DK165524B - Apparat til bestemmelse af maegdestroem - Google Patents

Description

DK 165524B

Denne opfindelse angår et apparat til bestemmelse af mængdestrømmen, især for en flydende smelte gennem en åbning, som befinder sig i en udtømningsstuds i sidevæggen af en smelteovn.

5 Ved kontrol af visse industrielle processer er det ønskeligt, at mængdestrømmen af en smelte umiddelbart kan bestemmes, og det er fx ønskeligt, at udtømning af smelte, af metalsiagge, mineralsk produkt eller lignende fra en ovnåbning straks kan bestemmes. Adskillige forsøg er hidtil blevet gjort på at frembringe en flowmåler, der er i stand til at måle mængdestrømmen ved udtømning af flydende materialer, og der kan henvises til US patentskrift nr. 4.513.830, men 10 apparatet, der er beskrevet i dette skrift vedrørte en kontinuert materialestrøm til en beholder, men afbrudt af tømningen af beholderen, samt bestemmelse af mængdestrømmen på basis af den hastighed, hvormed beholderen bliver genopfyldt. Den eneste anden kendte teknik, der er kendt af ansøgeren, er US patentskrift nr. 3.942.562, som vedrører kontrol af mængdestrømmen for fint pulver; US patentskrift nr. 3.945.532, som detekterer en dynamisk kraft, der af et 15 flydende materiale udøves på et måleelement, US patentskrift nr. 3.939.709 hvori partikelformet . materiale rammer ind på et stødelement; og PCT ansøgning nr. 85/01577 som med mellemrum vejer det enkelte materiale, der strømmer gennem et vejerør.

Hovedformålet med denne opfindelse er at anvise et apparat til kontinuert måling af mæng-20 destrømmen.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning.

Opfindelsen er særlig egnet til bestemmelse af vægten af et materiale, hvor mængdestrømmen 25 er en funktion af viskositet og trykhøjde. For væsker, hvis strømning kan tilnærmes som en Newton'sk væske, er mængdestrømmen gennem en åbning af hvilken som helst størrelse proportional med kvadratroden af faldhøjden over åbningen ifølge ligningen Q = kAVh, hvor "k" er en konstant, "A" er arealet af tværsnittet af afgangsåbningen, og "h" er faldhøjden over åbningen. Det er nødvendigt at udføre justeringer for at kompensere for de dynamiske virkninger 30 af væske, som strømmer ind i beholderen, for varierende viskositeter, der for en ovnsmeltes vedkommende vil variere med temperaturen, og for andre elementer, som kan variere under særlige omstændigheder (sprøjtning eller lignende), men opfindelsen er så enkel, at kalibrering er let, og når først en nøjagtig mængdestrøm er bestemt for en bestemt smelte ved en bestemt temperatur, kan nøjagtighed i området ±10% udmærket opnås. En sådan nøjagtighed er nyttig 35 til proceskontrolformål.

DK 165524B

2

En udførelse af opfindelsen vil i det følgende blive beskrevet under henvisning til tegningen, der viser et tværsnit gennem en beholder, der er anbragt, så den modtager en smelte, der udtømmes fra en ovn gennem en åbning, og hvor beholderen er ophængt i en vejecelle.

5 I denne udførelse benyttes en ovn 10 til smeltning af slagger eller sten ved en temperatur, som normalt ligger mellem 1400° og 1600°C. Skønt ovnen er vist med en temperaturføler 11, kan temperatursignalet i nogle tilfælde blive bestemt ved optiske metoder (fx en optisk sensor, der reagerer på farven af en smelte 12, der strømmer fra en ikke vist åbning, i en lidtømningsstuds 13).

10

Smelten 12 bliver dirigeret til en beholder 14 med åbning foroven, og hvis sidevæg 14a strækker sig opad til en åben munding, og hvis bund 14b har en foring 15 med højt smeltepunkt og af slidstærkt materiale, hvorigennem smelten passerer til beholderen. Kulstof er et materiale, der kan bruges til at modstå slid, som skyldes strømning af smeltet slagge eller sten. Udstrøm-15 ningen gennem åbningen 16 i foringen 15 er proportional med kvadratroden'af faldhøjden for smelten til beholderen 14 oven over åbningen 16, og dermed giver smeltens faldhøjde, idet den er proportional med vægten, en nøjagtig fremgangsmåde til bestemmelse af mængdestrømmen, forudsat at tværsnitsarealet af åbning 16 samt (en eksperimentelt bestemt) strømningskoefficient er kendt. Strømningskoefficienten er en funktion af temperaturen, og derfor 20 ledes et temperaturen modsvarende signal til en computer 25 fra temperaturføleren 11 til brug som et udtryk for strømningskoefficienten ved denne temperatur.

Beholderen 14 bæres af en plade 17, som er ophængt i kabler 18 fra en vejecelle 19. Et var-meskjold 20 beskytter vejecellen 19 mod stærk temperaturstigning, der ellers kunne påvirke 25 vejecellens nøjagtighed. Selve vejecellen er ophængt i et kabel 21 fra en overliggende bjælke 22. Signalet fra vejecellen bliver også ledt til computeren 25, og med kendskab til vægten, der fås fra vejecellen, kan væskens faldhøjde ned i beholderen 14 bestemmes, og med kendskab til temperaturen kan strømningskoefficienten for materialet i smelten 12 bestemmes, og således kan mængdestrømmen gennem åbningen 15 også bestemmes.

30

Computeren 25 er programmeret til både at printe ud på en printer 23 og give visning på et digitalt udlæsningspanel 24

Den kontinuert målte mængdestrøm kan i sig selv anvendes som procesinformation til brug for 35 operatøren, til produktionsregnskab eller som input til et reguleringssystem, som kontrollerer mængdestrømmen.

3

DK 165524B

Der er naturligvis variationer, der skal kompenseres for ved kalibreringen af printeren og ud* læsningen, inkluderende de dynamiske kræfter, som skyldes virkningen af smeltestrømmen, der møder den i forhold dertil langsomt bevægende smelte i beholderen 14, sådanne små æn* dringer, som kan forekomme på grund af sprøjtning eller størkning af smelten i den øverste del 5 af beholderen, og variable på grund af variationer i blandingen, der indeholdes i ovnen 10, men disse kan bestemmes ved empiriske metoder. Tilstedeværelsen af en isolerende foring 26, der omgiver beholderen 14, hjælper til at reducere temperaturvariationen og hjælper derfor med at opretholde en relativt høj grad af nøjagtighed.

10 15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Apparat til bestemmelse af mængdestrømmen, især for en flydende smelte gennem en åbning, som befinder sig i en udtømningsstuds (13) i sidevæggen af en smelteovn (10), ken- 5 de tegnet ved at omfatte en beholder (14) med en sidevæg (14a), der strækker sig opad fra en bund (14b) til en åben munding, og som afgrænser en afgangsåbning (16) i bunden, en veje-celle (19), ophængningselementer (18), der hænger beholderen (14) op i vejecellen (19) på ovnens (10) ene side på en plads, hvor beholderens (14) munding befinder sig i smeltens bane, når denne tappes fra åbningen, samt et signaludlæsningselement (23,24), der er koblet til veje-10 cellen (19) og reagerer på den nedadrettede kraft, som af beholderen og dens indhold udøves på vejecellen, hvorved de indbyrdes positioner og størrelser af åbningen, vejecellen (19), op-hængningsejementet (18), beholderen (14) og tømningsåbningen (16) er sådan, at smelte, der tømmes fra ovnen (10) via åbningen, kommer ind i og delvis fylder beholderen (14), men kontinuert flyder udad fra udtømningsåbningen (16). 15

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en isolerende foring (26) omgiver beholderen (14).

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at omfatte et varmeskjold (20) neden 20 under vejecellen (19) men oven over åbningen.

4. Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved et ophængningselement (21), hvori vejecellen (19) hænger.

5. Apparat ifølge krav 1-4, kendetegnet ved at omfatte en temperaturføler (11), en . computer (25), en printer (23) og et digitalt udlæsningsapparat (24) samt ledninger, der forbinder nævnte vejecelle, computer, printer, digitale udlæsningsapparat og temperaturføler, og hvor computeren er programmeret til i det mindste delvis at kompensere for temperaturvariationer.

6. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at nævnte temperaturføler (11) er en ter mostat, der strækker sig gennem væggen til ovnen (10).

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at temperaturføleren er en optisk anordning, der reagerer på farve og temperatur af den udtømte smelte. 35