DE3433488C2

DE3433488C2 -

Info

Publication number: DE3433488C2
Application number: DE3433488A
Authority: DE
Inventors: Gyoergy Dipl.-Masch.-Ing. Vigyazo; Layos Dipl.-Masch.-Ing. Gancs; Laszlo Dipl.-Masch.-Ing. Angyan; Erno Dipl.-Masch.-Ing. Budapest Hu Harmath
Original assignee: EROEMUE- ES HALOZATTERVEZOE VALLALAT BUDAPEST HU
Current assignee: EROEMUE- ES HALOZATTERVEZOE VALLALAT BUDAPEST HU
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1984-09-12
Publication date: 1990-05-17
Also published as: FR2552542B1; IT8422882A0; IT1176841B; HUT34609A; AT385134B; IT8422882A1; HU188492B; FR2552542A1; ATA284284A; DE3433488A1; GB2148858A; GB2148858B; GB8423796D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen des Volumen durchsatzes von Pulvern und/oder Materialien mit einer Kornstruktur, welche mit Hilfe eines Gases fluidierbar sind, wobei die Meßeinrichtung eine Fluidierkammer aufweist und im Bereich des Bodens der Fluidierkammer ein Fühler zum Messen des Drucks im Fluid angeordnet ist.The invention relates to a device for measuring the volume throughput of powders and / or materials with a grain structure, which can be fluidized with the aid of a gas, the measuring device being a Has fluidizing chamber and in the area of the bottom of the fluidizing chamber Sensor for measuring the pressure in the fluid is arranged.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 26 36 642 bekannt. Bei dieser Einrichtung handelt es sich um die Regelung des Volumendurchsatzes von fluidisierten Partikeln, die zu diesem Zweck in eine Fluidierkammer einge bracht werden. In dieser Fluidierkammer wird im Bereich ihres Bodens durch einen Fühler der Druck im Fluid gemessen, aus dem dann ein Maß für das Niveau des in der Fluidierkammer befindlichen Fluids abgeleitet wird. Dabei wirkt sich eine Änderung der Dichte des Partikelmaterials als eine Änderung des Drucks im Fluid aus.Such a device is known from US-PS 26 36 642. At this The facility is concerned with the regulation of the volume throughput of fluidized particles that are inserted into a fluidizing chamber for this purpose be brought. In this fluidizing chamber is in the area of their bottom a sensor measured the pressure in the fluid, from which a measure of the Level of the fluid in the fluidizing chamber is derived. Here a change in the density of the particulate material acts as a change of the pressure in the fluid.

Es ist darüber hinaus aus der DE-OS 24 47 261 ein Durchflußmeßgerät für Flüssigkeiten bekannt, bei dem die Flüssigkeit in ein Gefäß eingelassen wird, in das ein Abflußrohr vertikal soweit hineinreicht, daß es stets von der in dem Gefäß enthaltenen Flüssigkeit umspült ist. Das Abflußrohr besitzt in vertikaler Anordnung mehrere Abflußlöcher, so daß je nach dem Niveau der Flüssigkeit in dem Gefäß sich eine entsprechend unterschiedliche Abflußmenge ergibt. Um ein Maß für das jeweilige Flüssigkeitsniveau in dem Gefäß zu erhalten, ist ein am Boden des Gefäßes angeordneter Fühler vorgesehen, der den Druck an dieser Stelle mißt.It is also from DE-OS 24 47 261 a flow meter for Known liquids, in which the liquid is let into a vessel, into which a drain pipe extends vertically so that it is always from the in the liquid contained in the vessel is washed. The drain pipe has in vertical arrangement several drain holes, so that depending on the level of Liquid in the vessel has a correspondingly different flow rate results. To measure the level of liquid in the vessel obtained, a sensor is provided on the bottom of the vessel, which measures the pressure at this point.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Messen des Volumendurch satzes von Pulvern und/oder Materialien mit einer Kornstruktur eine Einrich tung zu schaffen, bei der das Meßergebnis durch die Änderung der Dichte der betreffenden Materialien nicht beeinflußt wird. Erfindungsgemäß geschieht dies bei einer Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch, daß die Fluidierkammer mit mindestens einer Durchflußöffnung in einer Seitenwand, die in eine mit einem Austrittsstutzen ausgestattete Sammelkammer mündet, versehen ist und in der Fluidierkammer ein weiterer, an sich bekannter Fühler zum Messen des Fluidierniveaus als Maß für den Volumendurchsatz des Fluids durch die mindestens eine Durchflußöffnung angeordnet ist.The invention has for its object to measure the volume a set of powders and / or materials with a grain structure device to create, in which the measurement result by changing the density of the materials in question is not affected. Happens according to the invention this in a measuring device according to the preamble of claim 1 in that the fluidizing chamber with at least one flow opening in a side wall that is fitted with an outlet nozzle Collection chamber opens, is provided and in the fluidizing chamber another, sensor known per se for measuring the fluid level as a measure of the Volume flow rate of the fluid through the at least one flow opening is arranged.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung dienen beide Fühler der indirekten Bestimmung des Volumendurchsatzes, zum einen über den Druck des Fluidiergases, zum anderen über das Niveau in der Fluidierkammer. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die beiden voneinander unabhängigen Meßsignale vielseitig verwendet werden können. Beispielsweise kann das Signal des Niveaufühlers als IST-Signal für einen Durchflußregelkreis verwendet werden, während der Druckfühler eine Überwachungs- oder Sicherheitsfunktion hat. Es kann aber auch eines der beiden Meßsignale als Eingangssignal für eine Verhältnisregelung benutzt werden, mit der das Zusetzen eines sekundären Materials im richtigen Mengenverhältnis geregelt wird. Denkbar ist auch die Kombination der beiden unabhängigen Meßsignale zu einem einzigen, mit größerer Betriebssicherheit nutzbaren Meßsignal.In the solution according to the invention, both sensors serve as indirect sensors Determination of the volume throughput, on the one hand via the pressure of the Fluidizing gas, on the other hand via the level in the fluidizing chamber. These Solution has the advantage that the two independent measurement signals can be used in many ways. For example, the signal of the Level sensor can be used as an ACTUAL signal for a flow control loop, while the pressure sensor has a monitoring or safety function. But it can also be one of the two measurement signals as an input signal for one Ratio can be used with the addition of a secondary Material is regulated in the correct proportions. That is also conceivable Combination of the two independent measurement signals into a single, with greater operational safety usable measuring signal.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ein richtung ist die mindestens eine Durchflußöffnung parallel zur Schwerkraft vertikal oder beinahe vertikal übereinander an der Seitenwand der Fluidier kammer vorgesehen.According to an advantageous embodiment of the invention direction is the at least one flow opening parallel to gravity vertically or almost vertically one above the other on the side wall of the fluidizer chamber provided.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorzugsweise an der an die Seiten wand anschließenden Sammelkammer ein Riegel für das Regeln des Volumen- bzw. Massendurchsatzes mindestens eines sekundären Materials angeschlossen, der über eine an sich bekannte Signalverarbeitungsstufe und Steuereinheit mit dem Fühler gekoppelt ist.According to a further embodiment is preferably on the sides wall of the adjoining collecting chamber for the regulation of the volume or mass flow rate of at least one secondary material connected, via a known signal processing stage and Control unit is coupled to the sensor.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt vorzugsweise die Abführung des Fluidiergases über einen separaten Rohrstutzen.According to a further embodiment, the removal is preferably carried out of the fluidizing gas via a separate pipe socket.

Darüber hinaus kann vorteilhaft der am Boden angeordnete Fühler an die Zuführung für das Fluidiergas angeschlossen werden.In addition, the sensor arranged on the floor can advantageously be connected to the Feed for the fluidizing gas can be connected.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der lediglich zwei Ausführungsvarianten darstellenden Zeich nung näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on the character representing only two variants tion explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the device according to the invention and

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weiterentwickelte Aus führungsform der Einrichtung nach der Fig. 1. Fig. 2 shows a section through a further developed form from the guide device according to FIG. 1.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, weist die Einrichtung zum Messen und Regeln des Volumendurchsatzes von fluidierbaren Pulvern und/oder Materialien mit einer Kornstruktur einen Eintrittsstutzen 1 für den Volumen fluß eines primären Materials auf. Dieser Eintritts stutzen 1 ist im oberen Teil einer Fluidierkammer 2 der Einrichtung ausgebildet, während am unteren Teil der Fluidierkammer 2 eine Zuführung 3 für das Fluidiergas, beispielsweise für Luft, ausgebildet ist, über wel cher ein Fluidiereinsatz 4 angeordnet ist, der den vol len Querschnitt der Fluidierkammer 2 ausfüllt. Im dar gestellten Ausführungsbeispiel ist am oberen Teil der Fluidierkammer 2 ein Abführstutzen 5 für das Fluidier gas, also für die Luft, ausgebildet. An der Seitenwand der Fluidierkammer 2 sind Durchflußöffnungen 7 für das primäre Material vertikal angeordnet. Die Fluidierkammer 2 ist über den Durchflußöffnungen 7 mit einer Sammel kammer 8 verbunden, die an ihrem Boden einen Austritts stutzen 9 aufweist. In der Fluidierkammer 2 ist ein an sich bekannter Fühler 10 angeordnet, der das Niveau des primären Materials fühlt. Mit der Zuführung 3 für die Luft ist ein Fühler 11 gekoppelt, der den zum Niveau des primären Materials proportionalen Druck der Fluidierluft mißt. In der Ausführungsform der Einrichtung gemäß Fig. 2 ist ein weiterer Eintrittsstutzen 12 zum oberen Teil der Sammelkammer 8 über eine Regelvorrichtung, z. B. über einen Riegel 13 geführt, wobei der Eintrittsstutzen 12 mit einem nicht dargestellten Behälter für das/die/ sekundäre(n) Material/ien/ verbunden ist. Der Riegel 13 ist mit dem Fühler 10 bzw. dem Fühler 11 der Einrichtung über eine an sich bekannte Signalverarbeitungsstufe und eine Steuereinheit verbunden.As can be seen from FIG. 1, the device for measuring and regulating the volume throughput of fluidizable powders and / or materials with a grain structure has an inlet connection 1 for the volume flow of a primary material. This inlet port 1 is formed in the upper part of a fluidizing chamber 2 of the device, while at the lower part of the fluidizing chamber 2, a feed 3 for the fluidizing gas, for example for air, is formed, via which a fluidizing insert 4 is arranged, the vol len cross section the fluidizing chamber 2 fills. In the exemplary embodiment presented, a discharge nozzle 5 for the fluidizing gas, that is to say for the air, is formed on the upper part of the fluidizing chamber 2 . Flow openings 7 for the primary material are arranged vertically on the side wall of the fluidizing chamber 2 . The fluidizing chamber 2 is connected via the flow openings 7 to a collecting chamber 8 which has an outlet nozzle 9 at its bottom. In the fluidizing chamber 2 , a sensor 10 known per se is arranged, which senses the level of the primary material. A sensor 11 is coupled to the supply 3 for the air and measures the pressure of the fluidizing air which is proportional to the level of the primary material. In the embodiment of the device according to FIG. 2, a further inlet connection 12 to the upper part of the collecting chamber 8 is via a control device, for. B. guided over a bolt 13 , wherein the inlet connection 12 is connected to a container, not shown, for the / the / secondary material (s). The bolt 13 is connected to the sensor 10 or the sensor 11 of the device via a signal processing stage known per se and a control unit.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ein richtung kann mit den statischen und dynamischen Zustands funktionen eines Durchflußbehälters dargestellt werden. Bei konstant austretendem Volumenfluß und bei sich änderndem eintretenden Volumenfluß ändert sich das Niveau eines Behälters. Diese Änderung des Niveaus kann unmittelbar mit einem Fühler oder mittelbar durch Messen des Druckes des Fluidiergases ermittelt werden. Das Meß ergebnis gibt einerseits über den Momentanwert des Volumen flusses Informationen, andererseits einen unmittelbaren Regelimpuls für ein weiteres Organ zur Regelung des Vo lumenflusses oder des Massenflusses des sekundären Ma terials. Die Größe und die Zahl der Durchflußöffnungen sollen so bestimmt werden, daß die Gesamtheit der durch die Durchflußöffnungen 7 abhängig von der Höhe der fluidierten Materialsäule durchströmenden Volumenflüsse im Falle eines maximalen Volumenflusses dem fluidierten Volumenfluß des eintretenden primären Materialflusses entspricht. Das Niveau in der Fluidierkammer 2 oder der Druck der Fluidierluft definiert einen gegebenen primären Volumenfluß im stationären Zustand, dem ein oder mehrere Volumenflüsse zugeordnet werden können. Wenn der eintretende primäre Volumenfluß sich in positiver oder negativer Richtung verändert, kommen neue Durch flußöffnungen 7 in Betrieb oder bleiben unbenutzt. Das heißt, das fluidierte Materialniveau steigt oder fällt während einer Zeit gemäß einer aus der dynamischen Zustands funktion gebildeten Transientenfunktion, und nachdem das Niveau sich auf einen stationären Zustand wieder eingestellt ist, kön nen die sekundären Massenflüsse abhängig von der Niveau änderung proportional geregelt werden. Das Pulver, bzw. das Material mit einer Kornstruktur, das über den Ein trittsstutzen 1 der Einrichtung in die Fluidierkammer 2 gefördert wird, verhält sich wie eine Flüssigkeit während der Fluidierung in dem Schwerkraftfeld und fließt über die Durchflußöffnungen 7 entsprechend den Gesetzen der Hydraulik in dem Fall, wenn Fluidiergas, also Luft über die Zuführung unter dem Fluidiereinsatz 4 geleitet wird. Die Fluidierluft verläßt die Fluidierkammer 2 entweder über den Rohrstutzen 5 oder zusammen mit dem primären Material über die Durchflußöffnungen 7. Das primäre Ma terial verhält sich während der Fluidierung wie eine Flüssigkeit in der Fluidisierungskammer 2 in dem Schwer kraftfeld und fließt über die an der Seitenwand 6 aus gestalteten Durchflußöffnungen 7 mit einer Geschwindig keit, die proportional zur Quadratwurzel des vom Volu menfluß abhängigen Niveaus ist, in die Sammelkammer 8 und von dort über den Austrittsstutzen 9 hinaus. Das Niveau des primären Materials in der Fluidierkammer 2 wird mit dem Fühler 10 gemessen, und der ermittelte Wert ist zum jeweiligen Volumenfluß proportional. So kann der Volumenfluß bzw. dessen zeitliche Änderung mit Hilfe des Fühlers 10 kontinuierlich erfaßt werden. Das auf be liebige Weise ermittelte Meßergebnis des Niveaus des primären Fluidums gibt in Form elektrischer Signale Informationen über den Volumenfluß bzw. ermöglicht die Regelung eines oder mehrerer sekundärer Volumenflüsse derart, daß der über den weiteren Eintrittsstutzen 12 eintretende sekundäre Volumenfluß durch den Riegel 13 mit einem Steuersignal, das aus den elektrischen Meßsignalen gewonnen ist, ge regelt werden kann.The operation of the device according to the invention can be represented with the static and dynamic state functions of a flow container. When the volume flow constantly exits and the volume flow changes, the level of a container changes. This change in level can be determined directly with a sensor or indirectly by measuring the pressure of the fluidizing gas. The measurement result gives information on the one hand about the instantaneous value of the volume flow, and on the other hand an immediate control impulse for another organ for regulating the volume flow or the mass flow of the secondary material. The size and number of the flow openings should be determined so that the total of the volume flows flowing through the flow openings 7 depending on the height of the fluidized material column in the case of a maximum volume flow corresponds to the fluidized volume flow of the incoming primary material flow. The level in the fluidizing chamber 2 or the pressure of the fluidizing air defines a given primary volume flow in the stationary state, to which one or more volume flows can be assigned. If the incoming primary volume flow changes in a positive or negative direction, new flow openings 7 come into operation or remain unused. This means that the fluidized material level rises or falls during a time according to a transient function formed from the dynamic state function, and after the level is reset to a steady state, the secondary mass flows can be regulated proportionally depending on the level change. The powder, or the material with a grain structure, which is conveyed via the inlet connection 1 of the device into the fluidizing chamber 2 , behaves like a liquid during fluidization in the gravitational field and flows through the flow openings 7 in accordance with the laws of hydraulics in the Case when fluidizing gas, that is air, is passed through the feed under the fluidizing insert 4 . The fluidizing air leaves the fluidizing chamber 2 either via the pipe socket 5 or together with the primary material via the flow openings 7 . The primary Ma material behaves during the fluidization like a liquid in the fluidization chamber 2 in the heavy force field and flows over the on the side wall 6 made from flow openings 7 with a speed that is proportional to the square root of the volume-dependent level, in the collecting chamber 8 and from there beyond the outlet nozzle 9 . The level of the primary material in the fluidizing chamber 2 is measured with the sensor 10 , and the determined value is proportional to the respective volume flow. The volume flow or its change over time can thus be recorded continuously with the aid of the sensor 10 . The measurement result of the level of the primary fluid determined in any way gives in the form of electrical signals information about the volume flow or enables the regulation of one or more secondary volume flows in such a way that the secondary volume flow entering the further inlet connection 12 through the bolt 13 with a control signal , which is obtained from the electrical measurement signals, can be regulated ge.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie zum gleichzeitigen Messen und Regeln der Volumenflüsse von fluidierbaren festen und flüssigen Materialien geeignet ist. Die Zu führungen der sekundären Volumenflüsse können in der technologischen Förderkette der fluidierten Materialien auch getrennt von der Einrichtung ausgebildet bzw. an geordnet werden.An important advantage of the invention Setup is that they are for simultaneous Measuring and regulating the volume flows of fluidizable solid and liquid materials is suitable. The To guides of the secondary volume flows can in the technological conveyor chain of fluidized materials also trained separately from the facility be ordered.

Claims

1. Device for measuring the volume throughput of powders and / or materials with a grain structure which can be fluidized with the aid of a gas, the measuring device having a fluidizing chamber ( 2 ) and a sensor ( 11 ) in the area of the bottom of the fluidizing chamber ( 2 ) is arranged for measuring the pressure in the fluid, characterized in that the fluidizing chamber ( 2 ) is provided with at least one flow opening ( 7 ) in a side wall ( 6 ) which opens into a collecting chamber ( 8 ) equipped with an outlet connection ( 9 ) and a further sensor ( 10 ), known per se, for measuring the fluid level as a measure of the volume flow rate of the fluid through the at least one flow opening ( 7 ) is arranged in the fluidizing chamber ( 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the min least a flow opening ( 7 ) parallel to gravity vertically or almost vertically one above the other on the side wall ( 6 ) of the fluidizing chamber ( 2 ) is provided.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that on the side wall ( 6 ) adjoining collecting chamber ( 8 ) a bolt ( 13 ) for controlling the volume or mass flow rate of at least one secondary material is connected, which has a known signal processing stage and control unit is coupled to the sensor ( 10 ) and the sensor ( 11 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the removal of the fluidizing gas via a separate pipe socket ( 5 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor ( 11 ) to the feed ( 3 ) for the fluidizing gas is closed.