NO161553B

NO161553B - DEVICE AND PROCEDURE FOR REGULATING FLOW STRAIGHT PARTICLES.

Info

Publication number: NO161553B
Application number: NO84841063A
Authority: NO
Inventors: Richard C Norton
Original assignee: Stone & Webster Eng Corp
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1989-05-22
Also published as: NO841063L; BR8307442A; NO161553C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anordninger for trykkmåling og utførelse av justeringer for å kompensere for trykkvariasjoner. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en automatisk trykkfølsom reguleringsanordning for bruk i et system hvor det strømmer faste partikler. Som det skal forklares nærmere i det følgende, er foreliggende oppfinnelse spesielt vel egnet for bruk i eksisterende regulatorer for strømning av faste partikler. Oppfinnelsen føler automatisk høyden av faste partikler og bevirker en omgående justering av strømningshastigheten. The present invention relates to devices for pressure measurement and making adjustments to compensate for pressure variations. More specifically, the invention relates to an automatic pressure-sensitive regulating device for use in a system where solid particles flow. As will be explained in more detail below, the present invention is particularly well suited for use in existing regulators for the flow of solid particles. The invention automatically senses the height of solid particles and causes an immediate adjustment of the flow rate.

Foreliggende søknad er beslektet med US-PA nr. 342,39 3, innlevert 25. januar 19 32 av Richard Norton og Paul Koppel med titel "SOLIDS FLOW REGULATOR". The present application is related to US-PA No. 342,393, filed Jan. 25, 1932 by Richard Norton and Paul Koppel entitled “SOLIDS FLOW REGULATOR”.

Faste partikler benyttes i mange anvendelser inkl. kjemiske prosesser og dampfremstilling. F.eks. benyttes faste partikler i stor utstrekning ved krakking av hydro-carboner og varmeoverføring. I mange anvendelser oppvarmes de faste partikler til en meget høy temperatur, ofte over 815 °C, og bringes til å bevege seg gjennom systemet med høye strømningshastigheter. Solid particles are used in many applications including chemical processes and steam production. E.g. solid particles are used to a large extent when cracking hydrocarbons and heat transfer. In many applications, the solid particles are heated to a very high temperature, often above 815°C, and caused to move through the system at high flow rates.

Tidligere har man møtt problemer med regulering av strømningen av de faste partikler. Spesielt innvirker de faste partiklers høye temperatur og høye strømningshastig-heter i uheldig grad på ytelsen og levetiden av mekaniske ventiler. Således er det blitt utviklet forskjellige ikke-mekaniske strømnings-reguleringsmidler for på hensikts-messig måte å regulere strømningen av faste partikler. In the past, problems have been encountered with regulating the flow of the solid particles. In particular, the solid particles' high temperature and high flow rates adversely affect the performance and lifetime of mechanical valves. Thus, various non-mechanical flow regulating means have been developed to appropriately regulate the flow of solid particles.

US-PA nr. 342,393 viser et nylig utviklet system som fungerer uten bevegelige mekaniske deler for å regulere strømningen av faste partikler. Systemet beskrevet i nevnte søknad er vel egnet for en stor massestrømnings-hastighet, høy temperatur, og fungerer effektivt som en ikke-mekanisk ventil. Nærmere bestemt omfatter den ikke-mekaniske ventil beskrevet i US-PA nr. 342,393 et standrør som er plasert mellom en oppstrømskilde for faste partikler og en nedstrømspassasje som de faste partikler føres inn i. Standrøret fungerer som en tetning mellom trykket på opp-strømssiden og trykket på nedstrømssiden. Den nedstrøms ende av standrøret er utformet for å gi plass til en nedrast masse av faste partikler ved sitt laveste punkt. En kilde for trykkfluid står i forbindelse med et plenumkammer som er forbundet med standrøret umiddelbart oppstrøms for den nedraste masse. US-PA No. 342,393 discloses a recently developed system that operates without moving mechanical parts to regulate the flow of solid particles. The system described in said application is well suited for a large mass flow rate, high temperature, and functions effectively as a non-mechanical valve. More specifically, the non-mechanical valve described in US-PA No. 342,393 comprises a standpipe which is placed between an upstream source of solid particles and a downstream passage into which the solid particles are introduced. The standpipe acts as a seal between the pressure on the upstream side and pressure on the downstream side. The downstream end of the standpipe is designed to accommodate a downwash mass of solid particles at its lowest point. A source of pressurized fluid is connected to a plenum chamber which is connected to the standpipe immediately upstream of the downwashed mass.

I funksjon er standrøret alltid fylt med faste partikler fra den oppstrøms kilde. Trykkfluid utøver et trykk på den nedraste masse av faste partikler for å bringe par-tiklene i den nedraste masse til å bevege seg nedstrøms og inn i den nedstrøms passasje. In operation, the standpipe is always filled with solid particles from the upstream source. Pressurized fluid exerts a pressure on the downstream mass of solid particles to cause the particles in the downstream mass to move downstream and into the downstream passage.

Strømningshastigheten av faste partikler inn i den nedstrøms passasje varierer direkte med størrelsen av trykk-differensialet mellom den oppstrøms og nedstrøms side av den nedraste masse. Derfor kan strømningshastigheten av faste partikler inn i den nedstrøms passasje varieres ved å endre trykket fra trykkfluidkilden. For å endre trykket kan en mekanisk ventil anordnes mellom trykkfluidkilden og plenumkammeret. Passende justering av ventilen kan deretter foretas for å påvirke strømningshastigheten av faste partikler inn i den nedstrøms passasje. I US-PA nr. 342,393 er det som et alternativ vist at i visse anvendelser kan en føle-ledning strekke seg fra trykkilden til dampledninger i den tilknyttede ovn. Trykket kan derved varieres som en funksjon av dampens tilstandsbetingelser. The flow rate of solid particles into the downstream passage varies directly with the magnitude of the pressure differential between the upstream and downstream sides of the downflowing mass. Therefore, the flow rate of solid particles into the downstream passage can be varied by changing the pressure from the pressurized fluid source. To change the pressure, a mechanical valve can be arranged between the pressurized fluid source and the plenum chamber. Appropriate adjustment of the valve can then be made to affect the flow rate of solid particles into the downstream passage. In US-PA No. 342,393 it is shown as an alternative that in certain applications a sensing line may extend from the pressure source to steam lines in the associated furnace. The pressure can thereby be varied as a function of the state conditions of the steam.

Erfaringer viser at i mange anvendelser er det ønskelig å variere strøminingshastigheten av faste partikler for å tilpasse denne til mengden av faste partikler som mottas oppstrøms fra. Experience shows that in many applications it is desirable to vary the flow rate of solid particles in order to adapt this to the quantity of solid particles received upstream from.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse It is thus an object of the present invention

å tilveiebringe en anordning som automatisk vil regulere strømningen av faste partikler. to provide a device which will automatically regulate the flow of solid particles.

Det er et annet formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som automatisk vil regulere strømningen av faste partikler uten å være avhengig av bevegelige mekaniske deler. It is another object of the present invention to provide a device which will automatically regulate the flow of solid particles without being dependent on moving mechanical parts.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som automatisk vil regulere strømningen av faste partikler til en strømningshastig-het som er proporsjonal med høyden av partikulært materiale It is a further object of the present invention to provide a device which will automatically regulate the flow of solid particles to a flow rate which is proportional to the height of particulate material

som skal beveges. to be moved.

Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for automatisk å regulere strøm-ningen av faste partikler under ovennevnte betingelser. Another object of the present invention is to provide a method for automatically regulating the flow of solid particles under the above-mentioned conditions.

Disse og ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse oppnås ved hjelp av en anordning og en fremgangsmåte som definert i de vedføyede patentkrav. These and further objects of the present invention are achieved by means of a device and a method as defined in the appended patent claims.

Foreliggende oppfinnelse kan brukes sammen med mange forskjellige systemer for strømning av faste partikler. The present invention can be used in conjunction with many different systems for the flow of solid particles.

Den er spesielt vel innrettet for det system som er beskrevet ovenfor i forbindelse med US-PA 342,393. Det system som er beskrevet i nevnte søknad omfatter i korthet et standrør som strekker seg fra en kilde med faste partikler til en ned-strøms passasje for de faste partikler. Den nedstrøms ende av standrøret er innrettet til å gi plass til en nedrast masse av faste partikler. En trykkfluidkilde er forbundet med standrøret via et plenumkammer umiddelbart oppstrøms for den nedraste masse. Som forklart ovenfor, vil det høyere trykk forårsaket av trykkfluidet presse de faste partikler fra den nedraste masse til nedstrøms-passasjen, med en resulterende strømning av faste partikler fra kilden og gjennom standrøret. It is particularly well adapted for the system described above in connection with US-PA 342,393. The system described in the said application briefly comprises a stand pipe which extends from a source of solid particles to a downstream passage for the solid particles. The downstream end of the standpipe is arranged to provide space for a swept-down mass of solid particles. A pressurized fluid source is connected to the standpipe via a plenum chamber immediately upstream of the downwash mass. As explained above, the higher pressure caused by the pressurized fluid will push the solid particles from the downwash mass into the downstream passage, with a resulting flow of solid particles from the source and through the standpipe.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter første og andre trykkfluid-fordelere plasert ved den oppstrøms ende av standrøret, stort sett inntil kilden for faste partikler. Trykkfluidfordelerne kan enten være forbundet med en felles eller med separate trykkfluidkilder. The device according to the present invention comprises first and second pressurized fluid distributors placed at the upstream end of the standpipe, mostly close to the source of solid particles. The pressure fluid distributors can either be connected to a common or to separate pressure fluid sources.

Den første trykkfluidfordeler leverer trykkfluid inn i skiktet av faste partikler plasert inntil denne med en strøm-ningshastighet som er tilstrekkelig til å skape fluidisering av skiktet av faste partikler. Nærmere bestemt er strømnings-hastigheten av trykkfluid tilstrekkelig til å skape begynnende fluidisering av de faste partikler, men under den mengde som er nødvendig for boblende fluidisering. The first pressurized fluid distributor delivers pressurized fluid into the layer of solid particles placed next to it at a flow rate which is sufficient to create fluidization of the layer of solid particles. More specifically, the flow rate of pressurized fluid is sufficient to create initial fluidization of the solid particles, but below the amount necessary for bubbling fluidization.

Den andre trykkfluidfordeler omfatter åpninger for å rette trykkfluid, som tilføres gjennom en strømningsbegrenser, inn i skiktet av faste partikler, og omfatter også en gjennomgående ledning som er forbundet med plenumkammeret ved den nedstrøms ende av standrøret. Trykkfluid ført inn i den andre trykkfluidfordeler rettes delvis gjennom åpningene i denne og inn i skiktet av faste partikler, og den rettes delvis til den gjennomgående ledning og inn i plenumakmmeret ved den nedstrøms ende av standrøret. Den proporsjonale fordeling av trykkfluidet mellom åpningene og den gjennomgående ledning i den andre trykkfluidfordeler bestemmes av høyden av faste partikler i kilden for de faste partikler. Nærmere bestemt vil trykkfluidet som av den første og andre trykkfluidfordeler ledes inn i skiktet av faste partikler, skape et fluidisert miljø med et hydrostatisk trykk som varierer direkte med høyden av faste partikler i kilden. Dette hydrostatiske trykk føles av åpningene i den andre trykkfluidfordeler. Når høyden av faste partikler er stor, vil det hydrostatiske trykk ved åpningene også være stort. Som et resultat av dette vil en mindre del av trykkfluidet som føres inn i den andre trykkfluidfordeler, passere gjennom åpningene i denne, og en tilsvarende større del vil føres inn i og gjennom ledningen til plenumkammeret. Denne økende strømningshastighet til plenumkammeret ved den nedstrøms ende av standrøret vil øke trykket på den oppstrøms side av den nedraste masse, for således å bevirke en større strømning av faste partikler inn i den nedstrøms passasje. Således vil stor høyde av faste partikler i kilden føles av den andre trykkfluidfordeler ifølge oppfinnelsen, som i sin tur vil bevirke en økende strømningshastighet av faste partikler ved den nedstrøms ende av standrøret. The second pressurized fluid distributor includes openings for directing pressurized fluid, which is supplied through a flow restrictor, into the bed of solid particles, and also includes a through conduit which is connected to the plenum chamber at the downstream end of the standpipe. Pressure fluid introduced into the second pressure fluid distributor is directed partly through the openings in this and into the layer of solid particles, and it is partly directed to the through line and into the plenum chamber at the downstream end of the standpipe. The proportional distribution of the pressure fluid between the openings and the through line in the second pressure fluid distributor is determined by the height of solid particles in the source of the solid particles. More specifically, the pressure fluid that is directed by the first and second pressure fluid distributors into the layer of solid particles will create a fluidized environment with a hydrostatic pressure that varies directly with the height of solid particles in the source. This hydrostatic pressure is sensed by the openings in the second pressure fluid distributor. When the height of solid particles is large, the hydrostatic pressure at the openings will also be large. As a result of this, a smaller part of the pressure fluid which is fed into the second pressure fluid distributor will pass through the openings therein, and a correspondingly larger part will be fed into and through the line to the plenum chamber. This increasing flow rate to the plenum chamber at the downstream end of the standpipe will increase the pressure on the upstream side of the downwashed mass, thus causing a greater flow of solid particles into the downstream passage. Thus, a large height of solid particles in the source will be felt by the second pressurized fluid distributor according to the invention, which in turn will cause an increasing flow rate of solid particles at the downstream end of the stand pipe.

Når høyden av faste partikler i kilden avtar, vil det hydrostatiske trykk ved den første og andre trykkfluidfordeler også avta. Denne minskning i hydrostatisk trykk vil bevirke at en større andel av trykkfluidet som føres inn i den andre trykkfluidfordeler, passerer gjennom åpningene i denne, og en tilsvarende mindre del vil føres ut gjennom ledningen. Som et resultat av dette vil strømningshastig-heten av trykkfluid til plenumkammeret ved den nedstrøms ende av standrøret minke og bevirke et mindre trykk på den nedraste masse, og en tilsvarende lavere strømningshastighet As the height of solid particles in the source decreases, the hydrostatic pressure at the first and second pressure fluid distributors will also decrease. This reduction in hydrostatic pressure will cause a larger proportion of the pressure fluid that is fed into the second pressure fluid distributor to pass through the openings therein, and a correspondingly smaller proportion will be fed out through the line. As a result of this, the flow rate of pressure fluid to the plenum chamber at the downstream end of the standpipe will decrease and cause a lower pressure on the downwashed mass, and a correspondingly lower flow rate

faste partikler inn i den nedstrøms passasje. solid particles into the downstream passage.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedføyede tegninger, hvor The invention shall be described in more detail with reference to the attached drawings, where

fig. 1 er en skjematisk skisse av et system for strøm-ning av faste partikler hvor angjeldende automatiske trykk-følsomme reguleringsanordning benyttes, fig. 1 is a schematic sketch of a system for the flow of solid particles where the relevant automatic pressure-sensitive regulation device is used,

fig. 2 er et partielt snitt av en sveveskiktovn hvor angjeldende automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning benyttes, fig. 2 is a partial section of a fluidized bed furnace where the relevant automatic pressure-sensitive regulation device is used,

fig. 3 er et sideriss i snitt av den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning ifølge oppfinnelsen, benyttet i et strømningsapparat for faste partikler, og fig. 3 is a side view in section of the automatic pressure-sensitive regulation device according to the invention, used in a flow apparatus for solid particles, and

fig. 4 er et grunnriss, delvis i snitt, av den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning ifølge oppfinnelsen benyttet i et strømningsapparat for faste partikler. fig. 4 is a plan view, partly in section, of the automatic pressure-sensitive regulation device according to the invention used in a flow apparatus for solid particles.

Den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning ifølge oppfinnelsen kan benyttes i mange strømningsanord-ninger for faste partikler. På fig. 1 er f.eks. den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 benyttet i et grunnleggende strømningssystem for faste partikler. Systemet 2 vist på fig. 1 omfatter et reservoar 6 for faste partikler, en ventilanordning betegnet generelt med henvisnings-tallet 4, et brukersystem 8 for faste partikler og et mot-tagende reservoar 10 for faste partikler. Ventilanordningen 4 i systemet 2 vist på fig. 1 omfatter et standrør 12, som strekker seg fra reservoaret 6 ved den oppstrøms ende av ventilen 4 til en traktformet reguleringsbeholder 14 plasert i ventilen 4. Reguleringsbeholderen 14 står i forbindelse med en ledning 66, som tilfører en strøm av trykkfluid inn i plenumkammeret 18. I funksjon vil faste partikler fra reservoaret 6 strømme gjennom standrøret 12 og inn i reguleringsbeholderen 14. Trykkfluid strømmer gjennom ledningen 66 inn i plenumkammeret 18 og utøver et trykk mot de faste partikler i reguleringsbeholderen 14. Dette trykk tvinger faste partikler fra reguleringsbeholderen 14 gjennom utløpet 24 The automatic pressure-sensitive regulation device according to the invention can be used in many flow devices for solid particles. In fig. 1 is e.g. the automatic pressure sensitive control device 60 used in a basic particulate flow system. The system 2 shown in fig. 1 comprises a reservoir 6 for solid particles, a valve device designated generally by the reference number 4, a user system 8 for solid particles and a receiving reservoir 10 for solid particles. The valve device 4 in the system 2 shown in fig. 1 comprises a stand pipe 12, which extends from the reservoir 6 at the upstream end of the valve 4 to a funnel-shaped regulating container 14 placed in the valve 4. The regulating container 14 is connected to a line 66, which supplies a stream of pressure fluid into the plenum chamber 18. In operation, solid particles from the reservoir 6 will flow through the standpipe 12 and into the regulation container 14. Pressurized fluid flows through the line 66 into the plenum chamber 18 and exerts a pressure against the solid particles in the regulation container 14. This pressure forces solid particles from the regulation container 14 through the outlet 24

og inn i brukersystemet 8 og gjennom reservoaret 10. and into the user system 8 and through the reservoir 10.

Den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 er plasert ved den oppstrøms ende av standrøret 12 inntil reservoaret 6. Slik det skal beskrives mer detaljert nedenfor, står den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 i forbindelse med en trykkfluidkilde 62. Trykkfluid fra kilden 62 føres gjennom ledningen 64 og inn i den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60. På den måte som skal beskrives nedenfor, vil den automatiske trykkføl-somme reguleringsanordning 60 bevirke i det minste en lokal og begynnende fluidisering av de nærmeste faste partikler 28. Det hydrostatiske trykk i de fluidiserte faste partikler inntil reguleringsanordningen 60 varierer i henhold til høyden av faste partikler i reservoaret 6. Den automatiske reguleringsanordning 60 står også i forbindelse med trykkfluidledningen 66, som forløper videre til plenumkammeret 18. Som nevnt ovenfor, og slik det skal beskrives ytterligere nedenfor, fungerer den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 til å variere strømningshastigheten av trykkfluid gjennom ledningen 66 direkte i forhold til høyden av faste partikler i reservoaret 6. Denne større strømnings-hastighet av trykkfluid til ledningen 66 vil bevirke et øket trykk i plenumkammeret 18 og vil derved øke strømnings-hastigheten av faste partikler gjennom reguleringsbeholderen 14 og inn i utløpet 24 og reservoaret 10. Således varierer strømningshastigheten av faste partikler gjennom ventilanordningen 4 i systemet 2 direkte og automatisk med høyden av faste partikler i reservoaret 6. The automatic pressure-sensitive control device 60 is placed at the upstream end of the standpipe 12 next to the reservoir 6. As will be described in more detail below, the automatic pressure-sensitive control device 60 is in connection with a pressure fluid source 62. Pressure fluid from the source 62 is led through the line 64 and into the automatic pressure-sensitive regulation device 60. In the manner to be described below, the automatic pressure-sensitive regulation device 60 will cause at least a local and initial fluidization of the nearest solid particles 28. The hydrostatic pressure in the fluidized solid particles until the regulation device 60 varies according to the height of solid particles in the reservoir 6. The automatic regulation device 60 is also connected to the pressure fluid line 66, which continues to the plenum chamber 18. As mentioned above, and as will be described further below, the automatic pressure-sensitive regulation device works g 60 to vary the flow rate of pressurized fluid through the conduit 66 directly in relation to the height of solid particles in the reservoir 6. This greater flow rate of pressurized fluid to the conduit 66 will cause an increased pressure in the plenum chamber 18 and will thereby increase the flow rate of solids particles through the regulating container 14 and into the outlet 24 and the reservoir 10. Thus, the flow rate of solid particles through the valve device 4 in the system 2 varies directly and automatically with the height of solid particles in the reservoir 6.

Fig. 2 viser et annet eksempel på bruk av den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 ifølge oppfinnelsen. I dette eksempel benyttes den automatiske trykk-følsomme reguleringsanordning 60 til å returnere oppsamlede faste stoffer til en sveveskiktovn. Deler av systemet på fig. 2 som er sammenlignbare med deler i systemet på fig. 1, er forsynt med samme henvisningstall. Fra sveveskiktovnen 32 på fig. 2 strømmer det ut en blanding av gass og medførte faste partikler som utskilles av en syklonseparator eller tilsvarende anordning, hvorfra de faste partikler føres til et oppsamlingsreservoar 6 for faste partikler. Reservoaret inneholder et sveveskikt av faste partikler 28, som ved tyngdekraftens hjelp strømmer ned i standrøret 12, som strekker seg ned til reguleringsbeholderen 14, og returnerer deretter til sveveskiktovnen 32. Trykkfluidledningen 64 strekker seg fra en trykkfluidkilde 62 til den automatiske trykk-følsomme reguleringsanordning 60 og tilfører trykkfluid til denne. Trykkfluidledningen 66 strekker seg i sin tur fra reguleringsanordningen 60 til plenumkammeret 18 og bevirker trykkfluidstrømning til plenumkammeret 18 som beskrevet ovenfor. Dette eksempel benytter seg av de samme prinsipper som beskrevet ovenfor. I korthet strømmer trykkfluid gjennom ledningen 64 og inn i den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 og skaper begynnende fluidisering av de faste partikler nærmest reguleringsanordningen 60. Det hydrostatiske trykk i disse fluidiserte faste partikler varierer i henhold til høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28. Strømningshastigheten av trykkfluid gjennom ledningen 66 til plenumkammeret 18 varierer direkte med det hydrostatiske trykk som føles av den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60. Som i eksempelet beskrevet i forbindelse med fig. 1, når høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28 øker, vil således en større strøm av trykkfluid bli rettet gjennom plenumkammeret 18 og bevirke en raskere strøm av faste partikler inn i sveveskiktovnen 32. Fig. 2 shows another example of use of the automatic pressure-sensitive regulation device 60 according to the invention. In this example, the automatic pressure-sensitive control device 60 is used to return collected solids to a fluidized bed furnace. Parts of the system in fig. 2 which are comparable to parts in the system of fig. 1, is provided with the same reference number. From the fluidized bed furnace 32 in fig. 2 flows out a mixture of gas and entrained solid particles which are separated by a cyclone separator or similar device, from which the solid particles are led to a collection reservoir 6 for solid particles. The reservoir contains a fluidized bed of solid particles 28, which, with the help of gravity, flows down into the standpipe 12, which extends down to the control vessel 14, and then returns to the fluidized bed furnace 32. The pressure fluid line 64 extends from a pressure fluid source 62 to the automatic pressure-sensitive control device 60 and supplies pressure fluid to this. The pressure fluid line 66 in turn extends from the regulation device 60 to the plenum chamber 18 and causes pressure fluid flow to the plenum chamber 18 as described above. This example uses the same principles as described above. Briefly, pressurized fluid flows through line 64 and into the automatic pressure sensitive control device 60 and causes initial fluidization of the solid particles closest to the control device 60. The hydrostatic pressure in these fluidized solid particles varies according to the height of solid particles in the fluidized bed 28. The flow rate of pressurized fluid through line 66 to plenum chamber 18 varies directly with the hydrostatic pressure sensed by the automatic pressure-sensitive regulating device 60. As in the example described in connection with fig. 1, when the height of solid particles in the fluidized bed 28 increases, a greater flow of pressurized fluid will thus be directed through the plenum chamber 18 and cause a faster flow of solid particles into the fluidized bed furnace 32.

På fig. 3 og 4 er den foretrukne utførelse av den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 ifølge oppfinnelsen vist mer detaljert. Dette spesielle utførelses-eksempel på reguleringsanordningen 60 viser ventilanordningen 4 i sveveskiktovnen 32 beskrevet ovenfor og vist på fig. 2. In fig. 3 and 4, the preferred embodiment of the automatic pressure-sensitive regulation device 60 according to the invention is shown in more detail. This particular design example of the regulation device 60 shows the valve device 4 in the fluidized bed furnace 32 described above and shown in fig. 2.

Som vist på fig. 3, er den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning plasert ved den oppstrøms ende av et standrør 12 inntil det fluidiserte skikt av faste partikler 28. Reguleringsanordningen 60 omfatter første og andre trykk-fluidfordelere, som dannes av et indre kammer 68 og en ytre ring 70. Det indre kammer 68 og den ytre ring 70 er dimen-sjonert og anordnet slik at de er hovedsakelig sentralt plasert i utløpet av oppsamlingsreservoaret 6 for de faste partikler, slik at de faste partikler lett kan passere forbi den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60. Trykkfluidledninger 72 og 74 forløper fra trykkfluidledningen 64 direkte til det indre kammer 68 og via en fluidstrømnings-begrenser 82 til den ytre ring 70. Således strømmer trykkfluid fra kilden 62 gjennom trykkfluidledningen 64 og inn i begge ledninger 72 og 74 til både det indre kammer 68 og den ytre ring 70. Alternativt kan det indre kammer 68 og den ytre ring 7 0 i den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 være forbundet med separate trykkilder, forut-satt at en strømningsbegrenser 82 er inkludert i fluidtil-førselen til den ytre ring. As shown in fig. 3, the automatic pressure-sensitive regulating device is placed at the upstream end of a standpipe 12 next to the fluidized layer of solid particles 28. The regulating device 60 comprises first and second pressure-fluid distributors, which are formed by an inner chamber 68 and an outer ring 70. The inner chamber 68 and the outer ring 70 are dimensioned and arranged so that they are mainly centrally located in the outlet of the collection reservoir 6 for the solid particles, so that the solid particles can easily pass past the automatic pressure-sensitive regulation device 60. Pressure fluid lines 72 and 74 extend from the pressure fluid line 64 directly to the inner chamber 68 and via a fluid flow restrictor 82 to the outer ring 70. Thus, pressure fluid flows from the source 62 through the pressure fluid line 64 and into both lines 72 and 74 to both the inner chamber 68 and the outer ring 70 Alternatively, the inner chamber 68 and the outer ring 70 in the automatic pressure-sensitive regulating device 60 can be for bound with separate pressure sources, provided that a flow restrictor 82 is included in the fluid supply to the outer ring.

Det indre kammer 68 har en flerhet av åpninger 7 6 gjennom hvilke trykkfluid kan passere. Størrelsen av åpningene 76 og ledningen 74 er tilstrekkelig til å gi en strømningshastighet av trykkfluid som vil bevirke begynnende fluidisering av de faste partikler nærmest den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60. The inner chamber 68 has a plurality of openings 76 through which pressure fluid can pass. The size of the openings 76 and the conduit 74 is sufficient to provide a flow rate of pressurized fluid which will cause initial fluidization of the solid particles closest to the automatic pressure sensitive control device 60.

Den ytre ring 70 er via strømningsbegrenseren 82 forbundet med trykkfluidledninger 72 og direkte med regulerings-ledning 66. Det indre kammer 68 og den ytre ring 70 holdes i riktig stilling i forhold til hverandre ved hjelp av under-støttende staver 78. The outer ring 70 is connected via the flow restrictor 82 to pressurized fluid lines 72 and directly to the regulation line 66. The inner chamber 68 and the outer ring 70 are held in the correct position in relation to each other by means of supporting rods 78.

Den ytre ring 70 er forsynt med en flerhet av trykk-føleåpninger 80. I funksjon vil en del av trykkfluidet som strømmer inn i den ytre ring 70 strømme ut fra denne gjennom de trykkfølende åpninger 80, og den gjenblivende del av trykkfluidet strømmer ut gjennom trykkfluidregulerings-ledningen 66. En strømningsbegrenser 82, så som en strupe-dyse, er anordnet i trykkfluidledningen 72 for å bestemme den totale strømningshastighet av trykkfluidet til den ytre ring 70. The outer ring 70 is provided with a plurality of pressure-sensing openings 80. In function, part of the pressure fluid that flows into the outer ring 70 will flow out from it through the pressure-sensing openings 80, and the remaining part of the pressure fluid flows out through the pressure fluid regulation line 66. A flow restrictor 82, such as a throttle nozzle, is provided in the pressure fluid line 72 to determine the total flow rate of the pressure fluid to the outer ring 70.

I bruk føres trykkfluid gjennom trykkfluidledningen 64 fra trykkilden 62 inn i begge ledninger 72 og 74. Trykkfluidet som strømmer gjennom ledningen 74 entrer det indre kammer 68 og strømmer ut fra dette gjennom åpningene 7 6. Som forklart ovenfor, vil strømningshastigheten av trykkfluid gjennom åpningene 7 6 være tilstrekkelig til å bevirke begynnende fluidisering av de faste partikler nærmest reguleringsanordningen 60. In use, pressure fluid is fed through the pressure fluid line 64 from the pressure source 62 into both lines 72 and 74. The pressure fluid flowing through the line 74 enters the inner chamber 68 and flows out from this through the openings 7 6. As explained above, the flow rate of pressure fluid through the openings 7 6 be sufficient to cause initial fluidization of the solid particles closest to the regulation device 60.

Trykkfluidet fra trykkilden 62 strømmer inn i ledningen 72 og passerer gjennom strupedysen 82 og strømmer med nærmest konstant hastighet inn i den ytre ring 70. En del av trykkfluidet som strømmer inn i den ytre ring 70 strømmer ut fra denne gjennom trykkføleåpningene 80, mens den øvrige del av trykkfluidet som strømmer inn i den ytre ring 70, fortsetter inn i trykkledningen 66. Når strømningen gjennom åpningene 80 avtar, vil strømningen gjennom trykkfluidledningen 66 øke. Det omvendte er naturligvis også tilfellet. The pressure fluid from the pressure source 62 flows into the line 72 and passes through the throat nozzle 82 and flows at an almost constant speed into the outer ring 70. Part of the pressure fluid which flows into the outer ring 70 flows out from it through the pressure sensor openings 80, while the rest part of the pressure fluid that flows into the outer ring 70 continues into the pressure line 66. When the flow through the openings 80 decreases, the flow through the pressure fluid line 66 will increase. The reverse is naturally also the case.

Mengden av trykkfluid som strømmer ut gjennom åpningene 80 i den ytre ring 70 er omvendt proporsjonal med høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt av faste partikler 28. Spesielt vil de faste partikler som er blitt fluidisert av trykkfluid fra åpningene 76 i det indre kammer 68 ha et hydrostatisk trykk som varierer direkte med høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28. Når høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28 øker, vil derfor det hydrostatiske trykk i de fluidiserte faste partikler også øke. Variasjonene i hydrostatisk trykk føles av trykkføle-åpningene 80 i den ytre ring 70. Når det hydrostatiske trykk øker, vil mindre trykkfluid strømme ut fra den ytre ring 70 gjennom åpningene 80, og en tilsvarende større mengde vil strømme inn i trykkfluidledningen 66. The amount of pressure fluid that flows out through the openings 80 in the outer ring 70 is inversely proportional to the height of solid particles in the fluidized layer of solid particles 28. In particular, the solid particles that have been fluidized by pressure fluid from the openings 76 in the inner chamber 68 have a hydrostatic pressure that varies directly with the height of solid particles in the fluidized layer 28. When the height of solid particles in the fluidized layer 28 increases, the hydrostatic pressure in the fluidized solid particles will therefore also increase. The variations in hydrostatic pressure are sensed by the pressure sensing openings 80 in the outer ring 70. As the hydrostatic pressure increases, less pressure fluid will flow out of the outer ring 70 through the openings 80, and a correspondingly greater amount will flow into the pressure fluid line 66.

Som nevnt ovenfor, er trykkfluidledningen 66 forbundet med plenumkammeret 18. Når strømningen øker i trykkfluidledningen 66, vil den også øke i.plenumkammeret 18. Denne økede strømning gjennom plenumkammeret 18 bevirker et større trykk mot den nedraste masse 30 ved den nedstrøms ende av standrøret 12, og bevirker derved en større strømnings-hastighet av faste partikler fra standrøret 12 inn i utløps-passasjen 24. As mentioned above, the pressure fluid line 66 is connected to the plenum chamber 18. When the flow increases in the pressure fluid line 66, it will also increase in the plenum chamber 18. This increased flow through the plenum chamber 18 causes a greater pressure against the down-thrown mass 30 at the downstream end of the standpipe 12 , thereby causing a greater flow rate of solid particles from the stand pipe 12 into the outlet passage 24.

For å sammenfatte denne del av operasjonen, den økende høyde av faste partikler hever det hydrostatiske trykk ved den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60. Det økede hydrostatiske trykk bevirker at mindre trykkfluid strømmer ut gjennom trykkføleåpningene 80 i den ytre ring 70, mens en tilsvarende øket mengde trykkfluid føres gjennom trykkfluidledningen 66. Denne økede strømning av trykkfluid gjennom ledningen 6 6 føres til plenumkammeret 18 og bevirker øket strømning av faste partikler fra standrøret 12 til utløpspassasjen 24. To summarize this part of the operation, the increasing height of solid particles raises the hydrostatic pressure at the automatic pressure sensitive control device 60. The increased hydrostatic pressure causes less pressure fluid to flow out through the pressure sensing openings 80 in the outer ring 70, while a correspondingly increased amount of pressure fluid is led through the pressure fluid line 66. This increased flow of pressure fluid through the line 6 6 is led to the plenum chamber 18 and causes an increased flow of solid particles from the stand pipe 12 to the outlet passage 24.

Den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 reagerer likeledes på reduksjoner i høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28. Når høyden av faste partikler i det fluidiserte skikt 28 minker på grunn av strømningen gjennom standrøret 12, vil således det hydrostatiske trykk ved den automatiske trykkfølsomme reguleringsanordning 60 også minke. Trykkfluid i den ytre ring 70 vil automatisk innrette seg etter disse endringer i den hydrostatiske trykktilstand slik at mer trykkfluid vil passere gjennom trykkføleåpningene 80 og mindre vil passere gjennom trykkfluidledningen 66. Som et resultat av dette vil trykket i plenumkammeret 18 minke, og strømningshastigheten av faste partikler fra standrøret 12 til utløpspassasjen 24 vil også minke. The automatic pressure-sensitive regulating device 60 likewise responds to reductions in the height of solid particles in the fluidized layer 28. When the height of solid particles in the fluidized layer 28 decreases due to the flow through the standpipe 12, the hydrostatic pressure at the automatic pressure-sensitive regulating device 60 will thus also mink. Pressure fluid in the outer ring 70 will automatically adjust to these changes in the hydrostatic pressure state so that more pressure fluid will pass through the pressure sensing openings 80 and less will pass through the pressure fluid line 66. As a result of this, the pressure in the plenum chamber 18 will decrease, and the flow rate of solid particles from the stand pipe 12 to the outlet passage 24 will also decrease.

Man har funnet at faste partikler av sintret aluminium (Norton Co. 60/F) i oppsamlingsreservoaret 6 og med 0 cm vannsøyle trykk i rommet over de faste partikler, og med bestemt størrelse og antall av åpningene 76 benyttet i det indre kammer 68, vil et fluidtrykk på 102 - 127 cm vannsøyle i ledningen 74 være tilstrekkelig til å gi begynnende fluidisering når høyden av faste partikler over det indre kammer 68 er i området 25,4 - 50,8 cm. Man har f.eks. også funnet at når høyden av faste partikler over det indre kammer 68 It has been found that solid particles of sintered aluminum (Norton Co. 60/F) in the collection reservoir 6 and with 0 cm water column pressure in the space above the solid particles, and with a certain size and number of openings 76 used in the inner chamber 68, will a fluid pressure of 102 - 127 cm water column in the line 74 will be sufficient to provide initial fluidization when the height of solid particles above the inner chamber 68 is in the range 25.4 - 50.8 cm. One has e.g. also found that when the height of solid particles above the inner chamber 68

er 42 cm, vil det hydrostatiske trykk som føles av den ytre ring 70 være 84 cm vannsøyle, og trykket ved regulerings-akmmeret 18 vil nærme seg 84 cm. Det hydrostatiske trykk ved den ytre ring 70 vil variere fra 5,1 til 102 cm vann-søyle i henhold til endringene i høyden av faste partikler i reservoaret 6 og mottrykket i utløpspassasjen 24. is 42 cm, the hydrostatic pressure felt by the outer ring 70 will be 84 cm water column, and the pressure at the regulating acmmer 18 will approach 84 cm. The hydrostatic pressure at the outer ring 70 will vary from 5.1 to 102 cm water column according to the changes in the height of solid particles in the reservoir 6 and the back pressure in the outlet passage 24.

Det hydrostatiske trykk i den ytre ring 70 og det tilsvarende trykk via ledningen 66 i plenumkammeret 18 vil alltid være lik eller høyere enn trykket nedstrøms utløps-passasjen 24 og bestemmes av mottagertrykket og differensial-trykket som kreves for at de faste partikler skal strømme ut med samme hastighet som de oppsamles i oppsamlingsreservoaret 6. The hydrostatic pressure in the outer ring 70 and the corresponding pressure via the line 66 in the plenum chamber 18 will always be equal to or higher than the pressure downstream the outlet passage 24 and is determined by the receiver pressure and the differential pressure required for the solid particles to flow out with same speed as they are collected in the collection reservoir 6.

Claims

1. Automatic pressure-sensitive control device (60) for regulating the flow of solid particles between upstream and downstream reservoirs (6, 10) for solid particles by measuring the fluid flow used to force solid particles to flow from the upstream reservoir (6 ) to the downstream reservoir (10), characterized in that the regulation device includes: means (12,14,24) for the passage of solid particles between said upstream and downstream reservoirs (6, 10); at least one pressurized fluid source (62); a first pressure fluid distributor (68) located in the solid particles upstream of the downstream reservoir (10); means (64, 74) for delivering pressure fluid from the pressure fluid source (62) through said first pressure fluid distributor (68) at a rate which causes initial fluidization of the solid particles (28) near the automatic pressure-sensitive control device (60) and causes an associated hydrostatic pressure; a second pressurized fluid distributor (70); means (64, 72) for supplying pressurized fluid from the pressurized fluid source (62) through the second pressurized fluid distributor (70) to force solid particles (28) into the downstream reservoir (10); and means (80) for sensing the variation in said hydrostatic pressure as a function of the height of solid particles (28) above the first pressure fluid distributor (68) and for measuring the flow through the second pressure fluid distributor (70) of the fluid used to forcing the solid particles (28) to the downstream reservoir (10) as a function of said hydrostatic pressure; so that when the height of solid particles (28) above the first pressure fluid distributor (68) increases, the fluid flow which forces solid particles to the downstream reservoir (10), increase.

2. Automatic pressure-sensitive regulation device according to claim 1, characterized in that the first pressure fluid distributor (68) is a chamber which has a plurality of openings (76).

3. Automatic pressure-sensitive regulation device according to claim 1, characterized in that it further comprises a plenum chamber (18) between the automatic pressure-sensitive regulation device (60) and said downstream reservoir (10) for solid particles (28), and where the second pressure fluid distributor (70) and the means for sensing the variations in said hydrostatic pressure is constituted by a ring (70) which has a plurality of pressure-sensing openings (80) for sensing the hydrostatic pressure in the fluidized solid particles (28), which ring (70) is placed in the solid particles (28) at a place where the incipient fluidization caused by the fluid passing through the first pressure fluid distributor (68) takes place, which ring (70) is in connection with said plenum chamber (18) so that changes in the hydrostatic pressure sensed by the pressure-sensing openings (80) causes a corresponding change in the flow of pressurized fluid to the plenum chamber (18) to thus change the flow of solid particles (28) to ne vnte downstream reservoir (10) for solid particles.

4. Automatic pressure-sensitive regulation device according to claim 3, characterized in that said means for the passage of solid particles from the upstream (6) to the downstream (10) reservoir is a passage (12) between the upstream and the downstream reservoir, the regulation device (60 ) is located above the outlet from the upstream reservoir (6) leading to the passage (12) between the upstream and downstream reservoirs (6, 10) for solid particles, and where the plenum chamber (18) is located at the downstream reservoir (10) ) for solid particles.

5. Automatic pressure-sensitive regulation device according to claim 3, characterized in that it further comprises a flow limiter (82) in the means (64, 72) for delivery of pressure fluid to the second pressure fluid distributor (70).

6. Automatic pressure-sensitive regulation device according to claim 1, characterized in that it has a single pressure fluid source (62) in connection with both said first and second pressure fluid distributors (68, 70).

7. Automatic pressure-sensitive control device according to claims 2 and 3, characterized in that it comprises a single pressure fluid source (62), that the means for the passage of solid particles is a valve device (4), that the pressure-sensitive control device (60) is placed in said valve device ( 4) and up to said upstream reservoir (6), that said first pressure fluid distributor includes an inner chamber (68); that the second pressure fluid distributor is an outer ring (70) whose plurality of pressure-sensing openings (80) are arranged for distribution of a part of the pressure fluid which is introduced into the outer ring in the solid particles (28) closest to it; and that the valve device (4) further comprises said plenum chamber (18) which is connected to the outer ring (70) and is located in a part of the valve (4) next to the downstream reservoir (10), which plenum chamber (18) is arranged for supply to the solid particles (28) the pressure fluid from the outer ring (70) which is not distributed through the pressure-sensitive openings (80) in the ring, so that the hydrostatic pressure in the fluidized solid particles (28) until the automatic pressure-sensitive -me regulation device (60) varies directly with the height of solid particles (28) in the upstream reservoir (6), and so that part of the pressure fluid ,, from the outer ring (70) which is led to the plenum chamber (18) varies directly with the hydrostatic pressure until the automatic pressure-sensitive adjustment device (60).

8. Method for automatically regulating the flow of solid particles (28) through a valve device (4) from an upstream location (6) to a downstream location (8) with a flow rate that is directly proportional to the height of solid particles (28) ) at the upstream location (6), characterized in that the method comprises the steps of: creating initial fluidization of the solid particles (28) in the valve device (4) in a part of it up to the upstream location (6) to form a hydrostatic Print; varying the hydrostatic pressure as a function of the height of solid particles (28) above the site of incipient fluidization; directing a stream of pressurized fluid through the site of incipient fluidization; passing a portion of the pressure fluid flow into the solid particles (28) as a function of the hydrostatic pressure; conveying the remaining portion of said pressurized fluid flow to a location on the valve device (4) adjacent to the downstream location (8) to force an amount of solid particles (28) directly proportional to the remaining portion of the pressurized fluid flow into said downstream location (8) .

9. Method according to claim 8, characterized in that the initial fluidization of the solid particles (28) is formed by means of fluid that is delivered through a distributor (68) whose surface is provided with openings (76), and in that the flow of pressure fluid which are supplied, the solid particles (28) are supplied through openings (80) on the surface of a ring (70).