HU222323B1 - Eljárás és szerkezet poranyagok hipersűrűségű fázisban történő, akadályok megkerülésére alkalmas szállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás és szerkezet poranyagok hipersűrűségűfázisban történő, akadályok megkerülésére alkalmas szállítására. Atalálmány lényege az, hogy egy akadály megkerülésére szolgáló,legalább három szekrényt tartalmazó megke- rülőszerkezetet (10)illesztenek be a szállítóberendezések rendszerébe két vízszintesszállítóberendezés, a „beáramlás felőli" szállítóberendezés (T1) és a„kiáramlás felőli" szállítóberendezés (T2) közé, ahol – amegkerülőszerkezet (10) bemenetéhez egy beáramlás felőli szekrényt(S1) telepítenek, amely egy P1 nyomású gázzal táplált alsó járatot(S1.1) és egy oszlop (1) által képzett felső járatot (S1.2) tartalmaz,– középütt, az akadályt elkerülő szintnél egy közbülsőszekrényt (S3) telepítenek, míg – a megkerülőszerkezet (10, 20,30) kimenetéhez egy kiáramlás felőli szekrényt (S2) telepítenek, amelyegy P2 nyomású gázzal táplált alsó járatot (S2.1) és egy oszlop (C2)által képzett felső járatot (S2.2) tartalmaz, emellett – a P1nyomás és a P2 nyomás ?P nyomáskülönbségét (?P=P1–P2) szigorúanpozitív értéken tartják, feltöltve tartva a három szekrényt (S1, S2,S3) folyamatosan potenciális fluidizált állapotban tartottporanyaggal. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és szerkezet poranyagok hipersűrűségű fázisban történő, akadályok megkerülésére alkalmas szállítására, amely találmány általánosabb értelemben poranyagot hipersűrűségű fázisban szállító és elosztó rendszerek továbbfejlesztésére vonatkozik. Ez a továbbfejlesztés lehetővé teszi működő ipari berendezések felszerelését ezzel a nagy teljesítményű és gazdaságos szállítórendszerrel.

Itt alapvetően egy por alakú termékek szállítására szolgáló folyamatos eljárásról van szó nagyszámú csomagolóberendezés, például zsákológép vagy dobozolószerkezet megtöltéséhez, vagy több termelőberendezés, például műanyag-extrudáló sajtók vagy olvadékelektrolizáló kádcellák egyetlen tárolótérből történő kiszolgálásához.

A szállítandó poranyagokat fluidizálni lehet; szemeloszlásuk és kohéziójuk olyan, hogy gáznak kis sebességgel történő bevezetése a poranyagba megszüntetheti a kohéziót a részecskék között és csökkentheti a belső súrlódási erőket. Az ilyen típusú anyagok közé tartozik például az olvadékelektrolízishez felhasznált timföld; a cementek, a gipszek, az oltott mész, a szálló hamu, a kalcium-fluorid, a magnézium-klorid, az összes töltőanyagtípus a különböző keverékekhez, a katalizátorok, a szénpor, a nátrium-szulfát, a foszfátok, a polifoszfátok vagy pirofoszfátok, a por alakban lévő műanyagok, az élelmiszertermékek, például a tejpor, liszt stb.

A poranyagoknak fluidizált ágyban történő szállításához sok szerkezetre készült már tanulmány és fejlesztés. Egy speciális probléma fűződik a poranyag folyamatos betáplálásához, amelyet az említett anyagok felhasználási követelményeinek függvényében szabályoznak. A sok példa közül az egyik, amely ezt a problémát illusztrálja, a timföld betáplálása az olvadékelektrolizáló cellákba az alumínium gyártásánál.

Ebből a célból a timföld, amely egy, az elektrolitfürdőbe szállított és oldhatóvá tett por alakú termék, fokozatosan kerül felhasználásra, miközben az elektrolízis végbemegy, és ahogy fogy, úgy kell pótolni, hogy az oldhatóvá tett timföld koncentrációja optimális szinten maradjon, támogatva az elektrolizálócellák maximális hatékonyságát. Ekkor szükségessé válik az elektrolizálókádba beadagolt timföld mennyiségének olyan beállítása, hogy a működést ne zavarja meg felesleges vagy elégtelen timföldmennyiség.

A bejelentő által kifejlesztett, és az EP-0 122 925 számú, EP-0 179 055 számú, EP-0 187 730 számú, EP-0 190 082 számú, valamint az EP-0 493 279 számú szabadalmi leírásban ismertetett poranyagszállító rendszer lehetővé teszi por alakú szilárd anyagok folyamatos beadagolását azok hipersűrűségű fázisában. Ezt a rendszert különösen timföld szabályos és folyamatos beadagolásához alkalmazzák olyan tároló- és elosztóbunkereknél, amelyek az elektrolizálókádak felépítményében vannak elhelyezve.

Ez a poranyagszállító rendszer a tárolótér és a táplálandó tér között legalább egy, pneumatikus szállítócsatomának nevezett vízszintes szállítóberendezést tartalmaz, amely egy gáz bevezetésére szolgáló alsó járatból és egy poranyag szállítására szolgáló felső járatból van összeállítva, ahol a két járat egy porózus fallal van egymástól elválasztva. Az alsó járatba legalább egy tápcsövön keresztül gáz van befújva. A poranyag tökéletesen kitölti a szállítóberendezés felső járatát, és ez a szállítóberendezés legalább egy, poranyaggal részlegesen feltöltött kiegyenlítőoszlopot tartalmaz, ahol a töltési magasság egyenlíti ki a gáz nyomását. Ez a kiegyenlítőoszlop a poranyag potenciális fluidizációjához szükséges állapotokat hoz létre, ahol a poranyag, amely a nagyon lassú gázáramlásnak köszönhetően nincs nagyon felkavarva, a pneumatikus szállítócsatomában hipersűrűségű ágy alakjában van jelen.

Azért, hogy a potenciális fluidizáció jelenségét könnyebben érthetővé lehessen tenni, érdemes áttekinteni a poranyag szállításához szokásosan alkalmazott hagyományos fluidizálás elveit, amelyek például az US-4 016 053 számú szabadalmi leírásban vannak ismertetve. A fluidizáláshoz alkalmazott szerkezet is tartalmaz egy, a fentiekben ismertetett pneumatikus szállítócsatomát. A fluidizáló gáz egy adott P_f nyomáson van bevezetve az alsó járatba, áthalad az említett porózus falon keresztül, majd áthalad a poranyagban nyugalomban levő, fluidizálandó réteget alkotó részecskék között. Eltérően a potenciális fluidizációs szerkezettől, ennek a nyugalomban lévő rétegnek a vastagsága sokkal kisebb, mint az említett szállítóberendezés felső járatának a magassága, vagyis a fluidizáló gáz bármilyen bevezetésének a hiányában a poranyag csak nagyon részlegesen tölti ki a vízszintes szállítóberendezés felső járatát.

A hagyományos fluidizációban egy intenzív gázáram ráhatásával az említett részecskék meg vannak mozgatva és fel varnak emelve, miközben mindegyikük elveszti állandó érintkezését a szomszédaival. így a részecskék közötti köztes tér megnövekszik, a részecskék közötti belső súrlódás lecsökken, és ezek a részecskék egy dinamikus lebegés állapotába kerülnek. Következésképpen az eredmény a poranyag eredeti térfogatának a megnövekedésében és látszólagos sűrűségének ennek megfelelő csökkenésében jelentkezik.

A „sűrű fázis” kifejezés rendszerint le van foglalva a nagy nyomáson végzett pneumatikus szállításra. A hipersűrűségű fázis a potenciális fluidizációra jellemző. Hogy fogalmat lehessen alkotni erről a helyzetről, tekintsük a timföld (A1₂O₃) esetét példának, ahol a szilárd anyag/gáz arány 10-150 kg A1₂O₃/1 kg levegő nagyságrendű a sűrű fázisú pneumatikus szállításban, és 750-950 kg A1₂O₃/1 kg levegő a hipersűrűségű fázisban potenciális fluidizációval történő szállításban. Ennek megfelelően a szilárd port hipersűrűségű fázisban nagyon nagy szilárd anyag/gáz koncentráció mellett lehet szállítani, amely sokkal nagyobb, mint a sűrű fázisú pneumatikus szállításban.

A potenciális fluidizáció esetében, még akkor is, ha nincs gáz bevezetve, a poranyag majdnem teljesen kitölti a szállítószerkezetet és különösen a felső járatot. Amikor gázt vezetnek be az alsó járatba, a kiegyenlítőoszlop részlegesen feltöltődik poranyaggal, amely elfoglalja a felső járatot egy manometrikus nyomómagasságnál, amely kiegyenlíti a p_f nyomást, és megakadályozza

HU 222 323 Bl a részecskék közötti köztes tér méretének a megnövekedését. Ennek következtében a kiegyenlítőoszlop jelenléte megakadályozza a vízszintes szállítóberendezésben jelen lévő poranyag fluidizációját, és arra készteti az említett anyagot, hogy hipersűrűségű potenciális fluidizált ágyként jelenjen meg. Ezenkívül, mivel a részecskék közötti köztes térbeli távolság nem növekszik, a közegnek a p_f nyomás mellett bevezetett gázzal szembeni áteresztőképessége nagyon kicsi, és a gázáramot egy nagyon kis mennyiségre korlátozza. A továbbiakban ez a csekély gázáram, amely áthalad a kiegyenlítőoszlopon keresztül, „gázelvonásként” lesz említve.

Következésképpen, nem megy végbe ugyan fluidizáció, de egy potenciális fluidizációról beszélhetünk, ahol nincs állandó anyagtovábbítás a pneumatikus szállítócsatomában, hanem egy sorozatos összeomlásokkal járó áramlás megy végbe, mihelyt igény lép fel a poranyag iránt, például amikor a táplálandó tér szintje egy kritikus érték alá esik. Amikor a táplálandó térben tárolt anyag folyamatos felhasználása olyan, hogy az anyagszint a betáplálócső nyílásának a szintje alá esik, a poranyag egy bizonyos mennyisége kiszökik a betáplálócsőből, létrehozva egy „vákuumot”, amelyet kitölt az összeomló anyag, ami egy „dominó”-effektust hoz létre, és ez így folytatódik végig a pneumatikus szállítócsatomán, visszafelé működve, a tárolóbunker irányában.

A hipersűrűségű ágyban történő szállításra szolgáló potenciális fluidizációs szállítószerkezetet, ahogy az az EP-0 122 925 számú, EP-0 179 055 számú, EP-0 187 730 számú, EP-0 190 082 számú és az EP-0 493 279 számú szabadalmi leírásból megismerhető, nagy arányban különösen az alumínium olvadékelektrolíziséhez kialakított jelenlegi berendezésekben lévő 300 000 A-s kádak táplálásához alkalmazzák. Ennek a szerkezetnek jól ismertek az előnyei:

- folyamatos beadagolás az elektrolizálókádakba azért, hogy a bunkerek egész idő alatt feltöltött állapotban legyenek tartva,

- csekély karbantartásigény, kismértékű kopás a kis terméktovábbítási sebesség következtében,

- nincs szemeloszlás szerinti különválás,

- alacsony energiafelhasználás,

- a timföld szállításának tökéletes szabályozása, nincs kitüntetett leszóratás.

Az eddig megismertekkel kapcsolatban a következő problémák merülnek fel.

Egy elektrolizálóműhelyben az egyetlen tárolótérből táplálandó térségek száma nagy (néhány tíz) lehet, és a tárolótér és a táplálandó térség közötti távolság is nagy (néhány 100 m) lehet. Az EP-0 179 055 számú szabadalmi leírásban ismertetett szerkezet sorosan elrendezett szállítóberendezések sorozatából van összeállítva, ahol egy elsődleges szállítóberendezés van elrendezve a tárolótér és a másodlagos szállítóberendezések sorozata között, amelyek mindegyike egy-egy elektrolizálókádhoz van hozzárendelve, és oldalsó elvételi pontokkal van ellátva, amelyek a kádfelépítménybe beépített bunkereket táplálják.

Ám ez a rendszer vízszintes vagy enyhén döntött szállítóberendezések alkalmazását írja elő, úgyhogy a kis összeomlások sorozata (amelyek lépésről lépésre következnek be a pneumatikus szállítócsatomában egészen a tárolóbunkerig) optimális állapotok között mehet végbe. A bejelentő megfigyelte először is, hogy az anyagot nem lehet a potenciális fluidizáció állapotában tartani, ha a szállítóberendezés erős lejtéssel van megdöntve, és másodszor pedig azt, hogy a lejtés hirtelen megszakadása megszakítja a kis összeomlások „dominó”-effektusát, és szilárd dugók kialakulását okozza, amelyekben a poranyagot már nem lehet potenciális fluidizált állapotban tartani.

Márpedig a régi műhelyek nem voltak szükségszerűen úgy tervezve, hogy az elektrolizálókádak csak vízszintes vagy enyhén döntött szállítóberendezéssel legyenek táplálva. Vannak néhol átjárózónák fenntartva az elektrolízist kiszolgáló járművek (folyékonyfurdő-szállítás, fémszállítás stb.) részére, és vannak olyan akadályok, amelyeket a szállítóberendezések nem tudnak balra vagy jobbra megkerülni, és a szintváltoztatás elkerülhetetlen.

Következésképpen a bejelentő kísérletet tett egy olyan eljárás kifejlesztésére, amely lehetővé tenné az EP-0 122 925 számú, EP-0 179 055 számú, EP-0 187 730 számú, EP-0 190 082 számú és az EP-0 493 279 számú szabadalmi leírásban ismertetett, hipersűrűségű fázist szállító rendszer alkalmazását, akár még a régi üzemekben lévő felszerelés felújításának a céljaira is.

A találmány szerinti eljárás tehát egy, poranyagnak potenciális fluidizációval történő szállításához alkalmazható eljárás, amellyel az akadályokat szintváltoztatással is meg lehet kerülni, más szóval meg lehet szabadítani a hipersűrűségű ággyal működő szállítórendszert a csak vízszintes vagy enyhén döntött szállítóberendezések alkalmazásának a kényszerétől. Ezek a szállítóberendezések a leírásnak a további részében az egyszerűség kedvéért „vízszintesnek” vannak minősítve, még ha enyhén döntöttek is.

A poranyagok akadályok megkerülésére alkalmas, hipersűrűségű fázisban történő szállítására szolgáló találmány szerinti eljárásra az jellemző, hogy egy akadály megkerülésére szolgáló, legalább három szekrényt tartalmazó megkerülőszerkezetet illesztünk be a szállítóberendezések rendszerébe két vízszintes szállítóberendezés, a „beáramlás felőli” szállítóberendezés és a „kiáramlás felőli” szállítóberendezés közé, ahol

- a megkerülőszerkezet bemenetéhez egy beáramlás felőli szekrényt telepítünk, amely egy alsó járatot és egy felső járatot tartalmaz, ahol a felső járat lényegében egy oszlopból áll, és az egyik végénél a beáramlás felőli szállítóberendezés felső járatával, a másik végénél pedig a közbülső szekrény felső járatával van összekötve, és ezen beáramlás felőli szekrény alsó járatába egy Pl nyomású gázt vezetünk be,

- középütt, az akadályt elkerülő szintnél egy, vízszintes pneumatikus szállítócsatomához hasonlítható közbülső szekrényt telepítünk, amely egy alsó járatot és egy felső járatot tartalmaz, ahol a felső járat az első végén keresztül a beáramlás fe3

HU 222 323 Bl lőli szekrény felső járatával, a második végénél pedig a kiáramlás felőli szekrény felső járatával van összekötve, és ezen közbülső szekrény alsó járatába egy P3 nyomású gázt vezetünk be,

- a megkerülőszerkezet kimenetéhez egy kiáramlás felőli szekrényt telepítünk, amely egy alsó járatot és egy felső járatot tartalmaz, ahol a felső járat lényegében egy oszlopból áll, és az egyik végénél a közbülső szekrény felső járatával, a másik végénél pedig a kiáramlás felőli szállítóberendezés felső járatával van összekötve, és ezen kiáramlás felőli szekrény alsó járatába egy P2 nyomású gázt vezetünk be, emellett

- a Pl nyomás és a P2 nyomás ΔΡ nyomáskülönbségét (ΔΡ=Ρ1-Ρ2) szigorúan pozitív értéken tartjuk, feltöltve tartva a három szekrényt folyamatosan potenciális fluidizált állapotban tartott poranyaggal.

Az akadály tehát ugyanazon a szinten van, mint legalább az egyik vízszintes szállítóberendezés, viszont a közbülső szekrény nincs ugyanazon a szinten, mint az akadály, így meg tudja azt kerülni. A vízszintes szállítóberendezések általában ugyanazon a szinten vannak, de nincs olyan ok, amiért ne lehetne ezen két vízszintes szállítóberendezés magassága között különbség. A közbülső szekrény elég hosszú ahhoz, hogy túlnyúljon a szállítandó poranyaggal szembeni akadályon.

A megkerülőszerkezet speciális tulajdonsága, hogy egy ΔΡ nyomáskülönbséget (AP=P1-P2) hoz létre, amely mindig szigorúan pozitív, mivel a ΔΡ nyomáskülönbség olyan, hogy a három szekrény poranyaggal mindig feltöltve marad, fenntartva a potenciális fluidizációs állapotot minden időben. Biztosítva, hogy ez a nyomáskülönbség pozitív maradjon, a szerkezet hidraulikus szifonként működik: megállapítható, hogy a termék áramlása szabadon, folyamatosan és szabályozottan megy végbe az első vízszintes szállítóberendezéstől a második felé.

A beáramlás felőli szekrény és a kiáramlás felőli szekrény oszlopai előnyösen kiegyenlítőoszlopok, amelyek fel vannak töltve poranyaggal olyan magasságig, hogy az említett poranyag szabad szintje ezekben az oszlopokban a közbülső szekrényből, valamint a beáramlás felőli szállítóberendezésnek és a kiáramlás felőli szállítóberendezésnek az említett megkerülőszerkezettel alkotott csatlakozásuk közvetlen közelében elhelyezkedő részeiből álló csoporthoz tartozó pneumatikus szállítócsatoma legmagasabb pontja felett van. Ennélfogva a ΔΡ nyomáskülönbség (ΔΡ=Ρ1-Ρ2) mindig pozitív és szavatolt, ha a poranyag magassága a beáramlás felőli szekrény oszlopában nagyobb, mint a poranyag magassága a kiáramlás felőli szekrény oszlopában.

A gyakorlatban a találmány szerinti szerkezet, amely főként timföld szállításához alkalmazható, előnyösen egy közbülső szekrényt tartalmaz, amely egy alacsonyabb szinten van elhelyezve, mint a vízszintes szállítóberendezések, így a timföld az elektrolizálókádak szintje alá mehet, hogy szabad átjárózónát hagyjon az elektrolízist kiszolgáló járművek részére. De egy felette lévő vagy egy közbülső szintnél lévő átjárásra szintén lehetőség lenne. A legfontosabb kérdés, amiről először meg kell győződni, hogy a timföld szabad szintje a két oszlopban a két szállítóberendezés és a közbülső szekrény legmagasabb pontjánál magasabban van-e, és másodszor, hogy a timföld magassága az első oszlopban nagyobb-e, mint a timföld magassága a második oszlopban.

A közbülső szekrényben lévő nyomásnak az a feladata, hogy a poranyagot egy potenciális fluidizációs állapotba juttassa. Ezen nyomás értéke előnyösen az első oszlop potenciális fluidizációs nyomása és a második oszlop potenciális fluidizációs nyomása között van.

Ahhoz, hogy a rendszert helyesen működtessük, előnyös lehet egy, bármilyen poranyag nélküli teret létrehozni a közbülső szekrény felső járatának legmagasabb részében, amely tér egy túlnyomásos gázbuborékot alkot. A bejelentő megfigyelte, hogy a gázbuborékok jelenléte a hipersűrűségű fázist továbbító szállítóberendezések felső járatainak felső részében általában javítja a potenciális fluidizációs állapotokat, és a fluidizálógáz jobb bevezetését teszi lehetővé. A bejelentő által 1998. 05. 11-én benyújtott FR-9806124 számú szabadalmi bejelentés olyan szerkezeteket ismertet, amelyek buborékoknak a szállítóberendezés felső járatának a felső részében történő stabil kialakításához vannak alkalmazva. Valójában elegendő megnövelni mindegyik oszlopot egy nyúlvánnyal a közbülső szekrény felső járata legfelső részének mindegyik oldalán. A nyúlvány magassága előnyösen a poranyagot szállító pneumatikus szállítócsatoma hasznos része magasságának a fele és egy százada között van.

A találmány szerinti eljárást jobban meg lehet érteni az alábbi, az oltalmi kört nem korlátozó példák felhasználásával bemutatott különböző szerkezetek részletes ismertetése alapján, ahol az 1. ábra egy, a találmány szerinti első, az akadályt alatta áthaladva megkerülő szerkezeten keresztül felvett vázlatos függőleges metszetet mutat be, a 2. ábra egy, a találmány szerinti második, az akadály közelében elhelyezett, a poranyagnak egy bunkerból történő eltávolítására alkalmazott szerkezeten keresztül felvett vázlatos függőleges metszetet tüntet fel, végül a 3. ábra egy, a találmány szerinti harmadik, az akadályt felette áthaladva megkerülő szerkezeten keresztül felvett vázlatos függőleges metszetet szemléltet.

1. példa

A hipersűrűségű szifon (1. ábra)

Ezt a példát egy alumíniumgyártó üzemből vettük, amely egy folyamatos timföldellátó rendszer alkalmazásával lett modernizálva, és amelyben egy, a kádak szintje felett elhelyezett tárolóbunkerból kiindulva a timföldet továbbító szállítóberendezésnek el kell haladnia a kádak padlószintje alatt, szabad teret hagyva ahhoz, hogy az elektrolízist kiszolgáló járművek (folyékony fürdő, fém stb. szállítása) áthaladhassanak.

HU 222 323 Β1

A megkerülőszerkezet a találmány szerinti eljárás jellemzőinek megfelelően lett megtervezve és elkészítve. Ebben a speciális esetben a megkerülőrendszer a kád alá bújik. Jóllehet a továbbított közeg (timföld+gáz) ebben az esetben összenyomható, és a szifon elve csak hidrodinamikai folyadékokra vonatkozik, kétségtelenül felismerhető az analógia az 1. ábrán látható példában bemutatott szerkezet és egy hidraulikus szifon között az alakjának és az általa ellátott funkciónak köszönhetően. Ez az, amiért ezt a bejelentő .Jiipersűrűségű szifonnak” nevezte el.

A bejelentő azt is megfigyelte, hogy nem alakulnak ki szilárd dugók ezzel a típusú szerkezettel, a termék fluidizált vagy potenciálisan fluidizált állapotban van tartva minden ponton, és a termék szabad áramlását lehet elérni, tekintet nélkül az alacsony ponton keresztülhaladó járatra.

Az említett hipersűrűségű szifon három elkülönülő potenciális fluidizációs szekrényt tartalmaz:

- a 10 megkerülőszerkezet bemeneténél egy beáramlás felőli SÍ szekrényt, amely egy Sl.l alsó járatot tartalmaz, amelybe egy Pl nyomású G gáz van bevezetve, és egy SÍ.2 felső járatot, amely lényegében egy Cl oszlopból áll, amely az egyik végénél a beáramlás felőli TI szállítóberendezés T1.2 felső járatával, a másik végénél pedig a közbülső S3 szekrény S3.2 felső járatával van összekötve,

- középütt egy olyan szintnél, amely el tudja kerülni az akadályt, egy közbülső S3 szekrényt, amely egy vízszintes pneumatikus szállítócsatomához hasonlítható, amelynél az S3.1 alsó járatba egy P3 nyomású G gáz van bevezetve, és amelyben az S3.2 felső járat, amely az első végénél a beáramlás felőli SÍ szekrény SÍ.2 felső járatával van összekötve, a második végénél a kiáramlás felőli S2 szekrény S2.2 felső járatával van összekötve,

- a 10 megkerülőszerkezet kimeneténél egy kiáramlás felőli S2 szekrény van, amely egy S2.1 alsó járatot tartalmaz, amelybe egy P2 nyomású G gáz van bevezetve, és egy S2.2 felső járatot, amely lényegében egy C2 oszlopból áll, amely az egyik végénél a közbülső S3 szekrény S3.2 felső járatával, a másik végénél pedig a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezés T2.2 felső járatával van összekötve.

A vízszintes beáramlás felőli TI szállítóberendezés és a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezés ugyanazon a szinten van ebben az esetben, de nincs semmi ok, ami miatt ne lehetne a beáramlás felőli TI szállítóberendezés és a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezés különböző magasságban.

A közbülső S3 szekrény 20 m-t kitevő L hossza elegendő ebben az esetben a szállítandó 12 poranyagnak az akadályon való túljuttatásához. Ha nagyobb L hosszúság szükséges, előnyös a közbülső S3 szekrényt további S’3, S”3 stb. közbülső szekrényekkel összekötni, amelyek megegyeznek a közbülső S3 szekrénnyel abban, hogy egy közös felső járatuk van, és az alsó járatokba egy P’3, P”3 stb. potenciális fluidizációs nyomáson lévő G gáz van bevezetve.

A Cl oszlop fel van töltve timfölddel hl magasságig úgy, hogy az említett 12 poranyag 15.1 szabad szintjének a hl magassága nagyobb, mint a beáramlás felőli TI szállítóberendezésből, a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezésből és a közbülső S3 szekrényből álló rendszer pneumatikus szállítócsatomájának a legmagasabb pontja. Hasonlóképpen, a C2 oszlop fel van töltve timfölddel h2 magasságig úgy, hogy az említett 12 poranyag 15.2 szabad szintjének a h2 magassága szintén nagyobb, mint a beáramlás felőli TI szállítóberendezésből, a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezésből és a közbülső S3 szekrényből álló rendszer pneumatikus szállítócsatomájának a legmagasabb pontja. A Pl nyomás és a P2 nyomás közötti ΔΡ nyomáskülönbség (ΔΡ=Ρ1-Ρ2) mindig pozitív, és ez akkor érhető el, ha a 12 poranyag hl magassága nagyobb értéken van tartva, mint a h2 magasság.

A közbülső S3 szekrény alacsonyabban van, mint a két vízszintes, beáramlás felőli TI szállítóberendezésen, illetve a kiáramlás felőli T2 szállítóberendezésen lévő szekrény, ahol a köztük levő hO távolság hozzávetőleg 6 m. Ennek megfelelően azért, hogy az elektrolízist kiszolgáló járművek részére szabad átjárózónát lehessen hagyni, a timföldet 6 m-rel a fő szállítóberendezés szintje alatt kellett átjuttatni 20 m távolságon keresztül, és azután hozzávetőleg 6 m-rel újra fel kellett emelni az elektrolizálókádak elhelyezésének következtében.

A Pl és P2 nyomás úgy van szabályozva, hogy a rendszer minden időben feltöltve maradjon timfölddel. A Pl és P2 nyomás akkora, hogy

Pl=hl dl ésP2=h2 d2, ahol dl a termék átlagos sűrűsége potenciális fluidizált állapotban a Cl oszlopban, a d2 pedig a termék átlagos sűrűsége potenciális fluidizált állapotban a C2 oszlopban. A fluidizált állapotban lévő termék sűrűsége az egyik Cl oszloptól a másik C2 oszlopig változik, és alacsonyabb, amikor a fluidizációs nyomás magasabb.

A bejelentő megállapította, hogy mindössze azt kell biztosítani, hogy a hl magasság magasabb legyen, mint a h2 magasság, ezáltal a Pl nyomás nagyobb lesz, mint a P2 nyomás, így a 10 megkerülőszerkezet hidraulikus szifonhoz hasonló módon fog működni, vagyis a timföldnek természetes áramlása lesz a 10 megkerülőszerkezet geometriájából adódó alacsony pont ellenére.

A kiválasztott nyomások a következő értékekkel egyeznek meg:

Pl =0,7 bar; P2=0,6 bar; P3=0,65 bar.

Azt is meg lehetett állapítani, hogy a termék 15.1 szabad szintjének hl magassága a közepes, 0,85-os sűrűséggel hozzávetőleg 8,2 m, miközben a h2 magasság hozzávetőleg 7 m, és a termék természetes módon áramlik keresztül a hipersűrűségű szifonon, lefelé haladva a Cl oszlopban, ezt követően áthaladva az S3 szekrényen és felemelkedve újra a C2 oszlopban.

Azért, hogy ez a rendszer helyesen működjön, egy B gázbuborék lett kialakítva a közbülső S3 szekrény 14 legmagasabb részében. Ez a B gázbuborék hagyományosan azzal érhető el, hogy a Cl és C2 oszlop egy-egy 40.1, illetve 40.2 nyúlvánnyal belenyúlik a közbülső S3 szekrény 14 legmagasabb részébe.

HU 222 323 Bl

2. példa

Poranyagelvétel egy bunker aljából (2. ábra)

A szifon hipersűrűségű fázisban történő alkalmazásának egy másik területe a por alakú termékek elvétele egy bunker aljából.

A bunker nincs mindig a talajhoz nagyon közel elhelyezve. Ebben az esetben a terméket az elvétele után fel kell emelni az ezt követő alkalmazáshoz egy olyan szintre, amely magasabb, mint a bunker aljának a szintje, például egy másik szállítóberendezésbe való beadagoláshoz, anélkül, hogy a szállítandó termék részére visszanyerő gödör készítésére lenne szükség.

A 2. ábra egy ilyen 20 megkerülőszerkezet vázlatát mutatja. A talaj feletti elrendezésű (fej feletti) 1 tárolótartály (bunker) táplálja a szifont, amely az 1 tárolótartály 2 aljából, egy közbülső 3 szekrényből és egy C oszlopból áll. A szifon saját maga táplálja a vízszintes T szállítóberendezést vagy bármilyen más szállítóvagy tárolórendszert.

A közbülső 3 szekrény egy 6 alsó járatból és egy 7 felső járatból van összeállítva, amely az egyik végénél a C oszloppal, a másik végénél pedig az 1 tárolótartály 2 aljának alsó részénél lévő 4 zónán keresztül az 1 tárolótartállyal van összekötve. Egy 8 csövön keresztül P nyomáson egy G gáz van bevezetve. Ez a G gáz átáramlik az 5 porózus falon keresztül, amely a alsó járatot és a 7 felső járatot választja el.

Ebben az összeállításban a talaj feletti bunkerként kialakított 1 tárolótartály nincs fluidizálva. A H töltési magasságnak, amely az 1 tárolótartályban lévő timföld szintjét jellemzi, nagyobbnak kell lennie, mint a 12 poranyag h emelési magassága. Az 1 tárolótartály 2 aljának alsó részénél lévő 4 zóna ezután potenciális fluidizációs állapotba kerül, így a 12 poranyag jól át tud áramlani az 1 tárolótartály 2 aljából, a közbülső 3 szekrényből és a C oszlopból álló szifonon keresztül.

Ahhoz, hogy a rendszer helyesen működjön, előnyös egy 12 poranyagtól mentes teret kialakítani a közbülső 3 szekrény 7 felső járatának 14 legmagasabb részében, egy túlnyomásos B gázbuborékot létrehozva. Stabil B gázbuborékot lehet kialakítani egy, a C oszlop megnyújtásával létrehozott 40.1 nyúlvánnyal, vagy az 1 tárolótartály 2 aljának megnyújtásával létrehozott 40.2 nyúlvánnyal.

Ebben a példában a fluidizációs P nyomás olyan, hogy P=d-h, ahol d a fluidizált állapotban lévő szilárd 12 poranyag átlagos sűrűsége.

Ki lehetett mutatni tapasztalati úton, hogy timföld esetében a 12 poranyag 15 szabad szintjét egészen egy m-rel egyenlő h magasságig lehet felemelni, amely 0,6 bar nagyságrendű P nyomású levegő hatásával érhető el.

Nyilvánvaló, hogy ezek az értékek nem határértékek, és a P nyomást növelni lehet annak érdekében, hogy a terméket a megkívánt magasságba lehessen emelni.

3. példa

Megkerülés felül (3. ábra)

A 3. ábra egy olyan megkerülőszerkezetet mutat be, amelynek az alkalmazásával az akadályt felette áthaladva lehet megkerülni. A 30 megkerülőszerkezet különböző részei ugyanazokkal a hivatkozási jelekkel vannak megjelölve, mint amelyeket az 1. ábrán és a 2. ábrán látható példákban alkalmaztunk.

A megkerülőszerkezetnek ez a típusa nem működtethető elszigetelten. Adott esetben hozzá van kötve a talaj feletti elrendezésű 1 tárolótartályhoz egy készlet pneumatikus szállítócsatoma segítségével, amit a 3. ábrán T szállítóberendezés szemléltet. Ahogy a 2. példában is, a timföld felső szintje ebben az 1 tárolótartályban gyakran magasabb, mint a timföld 15.1, illetve 15.2 szabad szintje a 30 megkerülőszerkezet Cl, illetve C2 oszlopában, de különösen a beáramlás felőli Cl oszlopban (a timföld H töltési magasságának nagyobbnak kell lennie, mint a h emelési magasságának a Cl oszlopban).

A találmány szerinti eljárásnak a következő előnyei vannak.

Ez az eljárás olyan hipersűrűségű szifonok tervezéséhez és előállításához alkalmazható, amelyeket

- olyan elektrolizálókádak táplálásához lehet felhasználni, amelyek egy szabad átjárózóna alatt vagy felett elhaladó két vízszintes szállítóberendezés között vannak,

- vagy anyagelvételhez egy bunkerból olyankor, amikor a bunker a talaj közelében van elhelyezve.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő, akadályok megkerülésére alkalmas szállítására, azzal jellemezve, hogy egy akadály megkerülésére szolgáló, legalább három szekrényt tartalmazó megkerülőszerkezetet (10, 20, 30) illesztünk be a szállítóberendezések rendszerébe két vízszintes szállítóberendezés, a „beáramlás felőli” szállítóberendezés (TI) és a .kiáramlás felőli” szállítóberendezés (T2) közé, ahol

   - a megkerülőszerkezet (10, 20, 30) bemenetéhez egy beáramlás felőli szekrényt (SÍ) telepítünk, amely egy alsó járatot (Sl.l) és egy felső járatot (S1.2) tartalmaz, ahol a felső járat (S1.2) lényegében egy oszlopból (Cl) áll, és az egyik végénél a beáramlás felőli szállítóberendezés (TI) felső járatával (TI .2), a másik végénél pedig a közbülső szekrény (S3) felső járatával (S3.2) van összekötve, és ezen beáramlás felőli szekrény (SÍ) alsó járatába (Sl.l) egy Pl nyomású gázt (G) vezetünk be,

   - középütt, az akadályt elkerülő szintnél egy, vízszintes pneumatikus szállítócsatomához hasonlítható közbülső szekrényt (S3) telepítünk, amely egy alsó járatot (S3.1) és egy felső járatot (S3.2) tartalmaz, ahol a felső járat (S3.2) az első végén keresztül a beáramlás felőli szekrény (SÍ) felső járatával (SÍ.2), a második végénél pedig a kiáramlás felőli szekrény (S2) felső járatával (S2.2) van összekötve, és ezen közbülső szekrény (S3) alsó járatába (S3.1) egy P3 nyomású gázt (G) vezetünk be,

   - a megkerülőszerkezet (10, 20, 30) kimenetéhez egy kiáramlás felőli szekrényt (S2) telepítünk,

   HU 222 323 Bl amely egy alsó járatot (S2.1) és egy felső járatot (S2.2) tartalmaz, ahol a felső járat (S2.2) lényegében egy oszlopból (C2) áll, és az egyik végénél a közbülső szekrény (S3) felső járatával (S3.2), a másik végénél pedig a kiáramlás felőli szállítóberendezés (T2) felső járatával (T2.2) van összekötve, és ezen kiáramlás felőli szekrény (S2) alsó járatába (S2.1) egy P2 nyomású gázt (G) vezetünk be, emellett

   - a Pl nyomás és a P2 nyomás ΔΡ nyomáskülönbségét (ΔΡ=Ρ1 -P2) szigorúan pozitív értéken tartjuk, feltöltve tartva a három szekrényt (SÍ, S2, S3) folyamatosan potenciális fluidizált állapotban tartott poranyaggal.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, azzal jellemezve, hogy a beáramlás felőli szekrény (SÍ) oszlopát (Cl) és a kiáramlás felőli szekrény (S2) oszlopát (C2) kiegyenlítőoszlopokként alakítjuk ki.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, azzal jellemezve, hogy a beáramlás felőli szekrény (SÍ) oszlopában (Cl) lévő poranyag magasságát (hl) nagyobb értéken tartjuk, mint a kiáramlás felőli szekrény (S2) oszlopában (C2) lévő poranyag magasságát (h2).
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, azzal jellemezve, hogy a beáramlás felőli szekrény (SÍ) oszlopába (Cl) és a kiáramlás felőli szekrény (S2) oszlopába (C2) olyan magasságig (hl, h2) táplálunk poranyagot (12), hogy a poranyag (12) szabad szintjét (15.1, 15.2) mindegyik oszlopban (Cl, C2) a közbülső szekrényből (S3) és a beáramlás felőli szállítóberendezésnek (TI) és a kiáramlás felőli szállítóberendezésnek (T2) a megkerülőszerkezettel (10,20, 30) alkotott csatlakozásuk közvetlen közelében elhelyezkedő részeiből álló csoporthoz tartozó pneumatikus szállítócsatomák legmagasabb pontja felett tartjuk.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, azzal jellemezve, hogy a pneumatikus szállítócsatomákkal egy talaj feletti elrendezésű tárolótartályt (1) kötünk össze a táplálandó térrel, és a poranyag (12) szabad szintjét ebben a talaj feletti elrendezésű tárolótartályban (1) magasabban tartjuk, mint a megkerülőszerkezet (10; 20; 30) oszlopait (C; Cl; C2) megtöltő poranyag (12) szabad szintje (15; 15.1; 15.2).
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, azzal jellemezve, hogy a közbülső szekrény (S3) felső járatának (S3.2) a legmagasabb részében (14) egy nyomás alatti gázbuborékot (B) képező, teljesen poranyagmentes teret alakítunk ki.
7. 7. Megkerülőszerkezet (10, 30) poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására, amely össze van kötve egy beáramlás felőli szállítóberendezéssel (TI) és egy kiáramlás felőli szállítóberendezéssel (T2), azzal jellemezve, hogy legalább három szekrényt, egy beáramlás felőli szekrényt (SÍ), egy közbülső szekrényt (S3) és egy kiáramlás felőli szekrényt (S2) tartalmaz, ahol

   - a beáramlás felőli szekrénynek (SÍ) egy Pl nyomású gázzal táplált alsó járata (Sl.l) és egy, lényegében egy oszlopból (Cl) álló felső járata (SÍ .2) van, amely az egyik végénél a beáramlás felőli szállítóberendezés (TI) felső járatával (TI .2), a másik végénél pedig a közbülső szekrény (S3) felső járatával (S3.2) van összekötve,

   - a közbülső szekrénynek (S3) egy P3 nyomású gázzal táplált alsó járata (S3.1) és egy, az első végén keresztül a beáramlás felőli szekrény (SÍ) felső járatával (SÍ.2), a második végénél pedig a kiáramlás felőli szekrény (S2) felső járatával (S2.2) összekötött felső járata (S3.2) van,

   - a kiáramlás felőli szekrénynek (S2) egy P2 nyomású gázzal táplált alsó járata (S2.1) és egy, lényegében egy oszlopból (C2) álló felső járata (S2.2) van, amely az egyik végénél a közbülső szekrény (S3) felső járatával (S3.2), a másik végénél pedig a kiáramlás felőli szállítóberendezés (T2) felső járatával (T2.2) van összekötve.
8. 8. A 7. igénypont szerinti megkerülőszerkezet, azzal jellemezve, hogy a közbülső szekrény (S3) szintje alacsonyabb, mint a beáramlás felőli szállítóberendezés (TI) és a kiáramlás felőli szállítóberendezés (T2) szintje.
9. 9. A 7. igénypont szerinti megkerülőszerkezet, azzal jellemezve, hogy a közbülső szekrény (S3) szintje magasabb, mint a beáramlás felőli szállítóberendezés (TI) és a kiáramlás felőli szállítóberendezés (T2) szintje.
10. 10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti megkerülőszerkezet, azzal jellemezve, hogy az oszlopok (Cl és C2) kiegyenlítőoszlopok, amelyek fel vannak töltve poranyaggal egy adott magasságig (hl, h2), és az oszlopokban (Cl, C2) lévő poranyag szabad szintje (15.1, 15.2) a közbülső szekrényből (S3) és a beáramlás felőli szállítóberendezésnek (TI) és a kiáramlás felőli szállítóberendezésnek (T2) a megkerülőszerkezettel (10, 20, 30) alkotott csatlakozásuk közvetlen közelében elhelyezkedő részeiből álló csoporthoz tartozó pneumatikus szállítócsatomák legmagasabb pontja felett van.
11. 11. A 7-10. igénypontok bármelyike szerinti megkerülőszerkezet, azzal jellemezve, hogy a közbülső szekrényben (S3) uralkodó P3 nyomás egy közbülső érték az első oszlopban (Cl) uralkodó potenciális fluidizációs Pl nyomás és a második oszlopban (C2) uralkodó potenciális fluidizációs P2 nyomás között.
12. 12. Megkerülőszerkezet (20) poranyagok hipersűrűségű fázisban történő szállítására és egy talaj feletti elrendezésű tárolótartályból (1) történő eltávolítására, amely össze van kötve a tárolótartállyal (1) és egy szállítóberendezéssel (T), azzal jellemezve, hogy tartalmaz

    - egy közbülső szekrényt (3), amely egy, a kiáramlás felé eső szállítóberendezés (T) szintjénél alacsonyabb szinten van elhelyezve, és amelynek egy, P nyomású gázzal táplált alsó járata (6), és egy, az első végén keresztül a talaj feletti elrendezésű tárolótartály (1) aljának (2) az alsó részével,

    HU 222 323 Bl a másik végénél pedig egy oszloppal (C) összekötött felső járata (7) van, és egy oszlopot (C), amely az egyik végénél a szekrény (3) felső járatával (7), a másik végénél pedig a szállítóberendezés (T) felső járatával van össze- 5 kötve, és az oszlop (C) fel van töltve a tárolótartályban (1) lévő poranyag (12) töltési magasságánál (H) kisebb emelési magasság (h) felett folyamatos potenciális fluidizáció állapotában lévő poranyaggal (12).