Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zubringeranlagen für Schüttgut und betrifft Vorrichtungen zum Zuführen von Einsatzgemenge dem Brenner eines Kristallisierapparats.
Die vorgeschlagene Vorrichtung kann bei Züchtung der hochschmelzenden Einkristalle nach Verneyle-Verfahren ihre Verwendung finden.
Die bisher bekannte Vorrichtung zum Zuführen des Einsatzgutes dem Brenner des Kristallisierapparats enthält einen Behälter mit in diesem eingebautem, mit Siebboden versehenem Becher, der über dem Brenner des Kristallisierapparats angeordnet wird. Der Becher ist mit einem Zubringer für Einsatzgut verbunden und mit einem Schlag- oder Vibrationswerk ausgestattet. Die Vorrichtung besitzt noch eine Rohrleitung zum Zuführen zum Brenner des Kristallisierapparats eines Arbeitsgases.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird das im Becher befindliche Einsatzgut infolge Einwirkung des Schlag- oder Vibrationswerks auf den Becher mit dem Siebboden durch diesen Boden verschüttet und tritt dann in den Brenner des Kristallisierapparats.
Die bekannte Zubringervorrichtung ermöglicht nur rückweise Zuführung des Schüttguts in den Brenner in einzelnen Portionen, was zur Entstehung von Fehlern in den Züchtungskristallen führen kann. In der bekannten Vorrichtung ist die Menge des dem Brenner zugeführten Einsatzguts vom Füllungsgrad des Bechers abhängig; infolgedessen wird die Regelung der dem Brenner zugeführten Schüttmenge erschwert.
Darüber hinaus erfolgt beim Eingriff-Becher der Schlag- oder Vibrationsbelastungen eine Verdichtung des Schüttguts im Becher, was eine Verkleinerung des Aufnahmevermögens des Bechers zur Folge hat, die Schüttbarkeit des Einsatzguts verschlechtert sowie dessen Einsturz hervorruft.
Der Siebboden des Bechers verstopft sich beim Durchfall durch diesen des Einsatzguts, und somit verkleinert sich auch die Aufgabemenge des Einsatzguts in den Brenner.
Die Wandungen des Behälters, Bechers und andere Teile, die mit dem Einsatzgut in Berührung tritt, ist bis auf Spiegelglanz zu bearbeiten, damit jede periodische Einstürze des Schüttguts verursachende Ablagerung des Einsatzguts auf der Wandung vermieden wird.
Es ist das Ziel der Erfindung, die erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, eine solche Vorrichtung zum Zuführen des Einsatzguts dem Brenner eines Kristallisierapparats zu entwickeln, die eine gleichmässige Zuführung des Einsatzguts in den Brenner ermöglicht und eine Verdichtung des Guts vermeiden lässt sowie die Zufuhrmenge des aufzugebenden Guts vom Füllungsgrad des Behälters unabhängig macht.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Vorrichtung zum Zuführen des Einsatzguts dem Brenner des Kristallisierapparats, die einen mit Zubringer zur Schüttgutförderung verbundenen und über dem Brenner des Kristallisierapparats angeordneten Behälter sowie eine Rohrleitung zur Zuführung des Arbeitsgases in den Brenner enthält, erfindungsgemäss der Behälter mit einer löcherigen, waagrechten Zwischenwand versehen ist, die zur Entwicklung darüber einer pseudoverflüssigten Schicht des aufgegebenen Schüttguts vorgesehen ist und den Behälter in zwei Teile zerteilt, von denen der untere über Rohrstutzen mit der das Arbeitsgas in den Brenner einführenden Rohrleitung und der obere mit dem genannten Zubringer zur Einsatzgutförderung verbunden wird und mit dem Brenner vermittels eines senkrechten Rohres kommuniziert, dessen oberes offenes Ende in der Zone liegt,
aus welcher die Teilchen aus Wirbelschicht des Schüttguts fortgetragen werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es, eine gleichmässige Zuführung des Einsatzguts in den Kristallisierapparat zu gewährleisten, die vom Füllungsgrad des über dem Brenner angeordneten Behälters mit dem Einsatzgut unabhängig ist.
Die Zubringervorrichtung gestattet auch, die Menge des zu dem Brenner geförderten Schüttguts ohne weiteres einzustellen.
Bei Herausbringung der Regelventile ans vereinzelte Steuerpult besteht die Möglichkeit, den Betriebsgang ganzer Gruppen der Kristallisierapparate aus einem Punkt zu steuern, d. h. aus einem Steuerpult wird die Steuerung des industriellen Züchtungsblocks, der aus 2040 Kristallisierapparaten besteht, vorgenommen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf anliegende Zeichnungen näher erläutert, in denen es zeigt:
Fig. 1 erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zuführen des Einsatzguts zum Brenner eines Kristallisierapparats in schematischer Darstellung;
Fig. 2 Auslegungsversion des Deckels von Zubringerbunker für Schüttgutzuführung.
Die Vorrichtung zum Zuführen des Einsatzguts dem Brenner eines Kristallisierapparats enthält einen Behälter 1 (Fig.
1), der durch löcherige, waagrechte Zwischenwand 2 in zwei Teile eingeteilt ist, einen Unterteil 3 und einen Oberteil 4.
Der Oberteil 4 des Behälters 1 steht mit einem Zubringer zur Schüttgutförderung in den Behälter 1 in Verbindung, der eine unter Bunker 5 montierte Schüttgutleitung 6 mit Schnecke 7 einschliesst. Der Bunker 5 weist einen luftdichten Deckel 8 auf, der aus einem elastischen Material ausgeführt ist. Im Bunker 5 wird ein Gewölbebrecher untergebracht, der zum Verhüten vor Gewölbebildung des Einsatzguts im Bunker 5, die eventuelle Unterbrechungen des Zubringerbetriebes verursachen, vorgesehen ist. Der Gewölbebrecher stellt einen am Deckel 8 des Bunkers 5 befestigten Stab 9 dar, an welchem vermittels Spannbügel 10 zwei biegsame Streifen 11 festgelegt werden. Der Stab 9 weist ein aus Gleitstoff gefertigtes und mit der Schnecke 7 in Eingriff tretendes Endstück 12 auf.
Der Stab 9 ist mit einem ausserhalb des Bunkers 5 herausragenden Griff 13 verbunden, der zur visuellen Beobachtung des Betriebsganges vom Gewölbebrecher vorgesehen ist.
Der elastische, luftdichte Deckel des Bunkers 5 kann eine kugelige Form, wie beispielsweise der als eine klopfende Membrane ausgelegte Deckel 14 (Fig. 2), aufweisen. In diesem Falle kann der Griff 13 zur Herausführung des Stabs 9 aus dem Eingriff mit der Schnecke 7 (Fig. 1) benutzt werden.
Der Unterteil 3 des Behälters 1 besitzt einen Boden 15, durch den ein senkrechtes Rohr 16 hindurchgeführt ist, das zur Heranführung des Einsatzguts in den Brenner 17 des Kristallisierapparats (nicht angedeutet) vorgesehen ist. Das obere Ende des senkrechten Rohres 16 befindet sich im Oberteil 4 des Behälters 1 auf solcher Entfernung von der Oberfläche der über der löcherigen Zwischenwand 2 während Betriebes der Vorrichtung entstehenden Wirbelschicht des Einsatzguts, die eine gleichmässige Zuführung des Einsatzguts in den Brenner 17 des Kristallisierapparats gewährleistet. Diese Entfernung wird je für jeweilige Gutsorte durch Veränderung der Standhöhe des senkrechten Rohres 16 eingestellt.
Beim Heraustragen der Schüttgutteilchen setzt sich die Konzentration der Schüttgutteilchen im pseudoverflüssigenden Gas wegen der Reibung der Teilchen an Wandung des Behälters 1 mit der Entfernung von der Oberfläche der Wirbelschicht herab.
Wenn der Abstand der Oberendes des senkrechten Rohres 16 von der Wirbelschichtoberfläche 1,5-2 Durchmesser des Zylinderteils des Behälters 1 übersteigt, so kann die Menge des Einsatzguts nicht genügen, um die Kristalle des Durch messers über 18 mm zu züchten. Durch einfache Vergrösserung des Gasdurchflusses ist dieser Nachteil nicht zu beseitigen, da die Kristallisation einer bestimmten Gasmenge erfordert.
Um die Geschwindigkeit der Schüttgutteilchen und demzufolge deren Konzentration in verschiedenen Querschnitten der Austragungszone der Schüttgutteilchen konstant zu erhalten, ist der Oberteil des Behälters 1 in Form eines aufwärts verjüngenden Kegels ausgelegt.
Die Einführung des Arbeitsgases in den Brenner 17 des Kristallisierapparats erfolgt durch die Rohrleitung 18. Der Unterteil 3 des Behälters 1 ist mit der Rohrleitung 18 vermittels Rohrstutzens 19 über Rotamesser 20 verbunden. Der Rotamesser 20 dient zur Kontrolle des Durchflusses von Arbeitsgas, das in den Unterteil 3 des Behälters 1 zur Entwicklung der pseudoverflüssigten Einsatzgutschicht im Raum über der Zwischenwand 2 eingeführt wird.
Der Gesamtverbrauch des Arbeitsgases wird vermittels Ventils 21 eingestellt, während die Umverteilung der durch die Rohrleitung 18 in den Brenner 17 eintretenden Gasmenge und der durch den Rohrstutzen 19 dem Unterteil 3 des Behälters 1 zugeführten mit Hilfe von Ventil 22 vorgenommen wird.
Die Zubringervorrichtung zum Zuführen des Einsatzguts dem Brenner des Kristallisierapparats arbeitet wie folgt
Das Einsatzschüttgut wird aus dem Bunker 5 durch die Schnecke 7 in den Oberteil 4 des Behälters 1 befördert. Erreicht das Schüttgut im Oberteil 4 des Behälters 1 eine bestimmte Standhöhe, so wird am Ventil 21 die Zufuhr des Arbeitsgases eingeschaltet. Ein Gasteil tritt durch die Rohrleitung 18 in den Brenner 17 des Kristallisierapparats und der andere Gasteil im Rohrstutzen 19 in den Unterteil 3 des Behälters 1. Dieser Gasteil strömt durch die löcherige Zwischenwand 2 und verwirbelt das im Oberteil 4 des Behälters 1 befindliche Einsatzschüttgut, so dass dieses pseudoflüssig wird.
Die Schüttgutteilchen werden durch Gasstrom in das senkrechte Rohr 16 mitgerissen und strömen in diesem in den Brenner 17 hinein. Bei Kristallzüchtungsablauf kann es notwendig vorkommen, die in die Kristallisationszone beförderte Einsatzgutmenge nachzustellen. Der Schüttgutverbrauch wird am Ventil 22 durch Veränderung des in den Unterteil 3 des Behälters 1 eingeführten Gasdurchflusses eingestellt. Doch zur Führung des Kristallisationsvorganges müssen die Gasverhältnisse konstant gehalten werden. Dies wird durch Verteilungssystem des Gases zwischen zwei Kanälen, durch die Rohrleitung 18 und den Rohrstutzen 19 gesichert.
Auf diese Weise verkleinert sich selbsttätig der Durchfluss des unmittelbar in den Brenner 17 durch die Rohrleitung 18 tretenden Gases, wenn der Verbrauch des in den Brenner 17 über den Rohrstutzen 19 und das senkrechte Rohr 16 einströmenden Gases zunimmt.
Zur gleichmässigeren Zuführung des Schüttguts in den Brenner 17 des Kristallisierapparats wird in den Oberteil 4 des Behälters 1 durch die Schnecke 7 das Schüttgut in der Menge hinzugefügt, die der aus der Wirbelschicht herausgetragenen Schüttgutmenge gleich ist. Die Zuführungsgleichmässigkeit des Schüttguts durch die Schnecke 7 wird durch den Gewölbebrecher gesichert, dessen Stab 9 beim Drehen der Schnecke 7 eine zusammengesetzte, räumliche Bewegung zurücklegt, bei der die biegsamen Streifen 11 die sich im Bunker 5 bildenden Wölbungen zerstören. Der Bunker 5 weist ein genügend grosses Aufnahmevermögen auf, das bei dessen einer Beschickung 7-10 Kristallisationsvorgänge durchführen lässt.
Die Länge des Züchtungskristalls wird bei Anwendung der erwähnten Vorrichtung nicht durch das Vorrichtungs Fassungsvermögen eingeschränkt, da die Beschickung des Bunkers 5 mit dem Schüttgut auch während Betriebes des Kristallisierapparats vorgenommen werden kann.
The present invention relates to feed systems for bulk material and relates to devices for supplying feed batches to the burner of a crystallizing apparatus.
The proposed device can be used in the cultivation of the high-melting single crystals according to the Verneyle method.
The previously known device for supplying the input material to the burner of the crystallizer contains a container with a beaker built into it and provided with a sieve bottom, which is arranged above the burner of the crystallizer. The cup is connected to a feeder for charge material and is equipped with a hammer or vibration mechanism. The device also has a pipeline for supplying a working gas to the burner of the crystallizer.
When this device is in operation, the feed material in the beaker is spilled through this base as a result of the impact of the hammer or vibration mechanism on the beaker with the sieve bottom and then enters the burner of the crystallizer.
The known feeder device only allows the bulk material to be fed backwards into the burner in individual portions, which can lead to the formation of defects in the growth crystals. In the known device, the amount of the input material fed to the burner depends on the degree of filling of the cup; As a result, the regulation of the bulk quantity fed to the burner is made more difficult.
In addition, when the impact or vibration loads are engaged, the bulk material is compressed in the cup, which results in a reduction in the capacity of the cup, deteriorates the pourability of the input material and causes it to collapse.
The sieve bottom of the beaker clogs when it falls through the feed material, and thus the feed quantity of the feed material into the burner is also reduced.
The walls of the container, beaker and other parts that come into contact with the load must be machined to a mirror finish so that any deposit of the load on the wall that causes periodic collapse of the bulk material is avoided.
The aim of the invention is to avoid the disadvantages mentioned.
The invention is based on the object of developing such a device for feeding the input material to the burner of a crystallization apparatus, which enables the input material to be fed evenly into the burner and prevents compaction of the material, and makes the feed quantity of the material to be fed independent of the filling level of the container .
The object is achieved in that in the device for feeding the input material to the burner of the crystallizer, which contains a container connected to a feeder for conveying bulk material and arranged above the burner of the crystallizer, as well as a pipe for feeding the working gas into the burner, the container according to the invention is provided with a perforated, horizontal partition, which is provided for the development of a pseudo-liquefied layer of the discharged bulk material and divides the container into two parts, of which the lower via pipe socket with the pipeline introducing the working gas into the burner and the upper with the said Feeder is connected to the feed material conveyance and communicates with the burner by means of a vertical pipe, the upper open end of which lies in the zone,
from which the particles are carried away from the fluidized bed of the bulk material.
The device according to the invention makes it possible to ensure a uniform supply of the material to be used into the crystallization apparatus, which is independent of the filling level of the container arranged above the burner with the material to be charged.
The feed device also allows the amount of bulk material conveyed to the burner to be easily adjusted.
When the control valves are brought to the individual control panel, it is possible to control the operation of entire groups of the crystallizing apparatus from one point, i.e. H. The industrial growth block, which consists of 2040 crystallizers, is controlled from a control panel.
The invention is explained in more detail below on the basis of the description of a specific exemplary embodiment with reference to the attached drawings, in which it shows:
1 device according to the invention for feeding the material to be used to the burner of a crystallizer in a schematic representation;
Fig. 2 Design version of the cover of the feeder bunker for bulk material feed.
The device for feeding the input material to the burner of a crystallizer contains a container 1 (Fig.
1), which is divided into two parts by a perforated, horizontal partition 2, a lower part 3 and an upper part 4.
The upper part 4 of the container 1 is connected to a feeder for conveying bulk material into the container 1, which includes a bulk material line 6 with a screw 7 mounted under the bunker 5. The bunker 5 has an airtight cover 8 which is made of an elastic material. A vault breaker is accommodated in the bunker 5, which is provided to prevent the material used in the bunker 5 from arching, which could cause interruptions in the feeder operation. The vault breaker represents a rod 9 fastened to the cover 8 of the bunker 5, on which two flexible strips 11 are fixed by means of a clamp 10. The rod 9 has an end piece 12 made of lubricant and engaging with the worm 7.
The rod 9 is connected to a handle 13 protruding outside the bunker 5, which is provided for visual observation of the operation of the vault breaker.
The elastic, airtight cover of the bunker 5 can have a spherical shape, such as the cover 14 designed as a knocking membrane (FIG. 2). In this case, the handle 13 can be used to guide the rod 9 out of engagement with the worm 7 (FIG. 1).
The lower part 3 of the container 1 has a base 15 through which a vertical tube 16 is passed, which is provided for bringing the material to be used in the burner 17 of the crystallization apparatus (not indicated). The upper end of the vertical tube 16 is located in the upper part 4 of the container 1 at such a distance from the surface of the fluidized bed of the input material created above the perforated partition 2 during operation of the device that the input material is fed evenly into the burner 17 of the crystallizer. This distance is set for each type of crop by changing the height of the vertical pipe 16.
When the bulk material particles are carried out, the concentration of the bulk material particles in the pseudo-liquefying gas is reduced due to the friction of the particles on the wall of the container 1 with the distance from the surface of the fluidized bed.
If the distance of the upper end of the vertical tube 16 from the fluidized bed surface exceeds 1.5-2 diameter of the cylinder portion of the container 1, the amount of the feed may not be sufficient to grow the crystals of the diameter over 18 mm. This disadvantage cannot be eliminated by simply increasing the gas flow, since the crystallization requires a certain amount of gas.
In order to keep the speed of the bulk material particles and consequently their concentration constant in different cross sections of the discharge zone of the bulk material particles, the upper part of the container 1 is designed in the form of an upwardly tapering cone.
The working gas is introduced into the burner 17 of the crystallizing apparatus through the pipeline 18. The lower part 3 of the container 1 is connected to the pipeline 18 by means of a pipe socket 19 via a rotary knife 20. The rotary knife 20 is used to control the flow of working gas which is introduced into the lower part 3 of the container 1 to develop the pseudo-liquefied charge layer in the space above the partition 2.
The total consumption of the working gas is adjusted by means of valve 21, while the redistribution of the amount of gas entering the burner 17 through the pipe 18 and that fed through the pipe socket 19 to the lower part 3 of the container 1 is carried out with the aid of valve 22.
The feed device for feeding the feed material to the burner of the crystallizer operates as follows
The bulk material used is conveyed from the bunker 5 by the screw 7 into the upper part 4 of the container 1. If the bulk material in the upper part 4 of the container 1 reaches a certain level, the supply of the working gas is switched on at the valve 21. One gas part passes through the pipeline 18 into the burner 17 of the crystallization apparatus and the other gas part in the pipe socket 19 into the lower part 3 of the container 1. This gas part flows through the perforated partition 2 and swirls the bulk material in the upper part 4 of the container 1, so that this becomes pseudo-liquid.
The bulk material particles are entrained into the vertical tube 16 by the gas flow and flow into the burner 17 therein. During the crystal growth process, it may be necessary to readjust the amount of material fed into the crystallization zone. The bulk material consumption is set at the valve 22 by changing the gas flow introduced into the lower part 3 of the container 1. However, the gas ratios must be kept constant to guide the crystallization process. This is ensured by the gas distribution system between two channels, through the pipeline 18 and the pipe socket 19.
In this way, the flow rate of the gas entering the burner 17 through the pipe 18 is automatically reduced when the consumption of the gas flowing into the burner 17 via the pipe socket 19 and the vertical pipe 16 increases.
For more uniform feeding of the bulk material into the burner 17 of the crystallizer, the bulk material is added to the upper part 4 of the container 1 by the screw 7 in an amount equal to the amount of bulk material carried out of the fluidized bed. The feed uniformity of the bulk material through the screw 7 is ensured by the vault breaker, the rod 9 of which travels a composite, spatial movement when the screw 7 rotates, during which the flexible strips 11 destroy the arches forming in the bunker 5. The bunker 5 has a sufficiently large capacity that 7-10 crystallization processes can be carried out when it is loaded.
When using the device mentioned, the length of the growth crystal is not restricted by the device capacity, since the bulk material can also be charged to the bunker 5 while the crystallizer is in operation.