DE3338296C2 - Anordnung bei der Druckmessung in einem Druckbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Anordnung ist bekannt aus der DE-OS 28 00 268.

Zur Messung des Druckes in einem Behälter verwendet man nor­ malerweise ein Druckmeßgerät, das über eine Rohrleitung an den Behälter angeschlossen sein kann. Diese Rohrleitung kann in einigen Fällen lang sein, und sie wird in der Regel mit kleinem Querschnitt bemessen. Wenn das Druckmittel, z. B. ein Luft oder ein anderes Gas, in dem Behälter mit festem parti­ kelförmigem Material, z. B. Staub, vermischt ist, besteht die Gefahr, daß dieses feste Material in das zum Druckmeßgerät führende Rohr gelangt und dieses verstopft, so daß eine ge­ nau Messung nicht mehr gesichert ist. In bestimmten Fällen kann man dies mittels Filter oder Klappen verhindern. Dies ist jedoch nicht immer in zufriedenstellender Weise möglich, insbesondere dann nicht, wenn sich das Druckmittel in hefti­ ger Bewegung befindet oder eine hohe Temperatur hat.

Bei einem aus der Druckschrift "Measurement of pressure, fluidized bed level and density in the synthane pilot plant coal gasifier" von Bailey und Runnels, Juli 1977, wird bei der Verwendung von Druckmeßgeräten bei Wirbelbetten zur Ver­ meidung der Verstopfung der Meßleitungen kontinuierlich ein Strom aus Reinigungsgas durch die Meßleitungen in das Wir­ belbett geblasen. Dieses Reinhaltungsgas wird einer besonde­ ren Druckgasquelle hohen Druckes entnommen, und über eine komplizierte Regeleinrichtung wird für die Aufrechterhaltung eines konstanten Reinigungsgasstromes gesorgt.

In der US-PS 4 187 727 wird eine Extrudereinrichtung be­ schrieben zur Extrusion von Lebensmittel-Teigwaren. Bei ei­ ner solchen Anlage ist die Feststellung des Druckes in der Teigwarenmasse mit einem normalen Manometer grundsätzlich nicht möglich. Die Druckschrift beschreibt eine Einrichtung, mit der auch bei einer solchen Anlage der Druck der Teigwa­ renmasse gemessen werden kann. Die Druckschrift schlägt vor, einen Meßgasstrom, z. B. Luft, über eine Meßöffnung in die Teigwarenmasse hineinzupressen und an diese Gasleitung ein Druckmeßgerät anzuschließen. Hierbei ist es unverzichtbar, mittels einer aufwendigen Regelanordnung dafür zu sorgen, daß der in die Teigwarenmasse eingepreßte Gasstrom konstant ist und die Gasstromquelle konstanten Druck hat.

In beiden vorgenannten Fällen sind die Systeme kompliziert und teuer. Eine andere bekannte Methode besteht darin, die Meßrohre in zeitlichen Abständen periodisch sauberzublasen. Hierbei handelt es sich um eine sehr unsichere Methode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der eine Ver­ schmutzung des zum Druckmeßgerät führenden Rohres auf einfache Weise und ohne Verursachung eines großen Meßfehlers sicher verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merk­ male hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen genannt.

Die Erfindung basiert also auf einem kontinuierlichen Sau­ berblasen, wobei jedoch kein kompliziertes System zur Ver­ meidung von Meßfehlern erforderlich ist, sondern einfach an einer geeigneten Stelle der Anlage reines Druckmittel entnommen wird, welches in das Verbindungsrohr zwischen Druckmeßgerät und Druckbehälter eingeleitet wird.

Die Erfindung kann also bei Anlagen eingesetzt werden, bei denen dem Behälter ein reines Druckmittel von einer Druck­ mittelquelle zugeführt wird, während das feste Material auf andere Weise in den Behälter gelangt. Solche Verhältnis­ se liegen beispielsweise vor bei einer Wirbelbettbrennkam­ mer, die unter Druck arbeitet, oder in einem Transportsystem, bei dem festes Material von strömender Luft oder Flüssigkeit transportiert wird. In solchen Fällen ist die Anwendung der Erfindung oft außerordentlich einfach.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 das Wirkungsprinzip der Erfindung,

Fig. 2 die Anwendung der Erfindung bei einer unter Druck arbeitenden Wirbelbettbrennkammer,

Fig. 3 die Anwendung der Erfindung bei einer mit annähernd Atmosphärendruck arbeitenden Wirbelbettbrennkam­ mer,

Fig. 4 die Anwendung der Erfindung bei einem von einem Strömungsmedium getragenen Transportsystem.

In der prinzipiellen Darstellung der Erfindung in Fig. 1 wird einem Druckbehälter 1 über eine Leitung 5 durch eine Pumpe oder ein Kompressor 2 ein Druckmittel zugeführt. Der Druck im Behälter wird durch ein Druckmeßgerät 3 gemessen, bei dem es sich um ein Manometer oder dergl. handeln kann und daß über ein Rohr 4 an den Druckbehälter 1 angeschlos­ sen ist. Das Rohr 4 hat normalerweise einen recht kleinen Durchmesser. In dem Behälter befindet sich außer dem Druck­ mittel auch festes Material in Form von Staub oder Pulver. Druckmittel und Material, das in dem Behälter be­ handelt oder verbraucht worden ist, wird über eine Leitung 6 aus dem Behälter abgeführt.

Um zu vermeiden, daß das feste Material in dem Rohr 4 hoch­ geschleudert wird und dieses verstopft, wodurch das Druck­ meßgerät 3 außer Funktion gesetzt werden würde, wird Druck­ mittel der Leitung 5 über die Leitung 7 entnommen und dem Rohr 4 in einem gewissen Abstand von der Anschlußstelle an den Druckbehälter 1 zugeführt. Die Leitung 7 wird an einer solchen Stelle an die Leitung 5 angeschlossen, daß der Druck des Druckmittels, das dem Rohr 4 über die Leitung 7 zugeführt wird, größer als der Druck im Behälter ist. Dieser Über­ druck soll nicht größer sein, als es notwendig ist, um das feste Material vom Eindringen in das Rohr 4 fortzuhalten. Auf diese Weise können Meßfehler aufgrund des zugeführten Mittels in angemessenen Grenzen gehalten werden. Eventuell kann man den Meßfehler bei verschiedenen Drücken durch Ex­ perimente feststellen. Ebenfalls ist es möglich, durch Varia­ tion der Anschlußstellen für die Enden der Leitung 7 eine zweckmäßige Strömung in dieser Leitung zu finden. Die in den Figuren dargestellten Drosselstellen 8 und 9 in den Leitungen 5 und 7 haben nur symbolischen Charakter. Die Drosselstelle 8 soll den Strömungswiderstand in der Leitung 5 symbolisieren, und die Drosselstelle 9 symbolisiert, daß die Bemessung und Plazierung der Leitung 7 unter Berücksichtigung des Druckes und der Durchströmung in der Leitung 5 geschehen muß. Auch muß der Abstand der Anschlußstelle der Leitung 7 an das Rohr 4 von der Anschlußstelle des Rohres 4 an den Behälter 1 so gewählt werden, daß ein Eindringen von Staub oder Schlamm in das Rohr mit Sicherheit vermieden wird. Versuche haben ergeben, daß dieser Abstand ungefähr 20mal so groß sein muß wie der Innen­ durchmesser des Rohres.

Wie aus dem nachstehenden Text hervorgeht, ist es in der Praxis ziemlich leicht - meistens genügt ein Studium der kon­ kreten Anlage - zu bestimmen, wie die Leitung 7 verlegt oder ausgeführt werden muß.

Man sieht, daß die Durchströmung der Leitung 7 aufhört, wenn die Pumpe oder der Kompressor 2 gestoppt wird. Dies bedeutet jedoch im allgemeinen, daß sich das Mittel und das Material im Behälter beruhigen, so daß die Gefahr einer Verstopfung des Rohres 4 minimal wird.

Fig. 2 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel für die An­ ordnung gemäß der Erfindung. Der Behälter 1 besteht aus einer Wirbelbettbrennkammer, der von einem Kompressor 2 über die Leitung 2′ unter Druck stehende Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Brennkammer ist von einem Druckgefäß 10 umgeben. Dieses Druckgefäß entspricht somit einem Teil der in Figur dargestellten Leitung 5. Die Druckluft gelangt durch den per­ forierten Boden 11, der der Drosselstelle 8 in Fig. 1 ent­ spricht, in den unteren Teil der Brennkammer. Die Rauchgase werden durch das Abgasrohr 6 aus der Brennkammer abgeführt. Das Druckmeßgerät 3 kann in die sein Falle sowohl zum Messen des Gesamtdruckes wie zum Messen des Druckabfalls im Wirbel­ bett 12 der Brennkammer verwendet werden. Es ist daher über zwei Rohre 4a und 4b an die Brennkammer angeschlossen. Diese Rohre verlaufen durch den Raum 13 zwischen dem Druckgefäß 10 und der Brennkammer 1. Um die Rohre sauber zu halten, sind einfach seitliche Löcher in den Rohren vorgesehen, so daß Druckluft aus dem Druckgefäß in den unteren Teil der Rohre geblasen wird. Diese Löcher sind durch die Pfeile 7a und 7b angedeutet. Sie entsprechen dem Rohr 7 in Fig. 1, und der durch ihre Größe bestimmte Strömungswiderstand entspricht der Drosselstelle 9 in Fig. 1. Größe und Plazierung dieser Lö­ cher (7a, 7b) sind so zu wählen, daß das erstrebte Sauber­ blasen der Rohre 4a, 4b keinen allzu großen Meßfehler verur­ sacht. Man erkennt, daß die Anwendung der Erfindung in diesem Falle außerordentlich einfach ist.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung in einer Anlage mit einer Wirbelbettbrennkammer, die annähernd mit Atmosphä­ rendruck arbeitet. Der Kompressor 2 speist eine Luftvertei­ lungskammer 14, die unter dem perforierten Boden 11 der ein Wirbelbett 12 enthaltenden Brennkammer 1 angeordnet ist. Die Anschlußrohre 4a und 4b des Druckmeßgerätes stehen über je ein Verbindungsrohr 15a bzw. 15b, deren Drosselwirkungen symbolisch durch die Drosselstellen 16a und 16b dargestellt sind, mit der Luftverteilerkammer in Verbindung. Auch bei dieser Anordnung erfolgt die Sauberhaltung der Meßleitungen durch außerordentlich einfache Anordnungen.

Fig. 4 zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung, nämlich in einer Anlage, in der festes Material mit Hilfe eines Druckmittels transportiert wird, z. B. der Transport von zerkleinertem Brennstoff durch Druckluft.

In diesem Fall besteht der Druckbehälter (1) einfach aus dem Rohr 17, durch welches der Transport erfolgt. Das feste Material kommt aus dem Pulverbehälter 18 und wird bei­ spielsweise mit Hilfe einer rotierenden Speisevorrichtung 19 dem Rohr 17 zugeführt. Die Leitung 5 vom Kompressor 2 reicht bis zu dem Punkt, wo das feste Material eingespeist wird, und das Rohr 17, durch das die Mischung strömt, entspricht dem Druckbehälter 1 in Fig. 1, der sich in dem Ableitungsrohr 6 fortsetzt. Mit Hilfe des Druckmeßgerätes 3 und dessen Verbin­ dung 4 - eventuell mehrerer solcher Verbindungen - kann der Druck im Rohr 17 an einer oder mehreren Stellen gemessen wer­ den. Mit Hilfe des Rohres 7 wird der Leitung 5 Druckmittel entnommen und dem Rohr 4 zugeführt. Die Drosselstellen 8 und 9 symbolisieren auch hier die Abmessungen und den Widerstand in den Rohren 5 und 7.

Claims (5)

1. Anordnung bei der Druckmessung in einem Druckbehälter (1), der ein gasförmiges Druckmittel enthält, das dem Druck­ behälter von einer Druckquelle (2) in reinem Zustand zuge­ führt wird, wobei ein Druckmeßgerät (3) über ein Rohr (4) an den Druckbehälter angeschlossen ist, und das Druckmittel im Druckbehälter mit festem Partikelmaterial gemischt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des reinen Druckmittels von der Druckquelle (2) dem Rohr (4) nahe seinem Anschluß an den Druckbehälter (1) mit einem Druck zugeführt wird, der den Druck im Druckbehälter um ein solches Maß übersteigt, daß das Rohr (4) zum Druckmeßgerät frei von dem im Druckbehälter befindlichen festen Material gehalten wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Druckbehälter (1) eine unter Druck arbeitende Wirbelbettbrennkammer ist, die in einem Druckgefäß (10) untergebracht ist, wobei der Raum (13) zwischen der Wirbelbettbrennkammer (1) und dem Druckgefäß (10) an eine reine Druckluft liefernde Druckluft­ quelle (2) angeschlossen ist und Einrichtungen (11) vorhan­ den sind, über die Druckluft aus dem Raum (13) in die Wir­ belbettbrennkammer strömt und dort das Bettmaterial fluidi­ siert, während das Rohr (4a, 4b) zum Anschluß des Druckmeßgerä­ tes (3) an die Wirbelbettbrennkammer den Raum (13) zwischen der Wirbelbettbrennkammer (1) und dem Druckgefäß (10) pas­ siert, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4a, 4b) in dem Abschnitt, der in dem Raum (13) liegt, mit einem Loch (7a, 7b) oder mehreren Löchern versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (7a, 7b) oder die Löcher im Rohr (4a, 4b) in einem Abstand von der Brennkammer (1) angeordnet sind, der ungefähr 20 mal so groß wie der Innendurchmesser des Rohres (4a, 4b) ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, bei der einer bei annähernd Atmosphärendruck arbeitenden Wirbelbettbrennkammer Verbren­ nungsluft über eine Luftverteilungskammer (14) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Luft dem Rohr (4) über die Leitung (15a, 15b) zugeführt wird., welche das Rohr (4) mit der Luftverteilungskammer (14) verbindet.

5. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Druckbehälter (1) aus einem Transportrohr (17) zum druckluftgetragenen Trans­ port von festem Material, wie z. B. festem, zerkleinerten Brennstoff, besteht, wobei die Luft am Anfang des Transport­ rohres zugeführt wird, während das feste Material seitlich in das Transportrohr eingeleitet wird, und wobei das Druck­ meßgerät (3) stromabwärts der Einleitungsstelle für das feste Material an das Transportrohr angeschlossen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß stromaufwärts der Einleitungsstelle für das feste Material eine Leitung (7) an das Transportrohr angeschlossen ist, die mit ihrem anderen Ende an das Rohr (4) zwischen dem Druckmeßgerät und dem Transportrohr (17) ange­ schlossen ist.