SE468764B - Saett foer inmatning av bulkmaterial i ett utrymme under oevertryck - Google Patents

Description

468 764 10 15 20 25 30 35 genom att kammaren friblàses med åtföljande förlust av gas under tryck.

För nedbringande av gasförlusten kan övertrycket i kammaren utnyttjas för trycksâttning av ett paral- lellkopplat system med en liknande sluss, som arbetar med 180 grader fasförskjutning, sà att halva tryck- skillnaden mellan det lägre och det högre trycket kan utnyttjas. Den tidigare trycksatta kammaren maste dock friblásas för sänkning av det kvarvarande trycket däri till det lägre trycket, och man eliminerar sálunda inte gasförlusten helt genom detta alternativ; den re- duceras till ca hälften. Alternativt kan gasen i den trycksatta kammaren evakueras med hjälp av en kompres- sor, som efter det att gasen har renats, komprimerar den till minst det högre trycket för àteranvändning.

Det âr mycket sannolikt att processgasen i kär- let, som inmatningssystemet via slussen matar bulkma- terial mot, blandar sig helt eller delvis med tryckga- sen i kammaren, vilket innebár att processgas gär för- lorad. Om processgasen är en giftig, brandfarlig eller dyr gas, far detta allvarliga konsekvenser, om man inte anordnar ett system för tillvaratagande av den gas som lämnar kammaren vid friblàsningen. I alterna- tivet med kompressor för àtervinning av gasen är det troligt att trycksättningsgasen spädes med processgas, vilket också kan fä allvarliga konsekvenser beroende pà vilken typ av processgas det är fràga om.

Den gasmängd G (Nm3/s), som friblàses eller processas för återanvändning är beroende av volymen V (m3) i kammaren multiplicerad med tryckskillnaden v mellan det högre trycket Pb och det lägre trycket Pa (bar). Volymen V är i sin tur beroende av materialflö- det m (kg/s), bulkmaterialets densitet d (kg/m3) och fyllnadsfaktorn k. Om gastemperaturen är vid nor- maltillstànd gäller dà G = (Pb - Pa) _ k . m/d N 10 15 20 25 30 35 $> ON» OD *<1 Ûs 4:.

Det inses, att gasförlusten och därmed förknippa- de kostnader kan bli betydande i en för kommersiellt bruk dimensionerad processanläggning.

Syftet med uppfinningen är att nedbringa gasför- lusterna och därmed förknippade kostnader vid inmat- ning av bulkmaterial i ett kärl under övertryck genom tillämpning av det ovan skisserade tillvägagángssättet vid pàfyllning av bulkmaterialet via en sluss. Sålunda avser uppfinningen ett sätt för inmatning av bulkmate- rial i ett utrymme under övertryck, vid vilket bulkma- terialet införes i en kammare, som trycksättes till ett högre tryck, företrädesvis huvudsakligen motsva- rande det nämnda övertrycket, och materialet frän den trycksatta kammaren införes i utrymmet. sätt För uppnäende av det angivna ändamålet har detta erhàllit kännetecknen enligt patentkravet 1.

För närmare förklaring av uppfinningen hänvisas till bifogade ritningar, pà vilka FIG. 1 i delfigurer a - f àskàdliggör sättet en- ligt uppfinningen med användning av en sluss i ett första utförande, varvid slussen är visad i olika funktionslägen i schematisk längdsektionsvy, FIG. 2 i delfigurer a - f àskàdliggör sättet i likhet med FIG. 1 men med användning av en sluss i ett andra utförande, samt i delfigur g visar ett snitt efter linjen g - g i delfigur 2 b, FIG. 3 i delfigurer a - f àskádliggör sättet i likhet med FIG. 1 men med användning av en sluss i ett tredje utförande, FIG. 4 i delfigurer a - g àskädliggör sättet i likhet med FIG. 1 men med användning av en sluss i ett fjärde utförande, FIG. 5 i delfigurer a - f àskàdliggör sättet i likhet med FIG. 1 men med användning av ett modi- fierat utförande av slussen i FIG. 4, och 10 15 20 25 30 35 OX CC \ïl Gl -lš FIG. 6 i schematisk längdsektionsvy visar ett ytterligare modifierat utförande av slussen för användning vid sättet enligt uppfinningen i en- lighet med den princip som är äskádliggjord i FIG. 5 .i I FIG. 1 visas en sluss, som innefattar en verti- kalt anordnad cylindrisk kammare 10 med en ett stycke nedanför dess övre ände anordnad ingàngsstuts 11 pä sidan, försedd med en ventil 12. Kammarens nedre ände bildar en utgång 13, som skall vara ansluten till ett utrymme (inte visat) under övertryck, exempelvis ett processkärl, och är anordnad med en ventil 14. Kamma- ren är försedd med ett inlopp 15 för tryckgas, försett med en avstängningsventil 16. ventilen 12 är sàlunda slussens lägtrycksventil, som reglerar kammarens 10 förbindelse med atmosfären, och ventilen 14 är slus- sens högtrycksventil, som reglerar kammarens 10 för- bindelse med utrymmet under övertryck.

Ovanför ingàngsstutsen 11 är vid 17 infäst ett rullmembran 18 av böjligt material, exempelvis gummi, s. k. rollsock, som normalt intager det i FIG. 1 a - d visade läget men som medelst ett till kammarens 10 övre ände 19 anslutet hydraulsystem (inte visat) kan tillföras vätska pà baksidan för att intaga det i FIG 1 e visade läget, i vilket rullmembranet med däri in- nesluten vätska nästan helt utfyller kammarens 10 inre.

I den fas av sättet enligt uppfinningen med an- vändning av anordningen enligt FIG. 1, som är visad i FIG. 1 a, är ventilen 12 öppen och ventilen 14 stängd.

Kammaren 10 är sälunda avskild fràn högtryckssidan ~ (det under övertryck stående utrymmet) och star i för- bindelse med làgtryckssidan (atmosfären). Tryckgasven- « tilen 16 är stängd. Slussen är nu klar att mottaga bulkmaterial, och enligt FIG. 1 b tillföres sàdant material 20 genom ingàngsstutsen 11, varvid bulkmate- 10 15 20 25 30 35 4» «n xD \4 fn ..I> rialet kan rinna in i kammaren. När lämplig mängd bulkmaterial 20 tillförts kammaren 10, FIG. 1 c, stänges ventilen 12, för att kammaren skall avskiljas fràn làgtryckssidan, och därefter öppnas ventilen 16 för införsel av tryckgas i kammaren 10, sä att trycket i kammaren höjes, företrädesvis till huvudsakligen samma trycknivä som förekommer i det till nedre änden 13 av kammaren 10 anslutna utrymmet under övertryck.

Sedan bulkmaterialet sàlunda trycksatts till önskat tryck, öppnas ventilen 14, och bulkmaterialet kan nu rinna_ned i det till nedre änden 13 av kammaren 10 an- slutna utrymmet, som stàr under huvudsakligen samma tryck som det som ráder i kammaren, FIG. 1 d.

Samtidigt med eller omedelbart efter tömningen minskas kammarens 10 volym till sin minsta volym genom att rullmembranet 18 medelst tryckvätska, vars tryck är nägot högre än det högre trycket, det som ráder i det till kammarens nedre ände anslutna utrymmet vid övertryck, pressas in i kammaren 10, sä att rull- membranet med däri förefintlig vätska nästan helt ut- fyller kammaren 10, säsom visas i FIG. 1 e. Eftersom vätskan i princip är inkompressibel, ändrar rull- membranet inte sitt läge, även om trycket i kammaren 10 ändras. Den i kammaren 10 förefintliga gasen tryckes sàlunda medelst rullmembranet in i det nämnda utrymmet under övertryck via den öppna ventilen 14 eller via ett till kammaren 10 anslutet gassystem.

Sedan ventilen 14 stängts och eventuellt förefintligt gasysstem bortkopplats fràn kammaren, pumpas vätskan äter bort frán rullmembranets 18 baksida under ökning av kammarens 10 volym, FIG. 1 f, innebärande att trycket i kammaren 10 samtidigt sänks. När trycket nätt nivàn pä lágtryckssidan eller annan förutbestämd lägre nivà, kan ventilen 12 öppnas. Alternativt kan det lägre trycket bibehàllas av ett till kammaren 10 10 15 20 25 30 35 anslutet gassystem under tiden som volymen i kammaren 10 ökas till sin största volym genom tillbakadragning av rullmembranet 18. När detta är klart, öppnas venti- len 12. Därmed har átergàng skett till första tempot i cykeln, FIG. 1 a, och nytt bulkmaterial kan nu till- föras kammaren 10. vid den sluss som är visad i FIG. 2 uppnas samma effekt som vid utförandet enligt FIG. 1 med en "stillastående" rollsock 21, vilken hela tiden befin- ner sig inuti kammaren 10. Den är delvis fäst vid in- sidan av kammarvággen pá den stutsen 11 motsatta sidan av kammaren utmed sin längd, och i dess övre del finns en fyllkropp 22. Rollsocken kan fyllas med vätska under tryck genom en tillförselledning 23. Normalt är rollsocken till största delen tömd pá vätska, sä att den ligger tätt intill kammarens 10 vägg och därmed tar liten plats, FIG. 2 a - d samt FIG. 2 f och 2 g.

Bulkmaterial 20 införes i kammaren 10 och tömmes ut därifràn i det.till kammaren anslutna kärlet pà det sätt som visas i FIG. 2 b - d, enligt samma principer som tidigare beskrivits. När materialet tömts frän kammaren och dennas volym skall minskas, fylls roll- socken 21 med vätska under tryck med ventilen 14 öp- pen, varefter denna ventil stänges, FIG. 2 e, och vätskan därefter pumpas ut ur rollsocken för ökning av kammarens 10 volym, FIG. 2 f, och förberedelse av kam- maren för mottagning av en ny sats bulkmaterial.

I den variant av sättet enligt uppfinningen som är visad i FIG. 3 användes en sluss, vid vilken in- gàngsventilen 12 är anordnad i kammarens 10 övre ände och rullmembranet är ersatt med ett elastiskt foder 24 pä insidan av kammarens 10 sidovägg. Fodret kan ha formen av ett rör eller vara anordnat som ett antal sektioner, vilka är fördelade utmed kammarens sido- vägg. Vätska kan frän ett hydraulsystem införas mellan 'a 10 15 20 25 30 35 4> CM CO ~a G'\ 4"; fodret 24 och kammarens 10 sidovägg genom en ledning 25 för att fodret skall expandera in i och jämte den innanför fodret befintliga vätskevolymen till största delen utfylla utrymmet i kammaren. Sättet utföres i princip sásom beskrivits i anslutning till FIG. 1. Med ventilen 12 öppen och ventilen 14 stängd enligt FIG. 3 a införes bulkmaterial 20 i kammaren 10 enligt FIG. 3 b. Därefter stänges ventilen 12, och trycksättning av kammaren 10 sker enligt FIG. 3 c. Efter trycksätt- ningen sker tömning enligt FIG. 3 d genom att ventilen 14 öppnas. Efter tömningen minskas kammarens 10 volym genom att fodret 24 bringas att expandera genom till- försel av vätska under tryck, FIG. 3 e, varefter ven- tilen 14 stänges. Fodret far sedan àtergà, och när det lägre trycket har natts, öppnas ventilen 12, FIG. 3 f, varefter slussen är klar att mottaga bulkmaterial pà nytt enligt FIG. 3 a. Även i utförandet enligt FIG. 3 kan ett till kammaren 10 anslutet gassystem vara an- ordnat för reglering av trycket i kammaren 10 under fodrets expansion resp. kontraktion.

Enligt FIG. 4 är slussen anordnad med en kolv 26, som är förskjutbar i kammaren 10. Denna kolv fungerar i princip pá samma sätt som ett rullmembran enligt FIG. 1 men màste självfallet vara försedd med tätning, antydd vid 27, för tätning mellan kolv och cylinder (kammaren 10). Kolven är tillbakadragen fràn ingàngs- stutsen 11 i FIG. 4 a, och ventilen 12 är öppen. Efter påfyllning av bulkmaterial, FIG. 4 b, stänges ventilen 12 och föres kolven 26 ned, FIG. 4 c, varvid kolven kan utnyttjas till att komprimera bulkmaterialet i kammaren 10. Efter trycksättningen av kammaren 10, öppnas ventilen 14 och materialet rinner ned i utrym- met under övertryck, medan kolven följer efter och ut- fyller kammaren 10, FIG. 4 d. Med ventilen 14 stängd drages kolven 26 tillbaka, FIG. 4 e och f, varefter 10 15 20 25 30 35 O\ :S '\'.l O\ 41- ventilen 12 kan öppnas, och slussen är klar att pà nytt mottaga bulkmaterial. Ocksá i detta fall kan ett till kammaren anslutet gassystem vara anordnat för tryckregleringen i kammaren 10. Trycksättningen av kammaren 10 kan ske via kolvens tätningssystem, för att kolven och dess tätningssystem skall renbläsas frán bulkmaterial.

Enligt FIG. 5 är slussen modifierad genom att ventilen 12 är utelämnad och kolven 26 har övertagit dess funktion. Sälunda är ingángsstutsen 11 öppen i FlG. 5 a och b, medan den däremot är stängd medelst kolven i FIG. 5 c - f för att sedan äter öppnas, när kolven drages tillbaka frán läget i FIG. 5 f till lä- get i FIG. 5 a. Sättet utföres sàsom tidigare beskri- vits vid arrangemanget enligt FIG. 4.

Tva mot och fràn varandra rörliga kolvar 26A och 26B kan vara anordnade enligt FIG. 6, varvid kammaren 10 lutar och har även en utgàngsstuts 28. Vid fyllning av kammaren 10 är utgàngsstutsen 28 stängd medelst kolven 26B, medan ingángsstutsen är öppen genom att den är frilagd av kolven 26A. Vid tömning av kammaren 10 är utgángsstutsen öppen, och vid trycksâttning och trycksänkning är bada stutsarna stängda medelst de respektive kolvarna.

De konstruktiva detaljerna hos slussen kan natur- ligtvis varieras, och de här beskrivna schematiska ut- förandena tjänar endast till att visa mera principiel- la skillnader i det konstruktiva utförandet av den an- ordning som användes för utövning av sättet enligt uppfinningen, vilket emellertid är i princip detsamma och i överensstämmelse med huvuduppfinningstanken, oavsett vilken anordning som användes.

'U 12"»

Claims (2)

10 15 20 .[~.-. C-\ C 3 ~a Cl-\ 4I> PATENTKRAV

1. iSätt för inmatning av bulkmaterial i ett utrymme under övertryck, via en kammare som har ventilreglerad förbindelse med utrymmet, varvid bulkmaterialet införes i kammaren då förbindelsen med utrymmet är stängd, och kam- maren sedan trycksättes till ett högre tryck, företrädesvis motsvarande huvudsakligen det nämnda övertrycket, genom införande av ett gasformigt medium i kammaren, varefter förbindelsen med utrymmet öppnas och materialet från den trycksatta kammaren införes i utrymmet, och varvid kammarens volym samtidigt med eller efter materialets införande i utrymmet reduceras till en volym, som utgör en bråkdel av dess normala volym och förbindelsen mellan kammaren och utrymmet åter stänges vid sålunda reducerad kammarvolym. k ä n n e t e c k n a t av att volymredu- ceringen sker genom att ett böjligt och/eller elastiskt element bringas att expandera i kammaren.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att elementet bringas att expandera i kammaren under påverkan av detsamma medelst hydrauliskt tryck.