DE2703736A1

DE2703736A1 - Pneumatische foerdervorrichtung

Info

Publication number: DE2703736A1
Application number: DE19772703736
Authority: DE
Inventors: Joachim Ing Grad Otterbach
Original assignee: FREIER GRUNDER EISEN METALL
Current assignee: Ajo Stahlbau GmbH and Co KG
Priority date: 1977-01-29
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE2703736C2

Description

Pneumatische Fördervorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, pneumatischen Fördern von fließfähigem Gut, insbesondere Kohlestaub, in genau geregelten Mengen.
Bei der Kohlevergasung tritt das Problem auf, Kohlestaub in genau geregelten Mengen einem Reaktor zuzuführen, wobei aus Gründen des Reaktionsablaufes die Zuführung über unterschiedliche Stränge erfolgen soll, deren Fördermengen beispielsweise ziemlich genau (+5X) gleich sein mUssen. Die Beschickung unter Zuhilfenahme der Pneumatik hat den Vorteil der raschen und guten Verteilung des Kohlestaubes in dem Reaktor, 3edoch war es bis her nicht möglich, mit pneumatischen Mitteln die Förderung gleichmäßig und mengengeregelt auszuführen, Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen.
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst und durch die weiteren Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet bzw. weitergebildet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine Schleuseneinrichtung; Fig. 2 einen Förderbehälter; und Fig. 3 Steuereinrichtungen in Blockschaltbildform.
Die in Fig. 1 dargestellte Schleuseneinrichtung ist über eine absperrbare Leitung 1 mit einem nicht dargestellten Vorratsbunker für Kohlestaub verbunden, der trichterförmig ausgebildet ist und oberhalb der Schleuseneinrichtung angeordnet sein kann.
Innerhalb der Leitung 1 ist ein Faltenbalg 2 sowie ein Niederdruckschieber 3 und ein Hochdruckschieber 4 angeordnet. Die Schleuse enthält zwei Behälter 5, 6, die über eine Leitung 7 mit eingebautem Schieber 8 sowie über Zuganker 9 miteinander einer Waage. d.h.= verbunden sind. Der obere Behälter 5 ruht -- auf Kraftmeßdosen 10, die auf ortsfesten Stützen 11 aufliegen. Jeder Behälter weist eine Füllstandsonde 12 bzw. 13 sowie einen Gaszuführstutzen 15 bzw. 16 auf, die über eine Überströmleitung 17 mit eingebautem Ventil 18 miteinander verbunden sind. Eine Druckluft- oder Gaszuführleitung 19 dient zur Zuführung von etwa 28 bar Druck beim Stutzen 16 in den Behälter 6 und kann mittels eines Ventils 20 abgesperrt werden. Wenn die Druckluft oder das Gas die überströmleitung 17 in der angegebenen Pfeilrichtung passiert hat, kann sie bzw. es über ein weiteres Sperrventil 21 in einer Leitung 22 abgeführt werden. Eine weitere Uberströmleitung 23 mit Sperrventil 24 verbindet den Behälter 6 mit einem Förderbehälter 30 (Fig. 2). Die Behälter 6 und 30 sind ferner über eine Gutleitung 25 mit Schieber 26 sowie über eine Reihe von Zugankern 27 miteinander verbunden, so daß der Förderbehälter an der Schleuseneinrichtung hängt und diese wiederum auf den Kraftmeßdosen 10 aufruht. Um Pendolschwingungen zu vermeiden, ist noch eine seitliche Stütze 28 an dem Förderbehälter 30 angebracht ist.
Der Förderbehälter 30 weist zwei Füllstandsonden 31, 32 für minimalen und maximalen Füllstand auf, ferner sind ein Rohrstutzen 33 zur Verbindung mit der Leitung 23 ein Rohrstutzen 33b zur Verbindung mit einer Leitung 41 sowie vier weitere Rohrstutzen 34 vorgesehen, die sich ins Innere des Förderbehälters 30 fortsetzen und trichterförmige Rohreintrittsenden 35 aufweisen. Diesen trichterförmigen Eintrittsenden 35 stehen 3eweils Düsen 36 im bestimmten Abstand gegenüber, deren Lage zufolge von Stelltrieben 37 einstellbar ist. Die Spaltweite oder der Abstand zwischen dem trichterförmigen Rohreintrittsende 35 und dem Düsenaustrittsende 36 beträgt etwa 25 bis 30 mm, wenn das zugehörige Rohr einen Innendurchmesser von 17 mm aufweist, es kann aber auch der Spalt null" eingestellt werden, wenn eine Fördermenge "Null" erwünscht ist. Die DUsen 36 stehen über einstellbare Drosselventile 38 mit einer gemeinsamen Speise.
leitung 39 in Verbindung, über die Produktgas mit dem nötigen Druck (oberhalb 28 bar) zugeführt wird. Die Drosselventile 38 ermöglichen es, ggf. vorhandene Unterschiede bei der Aufteilung des Produktgases auf die vier Düsen 36 auszugleichen oder ggf. gewisse Unterschiede einzuführen, falls dies erforderlich sein sollte. Die Menge des der Leitung 39 zugeführten Produktgases wird durch ein motorisches Stellventil 40 bestimmt, dessen Steuerung an Hand Fig. 3 erläutert wird.
In den Fbrderbehälter 30 mündet eine weitere Produktgasleitung 41, deren Fördermenge von einem Mengenregler 42 gesteuert wird.
Das Produktgas verläßt den Förderbehälter 30 bei den vier trichterförmigen Rohreintrittsenden 35 und trägt dazu bei, den Kohlestaub fließfähiger zu machen und den Eintritt des Kohlestaubes in die Rohre 35 zu begünstigen. Gleichzeitig ist eine Steuerung der geförderten Kohlestaubmenge in einem gewissen Rahmen möglich.
Jedes Rohreintrittsende 35 bildet den Anfang eines Förderstranges 44, von denen somit vier vorgesehen sind, und die zu einem Reaktor führen, in welchen sie symmetrisch einmünden.
Die Förderstrange 44 sind weitgehend mit gleichem Förderwiderstand ausgebildet, damit in jedem Strang die gleiche Fördermenge transporttert wird, jedoch ist noch eine Feinregelung vorgesehen, die aufgrund einer Zugabe von Produktgas als widerstandsverminderndes Mittel in jedem Strang 44 arbeitet. Hierzu sind in jedem Strang 44 Düsen 45 vorgesehen, über die jeweils ein Zusatzgasstrom aus einer Zweigleitung 47 eingeführt wird.
Wegen der Wung mit den Kraftmeßdosen 10 sind sämtliche Zu- und Ableitungen (1 (durch Baig 2), 22, 19, 44, 47, 41, 39) zu der Schleuse (Fig. 1) und dem Förderbehälter 30 flexibel ausgebildet, damit der Wiegevorgang korrekt ausgeführt werden kann.
Der Aufbau der Schleuse aus zwei Behältern 5, 6 ist deshalb gewählt, damit Energie gespart werden kann. An sich käme man mit einem Schleusenbehälter aus, dann müßte man aber das eingeführte Gas v.on 28 bar ohne Zwischenstufe unmittelbar auf atmosphärischen Druck entspannen.
In Fig. 3 ist nochmals eine der Kraftmeßdosen 10 dargestellt, deren Spannungszustand das auflastende Gewicht misst. Ein entsprechendes elektrisches Signal dieser Wägung wird einem Differentiator 51 eingegeben, der eine zeitliche Differentiation vornimmt und Ist-Wertsignale entsprechend der augenblicklich abgegebenen Gutmenge zur Verfügung stellt. Ein Sollwert-Geber 52 bildet ein der zeitlichen Soll-Fördermenge entsprechendes Sollwert-Signal, welches ebenso wie das Ist-Wertsignal einem Vergleicher 53 zugeführt wird, der das Ist-Wertsignal mit dem Soll-Wertsignal vergleicht und daraus ein Stellgrößensignal bildet, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl den motorischen Stellventilen 40, 42 als auch den Stelleinrichtungen 37 zur Veränderung des Abstandes zwischen den Düsen 36 und den Rohreintrittsenden 35 zugeführt wird. Die jeweils eingenommene Stellposition der Stellventile 40, 42 bzw. der Düsenstelleinrichtungen 37 wird einem zugehörigen regler 55 zugeführt, von denen vier entsprechend der Anzahl der DUsen 36 vorgesehen sind.
Jedem Regler 55 wird ferner eine Meß röZe über die augenblicklich geförderte Gutmenge zugeführt, den Bildung später erläutert wird. Jeder Regler 5 steuert ein zugehöriges Stellventil 46, und jedes Stellvent.i1 46 sitzt in einer gesonderten Zweigleitung 47 für Produktgas, welche über die einspeisende Düse 45 in den zugehörigen Förderstrang 44 einmündet. Die Leitungen 39, 41, 47 werden aus einer Speiseleitung 48 gespeist, der ein Mengenregler 49 vorgeschaltet ist und die auf konstantem Druck gehalten wird. Die dem Reaktor wieder zugeführte Produktgasmenge kann somit immer konstant gehalten werden.
In dem Ausführungsbeispiel sollen die vier Stränge 44 immer die gleiche augenblickliche Fördermenge aufweisen, und die geometrische Ausbildung ist deshalb weitgehend gleich. Unterschiede können durch eine in jeden Strang eingebaute veränderliche Drossel 60 ausgeglichen werden. Wenn gleiche Förermengen unter gleichen Förderbedingungen in jedem Strang gefördert werden, dann tritt in jedem Förderstrang der gleiche Druckabfall auf und es braucht nichts verändert werden. Sollten jedoch unterschiedliche Mengen in den Fördersträngen gefördert. werden, dann treten auch unterschiedliche Druckabfälle auf und zur Erfassung dieses Zustandes sind entlang einer Meßstrecke jedes Förderstranges 44 Druckmesser 61 bzw. 62 vorgesehen, deren Meßwerte einem Differenzdruck- oder Druckabfallgeber 63 zugeführt werden, der ein Druckabfallsignal der Meßstrecke bildet. Ein Vergleicher 54 stellt fest, ob der Druckabfall Jedes Druckabfallgebers 63 gleich ist, und wenn dies der Fall ist, bra@cht keiner der Regler 55 eingreifen. Tritt jedoch eine DiSkrf ìZ auf, dann wird mittels der Regler 55 die zugehörigen Ste). ventile 46 entsprechend verstelit, so daß die in der jeweiligen Zweigleitung 47 fließende Menge an Produktgas verändert wird und die Zumischung dieses Produktgases bei der Düse 45 in uen zugehörigen Förderstrang 44 entsprechend geändert wird, mit der Folge einer Beeinflußung der augenblicklichen geförderten Gutmenge. Es stellt dies gewissermaßen die Feinregulierung dar.
Diese Feinregulierung kann dann entfallen, wenn die Förderbedingungen. in den Strängen 44 in dem speziellen Fall als gleichbleibend angenommen werden können. In diesem Fall erfolgt die Einstellung und Regelung nur über die motorischen Stellventile 40, 42, die eine Globalsteuerung ausführen.
Der Betrieb der pneumatischen Fördervorrichtung geht wie folgt vor sich: Der Behälter 5 wird bei atmosphärischem Druck gefüllt, d.h., daß der Schieber 8 und das Ventil 18 geschlossen sind, während das Ventil 21 und die Schieber 3 und 4 zeitlich hintereinander geöffnet werden. Wenn der Füllstandsanze iger 12 anspricht, werden die Schieber 3, 4 und das Ventil 21 geschlossen und danach das Ventil 18 in gesteuerter Weise geöffnet, so daß ein Druckausgleich zwischen den Behältern 6 und 5 infolge der Überströmleitung 17 erfolgt. Nach erfolgtem Druckausgleich, was durch nicht dargestellte Druckmanometer feststellbar ist, wird der Schieber 8 geöffnet und die im Behälter 5 befindliche Kohle rutscht in den Behälter 6. Bei Erreichen der Sonde 13 wird der Schieber 8 sowie das Ventil 18 geschlossen und danach die Ventile 20 und 21 geöffnet. Dadurch wird der Behälter 5 entspannt und der Behälter 6 auf Förderdruck (28 bar oder darüber) gebracht. Wenn dieser Förderdruck erreicht ist, was ebenfalls durch nicht dargestellte Manometer in den Behältern 6 und 30 feststellbar ist, erfolgt das Umfüllen aus dem Behälter 6 in den Förderbehälter 30, indem das Ventil 24 und der Schieber 26 geöffnet werden. Der Umfüllvorgang wird mittels der Sonden 31 und 32 kontrolliert. Nach Ablauf einer gewissen Zeit werden das Ventil 24 und der Schieber 26 geschlossen. Da der Behälter 5 während der Druckerhöhung des Behälters 6 entspannt worden ist, kann der Füllvorgang in den Behälter 5 gleichzeitig mit dem Umfüllvorgang zwischen den Behältern 6 und 30 ablaufen.
Während dieser Füllzeit des Behälters 5 nimmt das auf die Kraftmeßdose 10 auflastende Gewicht zu, was in Fig. 3 durch ein Gewicht-Zeit-Diagramm neben dem Bauteil 10 angedeutet ist. Da wegen der kontinuierlichen Förderung über die Stränge 44 eine Gewichtsabnahme auch während der Füllzeit des Behälters 5 eintritt, weicht der gemessene Wert um einen Wert Qg gegenüber dem tatsächlichen Gewicht der übernommenen Kohlestaubmenge ab.
Auf diese Abweichung kommt es aber nicht an, weil in der Schaltung nach Fig. 3 die abnehmende Steigung in dem Gewicht-Zeit-Diagramm ausgewertet wird, nicht das Gewicht als solches.
Die Austragung des Kohlestaubes aus dem Förderbehälter 30 erfolgt durch Mitnahme in dem Produktgasstrahl der Düsen 36, und dieser kontinuierliche Vorgang ist unabhängig von de;n diskontinuielichen Nachfüllen des Förderbehälters 30. Die ausgetragene Fördermenge pro Zeiteinheit hängt von der Stärke des jeweiligen Düsenstrahls, von der Entfernung des Düsenmundes zu dem trichterförmigen Eintrittsende 35 sowie von der Fließfähigkeit des Kohlestaubes ab. Die Regeleinrichtungen für diese Einwirkmöglichtreiten sind bereits besprochen worden. In den Sollwertgeber 52 ist ein Wert für die abzugebende Fördermenge pro Zeiteinheit eingegeben, und dieser Wert wird in dem Vergleicher 53 mit einem Ist-Wert verglichen, der durch Differentiation des Wiegewertes des Wägesystems 10 erhalten worden ist. Wenn also die Ist-Gewicntsabnahme mit der Soll-Fördermenge übereinstimmt, brauchen die motorischen Stellventile 40, 42 bzw. die DUsenverstelleinrichtung 37 nicht einzugreifen, andernfalls erfolgt eine Beeinflußung der Stellgrößen in geeigneter Weise, wobei ein Programmschalter 56 das Zu- und Abschalten der verschiedenen Stellglieder in die Wege leiten kann.
Statt der kontinuierlichen Verstellung der DUseneinstelleinrichtung ist es auch möglich, die Düsen 36 im Schaltbetrieb zu beeinflußen, d.h., die DUsen 36 werden zwischen einer eingestellten Lage und der SchlieBlage (anliegend an den trichterförmigen Enden 35) bewegt, um beispielsweise eine aufgetretene Störung durch "kurzes Durchblasen" zu beseitigen. Eine solche Möglichkeit kann in dem Programmablauf vorgesehen sein.
Wenn die Füllzeit #t (Fig. 3) des Behälters 5 Jeweils als genauer konstanter Wert gewählt wird, läßt sich der Wert von tg bequem bestimmen, so daß sich iiie bei jedem Füllen Ubernonmene Kohlestaubmenge einfach erfassen läßt. Die taktmäßige Steuerung der Füll- und Umfüllvorgänge wird deshalb bevorzugt, wobei die Füllstandsmesser nur noch zu Uberwachungszwecken benutzt werden.
Während der Füllzeit at wird das Wiegesystem 10 abgeschaltet, d.h., die Regelung der abgegebenen Gutfördermenge unterbrochen.
Eine weiterhin konstante Abgabe von Gut kann somit vorausgesetzt werden. Indem der Wert von og jeweils dem nächsten Wiegewert hinzugezählt wird, erhält man den Gesamtwert der geförderten Gutmenge.

Claims

P a t e n-t a n s p r ü c h e 1) Vorrichtung zur kontinuierlichen, pneumatischen Förderung von fliessfähigem Gut, insbesondere Kohlestaub in genau geregelten Mengen, mit folgenc.en Merkmalen: a) eine Schleus eneinrichtung (Fig.1) ist zur diskontinuierlichen Aufnahme des Gutes unter atmosphärischem Druck und diskontinuierlicher Abgabe unter Förderdruck ausgebildet; b) ein Förderbehälter (30) ist an der Schleus eneinrichtung ein (5,6 Fig.1) angeschlossen und weist/oder mehrere Düsen (36) mit zugeordneten Rohreintrittsenden (35) sowie Fördermengenverstelleinrichtungen (37,40,42) auf; c) die Schleus eneinrichtung (5,6) und der Förderbehälter (30) sind starr miteinander und beweglich mit zu- und abführenden Leitungen (1,19,22,39,41,44) gekoppelt sowie gemeinsam an einer Waage (Io) aufgehängt, deren Wägungen nach seitlicher Differentiation (Differentiator 51) als Istwertsignale entsprechend der augenblicalich abgegebenen Gutmenge zur Verfügung stehen; d) ein Sollwertgeber (52) bildet ein der zeitlichen Sollfördermenge entsprechendes Sollwertsignal; e) cin Vergleicher (53) vergleichtdas Istwertsignal mit dem Sollwertsignal und bildet ein Stellgrössensignal; f) ein oder mehrere Stellmotore (37'4o,42) sind zur Einstellung der Fördermengenverstelleinrichtungen vorgesehen uld durch das Stellgrössensignal beeinflussbar.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Fördermengenverstelleinrichtungen g) eine Einrichtung (40) zur Änderung des den Düsen (36) zugeführten Gases und/oder h) eine Einrichtung (41,42) zur zusätzlichen Zuführung von Gas in den Förderbehälter (3c) und/oder i) eine Einrichtung (37) zur Veränderung des Abstandes zwischen den Düsen (36) und den zugeordneten Rohreintrtttsenden (35) umfassen.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1-oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dass Jedes Rohreintrittsende (35) den Anfang eines Förderstranges (44) bildet, längs welchem ein gewisser Druckabfall stattfindet, der von der augenblicklich geförderten Gutmenge des Förderstranges abhängt und durch eine Meßstrecke (61,62) erfassbar ist, die ein Einzelstrang-Messwertsignal (bei 63) abgibt.
4) Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t , dass das Einzelstrangme.wertsignal einer zugeordneten Einrichtung (54,55) zur Steuerung der Düsenabstands-Stelleinrichtung (37) und/oder einer veränderbaren Zusatzgas-Zuführeinrichturig (45,46,47) zuführbar ist, welche Zusatzgas in den zugeordmnten Förderstrang t44) eingibt.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zur pneu-matischen Förderung verwendete Gasmenge über einen Mengenregler (49) geführt ist.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schleus eneinrichtung zwei Behälter (5,6) aufweist, die über einen versperrbaren Schüttkanal (7) sowie eine absperrbare Uberströmleitung (17) miteinander verbunden sind uns von denen der obere Behälter (5) eine absperrbare Schleus engas-Auslassleitung (22) und der untere Behälter (6) eine absperrbare Schleus engas-Zuführleitung (19) aufweist.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Förderbehälter (30) über Zuganker ( 27) an dem unteren Schle.us enbehälter (6) und dieser wiederum über Zuganker (9) an dem oberen Schleus enbehälter (5) hängen.
8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Regelung der kontinuierlich abgegebenen Gutfördermenge während der Gutübernahme in die Schleus e (Zeitspanne dt ) abschaltbar ist.
9) Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die während der Regelabschaltung abgegebene Gutmenge (dg ) erfassbar und zu der gemessenen Gewichtsmenge hinzuzählbar ist.