Пневматическое дозирующее устройство для порошкообразных материалов

 

Изобретение относится к области электротехники. Предложено пневматическое дозирующее устройство для дозирования порошкообразных материалов, используемое, например, при подаче окиси алюминия и фторида алюминия в электролизную ячейку для получения алюминия. Устройство состоит из контейнера в виде удлиненного закрытого канала с псевдоожижающим элементом, установленным в основании контейнера для подачи воздуха с целью псевдоожижения находящегося в канале порошкообразного материала. Контейнер снабжен впуском для подачи порошкообразного материала из хранилища в виде бункера или подобной ему конструкции и выпуском для дозированной разгрузки порошкообразного материала из него. Согласно данному изобретению псевдоожижающий элемент смещен относительно впуска указанного канала контейнера в направлении его выпуска с образованием неактивной для псевдоожижения порошкообразного материала области. При этом линия подачи воздуха выполнена с возможностью регулируемой подачи воздуха. Изобретение направлено на упрощение измерения и дозирования псевдоожиженного порошкового материала, а также на усовершенствование конструкции дозирующего устройства и обеспечение его универсальности с точки зрения регулирования размеров отдельных зон. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к пневматическому дозирующему или измерительному устройству для дозирования порошкообразных материалов, например, для подачи окиси алюминия и фторида алюминия в электролизную ячейку для получения алюминия.

Известны предыдущие устройства вышеуказанного типа, в которых транспортировка и измерение имеют место в соответствии с принципом создания псевдоожиженного слоя. Предпосылкой к возможности использования таких устройств является то, что материал, который предстоит транспортировать и измерять является псевдоожиженным. Это значит, что он является порошкообразным и имеет такие размеры частицы и силы сцепления между ними, что скорость впускного потока воздуха постепенно снижает силы сцепления и силы внутреннего трения между частицами, заставляя сформированную таким образом взвесь вести себя как гомогенная жидкость. Такие материалы включают в себя окись алюминия, используемую для плавкого электролиза, как уже говорилось выше, цемент и штукатурку, гашеную и негашеную известь, фторид кальция, носителя пластмассы и смол, катализаторы, порошкообразный уголь, водородсульфат натрия, фосфата, полифосфата, пирофосфаты, металлический порошок, порошкообразные пластмассовые материалы, пищевые продукты, такие как мука, порошковое молоко, сахар и т.п.

Из патента N 162774 известно измерительное устройство, на основе одного из типов объемных измерений, в котором посредством псевдоожижения материал протекает из хранилища по псевдоожижающему каналу в псевдоожидающий контейнер, где он собирается в некотором количестве, зависящем от размера контейнера. Когда контейнер полон, подача воздуха в псевдоожижающий канал прекращается, а воздух подается в контейнер так, чтобы материал в контейнере псевдоожижается и после этого выгружался. Это в сущности является простым решением, обеспечивающим точное дозирование, но размер доз трудно регулировать.

Задачей настоящего изобретения является упрощение измерения и дозирования псевдоожиженного материала, а также совершенствование конструкции дозирующего устройства и обеспечение его универсального с точки зрения регулирования размеров отдельных доз.

Поставленная задача решается благодаря созданию пневматического дозирующего устройства для порошкообразных материалов, например, окиси алюминия и фторида алюминия, подаваемых в электролизную ячейку для получения алюминия, содержащего контейнер в виде удлиненного закрытого канала с впуском для подачи порошкообразного материала из хранилища в указанный канал контейнера и с выпуском для дозированной разгрузки порошкообразного материала из указанного канала контейнера и установленный в основании контейнера псевдоожижающий элемент для подачи воздуха в указанный канал контейнера из линии подачи воздуха с обеспечением псевдоожижения порошкообразного материала, находящегося в указанном канале контейнера, в котором псевдоожижающий элемент смещен относительно впуска указанного канала контейнера в направлении его выпуска с образованием под указанным впуском неактивной для псведоожижения порошкообразного материала области, а линия подачи воздуха в псевдоожижающий элемент выполнена с возможностью подачи воздуха.

Предпочтительно предусмотреть в пневматическом дозирующем устройстве поперечный выступающий ограничитель порошкообразных материалов, который установлен в канале над неактивной для псведоожижения порошкообразного материала областью и около впуска.

При этом желательно устанавливать ограничитель с возможностью скольжения в направлениях к впуску и от впуска канал контейнера.

Ниже следует более подробное описание настоящего изобретения на примерах его осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 представлены соответствующие настоящему изобретению пневматический дозатор и измерительное устройство; на фиг. 2 - график результатов испытаний, проведенных с показанным на фиг. 1 устройством.

Как показано на фиг. 1, соответствующее настоящему изобретению измерительное устройство состоит из контейнера 1 в виде длинного закрытого канала с впуском 2 и выпуском 3, а также из псевдоожиженного элемента 4, вставленного в основание. Псевдоожижающий элемент 4 может быть съемным и иметь тип, описанный в норвежской заявке этих же заявителей N 920981, или представлять собой стандартный тип с грубым полотном, растянутым не некотором расстоянии над основанием и прикрепленным к каналу. Как видно из чертежа, область под впуском 2 не снабжена псевдоожижающим элементом, и следовательно, не псевдоожижена (область не активна). Это сделано с целью предотвращения псевдоожижения материала, находящегося в вышерасположенном хранилище, то есть в баке 5. Испытания показали, что в случае псевдоожижения этой области случаются отклонения измеренного количества дозы, которые зависят от количества материала в баке (степени заполнения), что приводит к значительному увеличению погрешности измерения.

Что касается псевдоожиженного элемента, то давление в него подается через электроноуправляющий магнитный клапан 6 по трубопроводу 8 из источника сжатого воздуха (не показан). Электронный блок управления программируется так, что дозы материала, которые предстоит измерить, могут увеличиваться или уменьшаться за счет увеличения или уменьшения длительности импульса давления и/или за счет соответствующего изменения частоты импульсов давления.

Хотя это не показано на фиг. 1, бак 5 также снабжен псевдоожижающим элементом для псевдоожижения материала в баке через регулярные интервалы. Это необходимо для того, чтобы материал транспортировался к выпуску 2. Электронный блок управления также управляет клапаном (не показан), который открывает подачу воздуха в бак. Важно, чтобы эта подача воздуха в бак не совпадала с подачей воздуха в канал. В этом случае материалу пришлось бы протекать из бака в канал, а это привело бы к небольшим отклонениям измеряемых доз.

Более того, канал может быть снабжен воздушной вентиляцией 7. Однако, поскольку потребление воздуха во время измерения весьма мало, то обычно не требуется.

Следует добавить, что поперечный, выдвигаемый вниз ограничитель 9, как показано на фиг. 1, установлен над концом псевдоожижающего элемента 4, ближнем к впуску 2. Для практических целей он может иметь возможность скольжения к впуску 2 и от него, чтобы регулировать (оптимизировать) размер доз. Главной целью данного ограничения является удержание порошка в канале при перезаполнении бака 5.

Соответствующее настоящему изобретению измерительное устройство работает следующим образом.

Материал засыпается в бак 5 до требуемого уровня. Электронный блок управления в свою очередь настраивается так, чтобы, например, измерять одну дозу за 20 секунд при длительности импульса 4 секунды и при псевдоожижении материала в баке после каждых 5 импульсов. Пока бак заполняется, материал будет протекать вниз в канал 1, как показано на фиг. 1. Когда блок управления подаст сигнал на магнитный клапан 6, тот откроется так, чтобы воздух поступал в канал. Материал в канале в свою очередь псевдоожижается и протекает через выпуск 3. В это же время новый материал будет протекать в канал, пока не пройдут 4 секунды и не перекроется подача воздуха. Теперь одна доза измерена, и все дополнительные дозы будут измеряться точно так же через каждые 20 секунд.

С настоящим изобретением было проведено множество исследований и испытаний, в которых использовалось измерительное устройство, показанное на фиг. 1. Результаты одного из таких исследований показаны на фиг. 2. Во время этого исследования электронный блок управления был установлен на выработку импульса длительностью 4 секунды через каждые 20 секунд, что было эквивалентно среднему измеряемому количеству 0,625 кг на каждый импульс давления. Как показывает чертеж, изменение дозы со стандартным отклонением порядка 0,0069, что эквивалентно 1,1%, была очень мала. Потребление воздуха при этом было также очень мало, 1,16 м³/час.

Настоящее изобретение представляет собой новое пневматическое измерительное устройство, которое проще и дешевле известных измерительных устройств, имеет низкое потребление воздуха, малый вес и в то же самое время большую измерительную точность, не зависящую от уровня заполнения бака или хранилища. В этой связи следует отметить, что настоящее изобретение в том, как оно определено в прилагаемой форме изобретения, не ограничено конструкцией, в которой измерительное устройство установлено под баком, как показано на фиг. 1. Измерительное устройство или его впуск может присоединяться к любому типу хранилища в виде бункера транспортного трубопровода, канала и т.п.

Формула изобретения

1. Пневматическое дозирующее устройство для порошкообразных материалов, например окиси алюминия и фторида алюминия, подаваемых в электролизную ячейку для получения алюминия, содержащее контейнер в виде удлиненного закрытого канала с впуском для подачи порошкообразного материала из хранилища в указанный канал контейнера и с выпуском для дозированной разгрузки порошкообразного материала из указанного канала контейнера и установленный в основании контейнера псевдоожижающий элемент для подачи воздуха в указанный канал контейнера из линии подачи воздуха с обеспечением псевдоожижения порошкообразного материала, находящегося в указанном канале контейнера, отличающееся тем, что псевдоожижающий элемент смещен относительно впуска указанного канала контейнера в направлении его выпуска с образованием под указанным впуском неактивной для псевдоожижения порошкообразного материала области, а линия подачи воздуха выполнена с возможностью регулируемой подачи воздуха.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в канале над неактивной для псевдоожижения порошкообразного материала областью и около впуска установлен поперечный выступающий ограничитель.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ограничитель установлен с возможностью скольжения в направлениях к впуску и от впуска канала контейнера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2