HU188492B

HU188492B - Device for measuring and controlling volume flow of fluidizable powdery or granulat materials

Info

Publication number: HU188492B
Application number: HU833367A
Authority: HU
Inventors: Gyoergy Vigyazo; Lajos Gancs; Laszlo Angyan; Ernoe Harmath
Original assignee: Eroemue- Eshalozattervezoe Vallalat,Hu
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1986-04-28
Also published as: IT8422882A0; DE3433488C2; FR2552542B1; DE3433488A1; AT385134B; IT1176841B; HUT34609A; ATA284284A; FR2552542A1; GB2148858A; IT8422882A1; GB2148858B; GB8423796D0

Abstract

Apparatus for measuring and controlling the volume flow of fluidizable granular and/or powdered materials comprises a fluidizing chamber (2), an inlet (3) and an outlet (5) for the fluidizing gas, and a plurality of transfer openings (7) arranged in the side wall (6) of the fluidizing chamber (2) and discharging into a collecting chamber (8) having an outlet (9). The fluidizing chamber (2) is provided with either a sensor (10) for measuring the level or height of fluidized material in chamber (2) to give a direct measurement of the volume flow of the fluidizable material; or with a pressure sensor (11) to give an indirect measurement. <IMAGE>

Description

A találmánnyal megoldandó feladatot úgy határozhat5 juk meg, hogy a találmány szerinti berendezés egyszerű szerkezeti kialakítással biztosítsa egy tetszőleges fluidizálható por- illetve szemcsésszerkezetű anyag térfogatáramának mérését úgy, hogy az anyag sűrűségének és áramlási sebességének változása a mérést ne akadályozza. 0 A kitűzött feladatot olyan fluidizálható por- illetve szemcsésszerkezetű anyag térfogatáramának mérésére és szabályozására alkalmas berendezéssel oldottuk meg, amelynek fluidizáló kamrája, fluidizáló gáz hozzávezetése és elvezetése van, azzal jellemezve, hogy a berendezés 5 fluidizáló kamrájának oldalfalán legalább egy előnyösen szabályozható keresztmetszetű átömlő nyílás van kialakítva, amely egy kiömlő nyílással ellátott gyűjtő kamrába torkollik, valamint a íluidizált anyag térfogatáramával egyenesen arányos szintmagasságát mérő szintérzéke:0 lő van fluidizáló kamrában elhelyezve.The object of the present invention is defined in such a way that the device according to the invention, by simple construction, ensures the measurement of the volumetric flow rate of any fluidizable powder or particulate material without changing the density and flow rate of the material. SUMMARY OF THE INVENTION The object is solved by a device for measuring and controlling the volume flow of a fluidizable powder or particulate material having a fluidizing chamber, inlet and outlet of fluidizing gas, characterized in that at least one advantageously controllable cross-sectional opening is provided , which flows into a collection chamber with an outlet, and a level sensor for measuring the level height of the fluidized material, which is directly proportional to the flow rate of the fluid: 0 shoot is placed in the fluidizing chamber.

A találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakja értelmében célszerű, ha az átömlő nyílások a fluidizáló kamra oldalfalán a nehézségi erőtér ekvipotenciális felületeire párhuzamosan függőlegesen vagy közel füg!5 gőlegesen vannak elrendezve.According to a possible embodiment of the device according to the invention, the orifices are arranged vertically or nearly vertically parallel to the equipotential surfaces of the gravity field on the side wall of the fluidizing chamber.

További célszerű kiviteli alak értelmében a berendezés fluidizáló levegő hozzávezetéséhez a fluidizáló gáznak a fluidizált anyag rétegmagasságával arányos, réteg alatti nyomását mérő nyomásérzékelő van csatlakoztatva. 10 A találmány szerinti berendezés továbbfejlesztett kiviteli alakja értelmében előnyös, ha a berendezés gyűjtőkamrájába legalább egy szekunder közeg tömegáramát szabályozó, a berendezés szintérzékelőjével, illetve nyomásérzékelőjével önmagában ismert jelfeldolgozó és ve15 zérlőegységen keresztül összekötött szabályozóberendezés csatlakozik.According to a further preferred embodiment, a pressure sensor for measuring the pressure of the fluidizing gas, which is proportional to the layer height of the fluidized material, is connected to the device for supplying fluidizing air. According to an improved embodiment of the device according to the invention, it is advantageous to connect to the collecting chamber of the device a controller for controlling the mass flow of at least one secondary medium known per se with the device level sensor or pressure sensor and connected via a control unit.

A találmány értelmében célszerű az a kiviteli alak, amelyben a fluidizáló levegő elvezetésére külön csőcsonk van kiképezve.According to the invention, it is expedient to have an embodiment in which a separate nozzle is provided for the discharge of fluidizing air.

>0 Előnyös a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakja is, amelyben a szekunder tömegáram bevezetése a berendezéstől különválasztottan van kialakítva.Also preferred is an embodiment of the apparatus according to the invention in which the introduction of the secondary mass flow is separated from the apparatus.

A találmányt az alábbiakban a rajz segítségéve] ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti be'5 rendezés néhány példakénti kiviteli alakja látható. A rajzon azThe invention will now be described in more detail with reference to the drawing, which shows some exemplary embodiments of the apparatus of the invention. In the drawing it is

1. ábra a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakja vázlatának hosszmetszete, és aFigure 1 is a longitudinal sectional view of a possible embodiment of the apparatus of the present invention;

2. ábrán az 1. ábra szerinti berendezés tovább fejlesztő tett kiviteli alakjának metszete látható.Figure 2 is a sectional view of a further embodiment of the apparatus of Figure 1.

Mint az az 1. ábrán látható, a találmány szerinti fluidizáló por- illetve szemcsésszerkezetű anyagok térfogatáramának mérésére és szabályozására alkalmas berendezés 1 beömlőcsonkka! rendelkezik a primer anyag térfo55 gatárama számára. Az 1 beömlőcsonk a berendezés fluidizáló 2 kamrája fölött van kialakítva, míg a 2 kamra alsó részén fluidizáló gáz, jelen esetben levegő' 3 hozzávezetés van kiképezve, mely fölött a 2 kamra teljes keresztmetszetét kitöltő fluidizáló 4 betét van elhelyezve. 60 A találmány szerinti berendezés jelen kiviteli alakjában a fluidizáló gáz, azaz levegő számára a 2 kamra felső részén levegőelvezető 5 csőcsonk van kiképezve. A fluidizáló 2 kamra 6 oldalfalán fluidizált primer anyagot áteresztő átömlő 7 nyílások vannak függőlegesen elrendezve. A 65 fluidizáló 2 kamrát az átömlő 7 nyílások 8 gyfíjtőkamA találmány tárgya fluidizálható por- illetve szemcsésszerkezetű anyagok térfogatáramának mérésére cs szabályozására alkalmas berendezés, amely a fenti anyagok szállítási folyamatainál, így például hőerőművi pneumatikus pernyeszállító berendezéseknél, a pernye és víz adagolásánál, illetve a pernye és mészhidrát por keverésénél azok előre meghatározott arányú adagolásánál alkalmazható előnyösen,As shown in Figure 1, the apparatus for measuring and controlling the flow rate of fluidizing powder or particulate materials of the present invention has an inlet port 1. has a space flow of primary material. The inlet nozzle 1 is located above the fluidizing chamber 2 of the apparatus, while the lower part of the chamber 2 is provided with a fluidizing gas, in this case air inlet 3, above which is a fluidizing insert 4 which fills the entire cross-section of the chamber. 60 In the present embodiment of the device according to the invention, an air outlet pipe 5 is provided for the fluidizing gas, i.e. air, in the upper part of the chamber 2. On the side wall 6 of the fluidizing chamber 2 there are arranged vertically permeable openings 7 permeable to fluidized primary material. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for controlling the flow rate of fluidized powder or particulate materials, which is used in the flow processes of the above materials, such as pneumatic ash conveyors, ash and water as well as fly ash. is advantageously used in the predetermined addition of lime hydrate powder,

A legrégebbi ismert eljárás por-, illletve szemcsésszerkezetű anyagok két vagy több'komponensének tömeg, il- 1 letve térfoga táramának mérésére és meghatározott arányú adagolására az egyes anyagáramok szakaszos mérlegelése és a lemérlegelt anyagmennyiségek ezt követő keverése. Ezek a mérlegelő berendezések az elektronika alkalmazásával a feladatot ugyan teljesítik, de hátrányuk, 1 hogy a berendezések nagyméretűek, szakaszos üzentűek, amely a keverék homogenitását hátrányosan befolyásolja, és a primer anyagáram időbeli változásához nem rendelhető hozzá egy vagy több másik anyagáram egyidejű, azonnali változtatása.The oldest known method for measuring and dispensing a flow or volume of two or more components of powder or particulate materials is to batchly weigh each material stream and subsequently mix the weighed amounts of material. Although these weighing devices perform their function using electronics, they have the disadvantage 1 that they are large, intermittent, which adversely affects the homogeneity of the mixture and that the simultaneous, immediate change of one or more other material streams cannot be attributed to a change in the primary material stream.

A primer és szekunder anyagáramok folyamatos függvénykapcsolata sem biztosítható, ugyanis ehhez igen kicsiny primer anyagmennyiségeket kellene mérlegelni, amely a gyakorlat során nehezen vagy nem megvalósítható.The continuous function relationship between the primary and secondary material streams cannot be ensured either because very small quantities of primary materials would have to be considered, which would be difficult or impractical in practice.

Ismeretesek olyan megoldások is, mikor a primer és szekunder anyagáramokat forgókamrákkal rendelkező úgynevezett cellás adagolókkal továbbítják és a térfogatáramok szabályozása az egyes forgócellás adagolók fordulatszámának változtatásával történik, mikor is a primer anyagáramot szállító forgócellás adagoló fordulatszámához a szekunder anyagú áramot szállító forgócellás adagoló vagy adagolók fordulatszámát rendelik hozzá.There are also known solutions in which primary and secondary material streams are transmitted by so-called cell feeders with rotary chambers and volume flows are controlled by varying the revolutions of each rotary cell dispenser. .

Ez a megoldás azonban sok hátránnyal rendelkezik. A forgócellás adagolók igen kopás érzékenyek, különösen akkor, ha a kilépő és belépő csonk között nyomáskülönbség és visszaáramlás áll fenn, továbbá az alacsony fordulatszám miatt igen költséges fordulatszámcsökkentő berendezésekre van szükség.However, this solution has many disadvantages. Rotary feeders are very sensitive to wear, especially when there is a difference in pressure between the outlet and inlet and return flow, and because of the low RPM, very expensive RPMs are required.

A szakirodalomból ismertek továbbá olyan berendezések, ahol az anyagszállítási folyamatoknál a tömegáramot az impulzus erő alapján mérik. A newtoni mozgásegyenlet alapján ismert, hogy az anyag tömegáramának változása az erő változását jelenti, ha sebessége nem változik. Tehát ha az anyagáram útjába egy mérlegszerűen felfüggesztett ütközőlapot helyezünk és erre az anyagáram állandó sebességgel érkezik és távozik, akkor az anyag tömegáramának változása az ütközőlapot egyensúlyba tartó erő változásában jelentkezik. Az erő változását villamosjellé átalakítva a szekunder anyagáramok szabályozása megoldható. Az ismert tömegárammérő ütközőlapos berendezések legnagyobb hiányossága, hogy azonos anyagáram sebesség mellett működnek, így ha a sebesség változik, újból kell hitelesíteni a berendezéseket, illetve állandóan változó sebességű anyagáramnál azok nem alkalmazhatók. Ugyancsak hátrányként említhető, hogy az anyagáram anyagsűrűségének változása szintén új kalibrálást kíván, illetve annak állandó változása esetén a berendezés nem használható.Further, devices are known from the literature where the mass flow is measured on the basis of the impulse force in material transport processes. It is known from the Newtonian equation of motion that a change in the mass flow of a substance means a change in force if its velocity does not change. Thus, if a balance suspended suspension plate is placed in the path of the material stream and the material stream arrives and leaves at a constant velocity, the change in the mass flow rate of the material will result in a change in the balance force of the impact plate. By converting the force change into an electrical signal, the regulation of secondary material flows can be solved. The biggest disadvantage of known mass flow sensor baffle devices is that they operate at the same material flow rate, so if the rate changes, the equipment will need to be re-calibrated or not applicable to a continuously variable material flow. It is also a disadvantage that the change in the material density of the material stream also requires a new calibration or the device cannot be used in the event of a constant change.

A találmány célja a felsorolt hiányosságok egyidejű kiküszöbölése mellett olyan berendezés kialakítása, melynek révén fluidizálható por- illetve szemcsésszerkezet ű anyagok térfogatáramának pillanatnyi értéke, illetve annak időbeli változása a gyakorlat számára elégséges pontossággal mérhető és így a primer térfogatáramú nSUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome, at the same time, the above shortcomings by providing an apparatus for measuring the instantaneous flowrate of a fluidized powder or particulate material and its temporal variation with sufficient accuracy for practical use.

188 492 ráva! kötik össze, melynek alján 9 kiömlőcsonk· van kiképezve. A fluidizáló 2 kamrában fiuidizált primer anyag szintmagasságát mérő önmagában ismert 10 szintérzékelő van elhelyezve, továbbá a fluidizáló levegő 3 hozzávezetéschez a fiuidizált primer anyag szintmagasságával 5 arányos fluidizáló levegő nyomását mérő 11 nyomásérzékelő csatlakozik.188 492 on it! with 9 outlets on the bottom. In the fluidizing chamber 2, a known level sensor 10 for measuring the level of the fluidized primary material is arranged, and a pressure sensor 11 for measuring the pressure of the fluidizing air proportional to the level of the fluidized primary material 5 is connected to the fluidizing air supply.

A találmány szerinti berendezés 2. ábra szerinti kiviteli alakjában 8 gyűjtőkamra felső részéhez szekunder anyag vagy anyagok rajzon nem ábrázolt tartályához 10 csatlakozó további 12 beömlőcsonk kapcsolódik a szekunder közeg tömegáramát szabályozó és a berendezés 10 szintérzékelőjével, illetve 11 nyomásérzékelőjével önmagában ismert jelfeldolgozó és vezérlőegységen keresztül összekötött berendezésen, jelen esetben 13 rétegsza- 15 bályozón át.In the embodiment of the device of the invention according to Figure 2, an additional inlet port 12 is connected to the upper part of the collecting chamber 8 by means of a signal processing and control unit connected to the level sensor 10 and the pressure sensor 11 of the secondary medium. , in this case through 13 layer regulators.

A találmány szerinti berendezés működését egy átfolyásos tartály statikus, illetve dinamikus állapotfüggvényeivel írhatjuk le, azaz ha egy tartályból legalább egy nyíláson át kiömlő állandó térfogatáram mellett a be- 20 ömlő térfogatáram változik, akkor a tartály szintmagassága megváltozik. Ez a szintmagasság változás közvetlen módon szintérzékeléssel vagy közvetett módon a fluidizáló gáz, azaz levegő nyomásával mérhető, és ez a mérési eredmény egyrészt a térfogatálam pillanatnyi értékére ad 25 felvilágosítást, másrészt ez a mérési eredmény közvetlen szabályozási impulzust ad egy másik, szekunder anyagáram térfogat- vagy tömegáramát szabályozó szervnek.The operation of the apparatus according to the invention can be described by the static or dynamic state functions of a flow container, that is, if the flow rate changes from a container at a constant flow rate through at least one orifice, the container height changes. This change in height can be directly measured by level sensing or indirectly by the pressure of the fluidizing gas, ie air, and provides a glimpse of the instantaneous volume volume and provides a direct control impulse for the volume or volume of another secondary material stream. mass flow regulator.

Az átömlő 7 nyílások méretét és számát úgy kell meghatározni, hogy maximális térfogatáram esetében a fluidi- 30 zált anyagoszlop magassága függvényében az átömlő 7 nyílásokon át távozó térfogatáramok összessége egyenlő legyen az érkező primer anyagáram fiuidizált állapotú térfogatáramával. A fluidizáló 2 kamrában a szintmagasság vagy fluidizáló levegő nyomásértéke statikus állapot- 35 bán egy adott primer térfogatáramot definiál, ehhez pedig egy vagy több szekunder tömegáram rendelhető hozzá. Ha ezután a belépő primer térfogatáram pozitív vagy negatív irányban változik, akkor újabb átömlő 7 nyílások lépnek működésbe, vagy maradnak üresen, azaz a fluidi- 40 zált anyagszint a dinamikus állapot függvényéből képzett átmenet függvény szerinti idő alatt emelkedik vagy sülylyed, majd ismét beállva a statikus állapotra a szintváltozást érzékelve a szekunder tömegáramokat arányosan szabályozhatjuk. A berendezés 1 beömlőcsonkján át a 45 fluidizáló 2 kamrába vezetett por-, illetve szemcsésszerkezetű anyag a fluidizálás során a nehézségi erőtérben folyadékként viselkedik és az említett 7 nyílásokon át a hidraulika törvényeinek megfelelően folyik ki abban az esetben, ha a fluidizáló 4 betét alá a 3 hozzávezetésen át 50 fluidizáló gázt, levegőt vezetünk be. A fluidizáló levegő a fluidizáló 2 kamrából vagy az 5 csőcsonkon vagy a primer anyaggal együtt az átömlő 7 nyílásokon át távozik. A fluidizáló 2 kamrában lévő primer anyag fiuidizált állapotában a nehézségi erőtérben folyadékként viselkedik 55 és a térfogatáramtól függő szintmagasság négyzetgyökével arányos sebességgel a középső 6 oldalfalon kialakított 7 nyílásokon át kifolyik a 8 gyűjtőkamrába, ahonnan a 9 kiömlőcsonkon át távozik. A fiuidizált primer anyag 2 kamrában kialakuló szintmagasságát 10 szintérzékelővel mérjük, amely szintmagassági érték a mindenkori térfogatárammal arányos. Így a folyamatos térfogatáram (m³/s) illetve annak időbeli változása a 10 szintérzékelő segítségével nyomon követhető. A fiuidizált primer térfogat íramszintmagasságának tetszés szerinti módon történt mérési eredménye villamos jellé alakítva a térfogatáramra ad információt, illetve további szekunder anyagáram szabályozását teszi lehetővé oly módon, hogy a villamos jelet vezérlő jellé alakítva a találmány szerinti berendezés további 12 beömlőcsonkján át belépő szekunder térfogatáramot az ahhoz csatlakozó 13 rétegszabályoz á segítségével szabályozzuk.The size and number of orifices 7 should be determined such that, for a maximum flow rate, the sum of the flow rates through the orifices 7 is equal to the volume flow of the incoming primary material flow, depending on the height of the fluidized bed. In the fluidizing chamber 2, the height of the level or the pressure of the fluidizing air in a static state defines a given primary volume flow and one or more secondary mass flows can be assigned to it. If the inlet primary flow rate then changes in a positive or negative direction, additional orifices 7 become operative or remain empty, i.e., the fluidized material level rises or falls over time as a function of the transition from the dynamic state and then returns to static By sensing the change in state, the secondary mass flows can be proportionally controlled. The powder or particulate material introduced through the inlet 1 of the apparatus into the fluidizing chamber 45 behaves as fluid in the gravity field during fluidization and flows through said apertures 7 in accordance with the laws of hydraulics when the fluidizing pad 4 is inlet to the inlet 3. 50 fluidizing gas, air is introduced. The fluidizing air is discharged from the fluidizing chamber 2, either through the nozzle 5 or through the inlets 7 together with the primary material. In the fluidized state of the primary material in the fluidizing chamber 2, it acts as a fluid in the gravity space 55 and flows through the openings 7 in the center sidewall 6 at a velocity proportional to the square root of the volume flow dependent height. The height of the fluidized primary material in the 2 chambers is measured with a level sensor 10, which is proportional to the respective flow rate. Thus, the continuous volume flow rate (m ³ / s) and its temporal change can be monitored by means of the level sensor 10. Optionally, the result of the measurement of the flow level height of the fluidized primary volume converts the flow into an electrical signal and further controls the secondary flow of material by converting the secondary flow through the other 12 inlets of the device into an electrical signal control signal. 13 layer controls.

A találmány szerinti berendezés előnye, hogy egyidejűleg alkalmas fluidizálható szilárd és folyékony halmazállapotú anyagok térfogatáramainak mérésére és szabályozására, valamint, hogy a fiuidizált anyagok technológiai szállítóláncában a szekunder tömegáram bevezetései a berendezéstől különválasztottan is kialakíthatók.The device according to the invention has the advantage that it can simultaneously measure and control the volume flows of fluidizable solid and liquid materials and that the secondary mass flow inputs of the fluidized materials technology supply chain can be separated from the device.

Claims

An apparatus for measuring and controlling the volume flow of a fluidizable powder or particulate material having a fluidizing chamber, inlet and outlet of fluidizing gas, characterized in that the device has at least one flowable opening (6) in the sidewall (6) of the fluidizing chamber (2). 7) formed into a collection chamber (8) provided with an outlet (9) and directly proportional to the flow rate of the fluidized material; a level sensor (10) for measuring its height is located in the fluidizing chamber (2).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the orifices (7) are arranged vertically or nearly vertically along the side wall (6) of the fluidizing chamber (2) parallel to the equipontent surface of the gravity field.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure detector (11) for measuring the pressure of the fluidizing gas under the layer, proportional to the layer thickness of the fluidized material, is connected to the device for supplying fluidizing air.

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a layer regulator (13) for controlling the mass flow of at least one secondary medium connected to the level sensor (10) or pressure sensor (11) of the apparatus is known via a signal processing and control unit.

5. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a fluidizing air outlet (5).

6. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the secondary mass flow is provided separately from the apparatus.