EP0388639A1 - Vorrichtung zur Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung strömenden Gas - Google Patents

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EP0388639A1
EP0388639A1 EP90103150A EP90103150A EP0388639A1 EP 0388639 A1 EP0388639 A1 EP 0388639A1 EP 90103150 A EP90103150 A EP 90103150A EP 90103150 A EP90103150 A EP 90103150A EP 0388639 A1 EP0388639 A1 EP 0388639A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/3133—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B01F25/31331—Perforated, multi-opening, with a plurality of holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/833—Flow control by valves, e.g. opening intermittently

Definitions

  • the invention relates to a device for admixing a gas to a gas flowing through a line.
  • a common task in industry is the mixture of two gases, one of which flows through a pipe with a large cross-section.
  • An example of this is wind enrichment in shaft furnaces with oxygen.
  • the resulting mixture should be as homogeneous as possible.
  • the oxygen is usually mixed in through an angled pipe which is led into the wind pipe.
  • the angled end of this pipe runs in the direction of the wind pipe and is closed at the end. Bores are distributed over the length of the end piece, from which the oxygen is perpendicular to Axis of the end piece emerges, so it meets the flowing air in the wind pipe vertically. This results in a good mixture of both components.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for admixing a gas to a gas flowing through a line, which ensures that the quality of the mixing of the two gases remains constant over a wide pressure range, regardless of the amount of the admixed gas.
  • the invention therefore takes advantage of the fact that a change in the amount of gas to be mixed is always associated with a corresponding pressure change in the pressure of the gas to be mixed.
  • This change in pressure is used to move a spring-loaded piston, which releases further nozzle bores when the pressure increases and closes when the pressure drops. A control effect is thus achieved, which results in better mixing.
  • Line 1 shown in FIG. 1 is the wind line for supplying the combustion air for a shaft furnace. It has a relatively large cross-section compared to the tube 2 used for admixing oxygen.
  • the tube 2 is inserted into the line 1 and angled so that its end piece 8 runs in the direction of the line 1.
  • the direction of flow of the air in line 1 is shown by arrows 3, that of oxygen by arrows 4 and 5.
  • the end piece 8 is closed by a closure 6 and has nozzle bores 7 which are distributed over its length. 2 shows a section through the end piece 8 along the line AA in the region of eight nozzle bores 7, which are evenly distributed over the circumference.
  • a piston 9 loaded by a spring 10 is arranged in the end piece 8.
  • the piston 9 is displaced and releases further nozzle bores 7 or closes them.
  • An adjustment screw 11 is advantageously arranged in the closure 6, with which the spring force can be adjusted.
  • the device according to the invention can hereby be optimally adapted to the respective operating conditions.
  • the device according to the invention is not limited to the admixture of oxygen into the wind pipe of shaft furnaces, but can be used to advantage in all comparable mixing problems.

Abstract

Die Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung (1) strömenden Gas, beispielsweise die Zumischung von Sauerstoff zur Windanreicherung bei Schachtöfen, erfolgt überlicherweise durch ein in die Leitung geführtes abgewinkeltes Rohr (2), dessen Endstück (8) verschlossen ist und in Richtung der Leitung verläuft. Das Endstück besitzt über seine Länge verteilte Düsenbohrungen (7), aus denen das zuzumischende Gas senkrecht in das strömende Gas geblasen wird. Für eine optimale Durchmischung ist eine bestimmte Austrittsgeschwindigkeit des zuzumischenden Gases erforderlich. Um diese Austrittsgeschwindigkeit auch dann zu gewährleisten, wenn der Druck des zuzumischenden Gases geändert wird, ist im Endstück ein federbelasteter Kolben (9) angeordnet, der vom zuzumischenden Gas beaufschlagt wird. Je nach dem Druck des zuzumischenden Gases gibt der Kolben dann mehr oder weniger der über die Länge des Endstückes verteilten Düsenbohrungen frei.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung strömenden Gas.
  • Eine häufige Aufgabenstellung in der Industrie ist die Mischung zweier Gase, von denen eins durch eine Leitung mit großem Querschnitt strömt. Ein Beispiel hierfür ist die Windanreicherung bei Schachtöfen mit Sauerstoff. Das hierbei entstehende Gemisch soll möglichst homogen sein. Die Zumischung des Sauerstoffs erfolgt üblicher­weise durch ein in die Windleitung hineingeführtes abge­winkeltes Rohr. Das abgewinkelte Endstück dieses Rohres verläuft in Richtung der Windleitung und ist am Ende verschlossen. Über die Länge des Endstückes sind Boh­rungen verteilt, aus denen der Sauerstoff senkrecht zur Achse des Endstückes austritt, er trifft also senkrecht auf die strömende Luft in der Windleitung. Hierdurch ergibt sich eine gute Mischung beider Komponenten.
  • Für eine optimale Durchmischung ist allerdings eine be­stimmte Austrittsgeschwindigkeit des zugemischten Sauerstoffs erforderlich. Diese optimale Austrittsge­schwindigkeit wird nur bei einer ganz bestimmten Sauerstoffmenge erreicht. In der Praxis werden jedoch die Mengen des zugemischten Sauerstoffs häufig geändert. Dementsprechend müßte auch der Querschnitt der Düsen­bohrungen verändert werden, um die optimale Austritts­geschwindigkeit wieder zu erreichen. Da dies nicht der Fall ist und der Austrittsquerschnitt der Düsenbohrungen konstant bleibt, ändert sich mit der Menge des zugeführ­ten Sauerstoffs die Austrittsgeschwindigkeit ent­sprechend. Damit ändert sich aber auch die Qualität der Durchmischung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung strömenden Gas zu schaffen, welche gewähr­leistet, daß die Qualität der Durchmischung beider Gase unabhängig von der Menge des zugemischten Gases über einen weiten Druckbereich konstant bleibt.
  • Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 be­rücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe er­findungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.
  • Die Erfindung macht sich also den Umstand zunutze, daß mit einer Änderung der Menge des zuzumischenden Gases auch immer eine entsprechende Druckänderung des Druckes des zuzumischenden Gases verbunden ist. Diese Druckän­derung wird dazu benutzt, einen federbelasteten Kolben zu verschieben, der bei Druckerhöhung weitere Düsen­bohrungen freigibt und bei Druckabfall schließt. Es wird somit ein Regeleffekt erzielt, welcher eine bes­sere Durchmischung zur Folge hat.
  • Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Es zeigen:
    • Fig.1 einen Schnitt durch die Windleitung eines Schachtofens mit einer Vorrich­tung zur Zumischung von Sauerstoff,
    • Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie A - A in Fig.1.
  • Die in Fig.1 dargestellte Leitung 1 ist die Windleitung zur Zufuhr der Verbrennungsluft für einen Schachtofen. Sie besitzt einen verhältnismäßig großen Querschnitt gegenüber dem der Zumischung von Sauerstoff dienenden Rohr 2. Das Rohr 2 ist in die Leitung 1 eingeführt und abgewinkelt, so daß sein Endstück 8 in Richtung der Leitung 1 verläuft. Die Strömungsrichtung der Luft in der Leitung 1 ist durch Pfeile 3, die des Sauerstoffs durch Pfeile 4 und 5 dargestellt. Das Endstück 8 ist durch einen Verschluß 6 verschlossen und besitzt Düsen­bohrungen 7, welche über seine Länge verteilt sind. Fig.2 zeigt einen Schnitt durch das Endstück 8 entlang der Linie A - A im Bereich von acht Düsenbohrungen 7, welche gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
  • Erfindungsgemäß ist im Endstück 8 ein durch eine Feder 10 belasteter Kolben 9 angeordnet. Je nach dem Druck des Sauerstoffs im Rohr 2 wird der Kolben 9 verschoben und gibt weitere Düsenbohrungen 7 frei oder verschließt sie. Vorteilhafterweise ist im Verschluß 6 eine Ein­stellschraube 11 angeordnet, mit welcher die Federkraft eingestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrich­tung läßt sich hiermit optimal den jeweiligen Betriebs­bedingungen anpassen. Selbstverständlich ist die er­findungsgemäße Vorrichtung nicht auf die Zumischung von Sauerstoff in die Windleitung von Schachtöfen be­schränkt, sondern kann bei allen vergleichbaren Misch­problemen mit Vorteil eingesetzt werden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung (1) strömenden Gas, mit einem in die Leitung führenden Rohr (2), dessen Endstück (8) in Richtung der Leitung verläuft, einen Ver­schluß (6) im Bereich des Rohrendes aufweist und über seine Länge verteilte Düsenbohrungen (7) senk­recht zur Achse des Endstückes besitzt,
gekennzeichnet durch einen im Endstück angeordneten, vom zuzumischenden Gas beaufschlagten federbelasteten Kolben (9), der je nach dem Druck des zuzumischenden Gases mehr oder weniger der über die Länge des End­stückes verteilten Düsenbohrungen verschließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine im Verschluß befindliche Einstellschraube (11) für die Feder (10).
EP90103150A 1989-03-18 1990-02-19 Vorrichtung zur Zumischung eines Gases zu einem durch eine Leitung strömenden Gas Expired - Lifetime EP0388639B1 (de)

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