DE3232190A1 - Feindosiereinheit, zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen dosierung von koernigen und pulverfoermigen feststoffen aller art, vorzugsweise brennbare und explosive feststoffe - Google Patents

Description

• Betreff:
• Feindosiereinheit, zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Dosierung von körnigen und pulverförmigen Feststoffen aller Art, vorzugsweise brennbare und explosive Feststoffe Gegenstand der Erfindung ist eine Feindosiereinheit zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Feindosierung von zerkleinerten Feststoffen aller Art in körniger und pulverisierter Form, vorzugsweise für brennbare und explosive Feststoffe, die an den Vorratsraum bzw. Rohrleitung 14 montierte Einheit mit zwei unabhängig voneinander steuerbaren Düsennadeln 1 und 2, die den Vakuumraum 3 begrenzen, durch den die zerkleinerten Feststoffe mittels des durch das Trugermedium (Gasstrom) erzeugten Unterdruckes aus dem Vorratsraum 14 durch den Vakuumraum 3 in den Arbeitsraum 4 transportiert werden, wobei der Durchfluß des gasförmigen Trägermediums in Verbindung mit der Öffnungsgröße der Ringöffnung 7, gebildet durch die axial steuerbare Düsennadel 1, bestimmt wird.
• Es ist bekannt, zerkleinerte Feststoffe durch Wiegesysteme fein dosiert mittels Transporteinrichtungen verschiedenster Art in den entspIechenden Arbeitsraum zu transportieren. Grobdosierungen mittels Schnecke, Pneumatik sowie volumetrische Systeme sind ebenfalls bekannt.
• Das Wiegesysteme ist das genaueste, bekannte Feindosiersystem, jedoch nur in diskontinuierlicher Arbeitsfolge einsetzbar.
• Das Schnecken-Dosiersystem ist in der Größenordnung, sofern mehrere Tonnen pro Stunde gefördert und dosiert werden müssen, nicht mehr genau genug. Darüber hinaus ist der abrasive Verschleiß ein Kostenfaktor, der in Bezug auf die Betriebsstillstandszeiten beim Ersatzteilwechsel nicht unerheblich ist.
• Das Pneumatik-System ist fUr eine Feindosierung beim derzeitigen Stand der Technik von der geforderten Genauigkeit nicht einsetzbar. Es wird vorzugsweise für die grobe Vordosierung beim Wiegesystem verwendet.
• Das volumetrische System hat den Nachteil, daß es a) nicht kontinuierlich eingesetzt werden kann, b) daß Verdichtungen des Schüttgewichtes nicht zu vermeiden sind.
• Die Durchsatzgeschwindigkeit - bei den heute gestellten QualitäsansprUchen an die Dosiergenauigkeit und das Gemischverhaltnis -bei kontinuierlicher Arbeitsweise ergab bei der Prüfung der vorgenannten Systeme kein befriedigendes Ergebnis.
• Die im Nachgang beschriebene Feindosiereinheit hat den Vorteil, daß sie gegenüber den vorgenannten Dosiersystemen zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Feindosierung von körnigen und pulverisierten Feststoffen, vorzugsweise für brennbare und explosive Feststoffe eingesetzt werden kann.
• Durch die Konstruktion dieser Feindosiereinheit und die mögliche Materialauswahl und Dimensionierung wird ein Einsatz auch bei erhöhten Temperaturen möglich.
• Mit dieser Feindosiereinheit kann z. B. Mehl-,sowie andere Zuschlagstoffe für die Backwarenindustrie, im Durchfluß dosiert werden.
• In der chemischen Industrie können hochaktive Chemikalien mit dieser Feindosiereinheit ohne die Gefahr von Explosion eingesetzt werden. Darüber hinaus lassen sich in der Lackindustrie Farbstoffe der verschiedensten Art sowie Füllstoffe dosieren.
• DarUber hinaus besteht die Möglichkeit, diese Dosiereinheit für die verarbeitende Industrie von Kohlestaub bzw. für die Verbrennung von Kohlen- und Braunkohlenstaub in Feuerungsanlagen der verschiedensten Art einzusetzen.
• Ein weiterer Vorteil dieses Dosiersystems liegt darin, daß bei kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Dosierung ein gleichmäßiger Feststoff-Film in beliebiger Stärke und Form, z. B.
• Ring- oder Flachstrahlform, in den Arbeitsraum eingebracht wird.
• Die Feindosierung des körnigen und pulverförmigen Feststoffes erfolgt durch die Durchflußmenge eines gasförmigen Trägermediums.
• Durch die Veränderung der Durchflußmenge des gasförmigen Trägermediums ist es möglich, die zu dosierende Feststoffmenge zu verändern Eine zusätzliche Variante der Feindosierung ist durch die gesteuerte Einstellbarkeit der Ringöffnung 7 gewährleistet.
• Die axiale Verschiebung der Düsennadel 1 gegenüber dem Vakuumraum 3 ermöglicht, in Verbindung mit der im Steuerkopf 10 untergebrachten Steuerung den Querschnitt der Ringöffnung 7 und somit die erforderliche Durchsatzmenge (Feststoffe) zusätzlich zu versondern, vorzugsweise das Gemisch von gasförmigem Trägermedium-Feststoff zu bestimmen.
• Mit Arbeitsbeginn öffnet sich die Düsennadel 2 und das Schwingaggregat 13 lockert den zerkleinerten Feststoff im Vorratsraum bzw. der Rohrleitung 14 auf. Das gasförmige Trägermedium Uberströmt die noch geschlossene Düsennadel 1 und gelangt in den Arbeitsraum 3,in zeitlicher Folge verschiebt sich die DUsennadel 1 axial durch die automatische Steuerung und öffnet die Ringöffnung 7 bis zum vorgegebenen Fixierpunkt.
• Der körnige bzw. pulverförmige Feststoff gelangt feindosiert vom Vorratsraum bzw. Rohr leitung 14 durch das Steuerungsgehöuse 9 an der geöffneten Nadeldüse 2 vorbei in die Vakuumkammer und durch diese in den Arbeitsraum 4. Die GasaustrittsdUse 6 wird vorzugsweise aus dem Vakuumraum 3 und dem Arbeitsraum 4 (Brennraum) gebildet.
• Das gasförmige Trägermedium strömt durch den Gaseintritt S,aus der Gasaustrittsdüse 6 über die aerodynamisch geformte, bereits geöffnete Nadeldüse 1, wobei die aerodynamische Ausformung so ausgebildet ist, daß eine Luftbeschleunigung nach dem Coanda-Effekt bzw. Injektionsprinzip einen Unterdruck erzeugt, der die Feststoffe ansaugt und weitertransportiert.
• Die Bestimmung der Feststoffanteilmenge erfolgt durch das Zeitschaltwerk oder ein gesteuertes Gasdurchflußmengenmeßgerät.
• Nach Erreichen der bestimmten Feindosiermenge gibt der Steuerimpuls des Zeitschaltwerkes bzw. des Gasdurchflußmengenmeßgerötes Befehl an die Steuerung, die Düsennadel 2 zu schließen. Der Unterdruck saugt den Vakuumraum 3 leer. Der Gasstrom säubert die Düsennadel 1, sofern erforderlich, kühlt er auch dieselbe, wonach die DUsennadel 1 den Vakuumraum 3 verschließt und den Arbeitsgang beendet.
• Das Schwingaggregat 13 arbeitet, sofern Kurzintervall-Steuerung stattfindet, durch bzw. wird mit Schließung der Düsennadel 2 abgeschaltet. Die Reihenfolge der Steuerung ist jeweils vom betreffenden Arbeitsbereich abhängig.
• Das Steuergehäuse 9 ist an den Vorratsraum bzw. Rohrleitung 14 montiert, wobei das Übergabestück von 14 ca. 300 ausgestellt ist, damit eine Brückenbildung des Feststoffes über dem Schwingaggregat 13,vermieden wird.
• Das Schwingaggregat 13 ist auf den Steuerkopf 10 montiert und kann elektrisch oder pneumatisch betrieben werden. Bei pneumatischer Betätigung wird das Antriebsgas ganz oder teilweise in den Vorratsraum bzw. Rohrleitung 14 zur Fluidizazion abgeleitet.
• Die Steuerung der Düsennadeln 1 und 2 erfolgt unabhängig voneinander und wird im Steuerkopf 10 durch die Zuleitung der Steuerleitung 12, vorzugsweise durch den Steuerkopfhalter 11, geführt, entsprechend der Aufgabenstellung elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben.
• Der Vakuumraum 3 ist in der Auswahl des Materials und seiner Dimensionierung jeweils auf das Arbeitsgebiet abgestimmt und trennt den Arbeitsraum 4 von dem Vorratsraum bzw. Rohrleitung 14 durch die im Steuergehduse montierte DUsennadel 2 und am Kopf des Vakuumraumes 3 die Ringöffnung 7 verschließende DUsennadel 1.
• Die DUsennadeln 1 und 2 sowie der Arbeitsraum und das Steuergehuse sind entsprechend des Arbeitsgebietes aus den erforderlichen Materialien gefertigt und dimensioniert.
• Die aerodynamische Ausbildung,der Düsennadel 1 in Verbindung mit der GasaustrittsdUse 6 und der Ringöffnung 7, erzielt durch das sich bildende Luftpolster einen Schutzfilm, der die abrasive Wi -kung der Feststoffe mindert und eine gute Betriebsstandzeit gew.ihrleistet.
• Bei besonderen Arbeitsprozessen kann dem gasförmigen Trägermedium ein explosionshemmender gasförmiger Stoff zugegeben werden, bzw.
• ganz oder teilweise aus diesem bestehen.
• Bei hochexplosiven Feststoffen, z. B. Sprengstoff, Chemikalien oder Mehl, wird - wie bereits erwähnt - ein explosionshemmender Trägerstoff verwendet, z. B. Stickstoff, wobei dieses explosionshemmende gasförmige Trägermedium mittels Filter wieder aus dem Arbeitsraum 4 abgesaugt und im Kreislauf der Gaseintrittsdüse 5 zugeführt wird.
• Bei bestimmten chemischen Prozessen ist es erforderlich, das gasförmige Trägermedium durch ein für die Weiterverarbeitung erforderliches Gas zu ersetzen, wobei die Möglichkeiten der Feindosiereinheit zur Vormischung von Feststoffen mit Trägergasen genutzt werden.
• Bei besonderen Arbeitsprozessen kann dem gasförmigen Trägermedium ein leicht endzündbares Gas beigemengt werden, vorzugsweise im Bereich der Mischzone 15, z. B. bei Dosierung von Kohlestaub in eine Brennkammer, damit die Staubpartikel durch das Gasgemisch zu einer besseren Zündfolge angeregt werden. Das Beispiel bezieht sich nicht nur auf Kohlestaub, sondern kann auch auf andere brennbare Feststoffe übertragen werden, z. B. Holz und dergleichen.
• Bei Einsatz der Feindosiereinheit vorzugsweise für Feststoffbrenner wird der Arbeitsraum 4 in einem Teilbereich als Mischkammer 15 ausgebildet und daran anschließend befindet sich eine Zündanlage 17 Die für die Verbrennung benötigten Luft-Feststoff-Gasanteile oder verdüste Flüssigbrennstoffe, die ersatzweise durch die LeitstrahldUse 16 eingestrahlt werden, werden in der Zündzone zur Entzündung gebracht.
• Bei bestimmten Voraussetzungen ist es erforderlich, die Feststoffe aufzuheizen. Das geschieht derart, daß die gasförmigen Trägermedien erhitzt in die Gasaustrittsdüse 6 gelangen.
• Durch die Leitstrahidüse 16 ist es möglich, das Feststoff-Trägermedium-Gemisch ringförmig, gebündelt, verwirbelt oder föcherförmig in den Arbeitsraum bzw. Brennraum 4 einzuspeisen.
• Zeichnungsbeschreibung Die in der Zeichnung dargestellte Feindosiereinheit ist nicht maßstoblich und dimensionsgenau.
• Figur 1 Zeigt einen Querschnitt durch die Feindosiereinheit mit geschlossenen Düsennadeln 1 und 2, dem Vakuumraum 3, dem Arbeitsraum 4, den Gasanschluß 5 für das gasförmige Trägermedium, die Gasaustrittsdüse 6, die durch den Vakuumraum 3 und den Arbeitsraum 4 gebildet wird, die geschlossene Ringöffnung 7, das Sicherheitsventil 8, das Steuerungsgehöuse 9, den Steuerkopf 10, den Steuerkopfhalter 11, die Steuerleitung 12, das Schwingaggregatl3, den Vorratsraum bzw. die Rohrleitung 14 und die Luftleitstrahldüse 16.
• Figur 2 Zeigt ein Anwendungsbeispiel der Feindosiereinheit, wobei der Arbeitsraum 4 als Anschlußstück für einen Brennraum dient, mit geöffneten Düsennadeln 1 und 2 sowie geöffneter Ringdüse 7, den Teilbereich des Arbeitsraumes 4 ausgebildet als Misch- und Wirbelzone 15, die Luftgleitstrahidüse 16 umfunktioniert als EinspeisdUse fUr brennbares Gas bzw. verdüste brennbare Flüssigkeit und die Zündeinheit 17.

Claims (1)

1. Schutzansprüche Anspruchj'Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Feindosierung benötigte Feststoffmenge durch den Durchfluß des gasförmigen Trägermediums bestimmt wird.

   Anspruch 2 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Feindosierung benötigten körnigen und pulverförmigen Feststoffe durch den Durchfluß des gasförmigen Trägermediums in Verbindung mit der Ringöffnung 7 bestimmt wird.

   Anspruch 3 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumraum 3 den Arbeitsraum bzw. Brennraum 4 von dem Vorratsraum bzw. der Rohrleitung 14 trennt.

   Anspruch 4 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadeln 1 und 2 entsprechend der Aufgabenstellung des Arbeitsbereiches aus den dafür erforderlichen Materialien gefertigt und dimensioniert sind.

   Anspruch 5 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß dem gasförmigen Trägermedium leicht entzUndbare Gase beigemengt sind und dieselben im Bereich des Mischraumes 15 zugeführt werden.

   Anspruch 6 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen Trogermedien ganz oder teilweise aus explosionshemmenden Gasen bestehen.

   Anspruch 7 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen Trogermedien ganz oder teilweise aus den für die Weiterverarbeitung erforderlichen Gasen bestehen.

   Anspruch 8 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß durch die aerodynamische Ausbildung der DUsennadel 1 in Verbindung mit den anderen durchströmten Körpern das gasförmige Trägermedium einen Schutzfilm bildet, der den abrasiven Verschleiß vermindert.

   Schutzanspruche Anspruch 9 Feindosiereinheit fUr vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumraum vorzugsweise von zwei getrennt gesteuerten Düsennadeln 1 und 2 verschlossen wird.

   Anspruch 10 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumraum 3 explosivsicher den Arbeitsraum 4 vom Vorratsraum 14 bzw.

   dem Steuerungsgehduse 9 trennt und ein steuerbares Sicherheitsventil 8 eine Zwischenentspannung des Vakuumraumes gewährleistet.

   Anspruchll Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß dem Arbeitsraum 4 eine Mischkammer 15 zugeordnet ist, in die durch die Luftleitdüse 16 brennbare Gase bzw. verdüste brennbare Flüssigkeiten zu einem leicht entzündbaren Luft-Feststoff-Gasgemisch umgewandelt werden.

   Anspruchl2 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Fest stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe durch erhitzte gasförmige Trägermedien aufgeheizt werden.

   Anspruchl3 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die dosierten Feststoffe durch eine Luftleitstrahldüse 16 im Arbeitsraum ring- bzw. fächerförmig, gebündelt oder anders ausgeformt werden.

   Anspruchl4 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft-Feststoff-Gasgemisch im Arbeitsraum bzw. Brennraum 4 durch eine ZUndvorrichtung 17 entzUndet wird.

   Anspruch 15 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Fest stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Trägermedium nach dem Eintritt in den Arbeitsraum 4 vorzugsweise über Filter abgesaugt wird und in den Kreislauf zurUckkehrt.

   Anspruchl6 Feindosiereinheit für vorzugsweise brennbare bzw.

   explosive, körnige und pulverförmige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Schwingaggregat 13 benötigte Antriebsluft ganz oder teilweise zur Fluidization der Feststoffe im Vorratsraum bzw. der Rohrleitung 14 verwendet wird.