FI60615B - I en roerledning anordnad detektor med minst tvao ljuskaensliga element foer indikering av heta partiklar - Google Patents

Description

μ .^ΓΤΙ ral mi KU ULUTUSJUUKAISU /; n z; -i c

Wa M (^UTLÄGGNINCSSKRIFT 6061 5 C Pater,lii my.innötty 10 02 1932 r$i~V^ Patent raeddelat (51) Ky.ik.Va.3 G 01 J 5/06 // G 08 B 17/12 SUOM I —FI N LAN D (21) PM*n«lh»k«mut —pw«ntwek»*lr.* 1257/73 (22) HakemlsplM — AfwtUcnlngtdag l8.0U.73 ^ ^ (23) Alkuptlvt—GlWghttidig l8.0U.73 (41) Tulkit Julkteuksl — Btlvlt offuntllg 25.10.73

Patentti- ia rekisterihallitus .,.. .........

_ . (44) Nlhtlvlktlpanen ja kuuLlulkalaun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Antöktn utligd och utl.$krlft«n publlcerad 30.10.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prioritet 2U. 0U. 72

Ruotsi-Sverige(SE) 5380/72 (71) Pak Construction AB, Bergsvägen U9, lUl 05 Huddinge, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Kurt Eskil Tibbling, Solna, Ruotsi-Sverige(SE) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Putkijohtoon sovitettu, vähintään kaksi valoherkkää elementtiä käsittävä ilmaisin kuumien hiukkasten ilmaisemiseksi - I en rörledning anordnad detektor med minst tvä ljuskänsliga element för indikering av heta par-tiklar Tämän keksinnön kohteena on putkijohtoon sovitettu, vähintään kaksi valoherkkää elementtiä, kuten valokennoja, käsittävä ilmaisin, johdossa hiukkasmassaa kuljetettaessa esiintyvien kuumien t.s. palavien tai hehkuvien hiukkasten ilmaisemiseksi, jotka nopeasti kulkevat putken pituussuunnassa toisiaan seuraavien ja kulloiseenkin elementtiin kuuluvien tunnistusvyöhykkeiden läpi, jotka muodostuvat rasterin vastaavista lähekkäisistä aukoista, jolloin elementeistä peräisin olevat signaalit muodostavat pulssijonon, jota vahvistimen välityksellä käytetään hiukkasten tekemiseksi vaarattomiksi. Esimerkkinä alueesta, jossa keksintöä voidaan soveltaa, voidaan mainita palavien hiukkasten pneumaattinen kuljetus sekä sellu-loosakuitujen pneumaattinen kuljetus putkijohdoissa materiaalin käsittelyn tai kuivaamisen yhteydessä. Tällöin voidaan hiukkasia kuumentaa niin, että ne muodostavat kipinöitä vaara-alueella, tai kantokaasun avulla niitä kuljetetaan tällaisen alueen läpi. Tällaiset hehkuvat hiukkaset voivat, jos ne sisältävät riittävän energia-määrän synnyttää palon tai räjähdyksen, joka aiheuttaa suuria vahinkoja sitä seuraavine käyttökeskeytyksineen.

Keksinnön tarkoituksena on, että voitaisiin luotettavalla tavalla havaita hehkuvat hiukkaset, vaikka niiden nopeus on suuri, ja että erittäin lyhyessä ajassa, 2 60615 kuten millisekunneissa, voitaisiin ryhtyä toimenpiteisiin vaara-alueen eristämiseksi ja/tai sammutus- tai tukahduttamisvälineiden käyttämiseksi, ennekuin palo tai räjähdys syntyy.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella ilmaisimella, jolle on tunnusomaista se, että jokainen aukko on mitoitettu niin, että jokainen erillään ilmaisimen tunnistus-alueen sisäpuolella olevista vyöhykkeistä kattaa johdon kokonaisläpileikkauksen, ja että laitteen johdon sisäpuolelle päin olevaa osaa rajoittaa yksi ainoa valon-ja/tai lämpösäteilyä läpäisevä peitekerros, joka johdon sisällä on olennaisesti ku-polinmuotoinen. Sen ansiosta, että hehkuva hiukkanen vaikuttaa hyvin lyhyen ajanjakson kuluessa vähintään kahteen vyöhykkeeseen, estyy hälytys laukeamasta näkökentässä tapahtuvien vaarattomien valon- tai lämmönmuutosten yhteydessä, esim. sytytettäessä lamppuja, avattaessa luukkuja päivänvalolle tms. Ilmaisimen johdon sisäpuolelle päin olevan osan ollessa olennaisesti kupolinmuotoinen rasterinaukot pysyvät minimaalisen vähän tukittuina. Käytettäessä erillisiä linssejä jokaista aukkoa varten ja/tai toisenlaista muotoilua ilmaisimen johtoa päin olevalle osalle on olemassa olennaisesti suurempi riski tällaiselle hiukkasten aiheuttamalle tukkiutumiselle.

Keksintöä kuvataan seuraavassa läherrmin viittamaita oheisissa piirustuksissa esimerkkeinä esitettyihin sovellutusmuotoihin.

Kuviossa 1 esitetään sovellutus ilmaisimesta, jossa on putkijohtoon kiinnitetty anturi.

Kuvioissa 2-4 esitetään leikkauksia suuremmassa mittakaavassa anturin kolmesta sovellutusmuodosta.

Kuviossa 1 viitenumero 10 tarkoittaa putkea, jonka kautta kuljetetaan materiaalia hiukkasmuodossa, kuten selluloosakuituja, kaasumaisen aineen kuten ilman ja paia-miskaasujen seoksen avulla. Putkeen on kiinnitetty anturi, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 12, joka voi olla muodostettu jonkin kuvioista 2-4 mukaan. Kuvion 2 mukaisessa sovellutusmuodossa on levyyn 14 kiinnitetty kotelo 16, jossa on joukko, tässä tapauksessa kuusi solua 18, jotka on erotettu toisistaan väliseinien 20 avulla sekä ylhäältä päin peitetty rasteriksi muotoillulla katolla 22. Katto 22 on varustettu yhdensuuntaisilla suorilla raoilla tai aukoilla 24, yksi kutakin solua 10 varten. Katto on peitetty valoa tai lämpöä läpäiselvällä kerroksella 25, joka estää vieraiden hiukkasten tunkeutumisen soluihin 18. Raot 24 ulottuvat kohtisuoraan putken 10 pituussuunnan suhteen. Eri solut 18 on erotettu toisistaan ja rakoja 24 lukuunottamatta myös ympäristöstä. Jokaisen solun pohjassa, sopivasti rakojen 24 tapaan pitkulaisten solujen 10 keskellä on valoherkkä elementti 26 valokennona, joka tunnistusalueen sisällä tasojen 20, JO rajoittamassa pienessä avaruuskulmassa voi vangita putken sisältä lähetetyn lämpö- tai vastaavasti valosäteilyn. Jokainen tunnistusalue muodostaa niin muodoin kohtisuoraan piirustustason suhteen raon, jota rajoittavat tasot 28,30. Eri alueet ovat kuvion 2 mukaan erillään toisistaan, ja jos niin muodoin hehkuva hiukkanen 32 kulTee putken läpi viivaa 33 pitkin, se tulee sijaitsemaan ensimmäisen tunnistusalueen valoherkän elementin näkökentässä asennosta 32 asentoon 32'. Sen jäi- 3 60615 keen lakkaa hiukkasen vaikutus anturiin 12, kunnes se saavuttaa seuraavan tunnistus-alueen rajaviivan 28, jolloin seuraava valoherkkä elementti 26 ottaa vastaan lämpösäteilyn, samalla kun hiukkanen menee tämän tunnistusalueen ohi asemaan 32' jne.

Hehkuva hiukkanen tulee siis vähitellen ja eri ajankohtina luovuttamaan lämpösäteilyä riviin peräkkäin sovitetuille valoherkille elementeille 26.

Elementit 26 on liitetty yhteen tai useaan valvontalaitteessa 36 olevaan vahvistimeen 34. Sykäysjonona eri valoherkistä elementestä lähteneet signaalit kulkevat sitten suodatinyksinkön 3fl xäpi, joka on sen laatuinen, että se hyväksyy ainoastaan sykäykset, joiden jyrkkyys (sykäyksen rintama) ylittää säädetyn arvon, joka auttaa ilmaisimen tekemisessä tunteettomaksi vähäpätöisille häiriöille. Sykäysjono kulkee sitten sykäyksenmuodostajan 40, laskinyksikön 42 ja hälytysyksikön 44 läpi, josta häly-tyssignaalit lähtevät. Jotta kuvion 2 mukaisessa sovellutusmuodossa syntyisi hälytys, täytyy kuusi valoherkkää elementtiä peräkkäin joutua alttiiksi hehkuvan hiukkasen säteilylle. Tällöin on tarkoituksena eliminoida sisääntulevat valotehot, jotka ovat vaarattomia mutta tästä huolimatta vaikuttavat valoherkkiin elementteihin ja joita suodatinyksikkö 38 ei lajittele pois. Hyväksyttyjen sykäysten lukumäärä lasketaan laskuLaitteessa 42, joka automaattisesti nollaa ilmaisimen, jos säädettyä määrää sykäyksiä ei ole tullut normaalissa ajassa, minkä ansiosta virheellinen hälytys estetään.

Normaalisti hehkuvista hiukkasista tuleva säteily on infrapuna-alueella. Valoherkän elementin valitsemisen avulla voidaan anturi tehdä tunteettomaksi normaalille päivänvalolle ja esim. valaisinputkista tulevalle valolle. Edelleen suodatinyksikkö varmistaa hyväksymällä vain sellaiset sisääntulevat sykäykset, joiden rintaman luonne on jyrkkä, että mitättömät häiriöt eivät aiheuta hälytystä. Ilmaisin on niin muodoin useissa suhteissa muodostettu ehkäisemään virhehälytys. Sitä vastoin ilmaisin reagoi hehkuviin hiukkasiin myös silloin, kun virtausnopeus näkökentässä kuten putkessa 10 on hyvin suuri, ja valvontalaite 36 ehtii siis nopeasti keskeyttää prosessin, ennen kuin palo tai räjähdys syntyy järjestelmässä.

Kuviossa 3 esitetään anturi, jossa on kolme valoherkkää elementtiä 46 kiinnitettyinä tilaan 48, jonka katto 22 on muodostettu rasteriksi.

Katto 22 on muodostettu puolipalloksi ja varustettu yhdensuuntaisilla raoilla 50, jotka leikkaavat alas puolipallon valoherkkien elementtien tasoon. Katon yläpuolella on lasikerros 57. Käyttämällä puolipalloa raot 50 saavat hiukkasradan poikki-suunnassa eri pituudet. Keskimmäinen rako 50 tulee siis matalammaksi kuin sivuilla sijaitsevat raot. Keskeisesti johdon läpi kulkeva hiukkanen 32 tulee kolme kertaa ohittamaan tunnistusalueen raot. Joka kerta kun valoherkkä elementti 46 joutuu hiukkasesta 32 tulevan säteilyn kohteeksi, menee yksi sykäys kuvion 1 mukaiseen valvontalaitteeseen 36 yllä kuvattuun tapaan. Kuvion 3 mukainen sovellutusmuoto on riippumaton hiukkasen kuljetussuunnasta.

Kuvion 4 mukaisessa sovellutusmuodossa anturi 12 on väliseinän 52 välityksellä jaettu kahteen toisistaan erilliseen tunnistusalueeseen, jotka 4 60615 molemmat ulottuvat suhteellisen suuren avaruuskulman ν' alueelle. Kummallakin alueella on valoherkkä elementti 54. Anturi on liitetty kupumaiseen läpinäkyvään vaipaan 56. Tässä tapauksessa anturiin vaikutetaan kaksi kertaa hehkuvan hiukkasen mennessä rasterin ohi, jolloin keskeytyksen määrää väliseinän 52 määrittämä matka.

Alue, jossa keksintöä voidaan edullisesti käyttää, on selluloosakuitujen kuivaus, jotka on valmistettu yhden tai useamman jauhamisprosessin avulla.

Kosteat kuidut saavat kulkea kuivaajan läpi, johon johdetaan kuumia kaasuja polttimesta. Kuivatut kuidut johdetaan sitten kaasuvirran avulla ja sopivien tuulettimien välityksellä sykloniin, jossa kuivatut kuidut erotetaan kaasusta ja suuri osa vesisisällöstä erotetaan. Keksinnön mukainen ilmaisin asennetaan tällöin kuivaajan ja syklonin väliseen johtoon, jotta estettäisiin, että kuivaajassa hehkuvaksi kuumennetut kuituhiukkaset seuraisivat mukana sykloniin tai vastaavasti tämän jälkeen kiinnitettyyn pölysuodattimeen. Tämän ansiosta poistetaan muutoin suuri palo- ja räjähdysvaara sen ansiosta, että ilmaisin käytännöllisesti katsoen silmänräpäyksessä katkaisee kuivausprosessin tai vastaavasti tuo paloa estäviä välineitä järjestelmään.

Keksintöä ei ole tietenkään rajoitettu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella mitä laajimmassa määrin sen perustana olevan idean puitteissa. Valitsemalla valoherkkien elementtien eri tyyppejä tai käyttämällä eri tyyppisiä suodattimia voidaan anturi saada tuntemaan halutun frekvenssin omaavaa säteilyä.