DE3781076T2

DE3781076T2 - Durchflussmengensteuerung eines pulverfoermigen materials und vorrichtung dafuer.

Info

Publication number: DE3781076T2
Application number: DE8787308304T
Authority: DE
Inventors: Roland Clift; Mojtaba Ghadiri
Original assignee: University of Surrey
Current assignee: University of Surrey
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2007-09-19
Also published as: DE3781076D1; GB8622571D0; EP0260995B1; EP0260995A2; EP0260995A3; ATE79361T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung des Durchflusses von partikelförmigem Material und sieht sowohl ein neues Konzept als auch eine neue Vorrichtung für diesen Zweck vor.
In vielen Verfahren, die sich mit Partikeln oder Körnern befassen, hat die Übertragung von Material zwischen verschiedenen Stellen oft mit einer zuvor festgelegten Rate stattzufinden. Unter solchen Umständen ist die Regulierung und Steuerung des Durchflusses eine wichtige Stufe bei der Herstellung und Bearbeitung von solchen Materialien. Derzeit wird dies durch mechanische Mittel, wie zum Beispiel durch eine Förderschnecke, oder durch ein sich drehendes Zellenrad erreicht, bei dem das Material mit einer von der Winkelgeschwindigkeit der Schnecke oder des Rades abhängenden Rate übertragen wird. Trotz deren allgemeinen Gebrauchs in der Industrie zur Steuerung und Regulierung des Durchflusses von körnigem Material haben diese Vorrichtungen schwerwiegende Nachteile, die von diesen anhaftenden Merkmalen bezüglich deren Konstruktion und Arbeitsweise herrühren. So verursacht zum Beispiel die Drehung der Schnecke gegenüber der stationären Trommel Abnutzungen, wenn feine Körner bearbeitet werden und Abtragungen, wenn harte und scheuernde Materialien bearbeitet werden. Desweiteren ist die Dichtung auf der Schraubenwelle, die das System von der sie umgebenden Umwelt trennt, ein empfindliches Bauteil, das leicht beschädigt werden kann, wenn staubige Materialien, insbesondere bei erhöhtem Druck bearbeitet werden. Trotz dieser Nachteile gibt es derzeit jedoch keine lebensfähige Alternative.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die selbe, oben beschriebene Aufgabe erfolgreich ausführt, aber auf eine ganz andere Art. Sie hat keine beweglichen Teile und kann an entsprechender Stelle ohne externe mechanische Verbindungen angebracht werden, so daß sie durch die oben erörterten Probleme nicht beeinträchtigt ist. Sie kann auch einfach bei erhöhten Temperaturen und Druckverhältnissen betrieben werden. Desweiteren sind ihre Anschaffungs- und Betriebskosten im Vergleich zu den Kosten von Zellenrädern sehr gering.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß in Abhängigkeit von bestimmten Faktoren ein elektrostatisches Feld an die dichte Phase einer Strömung eines partikelförmigen Materials derart angelegt werden kann, daß dessen Strömungsrate gesteuert werden kann. Tatsächlich benutzt die Erfindung ein elektrostatisches Feld, um Gravitationskräften, aus Fluidendruck resultierenden Kräften oder anderen Kräften entgegenzuwirken und um dadurch die Strömung der Partikel zu beeinflussen. Dieses Ergebnis wurde grundsätzlich durch die Erkenntnis erreicht, daß, um eine entsprechende Durchflußsteuerung der Partikel durch einen Strömungskanal zu ermöglich, die räumliche Gestaltung der Elektroden, die das elektrostatische Feld bilden, entscheidend ist. Es ist wesentlich, daß eine stromaufwärts gelegene Elektrode vorgesehen ist, die die Strömung der Partikel in ihrer dichten Phase in einem Ausmaß nicht blockiert, welches die Strömung in dem Raum zwischen den Elektroden in eine Form der dünnen Phase umwandeln würde und somit ein kontinuierlicher Kontakt zwischen den Partikeln verlorengehen würde, und daß eine stromabwärts gelegene Elektrode vorgesehen ist, welche einen Partikelstrom hemmt, jedoch bei Nichtvorhandensein jeglichen elektrischen Feldes nicht wesentlich behindert und welche darin eine Öffnungsgröße besitzt, derart, daß es möglich ist, die Strömung durch Anlegen eines geeignet hohen elektrischen Feldes schließlich zu stoppen. Es wird desweiteren bevorzugt, daß jeder durchfließende Partikel auf seinem Strömungsweg nur zwei Elektroden passiert. Die empfohlenen räumlichen Gestaltungen der Elektroden, die nachstehend beschrieben sind, pflegen durch die Eigenschaft deren Anordnung elektrische Feldlinien hervorzubringen, die mit der Fließrichtung des partikelförmigen Materials einen Winkel bilden. Diese Anordnung bereitet einen breiteren Bereich von steuerbaren Strömungsraten, als wenn das Feld parallel zu der Strömungsrichtung anliegt, obwohl die letztere Möglichkeit nicht ausgeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis dieser verschiedenen wichtigen Faktoren zugrunde, die als Ergebnis auf die Prüfung von vielen verschiedenen möglichen Elektrodenstrukturen zurückzuführen ist.
Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses von partikelförmigem Material vor, mit einem Strömungskanal, durch welchen das Material fließt und welcher in seinem Innenraum eine stromaufwärts gelegene Elektrode und stromabwärts gelegene Elektrode aufweist, um im Strömungsweg des Materials ein elektrisches Feld zu erzeugen, wobei die stromabwärts gelegene Elektrode eine komplexere Struktur hat als die stromaufwärts gelegene, die den Innenraum begrenzende innere Oberfläche des Strömungskanals im Bereich der Elektroden im wesentlichen dielektrischer Natur ist und die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden der Art ist, daß der Partikelstrom an der stromabwärts gelegenen Elektrode vorbei durch Anlegung des elektrischen Feldes gehemmt werden kann und der Strom an der stromaufwärts gelegenen Elektrode vorbei nicht wesentlich durch die stromaufwärts gelegene Elektrode behindert wird, so daß ein Übergang von einer dichten Phase zu einer dünnen Phase der Strömung vermieden wird und dadurch der Kontakt zwischen den Partikeln sowie der Partikelel-Elektrode Kontakt aufrechterhalten werden.
Mit einer "komplexeren" Struktur der Elektrode, wie es hier gebraucht ist, ist eine Struktur gemeint, bei der die Anzahl der bestandteilbildenden Elemente bei gleicher Einheitsquerschnittsfläche des Strömungskanals größer ist.
Da die Elektroden, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden, relativ einfache Strukturen sind und aus preiswertem Material hergestellt werden können, ist es möglich, die Vorrichtung auf einer modularen Basis aufzubauen, so daß die Elektroden in regelmäßigen Intervallen ersetzt werden können. Es ist ebenso möglich, die Elektrodenelemente aus metallischen Bauteilen zu errichten, die sich nicht leicht abnutzen.
Bei Benutzung der oben genannten Vorrichtung kann der Partikelstrom durch Manipulieren des elektrischen Feldes reguliert werden. Die Steuerung des elektrischen Feldes kann mittels einer externen Hochspannungseinheit erreicht werden, die das elektrostatische Potential zwischen den Elektroden erzeugt. Die Durchflußsteuerung durch Manipulation des Feldes kann auf eine der im folgenden beschriebenen Arten erreicht werden. Wird eine kontinuierliche Gleichspannungsquelle verwendet, dann kann die Spannung anforderungsgemäß verändert werden. Wird eine komplexere Wellenfunktion benutzt, dann kann die Frequenz, Impulsbreite oder/und Amplitude der Welle verändert werden, um den Partikelstrom zu steuern. Die Funktion dieser beiden Arten von Feldern wird später erörtert.
Die vorliegende Erfindung kann mit beiden, ihren methodischen und vorrichtungsbezogenen Aspekten, auf jegliches aus Partikeln bestehendes oder körniges Material angewandt werden, das weder zu sehr leitend ist und somit übermäßig hohe Ströme zieht, noch zu wenig leitfähig ist und somit derart niedrige Ströme zieht, daß sich nur eine unzureichende Wirkung auf die Strömung ergibt. Die meisten körnigen Materialien, außer Metallstaub, haben für die Anwendung geeignete Eigenschaften. Für halbleitende Materialien scheint das pulsierende Feld geeigneter zu sein, da der Stromverbrauch für ein kontinuierliches Feld hoch sein könnte und somit beachtliche Wärme erzeugt oder wo es nicht möglich wäre, ein kontinuierliches Feld aufrechtzuerhalten.
Im allgemeinen werden in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Elektrodenpaar verwendet. Jedoch, wie später offenbart werden wird, kann die stromabwärts gelegene Elektrode des Paares durch eine Elektrodenanordnung, die mehrere einzelne Elektrodenelemente enthält, gebildet sein. In einer solchen Anordnung sollte die räumliche Gestaltung vorzugsweise so sein, daß jeder Partikel der durch den Strömungskanal fließt, auf seinem Strömungsweg nur durch zwei Elektrodenelemente gelangt. Obwohl die räumliche Gestaltung weit variieren kann, wurde für die stromaufwärts gelegene Elektrodenstruktur nur ein einfaches Elektrodenelement verwendet.
Normalerweise bestehen die Elektroden aus einem Paar von Elektrodengeflechten oder Drahtanordnungen, die sich über den Innenraum des Strömungskanals erstreckend im wesentlichen parallel zueinander angebracht sind. In solch einer Anordnung sind die Elektroden üblicherweise im wesentlichen lotrecht zu der Fließrichtung des partikelförmigen Materials angebracht. Jedoch können die Elektroden im Hinblick auf die Fließrichtung auch unter einem Winkel angeordnet sein und die Erfindung schließt solche Anordnungen mit ein.
Die stromaufwärts gelegene Elektrode kann auch die Form von einer Anzahl von Drähten oder einem Geflecht oder einem Gitter haben, wobei in jedem der Fälle die Elektrode sich über den Innenraum des Strömungskanals vollständig erstreckt. Als Alternative könnte die stromaufwärts gelegene Elektrode ganz einfach aus einem oder mehreren Vorsprüngen oder Drähten, die in dem Innenraum des Strömungskanals hineinragen, aber sich nicht vollständig über den Innenraum erstrecken, bestehen. Für die stromaufwärts gelegene Elektrode besteht ebenso die Möglichkeit, die Form eines Rings oder Flansches oder eines mechanischen Äquivalenz davon zu besitzen. Es ist wichtig, daß die stromaufwärts gelegene Elektrode ein minimales Hindernis für den Materialfluß darstellen soll, um eine Trennung der Partikel und eine nachfolgende Umwandlung der Strömung in eine Form der dünnen Phase zu verhindern. So wird es sehr bevorzugt, wenn die stromaufwärts gelegene Elektrode mit der Form einer relativ dünnen Drahtstruktur, die große Öffnungen darin enthält, ausgestattet ist. In der Praxis sollte die Größe solcher Öffnungen vorzugsweise nicht viel kleiner sein als ungefähr ein Fünftel der größten Querschnittsausdehnung (Durchmesser in dem Fall eines zylindrischen Strömungskanals) des Strömungskanals.
Die stromabwärts gelegene Elektrode kann die Form eines Geflechtes oder Gitters, das über den Innenraum des Strömungskanals verteilt angebracht ist, aufweisen, wobei die Anordnung der einzelnen Drähte eines solchen Geflechtes oder Gitters üblicherweise im wesentlichen komplexer sind und dazwischen kleinere Öffnungen aufweisen als in dem Fall der stromaufwärts gelegenen Elektrode. Die Öffnungen können im wesentlichen einheitlich oder uneinheitlich sein, oder verschiedene Bereiche können für einheitliche und uneinheitliche Öffnungen abhängig von der exakten Anwendung der Vorrichtung gewählt werden. Es ist ebenso möglich, eine stromabwärts gelegene Elektrode in der Form eines Geflechtes oder Gitters mit getrennten Bereichen vorzusehen, die elektrisch isoliert voneinander sind und welche auf verschiedenen Potentialniveaus, in bezug auf das Potential der stromaufwärts gelegenen Elektrode, gesetzt werden können. Dies ermöglicht eine genauere Steuerung des partikelförmigen Materialflusses durch die Vorrichtung. Im Gegensatz zu der stromaufwärts gelegenen Elektrode ist es ebenso möglich, die stromabwärts gelegene Elektrode in der Form einer Anzahl von unterschiedlichen Elementen auszubilden, die mit Bezug auf die stromaufwärts gelegene Elektrode in in Längsrichtung unterschiedlichen Abständen entlang des Strömungskanals angebracht sind, wenn sichergestellt ist, daß ein Partikel, der auf einem im wesentlichen zu der Längsachse des Strömungskanals parallelen Pfad wandert immer nur durch zwei Elektrodenelemente, zum Beispiel einem stromaufwärts gelegenen Elektrodenelement und danach einem stromabwärts gelegenen Elektrodenelement gelangt.
Öffnungen in der stromabwärts gelegenen Elektrodenstruktur sollten groß genug sein, den Partikelstrom in Abwesenheit eines elektrischen Feldes nicht zu behindern, aber nicht so groß, als daß ein Hemmen des Materialflusses bei Anlegen eines elektrischen Feldes unmöglich gemacht wird. Hält man sich vor Augen, daß die meisten partikelförmigen Materialien eine Vielfalt von Partikelgrößen darin aufweisen, ist die minimale Geflecht- oder Gittergröße für die stromabwärts gelegene Elektrode sehr von der Partikelgrößenverteilung abhängig und dieses Minimum sollte nicht kleiner sein als ungefähr der dreifache Durchmesser des größten Partikels, der sich in dem Materialfluß befindet. Desweiteren hängt die Auswahl der Geflecht- oder Gittergröße für die stromabwärts gelegene Elektrode zum Teil von der elektrischen Leitfähigkeit des Materials, das fließt, und der Art des angelegten elektrischen Feldes ab.
Eine Geflechtgröße von typischerweise um die zehn bis fünfzehn Partikeldurchmesser kann einen zufriedenstellenden Betrieb für die meisten Arten von partikelförmigem Material bei einer Feldstärke von ungefähr 800 kVm&supmin;¹ bereiten. Im Gegensatz dazu ist eine befriedigende Öffnungsgröße für die stromaufwärts gelegene Elektrode üblicherweise größer als ungefähr 20 bis 30 Partikeldurchmesser.
Stromabwärts gelegene Elektroden mit uneinheitlichen Öffnungsgrößen sollten im allgemeinen einen breiteren Strömungsbereich gestatten. Die Erweiterung der Uneinheitlichkeit auf den Gedanken der elektrischen Uneinheitlichkeit, und zwar durch Teilen der stromabwärts gelegenen Elektroden in verschiedene voneinander isolierte Bereiche, wobei jede ihr eigenes Geflecht oder Gitterbereich und eine entsprechende Hochspannungsversorgung besitzt, ermöglicht es, das Potential zwischen der stromaufwärts gelegenen Elektrode und jedem dieser Bereiche auf ein ausgewähltes und voneinander abweichendes Niveau zu legen. Dies kann ein Bereitstellen einer Feinabstimmung der Durchflußsteuerung wesentlich unterstützen.
Die Entfernung zwischen stromaufwärts gelegenen und stromabwärts gelegenen Elektroden ist abhängig von dem angelegten elektrischen Potential, der Leitfähigkeit des durchfließenden Materials und der notwendigen Einheitlichkeit des Feldes zwischen den Elektroden. Zur Veranschaulichung kann bei einem Elektrodenabstand von ungefähr 35 mm ein Potential so hoch wie ungefähr 30 kV angelegt werden, ohne wiederholtes Zusammenbrechen des Feldes. Bei Verwendung von Kohle oder Sand als partikelförmiges Material und mit einem Elektrodenabstand dieser Art sind Potentialunterschiede größer als 25 kV als nicht notwendig ermittelt worden.
Wie oben erwähnt, schließt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Durchflusses von partikelförmigem Material ein, bei welchem man dieses durch einen Strömungskanal fließen läßt, in dessen Innenraum sich eine stromaufwärts gelegene Elektrode und eine stromabwärts gelegene Elektrode befinden, welche ein kontinuierliches oder pulsierendes elektrisches Gleichspannungsfeld auf dem Strömungsweg des Materials erzeugen, wobei die stromabwärts gelegene Elektrode eine komplexere Struktur hat, als die stromaufwärts gelegene Elektrode, die den Innenraum begrenzende innere Oberfläche des Strömungskanals im Bereich der Elektroden im wesentlichen dielektrischer Natur ist und die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden derart ist, daß der Partikelstrom an der stromabwärts gelegenen Elektrode vorbei durch Anlegung des elektrischen Feldes gehemmt werden kann und der Strom von der stromaufwärts gelegenen Elektrode hierbei nicht wesentlich durch die stromaufwärts gelegene Elektrode behindert wird, so daß ein Übergang von einer dichten Phase zu einer dünnen Phase der Strömung vermieden wird und dadurch der Kontakt zwischen den Partikeln sowie der Partikel-Elektrode Kontakt aufrechterhalten werden, und bei welchem man die Stärke des elektrischen Feldes (im Falle eines kontinuierlichen Feldes) oder seine Frequenz, Impulsbreite oder Amplitude (im Falle eines pulsierenden Feldes) soweit erforderlich ändert, um die gewünschte Steuerung des Durchflusses zu erreichen.
Jeder Partikel des Materials gelangt auf seinem Strömungsweg vorzugsweise nur durch zwei Elektroden.
Es wird auch bevorzugt, daß die Kraftlinien des elektrischen Feldes zwischen Elektroden errichtet werden, die mit dem Partikelstrom einen Winkel bilden.
Es ist wesentlich in der vorliegenden Erfindung zwischen einer Durchflußsteuerung (welche das Anliegen der Erfindung ist) und einer Fähigkeit zu unterscheiden, ein angelegtes elektrisches Feld lediglich zu einer gesamten Unterdrückung eines Materialflusses zu verwenden oder ein partikelförmiges Material in einem bestimmten Bereich einer Vorrichtung einzuschließen. Die Durchflußsteuerung als solche zeigt ganz neue Probleme auf und hatte ein neues Elektrodendesign zur Folge, welches das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist und von welchem nachstehend viele Beispiele beschrieben werden.
Die Erfindung wird nun anhand von zugehörigen Zeichnungen weiter beschrieben und veranschaulicht. Es stellen dar:
Fig. 1 zeigt in schematischer Anordnung die wesentlichen Bestandteile der bevorzugten Elektrodenanordnung für die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine alternative Elektrodenanordnung für die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine Anzahl von möglichen stromaufwärts gelegenen Elektrodenanordnungen für eine Benutzung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt eine Anzahl von möglichen stromabwärts gelegenen Elektrodenanordnungen für eine Benutzung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine Elektrodenanordnung, die in verschiedenen Tests der vorliegenden Erfindung benutzt wurde und von welcher man ermittelt hat, daß sie gut funktioniert;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Vorrichtungsaufbaus, der beim Testen der vorliegenden Erfindung benutzt wurde;
Fig. 7, 8 und 9 gibt die Ergebnisse der zuvor erwähnten Tests wieder; und
Fig. 10 ist eine Darstellung einer Elektrodenanordnung, die nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung ist und welche nicht in Übereinstimmung mit der Erfindung betrieben werden kann (angegeben nur für vergleichende Zwecke).
Zuerst sich auf Fig. 1 beziehend, beinhaltet ein Strömungskanal 1 Elektroden 2 und 3 über dessen Innenraum 4 verteilt. Eine stromaufwärts gelegene Elektrode 2 hat eine räumliche Gestaltung derart, daß das elektrische Feld, welches durch die Hochspannung, die mit dieser Elektrode verbunden ist, aufgebaut ist, Kraftlinien erzeugt, welche mit der Richtung des Partikelstroms, durch einen Pfeil F hingewiesen, einen geeigneten Winkel bilden. Diese Elektrode ist aus hinlänglich dünnem Draht gemacht, so daß der Massenstrom des partikelförmigen Materials nicht wesentlich gestört wird, als daß dieser eine Umwandlung der Strömung in eine Form der dünnen Phase verursacht. Die Innenwand des Strömungskanals 1 zwischen den Elektroden 2 und 3 hat entweder eine dielektrische Oberfläche 5 oder ist selbst vollständig aus dielektrischem Material.
Die Struktur in Fig. 2 ist im wesentlichen ähnlich der in Fig. 1 gezeigten, es wurden in beiden Figuren für entsprechende Teile die selben Bezugsziffern verwendet, außer daß die Ausrichtung der Elektroden 2 und 3 im wesentlichen nicht senkrecht zur Fließrichtung stehen, sondern gegenüber der Fließrichtung angewinkelt sind. Einzelne Anwendungen der vorliegenden Erfindung können in einigen Fällen wohl nahelegen, daß diese Anordnung gegenüber der in Fig. 1 gezeigten bevorzugt wird. Die Strukturen der Fig. 1 und 2 sind jedoch im wesentlichen in ihrer Funktion gleichwertig.
Sich nun der Fig. 3 zuwendend, wird von dem fachmännischen Leser bei Prüfung der Vielfalt von stromaufwärts gelegenen Elektrodengestalten, die hierin dargestellt sind, schnell gefolgert, daß innerhalb der oben angemerkten Beschränkungen es unbegrenzte Möglichkeiten von Strukturen gibt, die benutzt werden können. Es liegt auf der Hand, daß die auferlegten Beschränkungen einer räumlichen Gestaltung der Elektroden, die in der vorliegenden Erfindung wesentlich sind, nicht erreicht werden können, wenn die Gestalt der stromaufwärts gelegenen und stromabwärts gelegenen Elektrode gleich ist.
Ein Hinweis auf Fig. 4 gibt eine Vorstellung von der Unendlichkeit von möglichen stromabwärts gelegenen Elektrodengestalten, die verwendet werden können. Es wird jedoch bemerkt, daß wo sogar ein einheitlich geradliniges Gittermuster verwendet wird, wie bei der Struktur in dieser Abbildung oberen links dargestellt, das entsprechende Gittermuster für die stromaufwärts gelegene Elektrode, die verwendet werden kann (b3 in Fig. 3) eine weniger komplexe oder weniger eng gepackte Struktur besitzt und somit dem Erfordernis von minimaler Behinderung entspricht und ebenso die Errichtung eines angewinkelten elektrischen Feldes ermöglicht. Nachfolgend wird eine weitere Erörterung der Art der Form des elektrischen Feldes gegeben.
Ebenso mit Bezug auf Fig. 4 ist es erwähnenswert, daß die beiden unteren Strukturen, die dargestellt sind, jeweils verschiedene elektrisch isolierte Bereiche besitzen, die auf unterschiedliche Potentialniveaus, mit Bezug auf eine stromaufwärts gelegene Elektrode, gelegt werden können. In der Abbildung sind die verschiedenen Bereiche die die elektrische Isolierung darstellen mit dicken dunklen Linien umrandet.
Sich der Fig. 5 zuwendend, wird eine bevorzugte und einfache räumliche Gestaltung der Elektroden gezeigt, die die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht. Bei dieser Anordnung besteht die obere Elektrode 2 im wesentlichen aus Querdrähten 6, die bei einer horizontalen Projektion gegenüber der Richtung der Drähte in der unteren Elektrode 3 um 45º ausgerichtet sind. Die Struktur der unteren Elektrode 3 ist ein Drahtgeflechtgitter mit quadratischer Anordnung. Die Öffnungen darin können zum Beispiel 5 oder 10 mm breite Öffnungen sein.
Die Durchführbarkeit des vorliegenden erfinderischen Konzepts kann durch den Betrieb der Vorrichtung mit zwei verschiedenen Größenanordnungen, dies ist die Benutzung einer Säule oder eines Strömungskanals mit 64 mm und 115 mm Innendurchmesser und mit zwei Arten von partikelförmigem Material, zum Beispiel Sand und Kohle, dargestellt werden. Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm des Aufbaus, der für diese Tests verwendet wurde. Elektroden 2 und 3 sind in dem Strömungskanal 1 angebracht und extern mit einer Hochspannungsquelle und Erde verbunden. Die verwendete Elektrodenanordnung ist die in Fig. 5 gezeigte und zuvor erörterte. Ein Absperrschieber oder eine Falltüre 7 ist in Fließrichtung hinter dem Paar von Elektroden vorgesehen; dieser Schieber oder diese Tür ist zu Beginn gesperrt, wenn der Strömungskanal oder die Säule 1 und ein Vorratsbehälter 9 gefüllt wird, kann danach jedoch offengelassen werden, da die Partikel durch das Anlegen eines elektrostatischen Feldes abgefangen werden können. Ein Sammelbehälter 8 ist zum Auffangen des partikelförmigen Materials, das durch den Strömungskanal 1 geflossen ist, vorgesehen.
Bei Verwendung eines kontinuierlichen Gleichspannungsfeldes werden, wenn das elektrostatische Potential bereits vor Öffnen des Schiebers 7 auf einem genügend hohen Niveau liegt, die Partikel zwischen den Elektroden 2 und 3 "eingefroren", und kein Partikel wird fließen, wenn der Schieber 7 geöffnet wird, abgesehen von denen unter der unteren Elektrode 3 liegenden, die als Pfropfen herausfallen. Beim Verringern des elektrostatischen Potentials wird jedoch ein Punkt erreicht, unter dem das Material zu fließen beginnt. Dies wird als statische Haltespannungsschwelle Vsh bezeichnet. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, ist Vsh in seiner Wirkung unabhängig von der Höhe des Materials über der Elektrode, sie streut jedoch in einem Bereich. Von der Streuung wird angenommen, daß sie der eigenen Instabilität des Systems nahe der Fließbedingungen zuzuschreiben ist. Die obere Grenze von Vsh ist hier von Interesse, da sie das maximal mögliche Potential, das benötigt wird, um das körnige Material aus einem statischen Zustand am Fließen zu hindern, angibt. Deren Werte sind für das untersuchte System in Tabelle 1 nachfolgend angegeben. Tabelle 1: Die maximal benötigte Spannung, um zuvor ruhendes Material anzuhalten. Material Säulen-/Strömungskanalgröße, mm untere Elektrodenöffnung, mm Anordnung Partikelgröße, mm Vsh oberer Wert, kV Sand Kohle Kohle/Sand (50 : 50 Gew.%)
Wenn ein Fließen des Materials zugelassen wird und dann ein Potential an den Elektroden 2 und 3 angelegt wird, verringert sich die Strömungsrate auf einen stationären Wert der von der angelegten Spannung abhängt.
Fig. 8 zeigt die Strömungsrate als Funktion der Betriebsspannung für Sand in einem Größenbereich von 0,6 bis 1,2 mm und für 64 mm und 115 mm Strömungskanaldurchmesser bei Verwendung eines 10 mm Gittergeflechts als untere Elektrode. Bis zu ungefähr 15 kV und 20 kv für den 64 mm bzw. 115 mm Strömungskanal stellt sich das Verhalten als ziemlich linear heraus. Bei Erhöhung der Spannung auf 17 kV und 23 kV für die beiden entsprechenden Strömungskanäle oder Säulen fällt die Strömungsrate sehr schnell auf Null.
Die Grenzen von Vsh für die beiden Strömungskanäle oder Säulen sind auch auf der Abszisse angegeben. Somit ist ersichtlich, daß die Spannung, die benötigt wird, um den Materialfluß zu stoppen, dies ist die dynamische Haltespannung Vdh, für die kleinere Säule somit nahe der oberen Grenze von Vsh ist und für die größere Säule größer als diese ist. Die Ergebnisse zeigen deutlich, daß es möglich ist, einen Fluß in dem Spannungsbereich zu haben, wo das Material gehalten werden kann, wenn es schon ruht. Ein Betrieb in dem Bereich, der in Fig. 8 durch unterbrochene Linien dargestellt ist, ist jedoch instabil und schwierig zu steuern. Das schnelle Abnehmen und die Instabilität in dem Fluß in dem Bereich unmittelbar unter Vdh ist durch Bildung von halbstabilen Bögen oder Brücken über den Öffnungen der unteren Elektrode verursacht. Diese brechen regelmäßig bei normaler Belastung zusammen, welche durch das Gewicht des darüber befindlichen Materials ausgeübt wird und somit ist es unmöglich gemacht, bei Verwendung des kontinuierlichen Gleichspannungsfeldes eine kontinuierliche und reproduzierbare Strömungsrate zu erhalten. Wie weiter unten ersichtlich wird, wird die Verwendung eines pulsierenden Gleichspannungsfeldes für sehr langsame Strömungsraten vorgezogen.
Die Strömungsraten wurden in Fig. 8 in einen Massenstrom umgewandelt, um eine allgemeine Basis für Vergleiche der Leistungsfähigkeit von zwei Säulengrößen zu bereiten. Die Unterschiede zwischen den Abschnitten zeigen den Effekt der Säulengröße auf, wobei man annimmt, daß der Unterschied zwischen den Steigungen der Änderung in der Gleichmäßigkeit des Feldes zuzuschreiben ist, die aus dem Vergrößern der Elektroden resultiert. Als Zusammenfassung ist es möglich, die Strömungsrate von dem vollen Flußzustand (kein hemmendes Feld) herab bis ungefähr 50 % des vollen Flusses durch Anlegen eines kontinuierlichen Gleichspannungspotentials zu verändern. Es ist ebenso möglich, die Strömungsrate durch Optimieren der Elektrodenanordnung weiter zu reduzieren. Aber es ist unwahrscheinlich, daß ein solches System, aufgrund der Einschränkungen, die durch die dynamische Haltespannung auferlegt sind, bei sehr niedrigen Strömungsraten zu arbeiten in der Lage ist.
Benutzt man im Gegensatz dazu ein pulsierendes Gleichspannungsfeld, können die Impulsamplitude, Frequenz und Impulsbreite alle variiert werden, um eine gewünschte Strömungsrate zu erhalten. Für den Zweck einer Demonstration der Arbeitsweise eines pulsierenden Feldes wurden die Impulsamplitude und Frequenz festgehalten und lediglich die Impulsbreite variiert. Die Impulsamplitude wurde auf 28 kV eingestellt, was größer ist als die dynamische Haltespannung für beides, Sand und Kohle, um sicherzustellen, daß der Fluß in der kürzest möglichen Zeit gestoppt wird. Die Impulsfrequenz wurde auf 1,5 Hz eingestellt, was einen typischen Wert darstellt. Es sollte für die Frequenz eine obere Grenze geben, welche von der Ladungsrelaxationszeit der Partikel abhängt, diese ist jedoch noch nicht größenmäßig bestimmt worden.
Fig. 9 zeigt die Ergebnisse von Tests mit Sand, Kohle und einer Mischung von Sand und Kohle in gleichen Gewichtsproportionen mit der 64 mm Säule. Die Tests mit Kohle wurden unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt, um jegliche Risiken einer Kohlenstaubexplosion zu vermeiden, während jene mit Sand und Sand-Kohlen-Mischung in atmosphärischer Luft durchgeführt wurden, letztere jedoch belüftet. Die Ergebnisse zeigen, daß die Strömungsrate mit zunehmender Impulsbreite zu Beginn fast exponentiell abnimmt, aber bei größeren Werten der Impulsbreite linearer wird und schließlich bei einer Impulsbreite um die 80 bis 90 % Null erreicht. Es ist erwähnenswert, daß die Streuungen in den Daten ebenfalls reduziert werden, wenn die Impulsbreite vergrößert wird. Bei Impulsbreiten größer als 30 % sind die Streuungen für die Kohle-Sand-Mischung größer als die für Sand oder Kohle alleine, was auf mögliche Uneinheitlichkeiten der Mischungen in den Tests zurückzuführen sein könnte.
Es kann somit darauf geschlossen werden, daß es möglich ist, sehr langsame Strömungsraten zu erhalten, wenn man ein pulsierendes Feld benutzt, und daß die Genauigkeit steigt, wenn die Impulsbreite zunimmt. Das Antwortverhalten bei kleinen Werten der Impulsbreite ist jedoch zu schnell, um für Steuerungszwecke ausreichend zu sein. Unter diesem Betracht ist die Arbeitsweise des pulsierenden Feldes dem des kontinuierlichen Feldes entgegengesetzt. In der Tat ist es vorteilhaft, für hohe Strömungsraten ein kontinuierliches Feld und für geringe Strömungsraten ein pulsierendes Feld zu verwenden.
Wie vielfach zuvor erwähnt, spielt die Elektrodengestaltung und Anordnung eine entscheidende Rolle für den Erfolg der vorliegenden Erfindung. Um diesen Gesichtspunkt weiter darzustellen wurden alternative Elektrodenzusammenstellungen zweier verschiedener Typen untersucht. Zuerst wurde eine Anordnung untersucht in der die Partikel, wenn sie fließen, anstatt durch die Elektroden selber zu passieren, lediglich daran vorbeiströmten, wobei die Elektroden als parallele Platten angeordnet waren, die an gegenüberliegenden Seiten der Wand des Strömungskanals angebracht waren (welches ein elektrisches Feld quer durch den Innenraum des Strömungskanals verursacht, anstatt im wesentlichen in der Richtung der Längsachse des Strömungskanals). Es wird Bezug auf Fig. 10 genommen. Das zweite alternative System das untersucht wurde, verwendet die Anordnung die in Fig. 1 gezeigt wird, jedoch mit zwei Drahtgeflechtgittern der selben Öffnungsgröße, die als Elektroden 2 und 3 in den Strömungskanal 1 eingebaut sind.
In der ersten Anordnung, die beschrieben wird, wird in diesem Zusammenhang Bezug auf Fig. 10 der Zeichnungen genommen, worin die Richtung des elektrischen Feldes durch die horizontalen Pfeile aufgezeigt ist. Es können die Partikel zu Beginn zwischen den Elektroden gehalten werden, aber sind sie einmal durch verringern des Potentials unter die statische Haltespannungsschwelle in Bewegung gesetzt worden, kann der Fluß nicht länger reguliert werden oder durch Manipulieren des Potentials sogar angehalten werden. Das Halten der Partikel zu Beginn scheint teilweise aufgrund der Fadenanordnung zwischen den Elektroden und teilweise aufgrund von Brückenbildung auf der Oberseite der Elektroden, welches durch den selben Wirkungsmechanismus unterstützt wird, zu erfolgen. Es wurde beobachtet, daß, so wie das Potential unterhalb Vsh verringert wurde, das Material zwischen den Elektroden zuerst wie ein Pfropfen herausfällt und dann, so wie das Potential weiter reduziert wird, die Brücke über den Elektroden zusammenbricht und somit den Fluß einleitet. Das Verlieren der Steuerung kann der Schwäche der Brücke und dem Aufladen der Partikel bei wechselndem Kontakt mit den Elektroden zugeschrieben werden. Sowie der Kontakt zwischen den Partikeln selbst und dann, mit Einsetzen des Flusses, mit den Elektroden verloren ist, vermindert sich sehr die elektrische Kraft, die die Partikel zusammenhält, und die Elektrodenoberfläche kann die Partikel nicht mehr länger halten. Desweiteren können die sich sofort neben diesen Oberflächen befindenden Partikel wechselnd aufladen und somit sich gegeneinander und von der Oberfläche der Elektrode abstoßen.
Bei Verwendung der zweiten alternativen Struktur, dies sind zwei Drahtgeflechtgitter, die dieselbe Öffnungsgröße haben, wurde herausgefunden, daß es möglich ist, bei Benutzung einer geeigneten Geflechtgröße den Fluß zu steuern, jedoch war der Betrieb nicht zuverlässig, und häufig, insbesondere bei hohen Strömungsraten, trat ein Verlust der Steuerung auf. Bei solchen Situationen wurde der Zwischenraum zwischen den Elektroden allmählich frei von jeglichen Partikeln und nur die obere Elektrode hielt die Partikel ab. Diese Situation war jedoch aufgrund der Schwäche des Feldes über der oberen Elektrode nicht stabil, was einen nicht steuerbaren Fluß ergab. Das Verwenden von verschiedenen Gittern ergab das selbe Verhalten.
Das Entleeren des Zwischenraums ist der Umwandlung des Partikelstroms zwischen den Elektroden von einer Form der dichten Phase zu einer dünnen Phase zuzuschreiben, was durch die Behinderung der oberen Elektrode verursacht wird. Es sollte erwähnt werden, daß das System nur funktionieren wird, wenn das Material zwischen den Elektroden in der Form der dichten Phase sich bewegt. Somit ist dieses Elektrodendesign nur dafür geeignet, wenn es keinen Fluß gibt, die genaue Antithese des Zwecks der vorliegenden Erfindung.
Im allgemeinen stellt die Anwesenheit des elekrischen Feldes Kräfte zwischen den Partikeln auf, welche eine Tendenz zu Fadenformationen bei den Partikeln in dem Raum zwischen den Elektroden hervorrufen. So wie das elektrische Feld vergrößert wird, werden die Verbindungen zwischen den Partikeln gefestigt. Jedoch lediglich bei Verwenden der Elektrodengestalt der vorliegenden Erfindung ergibt es sich, daß das obenerwähnte Phänomen wirksam benutzt werden kann, um den Partikelstrom zu verzögern. Der Fluß der Partikel durch die untere Elektrode ist reibungsbehaftet, das heißt, aufgrund des Vorhandenseins der unteren Elektrode auf dem Weg der Partikel, bewegen sich die Partikel relativ zueinander. Die Kräfte zwischen den Partikeln, die durch das elektrische Feld erzeugt werden, vergrößern somit die Ausbeute und scheeren Kräfte in diesen Bereich ein und verlangsamen damit die Bewegung der Partikel. Die oben erörterten alternativen Gestaltungen erlauben es diesem Mechanismus nicht zu funktionieren. Bei Anwendung eines ausreichend hohen Feldes bilden die Partikel stabile Brücken oder Bögen über die untere Elektrode und halten den Fluß vollkommen an.
Somit war keine der alternativen Strukturen in der Lage, den Fluß in der Art, in der es in der vorliegenden Erfindung gedacht war, zu beeinflußen oder zu steuern. Mit diesem Gedanken im Kopf und mit weiterem Bezug auf Fig. 10 der zugehörigen Zeichnungen sollte es verstanden werden, daß, wenn hier und in den Ansprüchen hernach erklärt wird, daß "jedes Materialteilchen auf seinem Strömungsweg nur durch zwei Elektroden hindurchtritt", beabsichtigt ist, eine klare Unterscheidung zu treffen zwischen der Art von Struktur die in Fig. 10 gezeigt wird und der allereinfachsten Anordnung, in der das resultierende angelegte elektrische Feld im wesentlichen in der selben Richtung wie die Längsachse des Strömungskanals liegt. Somit kann bei Beachtung der einfachen Elektrodenstruktur, wie in Fig. 3, Zeile 1 gezeigt, erkannt werden, daß, obwohl diese stromaufwärts gelegene Elektrode ein einfacher radialer Draht ist, der in den Strömungskanal eingebracht ist, das fließende Material wirkungsvoll die Struktur auf eine Art passiert, die bei der in Fig. 10 gezeigten Anordnung (wo die Elektroden entlang des Stromes passiert werden) nicht vorkommt. Die Wörter "hindurch passieren" sind entsprechend auszulegen. Unabhängig von den rein geometrischen Erwägungen, erzeugen die Elektrodengestalten, die hier vorgeschlagen werden, durch die Eigenschaft der Spärlichkeit der Elemente in der stromaufwärts gelegenen Elektrode Feldlinien, die gegenüber der Richtung des Flusses angewinkelt sind. Es wurde herausgefunden, daß diese Anordnung eine größere Breite von steuerbaren Strömungsraten zuläßt, als wenn das Feld parallel zu der Richtung des partikelförmigen Materialflusses liegt.
Es sollte ebenso erwähnt werden, daß in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung Bezug genommen wurde auf eine "obere" und "untere" Elektrode und ähnlichen Ausdrücken. Dies wird so verstanden, daß dies um Bequemlichkeitswillen geschieht; in vielen Anwendungen, auch wo die Gravitation die treibende Kraft zur Herbeiführung des Flusses in dem partikelförmigen Material ist, wird die Ausrichtung des Strömungskanals von vertikal weit entfernt sein und kann in der Tat auch horizontal (wo die Worte "oberer" und "unterer" keine Bedeutung haben und die Ausdrücke "stromaufwärts gelegene" und "stromabwärts gelegene" geeigneter sind) liegen.
Es sollte ebenso erwähnt sein, daß der "Strömungskanal" der vorliegenden Erfindung irgendeinen gewünschten Querschnitt, rund, quadratisch, rechteckig, vieleckig oder unregelmäßig besitzen kann. Der Strömungskanal kann zum Beispiel sogar ein ringförmiger Hohlraum zwischen konzentrisch angeordneten Wänden sein. In jedem Fall wird eine erfahrene Person, der diese Offenbarung gegeben wird, keine Schwierigkeiten haben, eine geeignete Elektrodenanordnung anzugeben, um eine korrekte "Gestalt" des elektrischen Feldes zu erzielen.
Die möglichen Anwendungen der Vorrichtung und der Methode der vorliegenden Erfindung sind eigentlich eine Unzahl. Eine große Anzahl von Unternehmen in den Bereichen der Stromerzeugung und Verfahrenstechnik und Fertigungsplanung sind interessiert an der Durchflußsteuerung von körnigen Materialien in deren Prozessen. Die vorliegende Erfindung zeigt wesentliche Einsparungen an Kapital und Versorgungskosten auf, ebenso wie sie keinen zusätzlichen Raum benötigt und einen einfachen Gebrauch unter widrigen Umständen zuläßt, wie zum Beispiel bei erhöhten Druckverhältnissen und Temperaturen. Zusätzlich zu einer direkten Anwendung in Situationen, wo direkte Messungen des Flusses erforderlich sind, hat die Erfindung beträchtliches Potential für den Gebrauch in Fülltrichtern, Silos und Behältern. In diesen Systemen fließt das Material üblicherweise durch eine kleine Öffnung an dem Boden des Behälters durch Gravitationskräfte und die Strömungsrate wird durch die Größe der Öffnung gesteuert. Die Öffnung ist jedoch sehr anfällig für Verstopfungen. Es ist möglich, eine größere Öffnung zu verwenden und eine hier vorgeschlagene Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses zu benutzen und damit das Risiko von Verstopfungen zu reduzieren. Desweiteren ist es möglich, eine Verfestigung von Material aufgrund von Verdichtungen in diesen Systemen in erster Linie durch Installieren der geeigneten Elektroden in dem Behälter zu verhindern. Es ist allgemein üblich, Objekte in dem Behälter anzubringen, um Anhäufungen aufzubrechen, die durch Verfestigungen gebildet wurden. Der Erfolg einer solchen Vorgehensweise hängt jedoch sehr von den mechanischen Eigenschaften des Materials ab und kann in einigen Fällen auch schlechte Auswirkungen haben. Auf der anderen Seite verhindert die Einführung der Elektroden in dem Behälter im wesentlichen eine Verfestigung. Dem Material zwischen den Elektroden wird eine künstliche Verdichtung auferlegt, welche steuerbar ist. Durch Veränderungen des elektrischen Feldes ist es wiederum möglich, einen einheitlichen und zuverlässigen Fluß in Silos zu erreichen.
Es ist zuvor genug gesagt worden, um klar zu machen, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung, nach richtiger Einschätzung, von ungewöhnlich weiter Anwendbarkeit ist und es eine ungewöhnliche Anzahl an möglichen Ausführungsformen gibt. Obwohl viele bestimmte Strukturen in der vorliegenden Beschreibung erwähnt wurden, ist klar ersichtlich, daß die Erfindung hierauf in keiner Weise beschränkt ist, vorausgesetzt, daß die allgemeinen Prinzipien, wie sie genannt wurden, gesichert sind. Das Angeben von alternativen Elektrodenstrukturen, die die Funktionsprinzipien sicherstellen, ist eine Angelegenheit, die leicht in den Möglichkeiten eines Durchschnittsfachmanns liegt. Solche weiteren und alternativen Strukturen oder Abänderungen der einzelnen hierin beschriebenen Strukturen sind in dem Umfang der Ansprüche miteingeschlossen.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses von partikelförmigem Material, mit einem Strömungskanal (1), durch welchen das Material fließt und welcher in seinem Innenraum (4) eine stromaufwärts gelegene Elektrode (2) und eine stromabwärts gelegene Elektrode (3) aufweist, um im Strömungsweg des Materials ein elektrisches Feld zu erzeugen, wobei die stromabwärts gelegene Elektrode eine komplexere Struktur hat als die stromaufwärts gelegene, die den Innenraum begrenzende innere Oberfläche (5) des Strömungskanals im Bereich der Elektroden im wesentlichen dielektrischer Natur ist und die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden derart sind, daß (a) der Partikelstrom an der stromabwärts gelegenen Elektrode vorbei bei Anlegung des elektrischen Feldes gehemmt werden kann und (b) der Strom an der stromaufwärts gelegenen Elektrode vorbei nicht wesentlich durch die stromaufwärts gelegene Elektrode behindert wird, so daß ein Übergang von einer dichten Phase zu einer dünnen Phase der Strömung vermieden wird und dadurch der Kontakt zwischen den Partikeln sowie der Partikel-Elektrode-Kontakt aufrecht erhalten bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden (2, 3) derart sind, daß während des Gebrauchs Kraftlinien des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden einen Winkel bilden mit der Fließrichtung des partikelförmigen Materials.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromabwärts gelegene Elektrode (3) vorgesehen ist in Form eines Geflechts oder Gitters einer geeigneten Gestaltung, welches über den Innenraum des Strömungskanals sich hinwegerstreckend befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht oder Gitter mit Öffnungen von im wesentlichen einheitlicher Größe versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht oder Gitter mit Öffnungen von im wesentlichen uneinheitlicher Größe versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Geflecht oder Gitter in elektrisch gegeneinander isolierte Bereiche unterteilt ist, so daß diese Bereiche mit Bezug auf das Potential einer stromaufwärts gelegenen Elektrode (2) auf unterschiedliche Potentiale einstellbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromaufwärts gelegene Elektrode (2) vorgesehen ist in Form einer Anzahl Drähte oder eines Geflechts oder eines Gitters einer geeigneten Gestaltung, wobei sich in allen Fällen die stromaufwärts gelegene Elektrode über den Innenraum (4) des Strömungskanals (1) hinweg erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromaufwärts gelegene Elektrode (2) vorgesehen ist in Form eines oder mehrerer Vorsprünge in den Innenraum (4) des Strömungskanals (1), welche sich nicht vollständig über den Innenraum hinweg erstrecken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromaufwärts gelegene Elektrode (2) vorgesehen ist in Form eines Rings oder Flansches.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) im wesentlichen quer zur Längsachse des Strömungskanals (1) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) im wesentlichen parallel zueinander liegen.

12. Verfahren zur Steuerung des Durchflusses von partikelförmigem Material, bei welchem man dieses durch einen Strömungskanal (1) fließen läßt, in dessen Innenraum (4) sich eine stromaufwärts gelegene Elektrode (2) und eine stromabwärts gelegene Elektrode (3) befinden, welche ein kontinuierliches oder pulsierendes elektrisches Gleichspannungsfeld auf dem Strömungsweg des Materials erzeugen, wobei die stromabwärts gelegene Elektrode eine komplexere Struktur hat als die stromaufwärts gelegene Elektrode, die den Innenraum begrenzende innere Oberfläche (5) des Strömungskanals (1) im Bereich der Elektroden im wesentlichen dielektrischer Natur ist und die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden derart ist, daß (a) der Partikelstrom an der stromabwärts gelegenen Elektrode vorbei durch Anlegung des elektrischen Feldes gehemmt werden kann und (b) der Strom an der stromaufwärts gelegenen Elektrode vorbei nicht wesentlich durch die stromaufwärts gelegene Elektrode behindert wird, so daß ein Übergang von einer dichten Phase zu einer dünnen Phase der Strömung vermieden wird und dadurch der Kontakt zwischen den Partikeln sowie der Partikel-Elektrode-Kontakt aufrechterhalten bleibt,

und bei welchem man die Stärke des elektrischen Feldes (im Falle eines kontinuierlichen Feldes) oder seine Frequenz, Pulsbreite oder Amplitude (im Falle eines pulsierenden Feldes) soweit erforderlich ändert, um die gewünschte Steuerung des Durchflusses zu erreichen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden (2, 3) derart sind, daß die Kraftlinien des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden einen Winkel bilden mit der Fließrichtung des partikelförmigen Materials.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Gestaltung und Anordnung der Elektroden (2, 3) derart sind, daß jeder Materialpartikel auf seinem Strömungsweg nur durch zwei Elektroden hindurchtritt.

15. Verfahren nach Anspruch 12 und weiter gekennzeichnet durch einzelne Merkmale eines der Ansprüche 3 bis 11.