according to claims 9 or 10, characterized in that the conical sections ( 6 to 8 , 17 to 20 ) have different cones, the slope of the cones in the direction of the outlet ( 10 , 28 ) of the measuring probe ( 1 , 25 ) decreases. 12. Mess-Sonde nach den Ansprüchen 9,10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den konischen Bereichen (6 bis 8, 17 bis 20) mindestens ein weite­ rer konischer Bereich (9, 21, 24) angeordnet ist, dessen Querschnitt zum Aus­ gang der Mess-Sonde (1, 25) zunimmt.12. Measuring probe according to claims 9, 10 or 11, characterized in that behind the conical regions ( 6 to 8 , 17 to 20 ) at least one wider conical region ( 9 , 21 , 24 ) is arranged, the cross section of which Output of the measuring probe ( 1 , 25 ) increases. 13. Mess-Sonde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus­ gangsbereich (10, 28) der Mess-Sonde (1, 25) eine Zylinderstrecke aufweist. 13. Measuring probe according to claim 12, characterized in that the output region ( 10 , 28 ) of the measuring probe ( 1 , 25 ) has a cylinder path. 14. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Ausgangsbereich der Mess-Sonde (25) eine Radien­ düse (22) mit Mischstrecke angeordnet ist, an die sich eine Zylinderstrecke (23) anschließt.14. Measuring probe according to at least one of claims 9 to 13, characterized in that in the output region of the measuring probe ( 25 ) a radius nozzle ( 22 ) is arranged with a mixing section, which is followed by a cylinder section ( 23 ). 15. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Leitungsinnenwand (27) und am Eintritt (5,16) der Mess-Sonde (1, 25) jeweils eine Druckmess-Stelle (11, 12) zur Einstellung der isokinetischen Absaugung angeordnet ist.15. Measuring probe according to at least one of claims 9 to 13, characterized in that on the inner line wall ( 27 ) and at the inlet ( 5, 16 ) of the measuring probe ( 1 , 25 ) each have a pressure measuring point ( 11 , 12 ) is arranged to adjust the isokinetic suction. 16. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zu Beginn des konischen Abschnittes (6) der Mess-Sonde (1) eine Druckmess-Stelle (2) und am Ende des konischen Abschnittes (6) eine Druckmess-Stelle (3) angeordnet sind.16. Measuring probe according to at least one of claims 10 to 15, characterized in that at the beginning of the conical section ( 6 ) of the measuring probe ( 1 ) a pressure measuring point ( 2 ) and at the end of the conical section ( 6 ) a pressure measuring point ( 3 ) are arranged. 17. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zu Beginn der Radiendüse (22) eine Druckmess-Stelle (13) angeordnet ist.17. Measuring probe according to at least one of claims 9 to 16, characterized in that a pressure measuring point ( 13 ) is arranged at the beginning of the radius nozzle ( 22 ). 18. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Ende der Radiendüse (22) Druckmess-Stelle (4) ange­ ordnet ist.18. Measuring probe according to at least one of claims 9 to 17, characterized in that at the end of the radius nozzle ( 22 ) pressure measuring point ( 4 ) is arranged. 19. Mess-Sonde nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Endbereich der Mess-Sonde (1, 25) eine Druckmeß-Stelle (4, 15) angeordnet ist.19. Measuring probe according to at least one of claims 9 to 18, characterized in that a pressure measuring point ( 4 , 15 ) is arranged in the end region of the measuring probe ( 1 , 25 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008000538A1 (en) * 2006-06-26 2008-01-03 Robert Bosch Gmbh Measuring apparatus for measuring the flow rate of a combustion gas mixture, comprising a correction device
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EP2391873B1 (en) * 2009-01-30 2023-06-14 Cidra Corporate Services, Inc. Applications for real-time mass ratio, mass flow and particle size measurement of particle laden flows

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