DE2925015A1

DE2925015A1 - Verfahren zum abfuehren und abmessen von pulver aus einem fliessbett und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2925015A1
Application number: DE19792925015
Authority: DE
Inventors: John Thomas Adomitis; Richard Ingwald Larson
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-01-03
Also published as: IT7923665A0; IT1121811B; BE877186A; FR2429171A1; US4182383A; ES481838A1; GB2027913B; FR2429171B1; GB2027913A; JPS5510597A; SE7905443L

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Abmeßgeräte zum Abführen vorbestimmter Pulvermengen aus einem Fließbett in Rehälter.

Homogenisierungsund Anreicherungsvermengen von UOp-Pulver ist eine

Hauptverfahrensstufe bei der Herstellung- von UOp-Pellets. Der Fließbettmischer erzeugt fast ideale Mischungen durch Nutzen der Wischwirkung von Gasblasen zur Erzeugung einer homogenen Pulvermischung. Die Fluidisierung eines Pulverbettes ist jedoch charakterisiert durch das gesamte Pulvergewicht, das durch die durch das Bett nach oben steigende Gasströmung suspendiert ist. Wird das fluidisierte Pulver am Boden eines solchen Fließbettmischers abgezogen, dann haben wegen des Gravitationsdruckkopfes, der durch die Masse an fluidisiertem Material oberhalb des Pulverabgabeauslasses erzeugt wird, Gas und Pulver eine außerordentlich hohe Strömungsgeschwindigkeit. Eine große Strömungsgeschwindigkeit des fiuidisierenden Gases aus diesem Auslaß zerstört die homogene Mischung, indem der fluidisierte Zustand des Pulvers zusammenbricht. Auch macht es eine große Strömungsgeschwindigkeit durch den Auslaß schwierig, das fluidisierte Material genau in Behälter abzumessen.

Es ist im allgemeinen notwendig, das Gewicht des UO--Pulvers im Behälter auf maximal 35 kg zu begrenzen, um die Sicherheits- und OSHA - Anforderungen für Kernbrennstoffe einzuhalten. Tests haben gezeigt, daß die Strömungsgeschwindigkeiten, die bei einer unbeschränkten Abnahme vom Boden eines 500 kg fassenden Fließbettes auftreten, durch ein typisches Kugel ventil mit einem Durchmesser von etwa 3>7 cm bis zu 5 kg/sec betragen können. Es ist schwierig, bei dieser Strömungsgeschwindigkeit mit einem vernünftigen Grad von Genauigkeit 30 bis 3¹^ kg Pulver in Behälter abzumessen wegen der Trägheitskrä'fte des Pulvers auf den Behälter und der Ansprechzeit der Ventilverschliisse.

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Zusätzlich hat sich gezeigt, daß die Strömung von Gas und Pulver durch ein Kugelventil während einer Abnahmereihenfolge Druckkraftfluktuationen auf den Behälter erzeugt, die schwierig zu korrigieren sind, wenn man Bestimmungen des Behä'ltergewichtes vornimmt. Werden diese Fluktuationen nicht kompensiert, dann erzeugt das fluidisierende Gas eine nach unten wirkende Kraft. Diese Kraft ergibt sich als Ergebnis des Gasdruckes, der auf die Vorrichtung und den Behälter wirkt. Da aus der Witte des Behälterdeckels ein kreisförmiger Abschnitt entfernt ist, um als Einlaß für das Pulver zu dienen, ist die Oberfläche des übrigen Deckels kleiner als die Oberfläche des Behälterbodens. Da das Gas einen gleichmäßigen Druck auf alle Flächen des Behälterinneren ausübt, führt dieser Unterschied in der Oberfläche zu einer nach unten wirkenden Kraft auf den Behälter. Werden dann Gewicht von Behälter und darin enthaltenem Pulver gemessen, dann muß diese nach unten wirkende Kraft korrigiert werden, oder das festgestellte Gewicht des Behälters ist falsch.

Die fluidisierende Wirkung führt auch zu einem Einschließen des Pulvers in das Fluidisierungsgas, was zwei weitere Probleme mit sich bringt. Zum einen muß das Pulver, das im Fluidisierungsgas suspendiert ist, abgetrennt und am Boden des Behälters gesammelt werden. Und zweitens müssen Behälter eine geregelte Menge an Fluidisierungsgas und irgendwelches Restpulver in Form vom im Gas suspendierten Staub abgeben. Dies muß bewerkstelligt werden, ohne daß der Druck im Behälter beträchtlich vermindert wird und ohne daß große Mengen an Pulver und Gas abgelassen werden, aus denen das Pulver durch eine Filtereinrichtung extrahiert werden muß, damit das schließlieh in die Atmosphäre abgelassene Gas den sehr strengen Anforderungen entspricht, die für Anlagen zur Verarbeitung von Kernbrennstoffen gelten.

Es wird ein Verfahren sum Abnehmen und Abmessen von Pulver aus einem Fließbett sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen₅ die geeignet ist₅ vorbestimmte Gewichtsmengen Pulver aus einem Fließbett in kübelartige Behälter abzu-

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füllen. Per Zweck des Fließbettes ist das Vermengen verschiedener Arten von Pulver, um eine homogene PulVermischung herzustellen. Während das fluidisierende Gas das Vermengen fördert, trägt es auch das gesamte Gewicht des Pulvers im Fließbett. Diese Masse an f luidisiertem Pulver erzeugt ein Gravitationsdruckgefälle über dem Boden des Fließbettes. Dieses Druckgefälle führt zu einem raschen Austreten des Pulvers und dies macht es schwierig, das aus dem Fließbett in den Behälter abgezogene Pulver genau abzumessen.

Die vorliegende Erfindung minimalisiert die druckinduzierte Pulverströmung, indem das gesamte System vom Fließbett bis zum Inneren des Behälters im wesentlichen eingeschlossen und unter Druck gesetzt wird. Dadurch vermindert man den Druckabfall über einen Kugelventilauslaß aus dem Fließbett, so daß das Hinausstrttmen des Pulvers während des Abziehens verlangsamt wird. Um das eingeschlossene System zu schaffen, wird der Kugelventilauslaß mit einem druckdichten Deckel auf dem Behälter über einen Trichter und eine flexible Hülle verbunden, die so ein durchgehendes unter Druck stehendes Gefäß bilden, nie Hill Ie muß flexibel sein, so daß sie sich in einer vertikalen Richtung durchbiegen kann, während der Behälter gefüllt wird, wodurch die Strukturkräfte vom auf der Wiegevorrichtung angeordneten Behälter auf den oberen Teil der Hülle mechanisch isoliert werden. Die Hülle muß in der Lage sein, sich nach oben sogar noch über eine größere Strecke zu biegen, wenn der Deckel vom Behälter abgenommen wird. Die Hülle wird aber auch strukturmäßig verstärkt, damit sie sich nicht auf Grund der Gasdruckkräfte verformt. Pin solches Verformen der Hülle kann eine winkelmäßige Fehlausrichtunr der Hülle verursachen und dies übt vertikale Kraftkomponenten aus, die ku dem bestimmten Gewicht des Behälters entweder hinzugefügt werden oder davon substrahiert werden.

Der Piehälterdeckel, an dem die Ii^-HIe befestigt ist, ist mit einem Abgasschlauch versehen, der einen ausreichend kleinen Durchmesser hat, um das freie Fließen des Gases zu beschränken und dadurch den Behälterdruck zu steuern. Während er den Behälterdruck steu-

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ert, muß der Abgasschlauch doch eine geregelte Strömung aus Gas und einem Minimum an Pulver ablassen. Um dies zu bewerkstelligen, ist der Abgasschlauch so auf dem Deckel angeordnet, daß das sich ausdehnende fluidisierende Gas, das in den Behälter strömt, eine Richtungsänderung um l80° durchmachen muß, um in den Schlauch einzutreten. Das vom Gas getragene Pulver hat eine größere Masse und fällt daher weiter nach unten, während sich die Gasströmungsrichtung nach oben umkehrt. Dies führt zu einer wirksamen Abtrennung im wesentlichen des gesamten Pulvers aus dem Gas. Das verbleibende Pulver im Gas wird als Ergebnis des kleinen Durchmessers des Abgasschlauches pneumatisch zu einem Abprassystem übertragen.

Die Reihenfolge der Betriebsschritte beginnt, wenn das Fluidisierungsgas in das Fließbett injiziert wird, um das Mischen des Pulvers zu beginnen. Ist eine homogene Mischung erreicht, dann beginnt man das Abziehen des Pulvers durch Rotieren der Kugel des Kugelventils, um dieses zu öffnen und das Austreten von Pulver aus dem Fließbett in den Behälter zu gestatten. Zwischen den Abfüllperioden j in denen das Kugelventil geschlossen ist, wird die Homogenität des im Fließbett verbliebenen gemischten Materials durch Injizieren von Fluidisierungsgas durch das geschlossene Kugelventil aufrechterhalten. Die Gasströmung wird während der Öffnungszeiten zum Pulverabziehen unterbrochen, damit das freie Fließen des fluidisierten Materials durch das Ventil möglich ist.

Ist das Kugelventil geöffnet, wird es dahingehend geregelt, daß es für kurze Perioden vorbestimmter Dauer offen ist. Die Dauer jeder Abnahmeperiode wird durch einen Regler in umgekehrtem Verhältnis zur Menge des Materials variiert_} das noch im Fließbett vorhanden ist. Dies führt zu einem Abmessen nahezu gleicher Pulvermengen in jeder Abnahmeperiode. Etwa 10 Abnahmen sind erforderlich, um einen Behälter mit dem erwünschten Gewicht von 31,5 kg Pulver zu füllen.

Eine FUllzelle, die unterhalb des Behälters montiert ist, mißt elektronisch das Beha"! tergewi cht während der Abnahmereihen-

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folge. Der Regler überwacht die Pfillzellmessunpren jedoch nur während der relativ ruhigen Zeitspannen zwischen Abnahmeperioden, während das Ventil geschlossen ist. Dies vermeidet, daß die außerordentlich rroßen und raschen Druckfluktuationen, die jedesmal auftreten, wenn sich das Kugelventil öffnet und schließt, die Neßergebnisse beeinflussen. Auch wird die Überwachungszeit um eine spezifische Periode nach dem Schließen jedes Kugelventiles verzögert, damit sich das Pulver absetzt und die Druckfluktuationen vermindern.

Außerdem wird eine elektrische Kompensationsschaltung vorgesehen, die den Gewichtsmeßfehler beseitigt, der ansonsten von der Wirkung des Fluidisierunrsgasdruckes auf die verschiedenen Oberflächen des Ober- und Bodenteiles des Rehälters herrühren würde. Diese elektrische Kompensationsschaltung erzeugt ein elektrisches Signal, das dem tatsächlichen Materialgewieht entspricht. Wenn der Regler- bestimmt, daß das gesamte erwünschte Pulvergewicht in den Behälter eingefüllt ^^-Gt. dann wird die Reihenfolge des öffnens und Schließens des Kugel ventile beendet.

Während der Zeitspanne nach dem Füllen des Behälters und bis kurz bevor das Füllen des nächsten ^Debälters beginnt, sorgt pian für die Aufrechterhaltunr· der Homogenität des in Fließbett verbliebenen vermengten Materials durch plötzliches Beenden der Strömung des fluidisierenden Gases in das Fließbett und durch Entfernen des bereits ir" Fließbett befindlichen Fluidisierungsgases. Dies sor.^t für ein "Einfrieren" der Teilchen an Ort und Stelle mit Pezuc zueinander, vermindert die benutzte Gasmenge und vermindert die Menre an- Material, die in das Äbgassystem übertragen wird.

In einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird das fluidisierende Gas in einen Durchgang im Kugelventil in einem rechten Winkel zur Material strömung abgeleitet, wenn das Kugelventil offen ist. Me Gasströmung durch das Ventil erzeugt einen Klemmeffekt, der ebenfalls den Abfluß des Materials wirksam verlangsamt. Dieser Klernmpf fekt würde benutzt werden,

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um dem raschen druckinjizierten Ausströmen entgegenzuwirken, das auftritt, wenn das Fließbett eine große Pulvermasse enthält.

In einer anderen Ausführungsform wird eine geregelte Einschränkung, wie ein Klemmventil, in dem Abgasschlauch angeordnet. Diese Einschränkung wird betrieben, um den Gasdruck in der Vorrichtung zum Abnehmen und Abmessen zu erhöhen und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zu verringern, wenn dies erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Pulverabführung und -abmessung aus einem Fließbett,

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht,teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen,mit einem verschlossenen Kugelventilauslaß aus einem Fließbett, wie es in der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt wird,

Figur 3 eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen, des Kugelventilauslasses nach Figur 2, nachdem die Kugel um 90° in eine Öffnungsposition gedreht worden ist,

Figur 4 eine vergrößerte Schnittansicht einer Leiterbaueinheit, eines Behälters und eines Behälterdeckels, wie sie in
der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt werden.

Figur 5 ein Blockdiagramm, das schematisch ein System zum Bestimmen des Behältergewichtes veranschaulicht, wie es
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt wird,

Figur 6 eine graphische Darstellung der Wirkung des Druckes des fluidisierenden Gases auf das System zum Bestimmen des
Behältergewichtes und

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Figur 7 eine graphische Darstellung der Meßwerte des Systems zum Bestimmen des Behältergewi chtes.

Des besseren Verstehens wegen wird zuerst eine summarische Reschreibung der Vorrichtung gegeben, danach eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Komponenten der Vorrichtung und schließlich eine detaillierte Beschreibunr des Verfahrens, nach dem die Vorrichtung arbeitet.

In Figur 1 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung zur Pulverabgabe und -abmessung mit einem Fließbett vier Hauptabschnitte aufweist, nämlich ein Fließbett oder -gefäß 1, einen mit Ventil versehenen Auslaß 10 aus dem Fließbett 1, einen Behälter 70 und ein Leitungssystem 40, das das Ventil mit dem Behälter verbindet. Die Vorrichtung weist ferner als fünften Hauptabschnitt das in Blockdiagrammform in Figur 5 gezeigte System 80 zum Bestimmen des Behältergewichtes auf.

Der Betrieb beginnt im Bereich des in Figur 1 gezeigten Fließbettes 1 und des in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Auslasses 10 mit Ventil. F.ine Vielzahl von Auslässen und Ventilen ist vorgesehen, um Pulver aus dem Fließhett in eine Vielzahl von Behältern zu füllen. Obwohl in der spezifischen Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Anmeldung offenbart ist, eine Vielzahl von Ventilen und Behältern benutzt wird, könnte die Vorrichtung auch mit einem einzelnen mit Ventil versehenen Auslaß konstruiert und betrieben werden, der in einen einzelnen Behälter führt. Der einfacheren Beschreibung wegen werden nur ein einzelner mit Ventil versehener Auslaß und ein einzelner Behälter beschrieben, doch versteht es sich, daß die anderen Auslässe und Behälter von identischer Konstruktion sind.

Ein mit Ventil versehener Schacht, der in Figur 1 gezeigt ist, ist auf dem Fließoett montiert, um einen Kinlaß für die UOp-Brennstoffpulver zu schaffen. Das Pulver v/ird in das Fließbett eingeführt und mit dem fluidisierenden Gas zu einer homogenen Mischung vermengt.

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Um die Vermischung zu beginnen, injiziert man das fluidisierende Gas aus zwei Quellen in das Fließbett. Die erste Quelle ist eine in Figur 2 gezeigte Düse 28, die sich in den oberen Teil des Ventilauslasses IO erstreckt. Die zweite Quelle für das fluidisierende Gas befindet sich im Inneren eines Ventiles 8, das am unteren Ende des Ventilauslasses 10 angeordnet ist. Die Gase werden aus Öffnungen/in den zentralen Hohlraum des Ventiles injiziert. Die Einzelheiten der Konstruktion dieses Ventils sind in der DE-OS 2 82*1 37*J offenbart und beansprucht.

Ein in Figur ¹J gezeigter Regler ist vorgesehen, um das öffnen und Schließen des Ventiles zu regeln. Um die tatsächliche Abfuhr von Pulver aus dem Fließbett zu beginnen, nachdem eine homogene Pulvermischung erhalten worden ist, erzeugt der Regler ein elektrisches Signal, um das Ventil zu öffnen und die Abführung von fluidisiertem Pulver beginnt. Der Regler ist so programmiert, daß er das Ventil nur für eine kurze Dauer öffnet und das Ventil danach wieder schließt» Mit diesem Betriebsverfahren wird das Pulver während kurzer Zeitdauern abgeführt. Mehrere aufeinanderfolgende Ventilöffnungen verursachen mehrere aufeinanderfolgende Abführungsperioden, die erforderlich sind₃ um jeden Behälter zu füllen.

Es ist auch eine Vorrichtung vorgesehen, um das Behältergewicht zu überwachen, damit jeder Behälter mit einer vorbestimmten Gewichtsmenge an Pulver gefüllt wird. Diese Vorrichtung schließt den Regler 90 ein, der weiterhin das Ventil 8 öffnet und schließt und somit kurzdauernde Entladungen verursacht, bis der Behälter mit dem vorbestimmten Pulvergewicht beladen ist. Während des Abführens des Pulvers erzeugt eine Füllzelle 81 ein elektrisches Signal, das hinsichtlich seiner Stärke dem Gewicht des Behälters und dem darin eingefüllten Pulver entspricht. Eine Vergleichseinrichtung 89 empfängt das Füllzellensignal, nachdem das Signal eingestellt worden ist, um die Druckkräfte des Fluidgases auf den Behälter zu kompensieren. Das empfangene Signal luird mit einem Bezugssignal verglichen, das von einer Sollwertvorrichtung 85 übermittelt wird und das dem erwünschten,in einen Behälter

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einzufüllenden Pulvergewicht entspricht. Wird von dem Füllzellensignal die Größe des Bezugssignales erreicht, dann gibt die Vergleichseinrichtung dem Regler ein Signal, um diesen dazu zu veranlassen, das öffnen des Ventiles zu beenden.

Eine Entladung aus dem Ventil erfolct in einen Drucktrichter '12, der in den Figuren 1 und ^l\ gezeigt ist. Dieser Trichter ist vorgesehen, um die Strömung einer Vielzahl von Ventilauslässen in einen einzelnen Behälter zu leiten. Ein Auslaßrohr 50 ist vorgesehen, um die Pulverströmung vom Trichter in den Behälter zu leiten.

Die Vorrichtung, die zur Schaffung eines im wesentlichen eingeschlossenen unter Druck stehenden Systems dient, um den Druckabfall über das Ventil zu verringern und zu verhindern, daß der Druck des fluidisierenden Gases in dem Fließbett Pulver mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten durch das Ventil drückt, ist in den Figuren 1 und Ί gezeigt. Dieses im wesentlichen eingeschlossene System schließt das Gefäß, den Ventilauslaß, die Leitungsbaueinheit und den Behälter ein. Die Leitungsbaueinheit 'JO ist vorgesehen, um einen druckdichten Pfad für die Strömung des Pulvers vom Ventil in den Behälter zu schaffen. Dies verhindert das Entweichen des fluidisierenden Gases, das dadurch in der Leitungsbaueinheit und dem Behälter gehalten wird, nachdem das Gas aus dem offenen Ventil ausgetreten ist. Das Halten des Gases führt zu einem Druckaufbau in der Region jenseits des Ventilausganges und vermindert somit den Druckabfall über das Ventil. Die Leitungsbaueinheit ist somit ein wesentliches Element bei der Schaffung eines im wesentlichen eingeschlossenen Systems zur Verminderung der Pulverströmungsgeschwindigkeit.

Der Behälter ist mit einem Behälterdeckel 72 versehen, der seinerseits mit einem Abgasrohr "Jk versehen ist, um Gas aus dem Behälter zu entfernen. Dieses Abgasrohr ist so auf de_m Behälterdeckel angeordnet, daß Material, das in den Behälter durch die Leitungsbaueinheit ¹JO eintritt, eine Richtungsänderung um l80° vornehmen muß, um in das Abgasrohr einzutreten. Da das Pulver

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eine größere Masse und Trägheit hat, als das Gas, strömt das Pulver weiter nach unten, während das Gas die Richtung ändert, nach oben strömt und den Behälter verläßt. Dies trennt im wesentlichen das gesamte Pulver vom Gas und führt zu einer Ansammlung des Pulvers auf dem Behälterboden.

Nachdem der Behälter mit einer vorbestimmten Gewichtsmenge Pulver gefüllt ist, wird er entfernt und durch einen leeren Behälter ersetzt. Die Reihenfolge der Abführung von Pulver wird wiederaufgenommen und das Verfahren kontinuierlich wiederholt, bis das gesamte Pulver, das ursprünglich in das Fließbett eingeführt worden war, in Behälter überführt worden ist.

Im folgenden werden nun einzelne Komponenten der Vorrichtung zum Abführen und Abmessen von Pulver aus einem Fließbett mehr im Detail erläutert.

Das in Figur 1 gezeigte Fließbett 1 der Vorrichtung ist ein Gefäß 1, in dem eine Vielfalt verschiedener Arten und Größen teilchenförmiger Materie oder Pulver miteinander zu einer homogenen Mischung vermengt werden können. Die Fließbettstruktur selbst ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung und es kann jede geeignete Art von Fließbett benutzt werden. Dieser Teil der Vorrichtung wird daher nicht im Detail beschrieben. Hinsichtlich einer geeigneten Form von Fließbett wird auf die Offenbarung in der DE-OS 2 824 374 hingewiesen.

Das Fließbett ist mit einem mit Ventil versehenen Füllschacht ausgebildet, durch den die verschiedenen Pulver eingeführt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Bett zu Beginn mit etwa 500 kg Pulver gefüllt. Nachdem eine ausreichende Pulvermenge eingeführt worden ist, wird das Ventil des Füllschachtes geschlossen. Unterhalb des Füllschachtes ist das Fließbett ein vertikal orientierter plattenförmiger kernbrennstoffsicherer Mischkessel mit einer Vielzahl von Auslässen für das fluidisierende Gas am Boden des Kessels bzw. Gefäßes 1. Die Strukturen, die das fluidisierende Gas liefern, schließen eine lineare Anordnung von

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Ventilauslässen 10 ein, von denen /jeder Wandungen hat, die eine konisch gestaltete öffnung 11 bilden und jeder Auslaß enthält eine Düse 28 (vergleiche Figur 2), um Pluidgas in das Fließbett zu injizieren.

Eine Vielzahl von Ventilauslässen ist in einem großen Fließbett, wie dem nach der vorliegenden Ausführungsform,erforderlich, um einen fluidisierten Zustand und eine homogene Mischung des Pulvers während des Abführens aufrechtzuerhalten. Wenn das Fließbett jedoch eine beträchtlich geringere Größe hat, dann arbeitet die Erfindung in einer zufriedenstellenden Weise, wenn der Boden des Fließbettes nur einen einzigen Ventilauslaß aufweist, der in einen einzigen Behälter führt. Des leichteren Verstehens halber wird die Vorrichtung nur hinsichtlich der Ausleerung des Fließbettes in einen einzelnen Behälter beschrieben. Die Entleerungsstrukturen in andere Behälter, wo mehrere benutzt werden, sind jedoch im wesentlichen die gleichen, wie die, die hier für den einen Behälter beschrieben wird.

Das Fließbett vermengt Pulverteilchen durch die Wirkung von Blasen des Fluidgases, das vom Boden des Fließbettes aufsteigt. Dieses Gas tritt in Wechselwirkung mit den Pulverteilchen und überführt die Pulvermasse in dem Fließbett schließlich in einen fluidisierten Zustand, in dem das Pulver durch das fluidisierende Gas suspendiert ist. Nachdem die Pulver ausreichend vermischt sind, um eine homogene Mischung zu erhalten, kann das Pulver durch die Ventilauslässe 10 aus dem Bett abgezogen werden.

Wie in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigt, sind die Ventile 8 im unteren Bereich der Ventilauslässe 10 montiert. Das in der vorliegenden Ausführungsform benutzte Ventil ist ein Kugelventil mit einem Durchmesser von etwa 3,7 cm. Die Größe des Kugelventiles ist experimentell bestimmt worden, um den Minimaldurchmeaser zu finden, der erforderlich ist, um zu verhindern, daß UOp-Pulver die Pulverst römunp· blockiert, wenn der letzte Teil des UOjj-Pulvers im Fließbett abgeführt wird. Da die kleineren Kugelventile diesem Problem der Blockierung der Pulverströmung

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unterliegen, können sie in einer Vorrichtung zur Pulverabführung aus einem Fließbett zur Verminderung de: geschwindigkeiten nicht benutzt werden.

aus einem Fließbett zur Verminderung der U0- -Pulverströmungs-

Das in der vorliegenden Ausführungsform benutzte Ventil umfaßt einen Kugelventilkörper I²I und eine darinnen montierte rotierende Kugel 20. Diese Kugel wird durch Dichtungen 16 an Ort und Stelle gehalten, die den Dichtungskontakt mit der Kugel aufrechterhalten, obwohl sie das Rotieren der Kugel gestatten. Die Kugel 20 weist einen großen Durchgang 26 auf, der sich vollständig durch das Innere der Kugel erstreckt. Zusätzlich erstrecken sich Durchgangs 22 in verschiedenen Winkeln zu dem grossen Durchgang von diesem aus zur Oberfläche der Kugel. Die kleineren Durchgänge erstrecken sich zu einer Vielzahl von öffnungen 24, die in einem Kreis auf der Oberfläche der Kugel angeordnet sind.

Die kleineren Durchgänge 22, die Öffnungen 24 und der größere Durchgang 26 bewerkstelligen mehrere Funktionen beim Betrieb des Kugelventils. Ist die Kugel in einer geschlossenen Position angeordnet, wie in Figur 2 gezeigt, dann erstreckt sich der größere Durchgang horizontal und die Abführung von Pulver aus dem Fließbett ist blockiert. Das Gegenteil gilt für die kleineren Durchgänge 22. In dieser Position des Ventils wird Gas aus der Leitung 34 in den Ventilkörper 14, in den großen Durchgang 26, durch die kleineren Durchgänge 22 und aus den öffnungen 24 in das Fließbett injiziert. Auf diese Weise wird fluidisierendes Gas in das Fließbett eingefüllt, um die Mischbedingungen aufrechtzuerhalten. Die Vorrichtung, um diese Funktion zu bewerkstelligen, bevor die Reihenfolge der Pulverabfuhr beginnt, ist in der DE-OS 2 824 374 beschrieben. Diese OS beschreibt jedoch nicht das Verfahren des Injizierens von Fluidisierungsgas von dem Kugelventil während der Reihenfolge der Pulverabführung zwischen den Abführungsperioden.

Der große Durchgang 26 des Ventiles wirkt auch zum Abführen von Pulver aus dem Fließbett. Die Ventilkonstruktion gestattet

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die Rotation der Kugel aus eier in Fir^ur 2 dargestellten Position um einen Winke] von 90° in die in Figur 3 dargestellte Position, um den großen Durchhang in eine vertikale Lage in Verbindung sowohl mit der öffnung 11 als auch dem Austrangsbereich 18 aus dem Kugelventil zu bringen. In dieser offenen Position gestattet der große Durchgang die Abführung von Pulver aus dem Fließbett. Während die Kugel in dieser Position liegt, sorgen die kleineren Durchgänge 22 für die fortgesetzte Strömung von Fluidgas aus der Gasinjektionsleitung 3k in das Innere des Kugelventilkörpers l'J, durch die öffnungen 2^, die kleinen Durchgänge 22 und weiter nach innen in den Durchgang 26. Da das Gas in einem rechten Winkel zur Materialströmung in den großen Durchgang eintritt, beschränkt es den Strömungspfad des Pulvers durch den Durchgang 26

in und vermindert so weiter die Menge an Pulver, die/einer gegebenen Zeitdauer durch diesen Durchgang strömt. Dies trägt weiter zur genauen Regelung der dem Behälter zugeführten Pulvermenge bei.

Die Leitungsbaueinheit ^O in ^igur 1 liefert einen druckdichten Durchgang für die Pulverströmung. Die Elemente der Leitungsbaueinheit schließen den Trichter k2 ein, der unterhalb des Ventiles angeordnet ist und der dazu dient, die Pulverströmung aus einer Vielzahl von Ventilen in einen einzigen F3ehälter zusammenzuführen. Der Rest der Leitungsbaueinheit 'JO , in Figur 'J gezeigt, umfaßt eine flexible Hülle kl, das Auslaßrohr 50 und einen sich nach oben erstreckenden Einlaß 52 mit größerem Durchmesser, die alle vorgesehen sind, die Pulverströmung aus dem Trichter in den Behälter zu führen. Die flexible Hülle kl ist nit Metallringen k~$ verstärkt, um deren Deformation durch die Druckkräfte während der Ventilöffnungszeiten zu verhindern. Die Deformation der Hülle würde Kräfte auf den Behälter erzeugen, die die Gewichtsmessungen beeinflussen würden. Ein Trichterflansch kk ist am Boden des Trichters angeordnet. Dieser dient zur Lokalisierung der oberen Kante der flexiblen Hülle kl, die mit einer Klemme kS am Auslaßrohr 50 direkt unterhalb und an den Trichterflansch anstoßend befestigt ist. Die untere Kante der flexiblen Hülle ist mit einer zweiten Klammer '!^p an dem sich nach oben erstreckenden Einlaß 52 befestigt.

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Der Rehälter 70 in dieser Ausführiingsform ist ein runder, etwa 19 1 fassender Kübel mit einem offenen Oberteil. Der Behälter rollt auf einem Förderband unter einem Deckel 72, der dann mittels pneumatischer Zylinder 78 auf den Behälter geklemmt wird. Der sich nach oben erstreckende Rinlaß 52 erstreckt sich vom Zentrum des Deckels aus. Das Abfrasrohr 7*1 erstreckt sich auch vom Deckel aus und ist für eine Druckregelung des Behälters vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform ist in dem Abgasrohr ein einstellbares Ventil 76 montiert, um die Abgabe von Gas aus dem Behälter zu steuern. Das Abgasrohr ist so angeordnet, daß das durch das Einlaßrohr 50 in den Behälter eintretende Material eine Richtungsänderung um l80° _vornehmen muß, um in das Abgasrohr "Jk einzutreten. Da das Pulver eine größere Masse und Trägheit als das Gas hat, wird das Pulver seine Strömungsrichtung beibehalten, während das Gas diese ändert. Dies trennt das Pulver wirksam vom Gas, wobei sich das Pulver auf dem Boden des Behälters absetzt. Dadurch wird auch eine minimale Menge an Restpulver in dem Abgas mitgerissen, das durch eine Filterausrüstung entfernt werden muß, um sicherzustellen, daß das in die Atmosphäre entlassene Gas die sehr strikten Anforderungen erfüllt, die für Kernbrennstoffe verarbeitende Anlagen gelten. Der Durchmesser des Abgasrohres ist ausreichend gering, um die Gasströmung aus dem Behälter zu beschränken und dadurch den Behälterdruck zu erhöhen, um die Pulverabgabegeschwindigkeit zu vermindern. Auch kann das einstellbare Ventil 76 im Abgasrohr eingestellt werden, um den Gasdruck im Behälter und in der Leitungsbaüeinheit ^O zu variieren. Das einstellbare Ventil der Abgasleitung sorgt somit für eine weitere Regelung der Pulverabgabegeschwindigkeit.

Ein in Figur 1 gezeigtes Walzenförderband 82 ist unterhalb des Fließbettes angeordnet, um Behälter in eine Füllposition und aus dieser heraus zu bewegen, nachdem das Füllen beendet ist.

Die Füllzelle 81 ist unterhalb des Förderbandes angeordnet, um das Gewicht des Behälters und des darin enthaltenen Pulvers zu

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bestimmen. Das Förderband ist in Abschnitten konstruiert und die Füllzelle ist mit einem Förderbandabschnitt 84 verbunden, um direkt den Ausschlag dieses Abschnittes auf Grund des Gewichtes des Behälters 70 und des darin enthaltenen Pulvers zu messen.

Das in Figur 5 gezeigte System 80 zum Bestimmen des Behälter-Gewichtes ist mit einer Vorrichtung zum Kompensieren der Druckkräfte versehen , die durch das fluidisierende Gas auf den Behälter ausgeübt werden. Der Druck des fluidisierenden Gases übt eine nach unten gerichtete Kraft auf den Behälter aus, wegen des Unterschiedes der Oberflächen zwischen dem Oberteil und dem Boden des Behälters. Ein kreisförmiger Querschnitt ist aus der Mitte des Behälterdeckels entfernt, um als Einlaß 52 für das Pulver zu dienen. Der übrige Abschnitt des Deckels hat daher eine geringere Oberfläche als der Boden des Behälters. Der Druck des Fluidisierunprsgases, das in allen Richtungen gleich wirkt, übt daher eine größere Kraft auf den Behälterboden als auf den Behälterdeckel aus. Dies führt zu der nach unten gerichteten Kraft auf den Behälter.

Eine graphische Darstellung der Wirkung des Druckes des Fluidisierungsgases auf das gemessene Behältergewicht ist in Figur f. gezeigt. Die Ordinate der Darstellung entspricht der Füllzellenmessung des Behältergewichtes und die Abszisse entspricht dem Gasdruck innerhalb des Behälters. Die aufgetragenen Werte veranschaulichen deutlich, daß ein Erhöhen des Gasdruckes innerhalb des Behälters die Füllzellenmessung des Behältergewichtes erhöht.

Um diese nach unten gerichtete Kraft zu korrigieren, sind ein Druckmeßwertwandler 86 und ein Subtraktor 88 (beide in Figur 5 gezeigt) vorgesehen, um das von der FUllzelle 81 erzeugte elektrische Signal zu modifizieren. Der Druckmeßwertwandler 86 kann in irgendeiner Position angeordnet sein, die es gestattet, den Behälterdruck zu messen. Tn der besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Druckmeßwertwandler mit einer Instrumentleitung 79 mit dem Abgasrohr J^ direkt benachbart dem

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Behälter verbunden. Ein Spülrotometer 77 verursacht eine geringe Gasströmung, um irgendwelches Blockieren der Instrument leitung durch irgendwelches in der Abgasleitung 7'1 enthaltene Pulver zu verhindern. Das in der vorliegenden Mtsführungsform benutzte Fotometer ist ein im Handel erhältliches Modell Nr. 22-E 1135SXX von Wallace und Tiernam. Der Meßwertwandler erzeugt ein elektrisches Signal proportional dem Gasdruck im Behälter und dieses Signal wird an den Subtraktor 88 übermittelt. Im Subtraktor itfird das Signal des Druckmeßwertwandlers mit einer experimentell bestimmten Konstante multipliziert und das resultierende Signal wird vom elektrischen Signal der Füllzelle substrahiert, um ein elektrisches Abgabesignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für das tatsächliche Gewicht von Behälter und dem darin enthaltenen Pulver.

Auch in Figur 5 gezeigt ist die Vorrichtung zum Regeln des öffnens und Schließens des Ventils 8, um den Behälter mit einer vorbestimmten Gewichtsmenge an Pulver zu füllen. Die Aufgabe dieser Vorrichtung ist es, gefüllte Behälter zu erzeugen, die eine Pulvermenge enthalten, die so nahe als möglich der vorbestimmten Menge ist. Die Vorrichtung schließt einen Regler 90 zur Erzeugung der Signale für das Öffnen und Schließen des Ventiles zu zeitlich bestimmten Intervallen ein. Das Öffnungssignal wird z.B. an ein Magnetluftventil 92 übertragen. Dieses Signal betätigt das Luftventil, Luft durch eine Leitung 9'l zu einer pneumatischen Betätigungsvorrichtung 96 zu liefern. Ist das Luftventil geöffnet und der Luftdruck vorhanden, dann dreht die pneumatische Betätigungsvorrichtung die Kugel 20 in ihre Öffnungsposition, um die Abgabe von Pulver aus dem Fließbett an den Behälter für eine vorbestimmte Dauer zu veranlassen. Die Dauer dieser Zeit ist in den Regler programmiert.

Der Regler der vorliegenden Ausführungsform kann von irgendeiner geeigneten Art sein. In einer spezifischen Ausführungsform ist der Regler ein General F.lectric Logitrol Modell Mr. CR*J55, der im Handel erhältlich ist, wobei die Vergleichseinrichtung und die elektronische Einrichtung zur Druckkorrektur in Form von Analog modulen im Handel erhältlich sind. Ein bevorzugter Regler ist ein

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Mikroprozessor, der so programmiert werden kann, daß er die Behältergewichtsregelung mit erhöhter Genauigkeit durchführt. Ein für diesen Zweck geeigneter Mikroprozessor ist der INTEL-Mikroprozessor Modell 80/10-*!, der von der INTEL-Corporation vertrieben wird. Ein Mikroprozessor ist gegenüber einem Logitrol bevorzugt, da ein Mikroprozessor die abgegebenen Signale der Füllzelle und des Druckmeßwertwandlers direkt überwachen und die Gewichtskorrektur und den Gewichtsvergleich unter Verwendung einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden fest verdrahteten Gleitkomma-Einrichtung vornehmen kann.

Da der größte Teil der Kraft, der die Pulver von dem Gefäß 1 in den Behälter 70 fließen läßt,von dem Gravitationsdruckkopf des fluidisierten Materials im Gefäß herrührt, ist die Strömung pro Zeiteinheit am stärksten, wenn das Gefäß voll ist und nimmt in dem Maße ab, in dem sich die Pulvermenge im Gefäß vermindert. Um dies zu kompensieren und für eine im wesentlichen konstante Pulverabgabe während jeder Abgabeperiode zu sorgen, ist der Regler so programmiert, daß er das Ventil für taktmäßige Entladungsperioden öffnet, die in der Zeitlänge zunehmen, in dem Maße, in dem sich die im Fließbett verbliebene Pulvermenge vermindert. Diese Zeitdauer variiert von etwa einer 3/4 Sek., wenn das Fließbett vollkommen mit Pulver gefüllt ist, bis zu zu etwa 2 Sekunden, wenn sich das Fließbett dem Leerzustand nähert. Während jeder Abfüllperiode strömen etwa 3 kg oder weniger an Pulver durch das Ventil. Da das gewünschte Pulvergewicht im Rehälter 31,5 kg beträgt, sind etwa 10 Abführungsperioden erforderlich, um jeden Behälter zu füllen.

Die Vergleichseinrichtung 39 ist vorgesehen, um dem Regler ein Signal zu geben, wenn die Verfcleichseinrichtung ein elektrisches Signal von dem Subtraktor 88 erhält, das anzeigt, daß der Behälter mit der erwünschten Menge an Pulver gefüllt worden ist. Die Vergleichseinrichtung erhält das Ausgangssignal direkt vom Subtraktor und vergleicht die elektrische Stärke des empfangenen Signales mit einem Bezuprssignal, das repräsentativ ist für die erwünschte Gewichtsmenge an Pulver. Das Bezugssignal wird durch

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eine Sollwertvorrichtung R5 reliefert. Wenn das von der Vergleichseinrichtung empfangene Subtraktorsirrnal dem Rezugssignal gleich ist, dann gibt die Vergleichseinrichtung ein Signal an
den Regler. Der Regler ist so programmiert, daß er das Ventil R schließt, nachdem er das Signal von der Vergleichseinrichtung erhalten hat. Zu diesem Zeitpunkt ist der Rehälter gefüllt worden und der Regler ist so programmiert, das Ventil geschlossen zu
halten, bis der gefüllte Behälter durch einen leeren Behälter
ersetzt worden ist.

Der Betrieb der Vorrichtung beginnt, wenn das Fließbett 1 durch den mit Ventil versehenen Füllschacht 2 mit verschiedenen zu vermischenden Pulverarten gefüllt worden ist. Das Ventil an dem
Füllschacht wird dann geschlossen und das Vermischen begonnen,
indem man fluidisierenden Gas sowohl aus der Düse 28 als auch den öffnungen 24 in dem Kugelventil in das Fließbett injiziert. Die Gasinjektion wird fortgesetzt, bis die Pulver zu einem homogenen Zustand vermischt sind. In der spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden anfänglich 500 kg Pulver in das
Fließbett eingeführt und das vollständige Vermischen erfordert
etwa ein 5 Minuten dauerndes Injizieren von Gas. Während dieser Zejt wird ein leerer Behälter in die Füllposition unterhalb des Fließbettes gebracht.

Nachdem das Vermengen unter Bildung einer homogenen Mischung
abgeschlossen ist, wird die Abgabereihenfolge durch den Regler initiiert, der ein das Ventil öffnendes Signal erzeugt. Ist das Ventil geöffnet, dann strömen Pulver und Fluidgas anfänglich wegen der Druckdifferenz über das Ventil mit einer hohen Geschwindigkeit durch das Ventil. Das weiter durch das Ventil strömende fluidisierende Gas wird wegen des von dem Kessel I₁ der Leitungsbaueinheit JJO und dem Behälter 70 gebildeten abgeschlossenen, im wesentlichen druckdichten Systems in der Leitungsbaueinheit ¹IO und dem Behälter 70 gehalten. Mit zunehmender Gasansammlung in der Leiterbaueinheit und in dem Behälter vermindert sich die Druckdifferenz über das Ventil. Diese Druckangleichung geschieht sehr rasch, da das Gesamtvolumen von Leitungsbaueinheit

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und Behälter sehr viel perin^er ißt, als das Gesamtvolumen dos Fließbettes. Mit sich vermindernder Druckdifferenz über das Ventil verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend.

Mit fallender Strömungsgeschwindigkeit kann die Vorrichtung den Behälter genauer mit der gewünschten Pulvermenge füllen. Der Grund für diese Verbesserung in der Genauigkeit rührt von der Tatsache her, daß das zur Pulverabpabe benutzte Kugelventil zur Betätigung eine Minimalanspruchszeit hat. Diese Anspruchszeit setzt eine tiefere Grenze auf die kürzestmögliche Abgabezeit, nämlich die Zeit, die erforderlich ist, das Kugelventil zu öffnen und unmittelbar danach wieder zu schließen. Die letztendliche Genauigkeit des Abgabesystems hängt von der Pulvermenge ab, die während dieser kürzestmöglichen Abgabeperiode durch das Kugelventil strömt. Da die während einer festgelegten Abgabezeit durch das Ventil fließende Materialmenpte direkt proportional der Pulverströmungsgeschwindigkeit ist, verbessert die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit die Genauigkeit der Vorrichtung zur Abgabe und Abmessung des Pulvers. Außerdem können die vorbeschriebenen Techniken zum Einstellen des Ventiles 76 auf der Abgasleitung oder zum Injizieren von ^luidgas in das Kugelventil in einem rechten Winkel zur Pulverströmung dazu benutzt werden, die Strömungsgeschwindigkeit mit zunehmender Behf'lterfüllung variabel zu regeln.

Der Regler ist so programmiert, daß er das Ventil für eine Pulverabgabezeit offenhält, die von einer 3M Sekunde bis zu 2 Sekunden variiert, so daß etwa 3 kg Pulver in jeder Abgabeperiode abgegeben werden. Nach jeder dieser Abgabeperioden schließt der Regler das Ventil.

Der Regler ist auch so programmiert, daß er nach dem Schließen des Ventils für eine spezifische Zeit wartet, bevor er das Ventil wieder öffnet. Während dieser ^ventilschließzeiten wird das Gewicht des Behälters durch die Füllzelle 8l bestimmt und ein dem Behälter mit Pulver entsprechendes Sicrnal der Vergleichseinrichtung 89 zugeleitet. Wenn diese Verp.leichseinrichtung ein

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Signal empfängt, das gleich dem Bezugssignal ist, dann gibt die Vergleichseinrichtung ein Signal an den Regler, daß der Behälter das erwünschte Gewicht erreicht hat. Durch das öffnen und Schliessen des Ventils werden jedoch rasche Wechsel des Gasdruckes in der Vorrichtung verursacht. Dies bringt ein Problem mit sich, da diese Druckänderungen nach unten gerichtete Kräfte auf den Behälter erzeugen, die die Bestimmung des Behältergewichts beeinflussen und dazu führen, daß die Vergleichseinrichtung dem Regler zu einem unrichtigen Zeitpunkt das Signal gibt, der Behälter sei mit der erwünschten Pulvermenge gefüllt. Die Wirkung dieser Druckänderungen auf die Messung des Behältergewichtes ist graphisch in Figur 7 dargestellt. Die Abszisse in Figur 7 ist eine Zeitkoordinate und die Ordinate entspricht der Stärke des elektrischen Signals. Die unterste Abgabelinie 120 in der Darstellung ist das elektrische Signal, das von der Füllzelle 81 erzeugt wird. Die mittlere Signallinie 122 ist die des Signals, das durch den Druckmeßwertwandler BG erzeugt wird und die obere Abgabelinie ist das korrigierte Gewichtssignal, das vom Subtraktor 88 erzeugt wird und das an die Vergleichseinrichtung 8Q gegeben wird. Die großen nach oben gerichteten Vorsprünge 100 in den Abgabelinien repräsentieren solche Perioden, während denen das Ventil geöffnet und geschlossen wurde. In den relativ ruhigen Perioden 105 zwischen den Projektionen ist das Kugelventil geschlossen. Um die Auswirkung von Druckänderungen auf die Bestimmung des Behältergewichtes zu vermeiden, überwacht der Regler das Signal der Vergleichseinrichtung nur während einer Ausschnittsperiode, die durch die Linie 110 auf der Linie 124 gezeigt ist.

Um weiter irgendwelche Auswirkungen dieser DruckVeränderungen auf die Genauigkeit des Gewichtspießsystemes zu beseitigen, ist der Regler so programmiert, daß er die Ausschnittsperiode 110 für eine kurze Zeit verzögert, nachdem das Ventil geschlossen ist, so daß diese Ausschnittsperiode während einer relativ ruhigen Periode auftritt.

Während das so beschriebene Verfahren die Auswirkungen der Hauptdruckänderungen auf die Vorrichtung zur Bestimmung des Be-

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hältergewichtes minimalisiert, ist doch ersieht J ich , daß selbst wh'hrend der Ausschnittsperioden 110 die elektrischen Signale fluktuieren, wenn auch weniger, als wenn das Kugelventil geöffnet ist. V/enn das Reha'ltergewi oht sich einem Punkt nähert, wo er mit der gewünschten Pu]vermenge beladen ist, dann gleichen die kleineren Fluktuationen im korrigierten fiewiehtssiraal vor. Subtraktor 88 derr. Bezugssi^nal und verursachen, daß die Yergleichseinrichtung 89 intermittierend ein Signal an den Peeler gibt. Die Vorrichtung kompensiert auch diese kleineren Fluktuationen mittels Feglerprogrammierung. Her Regler ist so programmiert, daft er bestimmt, während welchen Teil der Auswahlperiode 110 er ein Signal von der Vorgleichseinrichtung empfmgt. Erreicht dieser Teil der Ausschnittsperiode 110 einen bestimmten experimentell bestimmten Wert, dann ist der Regler programmiert, das Ventil zu schließen und die Abf:"llreihenfolge zu beenden. Wenn die Vergleichseinrichtung den Reeler nicht für ein ausreichendes Teil

der Auswahlperiode 110 ein Signal gibt, dann setzt der Regler die Abgabereihenfolge fort und öffnet und schließt das Kurelventil, wie oben beschrieben.

Unterbricht der Regler die Aheabereihenfolge, dann wird auch die Injektion von Fluidisierungsras unterbrochen und das im Bett verbleibende Fluidisierunpsgas wird rasch entfernt, um die Teilchen an Ort und Stelle "einzufrieren" und eine homogene Mischung zu erhalten. Das Gas im Behälter wird durch die Abgasleitung abgeführt, bis der Behälterdruck den Atmosphärendruck erreicht. Dann öffnet man den Deckel mittels der pneumatischen Zylinder 78 un^ befördert den Behälter auf dem Förderband 82 von Fließbett weg und ersetzt ihn durch einen leeren Behälter.

Bevor die Reihenfolge des alternierenden öffnens und Sehließens des Ventils wiederaufgenommen wird, ura den neuen Behälter zu füllen, wird Fluidisierungsgas wieder in das Fließbett injiziert.

Nachdem das Fluidisierungsgas wieder injiziert ist, wird die Abführreihenfolge für den neuen Behälter wiederholt. Diese Prozedur ist identisch der vorbeschriebenen Prozedur mit der Ausnahme,

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daß die Dauer der Abgabeperioden, wenn das Kugelventil offen ist, gemäß der Programmierung des Reglers verlängert werden. Mit diesem Verfahren wird etwa die gleiche Menge Pulver in jeder Abgabeperiode an das Kugelventil abgegeben und dies verbessert die Genauigkeit der Abmessung. Mit diesem Verfahren sind etwa zehn Abgabeperiode erforderlich, um jeden Behälter von dem Punkt an zu füllen, bei dem das Fließbett vollkommen mit Pulver gefüllt ist, bis zu dem Punkt, bei dem das Fließbett tatsächlich leer ist. Wenn das Pulver aus dem Fließbett vollkommen abgeführt ist, wird die Injektion von fluidisierendem Gas beendet, das fluidisierende Gas aus dem Bett abgezogen und es werden erneut die verschiedenen Pulverarten über den Einfüllschacht 2 eingefüllt. Das ganze Verfahren wird dann wie beschrieben wiederholt.

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Leerseite

Claims

Dr. rer. not. Horst Schüler ⁶⁰⁰° Frankfurt/Main ι, 20.6. ΐ979

PATENTANWALT 2925015 Kaiserstraße 41 Dr.Sb./K.

Telefon (0611)235555 Telex: 04-16759 mapar d Postscheck-Konto: 282420-602 Frankfurf-M.

Bankkonto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y./tl.S.A.

Verfahren zum Abführen und Abmessen von Pulver aus einem Fließbett und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patentansprüche

Verfahren zum Abführen und Abmessen von Pulver aus einem Fließbett in einen Behälter gekennzeichnet durch folgende Stufen:

(a) alternierendes Öffnen und Schließen eines Ventiles, das unterhalb des das Fließbett enthaltenden Gefäßes montiert ist j, um Pulver und Gas aus diesem Gefäß in eine kurze Dauer aufweisenden Entladungsperioden abzuführen,

(b) Verlängern der Dauer der Abführungen im umgekehrten Verhältnis zur Menge des im Fließbettgefäß verbliebenen Pulvers, damit im wesentlichen gleiche Pulvermengen in

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ORIGINAL INSPECTED

jeder Abführungsperiode abgeführt werden,

(c) Wiegen des Behälters und des darin enthaltenen Pulvers und

(d) Beenden der Abführung von Pulver aus dem das Fließbett enthaltenden Gefäß, wenn das Gewicht von Behälter und Pulver darin einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch die Stufen:

(a) Wiegen des Behälters und des darin enthaltenen Pulvers nur während der Perioden zwischen den Abführungen, wenn das Ventil geschlossen ist und

(b) Verzögern des Wieprens um eine vorbestimmte Zeitdauer nachdem das Ventil geschlossen worden ist, um die Wirkung der Druckfluktuationen, die vom öffnen und Schließens des Ventils herrühren, auf das Gewicht von Behälter und Pulver darin zu beseitigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch die Stufe der Injektion von fluidisierendem Gas in das Ventil in einem rechten Winkel zur Pulverströmung, wodurch das fluidisierende Gas den Strömungspfad des Pulvers vom Fluidisierungsgefäß durch das Ventil beschränkt, um die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers zu verringern.

H. Verfahren zum Abführen und Abmessen von Pulver aus einem Fluidisierungsgefäß in einen Behälter g e k e η η zeichnet durch folgende Stufen:

(a) abwechselndes öffnen und Schließen eines Ventils, das unterhalb des Pluidisierungssefäßes montiert ist, um Pulver und Gas aus dem Gefäß während kurz dauernder Abführungsperioden zu entnehmen,

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(b) Zurückhalten im wesentlichen ties gesamten abgeführten Gases in dem Rehälter, damit sich der Druck im Fluidisierungsgefäß und im Behälter angleicht, wodurch die Abführungsgeschwindigkeit von Pulver und Gas durch das Ventil vermindert wird,

(c) Wiegen von Behälter und darin enthaltenem Pulver und

(d) Beenden der Abführung von Pulver aus dem Pluidisierungsgefäß, wenn das Gewicht von Behälter und Pulver darin einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

5. Verfahren nach Anspruch k weiter gekennzeichnet durch

(a) das plötzliche Entfernen des fluidisierenden Gases aus dem Fließbett, nachdem ein Behälter mit einer vorbestimmten Gewichtsmenge an Pulver gefüllt ist und

(b) das plötzliche Wiederinjdzieren des fluidisierenden Gases, bevor man die Reihenfolge des abwechselnden öffnens und Schließens des Ventiles wieder aufnimmt, um einen anderen Behälter zu füllen.

6. Vorrichtung zum Abführen und Abmessen von Pulver aus einem Pluidisierungsgefäß in einen Behälter, der unterhalb des Gefäßes angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

(a) ein unterhalb dem Gefäß montiertes Ventil, um das Abführen des Pulvers aus dem Gefäß zu steuern ,

(b) eine Leitungsbaueinheit, die zwischen dem Ventil und dem Behälter angeordnet ist,

(c) wobei Gefäß, Ventil, Leitungsbaueinheit und Behälter ein im wesentlichen druckdichtes System bilden, um den Druckunterschied über das Ventil, der durch das fluidisierende Gas verursacht wird, möglichst gering zu halten,

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(d) eine Einrichtung, um das Ventil abwechselnd zu öffnen und zu schließen, um kurzdauernde Abführungen von Pulver zu verursachen,

(e) eine Einrichtung, um das Gewicht des Pulvers zu messen, das in den Behälter abgeführt ist und

(f) eine Einrichtung, um das öffnen des Ventiles zu unterbrechen, wenn eine vorbestimmte Gewichtsmenge des Pulvers in den Behälter abgefüllt worden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Bestimmen des Gewichtes des in den Behälter abgeführten Pulvers eine Füllzelle umfaßt, auf der der Behälter getragen ist, wobei diese Füllzelle ein erstes Signal erzeugt, das repräsentativ ist für das Gewicht des Behälters und des darin enthaltenen Pulvers.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung, um das öffnen des Ventiles zu unterbrechen, folgende Bestandteile einschließt:

(a) eine Vergleichseinrichtung mit einem ersten Einlaßanschluß zur Aufnahme des genannten ersten Signales,

(b) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugssignales, das repräsentativ ist für ein vorbestimmtes erwünschtes Gewicht von Behälter und darin enthaltenem Pulver,

(c) wobei diese Vergleichseinrichtung einen zweiten Eingangsanschluß aufweist, um dieses Bezugssignal zu empfangen und

(d) die Vergleichseinrichtung ein Ausgangssignal abgibt, um das öffnen des Ventiles zu unterbrechen, wenn das genannte erste Signal dem Bezugssignal gleich ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Kompensieren der Wirkungen des Druckes des Fluidgases auf den Behälter, wobei diese Kompensationseinrichtung folgende Restandteile umfaßt:

(a) einen Druckmeßwertwandler, der auf den Druck in dem Behälter anspricht, um ein zweites Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den Gasdruck auf den Behälter und

(b) einen Subtraktor, der das erste Signal und das zweite Signal empfängt und an seinem .Ausgang ein drittes Signal erzeugt, das repräsentativ ist für das tatsächliche Gewicht des Behälters und des eingefüllten Pulvers darin.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6-9, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungsbaueinheit folgende Bestandteile umfaßt:

(a) einen Einlaß, der sich von dem Behälter aus nach oben erstreckt,

(b) ein Auslaßrohr, das sich von dem Ventil aus nach unten erstreckt und von dem sich nach oben erstreckenden Einlaß aufgenommen wird und

(c) eine das Auslaßrohr und den Einlaß umgebende Hülle, die an ihrem oberen bzw. unteren Ende an dem Auslaßrohr bzw. dem Einlaß festgeklemmt ist, um eine im wesentlichen druckdichte Verbindung zu schaffen, wobei die Hülle aus einem flexiblen verstärkten Material konstruiert ist, um das Verformen der Hülle unter winkelförmiger Pehlausrichtung und Beeinflussung der Gewichtsmessungen zu verhindern.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 - 10, weiter gekennzeichnet durch:

(a) einen Deckel auf dem Behälter und

(b) einen Abgasschlauch, der sich aus dem Deckel erstreckt, wobei der Abgasschlauch mit Bezug auf die Leitungsbauein-

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heit so angeordnet ist, daß das aus der Leitungsbaueinheit austretende Gas seine Strömungsrichtung umkehren und nach oben strömen muß, um in den Abgasschlauch einzutreten, wodurch man die Trägheitskräfte zu einer Abtrennung des Pulvers von dem Gas benutzt und der Abgasschlauch ausreichend dünn ist j um die Gasströmung aus dem Behälter zu beschränken und dadurch den Druck im Behälter zu erhöhen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiter dadurch gekennzeichnet , daß sie in dem Abgasschlauch ein einstellbares Ventil aufweist, um den Behälterdruck weiter zu erhöhen und die Abgasströmung weiter zu beschränken.

13· Vorrichtung nach den Ansprüchen 6-12, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil folgende Bestandteile aufweist:

(a) einen Ventilkörper,

(b) ein kugelförmiges Verschlußteil, das rotierbar in dem Ventilkörper montiert ist,

(c) einen großen Durchgang durch das Verschlußteil, der so angeordnet ist, daß er in der Öffnungsposition des Ventiles einen Strömungspfad für das Pulver aus dem Gefäß in den Behälter schafft,

(d) eine Vielzahl kleiner Durchgänge, die eine Verbindung herstellen zwischen dem großen Durchgang und der Oberfläche des kugelförmigen Verschlußteiles,

(e) eine Einrichtung zur Lieferung von fluidisierendem Gas an den Ventilkörper,

(f) wobei die kleinen Durchgänge in der Verschlußposition des Ventiles das fluidisierende Gas aus dem großen Durchgang empfangen und es nach oben in das Gefäß richten und

(g) die kleinen Durchgänge in der öffnunpsposition des Ventiles das Pluidisierungsgas aufnehmen und es in den großen Durch.

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gang in einem rechten Winkel zur Strömung des Pulvers durch diesen Durchgang richten, um diesen Pulverströmungspfad zu beschränken und dadurch die Geschwindigkeit der Pulverabführung durch den großen Durchgang zu reduzieren.

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