FI83704B - Anordning foer bestaemning av ett fraon ett munstycke utstroemmande flytande materials stroemningsmaengd. - Google Patents

Description

1 83704

Laite aukosta valutetun juoksevan aineen virtausmäärän määrittämiseksi - Anordning för bestämning av ett frän ett munstycke utströmmande flytande materials strömningsmängd

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite sulatusuunin sivu-seinässä olevassa valuputkessa sijaitsevan aukon lävitse valuvan nestemäisen sulan virtausmäärän määrittämiseksi. Vaikka keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi ainoastaan sulatusuunista virtaavan sulatteen virtausmäärän määrittämiseen, keksintö on siihen tarkoitukseen erityisen sopiva.

Tiettyjen teollisten prosessien säätelemiseksi on suotavaa, että sulatteen virtausmäärä olisi helposti määritettävissä; esimerkiksi on suotavaa, että sulatusuunista virtaavan metal-likuonan, mineraalituotteiden tai muiden näiden kaltaisten aineiden sulatteen valumisnopeus olisi helpommin määritettävissä. Tätä on yritetty saada aikaan virtausmäärää mittaavien laitteiden avulla, jotka mittaavat juoksevien aineiden valun virtausmäärän. Voidaan viitata US-patenttiin n:o 4 513 830, mutta siinä kuvattu laite kohdistui jatkuvan materiaalivirran valumiseen säiliöön, joka ajoittain tyhjennettiin, ja virtaus-määrä määritettiin siitä, kuinka nopeasti säiliö täyttyi uudestaan. Toinen aikaisemmin tunnettu keksintö on US-patentti n:o 3 942 562, jonka kohteena on hienojauheiden virtausmäärän kontrollointi; US-patentti n:o 3 945 532, jonka kohteena on virtaavan aineen mittauselementin siirtämä dynaaminen voima; US-patentti n:o 3 939 709, jossa materiaali törmää iskulait-teeseen ja PCT-hakemus 85/01577, jossa jaksottaisesti punnitaan punnitusputken lävitse kulkevaa hiukkasmaista ainetta.

Esillä olevan keksinnön pääkohteena on tuottaa laite jatkuvan virtausmäärän määrittämiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että siihen kuuluu säiliö, jossa on alustasta ylöspäin avoimeen suuaukkoon suuntautuva, alustassa olevan laskuaukon määrittävä sivuseinä, kuormitus-kenno, ripustinlaite kuormituskennon alapuolella Ja uunin toisella sivulla, jossa on elimiä, joiden avulla säiliö on 2 83704 ripustettu kuormituskennosta kohdassa, jossa säiliön suuaukko on sulan virtausradalla, kun sitä juoksutetaan aukosta, ja signaalin lukuelimiä kytkettynä kuormituskennoon ja jotka reagoivat herkästi säiliön ja sen sisällön kuormituskennoon siirtämään alaspäin suuntautuvaan voimaan, jolloin aukon, kuormituskennon, ripustinlaitteen, säiliön ja laskuaukon keskinäiset sijaintipaikat ja koot ovat sellaiset, että sulatusuunista ja aukon lävitse valuva sula kulkeutuu ja osittain täyttää säiliön, säiliössä olevan sulapatsaan aiheuttaessa sulan jatkuvan virtauksen laskuaukosta ulospäin.

Keksintö soveltuu erityisen hyvin sellaisen aineen painon määrittämiseen, jossa virtaus on viskositeetin ja nesteen paineen aikaansaama. Nestemäisissä aineissa, joiden virtaus voidaan arvioida newtonilaisen juoksevan aineen avulla, minkä tahansa kokoisen aukon lävitse kulkeva virtausmäärä on suhteessa aukon yläpuolella olevan paineen neliöjuureen seuraavan yhtälön mukaisesti: Q = kA/h, jossa "k" on vakio, "A" on poistoaukon poikkileikkausalue ja "h" on aukon yläpuolella oleva paine. Säiliöön virtaavan juoksevan aineen dynaamisten vaikutusten tasaamiseksi on tehtävä säätöjä muuttuvia viskositeetteja varten, jotka sulatusuunisulat-teen kyseessä ollessa vaihtelevat lämpötilan mukaan, ja muita ominaisuuksia varten, jotka saattavat vaihdella erityistapauksissa (räiske jne.); mutta keksintö on niin yksinkertainen, että tarkistus on helppoa, ja kunhan kerran on saatu selville tarkka virtausmäärä tietylle sulatteelle tietyssä lämpötilassa, ± kymmenen prosentin tarkkuus on täysin mahdollinen. Tällainen tarkkuus on käytännöllinen prosessinsäätötarkoituksiin.

Keksinnön mukaista sovellutusta kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viitaten liitteenä olevaan kaaviokuvaan, jossa kuvio 1 on poikkileikkaus kuormituskennosta ripustetusta säiliöstä, joka on sijoitettu vastaanottamaan sulatusuunista aukon lävitse virtaavaa sulatetta.

Keksinnön mukaisessa sovellutuksessa sulatusuuni 10 sulattaa 3 83704 kuonaa tai kiveä lämpötilassa, joka tavallisesti on 1400°C-1600°C. Vaikkakin sulatusuuniin on kuvattu lämpötilan koetin 11, määritetään lämpötilasignaali joissakin tapauksissa optisin keinoin (esimerkiksi käyttämällä optista ilmaisinta, joka reagoi valukappaleen 13 aukosta (ei kuvassa) virtaa-vaan sulatevirtaan 12).

Sulatevirta 12 ohjataan päältä avoimeen säiliöön 14, jonka sivuseinä 14a suuntautuu ylöspäin avointa suuaukkoa kohti, ja jonka alusta 14b koostuu kappaleesta 15, jolla on korkea sulamispiste ja joka on valmistettu kulutusta kestävästä materiaalista. Säiliössä oleva sulate kulkee tämän kappaleen lävitse.

Hiili on yksi sellainen materiaali, joka kestää hyvin sulaneen kuonan tai kiven aikaansaamaa kulutusta. Kappaleen 15 valuaukon 16 lävitse kulkeva virtaus vastaa säiliössä 14 olevan sulatteen paineen neliöjuurta aukon 16 yläpuolella, ja sen vuoksi sulatteen painoon suhteessa oleva paine antaa tarkan keinon virtausmäärän määrittämiseksi edellyttäen, että aukon 16 poikkileikkauspinta ja (kokeellisesti määritetty) virtauskerroin tunnetaan. Virtauskerroin on lämpötilan aikaansaama, ja sen vuoksi lämpötila voidaan välittää tietokoneeseen 25 lämpötilan mittauslaitteesta 11 virtaus-kertoimen käyttämiseksi määrittäjänä.

Säiliö 14 sijaitsee levyllä 17, joka on kaapeleiden 18 avulla ripustettu kuormituskennosta 19. Lämpökilpi 20 suojaa kuormituskennoa liialliselta lämmönnousulta, joka muutoin voisi häiritä kuormituskennon tarkkuutta. Kuormituskenno itse on ripustettu kaapelin 21 avulla palkista 22. Kuormituskennosta lähtevä signaali syötetään myös tietokoneeseen 25, ja tiedettäessä kuormituskennosta peräisin oleva paino säiliössä 14 sijaitsevan juoksevan aineen paino voidaan helposti saada selville; tiedettäessä lämpötila, johon reagoiva signaali välitetään tietokoneeseen lämpötilan ilmaisimesta, virtauksen 12 aineen virtauskerroin voidaan saada selville, ja näin myös aukon 15 lävitse kulkevan valun virtausmäärä voidaan määrittää.

4 83704

Tietokone 25 on ohjelmoitu sekä kirjoittamaan tiedot kir-joittimeen 23 että näyttämään ne digitaalisella lukupanelil-la 24. Tietokone, sen ohjelmointi, kirjoitin 23 ja digitaalinen lukupaneli 24 ovat kaikki aiemmin tunnetun mukaisia, eivätkä ne muodosta tämän keksinnön osaa.

Jatkuvasti mitattavaa virtausmäätää voidaan itsessään käyttää prosessi-informaationa käyttäjän tarpeisiin, tuotan-topöytäkirjoja varten tai syöttönä takaisinkytkentäjärjes-telmään virtausmäärän säätelemiseksi.

On tietenkin olemassa muunnoksia, jotka on tarkistettava kirjoittimen ja lukulaitteen asteituksessa mukaanluettuna dynaamiset voimat, jotka aiheutuvat sulatevirran törmäyksestä sen kohdatessa verraten hitaasti liikkuvan sulatteen säiliössä 14, sellaiset pienet muutokset, jotka saattavat aiheutua räiskeestä tai sulatteen jäähtymisestä säiliön yläosassa sekä muuttujat, jotka johtuvat sulatusuunissa 10 olevan seoksen muunnoksista, mutta nämä ovat helposti määritettävissä kokemusperäisin keinoin. Säiliötä 14 ympäröivä eristyskappale 26 auttaa vähentämään lämpötilan muutoksia ja sen vuoksi auttaa säilyttämään suhteellisen korkean : tarkkuusasteen.

Claims (7)

1. 5 83704
2. 1. Laite sulatusuuniin (10) sivuseinässä olevassa valuput-kessa (13) sijaitsevan aukon lävitse nestemäisen sulan virtausmäärän määrittämiseksi, tunnettu siitä, että siihen kuuluu säiliö (14), jossa on alustasta (14b) ylöspäin avoimeen suuaukkoon suuntautuva, alustassa olevan laskuaukon (16) määrittävä sivuseinä (14a), kuormituskenno (19), ripustinlaite (18) kuormituskennon (19) alapuolella ja uunin (10) toisella sivulla, jossa on elimiä, joiden avulla säiliö (14) on ripustettu kuormituskennosta (19) kohdassa, jossa säiliön (14) suuaukko on sulan virtausradalla, kun sitä juoksutetaan aukosta, ja signaalin lukuelimiä (23, 24) kytkettynä kuormituskennoon (19) ja jotka reagoivat herkästi säiliön ja sen sisällön kuormituskennoon siirtämään alaspäin suuntautuvaan voimaan, jolloin aukon, kuormituskennon (19), ripustinlaitteen (18), säiliön (14) ja laskuaukon (16) keskinäiset sijaintipaikat ja koot ovat sellaiset, että sulatusuunista (10) ja aukon lävitse valuva sula kulkeutuu ja osittain täyttää säiliön (14), säiliössä (14) olevan sulapatsaan aiheuttaessa sulan jatkuvan virtauksen laskuaukosta (16) ulospäin. '·’ 2. Jonkin patenttivaatimuksista 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi säiliötä (14) ympäröivä eristyskappale (26).
3. 3. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että että kuormituskennon (19) alapuolella, mutta aukon yläpuolella sijaitsee lämpökilpi (20).
4. 4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kuormituskennoa (19) kannattaa ripustinlaite (21).
5. 5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lämpötilaan reagoiva ilmaisin (11), tietokone (25), kirjoitin (23) ja digitaalinen lukulaite (24) sekä johtimet, jotka yhdistä- 6 83704 vät mainitut kuormituskennon, tietokoneen, kirjoittimen, digitaalisen lukulaitteen ja lämpötilan ilmaisimen; tietokone on ohjelmoitu niin, että se ainakin osittain tasapainottaa lämpötilan vaihteluita.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu lämpötilan ilmaisin (11) on termostaatti, joka ulottuu sulatusuunin (10) seinän lävitse.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu lämpötilan ilmaisin on optinen laite, joka reagoi herkästi mainitun nestemäisen sulan valun väriin ja lämpötilaan.