PL152312B1

PL152312B1 - Method and apparatus for pneumatically injecting dosed pulverized solid material into a changing-pressure reactor.

Info

Publication number: PL152312B1
Application number: PL1986260919A
Authority: PL
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1990-12-31
Also published as: DD248783A5; JPS6297635A; BR8603772A; AU587046B2; ES2000789A6; LU86034A1; US4702182A; JPH0777604B2; CA1254600A; DE3665484D1; ATE46191T1; EP0211295B1; AU6027186A; ZA865888B; PL260919A1; EP0211295A1

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 152 312 POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 86 08 04 (P. 260919)

Pierwszeństwo: 85 08 05 Luksemburg

Int. Cl.⁵ B65G 53/06

Zgłoszenie ogłoszono: 88 07 07

Opis patentowy opublikowano: 1991 07 31

Twórca wynnlazku--Uprawniony z patentu: Paul Wurth S. A.,

Luxemburg (Luksemburg)

Głowica rozdzielcza do transportu pneumatycznego

Przedmiotem wynalazku jest głowica rozdzielcza do transportu pneumatycznego przeznaczona do wtryskiwania odmierzonych ilości materiałów sypkich w zbiorniku znajdującym się pod zmiennym ciśnieniem.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 4 570 552 wtryskiwanie materiałów sypkich, w którym strumień pneumatyczny jest przyspieszony do szybkości super - krytycznej, to znaczy do szybkości dźwięku, oczywiście zmiennej w funkcji gęstości strumienia. Przyspieszenie strumienia pneumatycznego do szybkości super - krytycznej, ma tę korzyść, że warunki przepływu ponad miejscem gdzie się wywołuje szybkość super - krytyczną nie wpływają na warunki przepływu poniżej tego miejsca. Stanowi to oczywiście wielką korzyść taką, że nie musi się brać pod uwagę wahań ciśnienia i innych zmiennych parametrów panujących w zbiorniku, w jakich materiały sypkie są wtryskiwane.

Wiadomo, że wielkie piece zawierają u swojej podstawy zestaw dysz zasilanych gorącym powietrzem pod ciśnieniem poprzez zespół dyszowy łączący te dysze z zasilającym przewodem okrężnicy dmuchu. Paliwo stałe, potrzebne do prowadzenia procesu redukcji w piecu jest na ogół wtryskiwane bezpośrednio dyszami albo zestawami dysz.

Wcześniej cytowany opis patentowy USA nr 4570552 przewiduje miejsce przyspieszenia mieszania pneumatycznego do szybkości super - krytycznej na poziomie wtrysku do każdego zestawu dysz. W konsekwencji, jest konieczne stosowanie tak dozowników, jak też zestawów dysz oraz przewodów indywidualnych do przekazywania mieszaniny między dozownikiem i każdym zestawem dysz.

Jednakże, biorąc pod uwagę kołową konfigurację wielkiego pieca i jego zestaw dysz, przewody przewodzące między dozownikami i zestawami dysz mają wszystkie albo prawie wszystkie pary przewodów różnej długości. Te różne długości, powodują oczywiście różnice spadku ciśnienia, które zmieniają warunki transportu z jednego przewodu do drugiego.

Ponadto znane jest na przykład z polskiego opisu patentowego nr 52357 pneumatyczne urządzenie przenośnikowe wyposażone w komorę ciśnieniową oraz dołączoną do niej komorę dyszową, przy czym komory te oddzielone są od siebie, prostopadłą do nich cylindrycznych

152 312 ścianek, przegrodą wyposażoną w otwory. Urządzenie to nie nadaje się jednak do prowadzenia procesów, w których materiał sypki transportowany jest z szybkością super - krytyczną.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do wtryskiwania, w którym poprawione zostaną warunki transportu pneumatycznego przed miejscem przyspieszenia do szybkości super - krytycznej.

Głowica rozdzielacza do transportu pneumatycznego, zawierająca otwór zasysający mieszaninę pneumatyczną połączony poprzez przewód pierwotny z dozownikiem, posiada według wynalazku serię kanałów wewnętrznych, których liczba odpowiada liczbie punktów wtrysku w zbiorniku, przy czym kanały te rozchodzą się symetrycznie od strony otworu ssącego do serii otworów wylotowych połączonych odpowiednio poprzez przewody wtórne z każdym punktem wtrysku w zbiorniku. Ponadto pomiędzy wejściem kanałów do otworu ssącego i tym otworem głowica ma komorę rozdzielczą. Każdy z kanałów może mieć taką postać, że posiada odcinek zbieżny i odcinek prostoliniowy.

Głowica może składać się korzystnie z dwóch obrobionych połówek, skręconych szczelnie ze sobą, z których jedna ma kanały: środkowe gniazdo stożka rozdzielczego, wyznaczającego ze ścianką wewnętrzną pierwszej połówki przejście o przekroju pierścieniowym rozmieszczone od wierzchołka stożka do wlotu kanałów, przy czym powierzchnie przekroju pierścieniowego przejścia zmniejsza się progresywnie w kierunku kanałów. Stożek rozdzielaczy usytuowany w gnieździe głowicy może być przesuwny wzdłuż swej osi. W takim przypadku korzystne jest wyposażenie go we wskaźnik położenia osiowego. Stożek rozdzielaczy może być też zaopatrzony na swoim obwodzie w rowki na przedłużeniu każdego z kanałów. Może on być również ruchomy wokół swojej osi podłużnej.

Długości i przekroje kanałów wewnętrznych są określone w funkcji przekroju przewodu pierwotnego w taki sposób, że w głowicy rozdzielczej wytwarza się spadek ciśnienia, wymagany między przewodem pierwotnym i każdym z przewodów wtórnych, potrzebny do przyśpieszania mieszania, do szybkości super - krytycznej. Dzięki zastosowaniu głowicy według wynalazku tworzy się mieszaninę pneumatyczną w jednym dozowniku, wprawia się tę mieszaninę w ruch poprzez wspólny przewód aż do głowicy rozdzielczej, w której mieszaninę rozdziela się na wtórne strumienie, które wysyła się odpowiednio do każdego z punktów wtrysku przy czym szybkość super -krytyczną nadaje się mieszaninie wewnątrz głowicy rozdzielczej.

Podwójną korzyścią, która z tego wynika jest to, że potrzebny jest tylko jeden dozownik do zasilania wszystkich dysz pieca i że różne długości przewodów potrzebnych do zasilania kołowej armatury albo zestawu dysz znajdują się na poziomie przewodów wtórnych, to znaczy między miejscem przyspieszenia do szybkości super - krytycznej i dyszami. A więc, różne przewody, które wynikają z różnej długości przewodów, umieszcza się poniżej miejsca przyspieszenia do szybkości super - krytycznej, przy czym przewody te nie wpływają na transport nad tym miejscem, zwłaszcza w przewodzie pierwotnym między dozownikiem i miejscem przyspieszenia do szybkości super -krytycznej. To miejsce znajduje się oczywiście możliwie jak najbliżej pieca.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schematycznie urządzenie do wtryskiwania z głowicą rozdzielczą, fig. 2 - widok w perspektywie głowicy rozdzielczej, fig. 3 - przekrój podłużny przez głowicę, a fig. 4 - przekrój przez głowicę rozdzielczą składającą się z dwóch połówek.

Figura 1 pokazuje schematycznie dozownik 10 przeznaczony do wprowadzania w ujednolicony sposób wcześniej określonych ilości materiałów sypkich, na przykład węgla sproszkowanego w powietrzu pod ciśnieniem przeznaczonym do przenoszenia na drodze pneumatycznej materiałów sypkich. Mieszanina ta jest transportowana przewodem pierwotnym 12 do głowicy rozdzielczej 14 zamontowanej w bezpośredniej bliskości zbiornika, do którego jest wtryskiwany materiał sypki, na przykład do wielkiego pieca. Głowica rozdzielacza 14 ma podwójne dziłanie: rozdzielania strumienia pierwotnego na strumienie wtórne, których liczba odpowiada liczbie punktów wtrysku w zbiorniku i przyspieszenie mieszaniny pneumatycznej do szybkości super - krytycznej. Oznacza to, że warunki transportu w przewodzie pierwotnym 12 nie wpływają ani na warunki transportu w przewodach wtórnych ani na warunki panujące wewnątrz zbiornika.

Jak przedstawiono na fig. 2 głowica rozdzielcza 14 ma kształt stożkowy, w widoku ogólnym jak „sitko prysznica, którego podstawajest zaopatrzona w obwodową serię otworów wylotowych 18

152 312 połączonych, każdy, z przewodem wtórnym 16 i której wierzchołek ma otwór ssący 20 połączony z przewodem pierwotnym 12. Dla łatwości montażu, głowica rozdzielcza 14 może być wykonana z dwóch części 14a i 14b połączonych w szczelny sposób jedna z drugą.

Jak to pokazuje fig. 3, wewnątrz głowicy rozdzielczej 14 znajduje się seria kanałów 24, które rozchodzą się symetrycznie od komory rozdzielczej 22 na wprost otworu ssącego 20, do każdego z otworów wylotowych 18. Każdy z kanałów 24 zawiera odcinek zbieżny 24a, blisko spodu komory rozdzielczej 22 i odcinek prostoliniowy 24b. Średnica każdego z kanałów 24 jest liczona w funkcji przekroju przewodu pierwotnego 12 w taki sposób, że wytwarza się w głowicy rozdzielczej 14 spadek ciśnienia, konieczny do przyspieszenia do szybkości super - krytycznej. Ten spadek ciśnienia jest na ogół określany tak, że stosunek między ciśnieniem w przewodzie pierwotnym 12 i w każdym z przewodów wtórnych będzie równy 2. Kąt rozejścia się między dwoma kanałami 24 jest średnicowo rzędu 30°.

Jest to istotne aby komora rozdzielcza 22 oraz zbieżne odcinki 24a kanałów 24 miały konfigurację absolutnie symetryczną w stosunku do osi podłużnej przewodu pierwotnego 12 ażeby osiągnąć jednolity rozdział materiału sypkiego w różnych kanałach 24.

Możliwe jest dodanie do mieszaniny pneumatycznej powietrza wtórnego ażeby „rozcieńczyć mieszaninę i zasilać przewody transportowe. To dodanie powietrza wtórnego może być dokonane bądź na poziomie każdego z kanałów 24, bądź na poziomie przewodów wtórnych. Fig. 4 pokazuje korzystny sposób wykonania głowicy rozdzielczej, która w całości wykonana jest metodą obróbki na tokarce. Głowica z fig. 4 posiada wewnętrzne krawędzie zaokrąglone w celu zoptymalizowania warunków przepływu. Głowica rozdzielcza z fig. 4 zawiera część wyższą 30 i część niższą 32 skręcone w sposób szczelny jedna z drugą. Część wyższa 30 zawiera kołnierz połączeniowy' ma pierwotnym przewodzie, podczas gdy część niższa 32 zawiera rozbieżne kanały odpowiadające kanałom 24 z fig. 3 i dające się podłączyć do przewodów wtórnych. Część niższa 32 zawiera środkowe, cylindryczne rozwiercenie, które tworzy gniazdo stożka rozdzielczego 36, którego zbieżne ostrze rozciąga się w części wyższej 30 i której wyznacza za pomocą ścianki wewnętrznej tejże części wyższej 30 przejście 38 do odcinka pierścieniowego. Przejście 38, które rozciąga się między przewodem pierwotnym i wejściem do każdego z kanałów 34 zapewnia jednolity rozdział mieszaniny na każdy z kanałów 34. Podstawa stożka 36 tworzy się na poziomie wejścia do kanałów 34 i w stosunku do nich, pierścieniowe zwężenie 40 krawędzią wewnętrzną części wyższej 30 w celu zapewnienia przyspieszenia mieszaniny pneumatycznej do szybkości super - krytycznej. Zarys stożka 36 i ścianki wewnętrznej części 30 jest wykonany w ten sposób, że powierzchnia pierścieniowego odcinka poziomego przejścia 38 zmniejsza się stopniowo od ostrza stożka 36 aż do zwężenia przejścia 38 gdzie pozostaje co najwyżej stała.

Podczas gdy w urządzeniu według fig. 3 warunki transportu, w szczególności, natężenie przepływu materiału sypkiego są regulowane dodaniem wtórnego powietrza, przy czym regulacja ta jest zapewniona w odmianie wykonania z fig. 4 dzięki osiowej ruchomości stożka 36. Stożek ten w rzeczywistości daje się przemieszczać osiowo za pomocą mechanizmu przesuwającego 42. Wskaźnik pozycyjny 44 umożliwia optyczną ocenę położenia stożka 36. Wskaźnik 44 może być na przykład usytuowany w miejscu gdzie przemieszczenie osiowe stożka 36 jest przekształcone w ruch obrotowy trzpienia wskaźnika 44. Wychylenie połączonej z trzpieniem wskaźnika 44 iglicy 46 względem tarczy wskaźnikowej 48 pozwala określić położenie stożka 36. Szczelność wokół ruchomego stożka 36 zapewniona jest za pomocą uszczelnień 50. Szczelność, może być, poza tym ulepszona, jeśli trzeba, przez wprowadzenie gazu pod ciśnieniem, na wspak, poprzez otwór 52 w części niższej 32.

W celu ulepszenia rozdzielczości materiału sypkiego w przejściu 38 można przewidzieć na stożku 36 w przedłużeniu każdego z kanałów 34 zaokrąglone rowki 54 przedstawione symbolicznie na fig. 4 za pomocą linii przerywanej, których głębokość stopniowo zmniejsza się od zawężenia 40 aż do szczytu stożka 36. Dla zmniejszenia ryzyka zapchania się przy wejściu do kanałów 34 jest możliwe, według jednego ze sposobów wykonania z fig. 4 poddania stożka 36 lekkiemu obrotowi wokół własnej osi. W tym przypadku należy odpowiednio przystosować mechanizm 42 i wskaźnik 44.

152 312

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Głowica rozdzielcza do transportu pneumatycznego, do wtryskiwania odmierzonych ilości materiału sypkiego w zbiorniku znajdującym się pod zmiennym ciśnieniem, zawierająca otwór zasysający mieszaninę pneumatyczną połączony poprzez przewód pierwotny z dozownikiem, znamienna tym, że posiada serię kanałów wewnętrznych (24,34), których liczba odpowiada liczbie punktów wtrysku w zbiorniku, przy czym kanały- (24, 34) rozchodzą się symetrycznie od strony otworu ssącego (20) do serii otworów wylotowych (18) połączonych odpowiednio poprzez przewody wtórne (16) z każdym punktem wtrysku w zbiorniku, a pomiędzy wejściem kanałów (24,34) do otworu ssącego (20) i tym otworem (20) ma komorę rozdzielczą (22).
2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że każdy z kanałów (24) ma odcinek zbieżny (24a) i odcinek prostoliniowy (24b).
3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że ma dwie (30, 32), skręcone szczelnie ze sobą, z których jedna (32) ma kanały (34) i środkowe gniazdo stożka rozdzielczego (36), wyznaczające ze ścianką wewnętrzną pierwszej części (30) przejście (38) o przekroju pierścieniowym rozmieszczone od wierzchołka stożka do wlotu kanałów (34), przy czym powierzchnia przekroju pierścieniowego przejścia (38) zmniejsza się progresyjne w kierunku kanałów (34).
4. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że w przejściu (38) ma usytuowany współosiowo z przejściem (38) stożek (36) przesuwny wzdłuż swej osi.
5. Głowica według zastrz. 4, znamienna tym, że ma wskaźnik (44) położenia osiowego stożka rozdzielczego (36).
6. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że stożek (36) jest zaopatrzony na swoim obwodzie w rowki na przedłużeniu każdego z kanałów (34).
7. Głowica według zastrz. 3, znamienna tym, że stożek (36) jest ruchomy wokół swojej osi podłużnej.

/

Fig.1

Fig.l