DD152971A5

DD152971A5 - Vorrichtung zur verteilung eines fluids oder fluidisierten hauptstroms

Info

Publication number: DD152971A5
Application number: DD22382680A
Authority: DD
Inventors: Jacques Cordier; Hugues Zanetta; Maurice Deschamps
Original assignee: Creusot Loire; Sprunck Emile
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1981-12-16
Also published as: FR2475649B1; FR2475649A1; DE3102167A1; JPS56127805A

Abstract

Die Erfindung betrifft die Aufteilung eines Hauptfluidstromes, der ein in Suspension befindliches Pulver enthalten kann oder nicht, auf mehrere Nebenleitungen. Waehrend es das Ziel der Erfindung ist, die Gebrauchswerteigenschaften von Vorrichtungen zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Hauptstormes auf mehrere Nebenleitungen zu erhoehen und die Wartung dieser Vorrichtung zu vereinfachen, besteht die Aufgabe darin, eine platzsparende Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Hauptstromes auf mehrere Nebenleitungen zu entwickeln, mittels der eine moeglichst homogene Verteilung zwischen den verschiedenen, aus dem Hauptstrom hervorgegangenen, gasfoermigen Nebenstroemen erzielt werden kann, bei gleichzeitiger erheblicher Verringerung der Stroemungsdruckverluste innerhalb derselben. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass der erste Teil der Verteilvorrichtung aus einem Gehaeuse mit einem kreisfoermigen oder vieleckigen Eintrittsquerschnitt besteht, der innen in zwei Stufen durch ein messerfoermiges Metallteil unterteilt ist und der zweite Teil der Verteilvorrichtung aus zwei Stufen mit jeweils n Nebenleitungen besteht.

Description

- •-223 826

Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Hauptstroms

Anwendungsgebiet der Erfindung

_Λ Die Erfindung betrifft die Verteilung einer Hauptfluid- ^J strömung auf mehrere Uebenströmungen, wobei die Hauptfluidströmung ein in Suspension befindliches Pulver oder allgemein jedes granuliertes oder pulverförmiges Material enthalten oder nicht enthalten kann·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, in einem flüssigen oder gasförmigen Strom pulverisierte Produkte oder Pulver in Suspension zu bringen. Bekannt ist auch die Herstellung einer homogenen Suspension durch verschiedene bekannte Mittel, d, h, einer Suspension in der Art, daß jede Fluidvolumeneinheit diesel-) be Pulvermenge in Suspension enthält· Die meisten industriellen Anwendungen von Gasen mit einem in Suspension befindlichen Pulver erfordern die Anwendung-von homogenen Suspensionen·

Für den Fall einer fluidisierten gasförmigen Strömung wird jedoch deren Homogenität durch eine Fliehkraftwirkung verschlechtert, wenn der gasförmige Strom aufgrund des großen Dichteunterschieds zwischen den festen Teilchen und dem Trägergas nicht geradlinig strömt«

Wenn nun ein Haupt zufuhr st rom auf mehrere liebenströme unterteilt werden soll, ist es sehr schwer, eine Verschlechterung der Homogenität zu vermeiden und eine gute gleichmäßige

3. 9. 1930 57 612 25

Verteilung des Pulvers in den verschiedenen Nebenströmen zu erzielen«, In letzteren werden im allgemeinen starke Konzentrationsunterschiede an Pulver festgestellt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Vorrichtungen zur Verteilung eines Fluids oder fluidisiert en Hauptstromes auf mehrere Hebenleitungen" zu erhöhen und die Wartung dieser Vorrichtungen zu vereinfachen.

Darlegung des, Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine platzsparende Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Hauptßtr-omes auf mehrere Nebenleitungen zu entwickeln, mittels der eine möglichst homogene Verteilung zwischen den verschiedenen, aus dem Hauptstrom hervorgegangenen gasförmigen Nebenströmen erzielt werden kann bei gleichzeitiger erheblicher Verringerung der Strömungsdruckverluste innerhalb derselben·

Gegenstand der Erfindung ist zu diesem Zweck eine Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Hauptstroms auf mehrere Nebenleitungen mit zwei aufeinanderfolgenden Teilen, gekennzeichnet dadurch, daß der erste Teil aus einem Gehäuse mit einem kreisförmigen oder vieleckigen Eintrittsquerschnitt besteht, dessen mittlerer Durchmesser D gleich dem Durchmesser der den Hauptstrom zuführenden Leitung ist, und mit einem rechteckigen Austrittsquerschnitt, dessen Breite L größer als der Durchmesser D ist und dessen Höhe H kleiner als der Durchmesser D ist, daß der erste Teil innen in zwei Stufen durch ein messerklingenförmiges Metallteil unterteilt ist, dessen Dicke nach stromab zunimmt und das die' gesamte Breite des Gehäuses

3. 9. 1980 57 612 25

223 8 26

einnimmt, daß der zweite Teil aus zwei Stufen mit jeweils η Nebenleitungen besteht, die sich beiderseits des Metallteils an den Austrittsquerschnitt des ersten Teils anschließen, und daß der Gesamtquerschnitt der 2n "Mebenleitungen kleiner als der kreisförmige Eintrittsquerschnitt mit dem Durchmesser D ist«

Wenn im vorhergehendender Eintrittsquerschnitt vieleckig ist, wird mit mittlerem Durchmesser D das Mittel zwischen der kleinsten und der größten Abmessung dieses Querschnitts bezeichnet·

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung liegen der Eintrittsquerschnitt und der Austrittsquerschnitt des ersten Teils in parallelen Ebenen.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung haben der Eintritts- und der Austrittsquerschnitt des ersten Teils ein- und dieselbe Achse. -

Gemäß einem v/eiteren besonderen"Merkmal der Erfindung haben j die Nebenleitungen einen kreisförmigen Querschnitt, wobei alle Hebenleitungen denselben Durchmesser haben können oder nicht.

Gemäß einem v/eiteren besonderen Merkmal der Erfindung sind die η Nebenleitungen ein und derselben Stufe in der Ebene der Stufe fächerförmig angeordnet.

Die η Uebenleitungen ein und derselben Stufe können auch parallel zueinander sein.

Gemäß einem v/eiteren besonderen Merkmal der Erfindung können bei Bedarf bestimmte Eintrittsquerschnitte der liebenleitungen verschlossen sein.

3. 9. 1930 57 612 25

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung sind die die Verteilungsvorrichtung bildenden beiden Teile abnehmbare

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist der erste Teil der Verteilungsvorrichtung an der Hauptausrüstung befestigt, während der zweite Teil der Verteilungsvorrichtung leicht abnehmbar ist*

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist zwischen den beiden Teilen der Verteilungsvorrichtung eine Verteilungsplatte eingesetzt, die zwischen den beiden Verbindungsflanschen der beiden Teile und senkrecht zur Strömung befestigt und mit ebenso viel Öffnungen versehen ist wie zu speisende Nebenleitungen vorhanden sind. Diese Öffnungen sind mit abnehmbaren Kalibrier- und Verschleißhülsen versehen, die durch Verschrauben oder durch irgendein anderes Mittel an' den Öffnungen der Verteilungsplatte befestigt Binde

Die Verteilungsvorrichtung nach der Erfindung hat zahlreiche Vorteile:

Zunächst steht sie völlig still* Sie hat keinerlei drehbares Teil, so daß sie praktisch keine Wartung benötigt,

Perner sind die Druckverluste der Strömung während ihres Durchgangs durch die Verteilungsvorrichtung sehr herabgesetzt» Tatsächlich trennt das rofil der Messerklinge den Hauptstrom mit einem minimalen Druckabfall in zwei Zwi-Bchenströme. Überdies mündet der Austrittsquerschnitt jeder Stufe des ersten Teils in gerader Linie oder mit einem geringen Winkel unmittelbar an den η Nebenleitungen, und umhüllt seine angepaßte rechteckige Form die η kreisförmigen Querschnitte vom Beginn der IJebenleitungen mit sehr wenig toten Zonen.

. 3. 9· 1980 57 612 25

-5- 223 8 25

Da andererseits der Gesamtquerschnitt der 2n Mebenleitungen kleiner als der kreisförmige Querschnitt mit dem Durchmesser D der Hauptleitung ist, nimmt die Strömung beim Durchqueren der Verteilungsvorrichtung an Geschwindigkeit zu, was Purverablagerungen innerhalb der Verteilungsvorrichtung beinahe unmöglich macht.

Ein weiterer Vorteil der Verteilungsvorrichtung.nach der Erfindung sind ihr geringer Platzbedarf und auch ihre geradlinige und schräge Ausdehnung. Die Verteilungsvorrichtung kann daher leicht in einer sehr beengten Ausrüstungsanordnung selbst dann angeordnet sein, wenn nur wenig Platz zur Verfugung steht oder auch noch, wenn für eine in Bewegung befindliche Ausrüstung ein enges Profil beachtet v/erden muß.

Ein weiterer Vorteil der Verteilungsvorrichtung, der sich aus ihrem zweiteiligen Aufbau ergibt, besteht darin, daß der erste Teil bleibend befestigt werden kann, während der zweite Teil leicht abgebaut und gewechselt v/erden kann. Diese Möglichkeit ist sehr nützlich, wenn die Anzahl oder der Einzelquerschnitt der Hebenleitungen häufig geändert werden muß.

Ein weiterer Vorteil der Verteilungsvorrichtung, bedingt durch die zwischen die beiden Teile der Verteilungsvorrichtung eingesetzte und mit Kalibrier - und Verschleißhülsen versehene Verteilungsplatte, besteht darin, daß die abnehmbaren Hülsen gestatten;

- eine leichte Einstellung der Durchsatzmengen in jeder der Nebenleitungen, da es genügt, ihre Hülse durch eine andere Hülse mit einem ein v/enig größeren Durchmesser (oder umgekehrt) su ersetzen, wenn die Durchsatzmenge einer solchen Leitung gegenüber derjenigen der anderen ein wenig gering ist;

3. 9. 1980 57 612 25

- 6 - έ

- eine leichte Wartung gegen den Verschleiß' durch Abrieb aufgrund von pulverförmigen Materialien, da diese Hülsen sich in den Zonen des HauptVerschleißes durch Abrieb befinden und da es genügt, sie zu wechseln, wenn sie abgenutzt sind, um wieder eine kalibrierte Öffnung in vollkommenem Zustand vorzufinden» Diese Hülsen können überdies auch aus einem abriebfesten Spezialmaterial hergestellt werden.

Schließlich besteht ein spezifischer Vorteil der fächerförmigen Anordnung der Hebenleitungen ein und derselben Stufe darin, daß sie eine Verteilung der Uebenleitung in ein und derselben Ebene ermöglicht und gleichzeitig die Verbindung des zweiten Teils der Verteilungsvorrichtung mit jeder der eigentlichen Hebenleitungen erleichtert. Außerdem ermöglichen die beiden Stufen eine Verdoppelung der Anzahl der ITebenleitungen, die von ein und derselben Verteilungsvorrichtung gespeist v/erden können, und zwar unter völliger Beibehaltung eines verminderten Platzbedarfs hierfür.

Au sführungsb e i spiel

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen senkrechten Längsschnitt der Verteilungsvorrichtung nach der Erfindung;

Pig. 2 einen waagerechten Längsschnitt A-A¹ der Vertei-. lungsvorrichtung;

Pig, 3 einen waagerechten halben Querschnitt B-B¹ am Eintritt des ersten Teils der Verteilungsvorrichtung mit Blick auf diejenigen llebenleitungen, die durch den Eintrittsquerschnitt längs B-B' sichtbar sind,

3. 9* 1980 57 612 25

-τ- 223 8 26

und gesehen vom Verbindungsflansch -der beiden Teile der Verteilungsvorrichtung;

Pig· 4 einen halben waagerechten Querschnitt G-C¹ am Eintritt des zweiten Teils der Verteilungsvorrichtung mit einer Darstellung der fünf Anfänge der Nebenleitungen einer Stufe.

Der erste Teil der Verteilungsvorrichtung enthält aufeinanderfolgend in Strömungsrichtung:

- einen kreisrunden Plansch 1 zur Verbindung mit einer Zufuhrleitung für eine Hauptströmung mit einem Innendurchmesser von 250 mm;

- eine Seitenwand 2, die ein Gehäuse 3 bildet, das sich in einer waagerechten Ebene erweitert und in einer senkrechten Ebene verengt, und zwar von einem kreisförmigen Eintrittsquerschnitt 1' mit 250 mm Durchmesser bis zu einem rechteckigen Austrittsquerschnitt mit einer Breite von 350 mm und einer Höhe von 200 mm· Diese Breite ist größer als der Eintrittsdurchmesser von 250 mm, während die Höhe kleiner ist;

- einen rechteckigen Plansch 4» der die Befestigung des zweiten Teils der Verteilungsvorrichtung ermöglicht·

Der erste Teil der Verteilungsvorrichtung enthält ebenfalls:

1. ein Messer 5 mit in Strömungsrichtung zunehmender Dicke,

das auf der gesamten Breite des Gehäuses 3 in dessen . waagerechter Symmetrieebene angeordnet ist;

2· eine Befestigungsplatte 6, die eine Befestigung der Verteilungsvorrichtung auf dem Schutzmantel des Stahlwerkkonverters gestattet·

3. 9. 1980 57 612 25

Der zweite Teil der Verteilungsvorrichtung enthält:

1. einen rechteckigen Plansch 7 zur Verbindung mit dem Plansch 4 des ersten Teils und mit zehn Öffnungen 7^f, wobei der Plansch 7 innen auf seiner gesamten Breite und in seiner waagerechten Symmetrieebene ein metallisches Teil 8 derselben Dicke wie die maximale Dicke des Messers 5 aufweist, das das Messer 5 verlängert und die beiden Stufen des zweiten Teils trennt; .

2· zwei Stufen mit je fünf Rohren 9» die in den Öffnungen 7' des Plansches 7 befestigt sind und jeweils in einem Plansch 10 enden zur Verbindung mit den Nebenleitungen, die jeweils eine Blasdüse speisen. Jedes der zehn Rohre hat einen Innendurchmesser von 62 mm.

Unter diesen Bedingungen gilt:

(a) Der kreisförmige Eintrittsquerschnitt des ersten Teils hat folgende Pläche:

₌ 49000 mm² = 490 cm²

(b) Der kreisförmige Eintrittsquerschnitt des zweiten Teils hat folgende Pläche

62 χ S2X

Die Gesamtheit der zehn Querschnitte der Nebenleitungen hat folglich die Pläche 302 cm , die viel kleiner als der Ein-

trittsquerschnitt von 490 cm ist, was ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist·

Eine derartige Verteilungsvorrichtung, die bei einem Druck von 5 bis 10 Bar arbeitet und an zehn Blasdüsen mit einem Innendurchmesser von 28 ram angeschlossen ist, kann 250 bis

3· 9- 1980 57 612 25

-9- 223 8 26

900 Nnr/min reinen Sauerstoff fördern, der Kalkpulver im Verhältnis von 2 zu 5 kg/Km suspendiert hält.

Bei einem Stahlv/erkkonverter, der die Speisung von zehn Blasdüsen benötigt, können durchaus zwei dem vorangegangenen ähnliche Verteilungsvorrichtungen verwendet werden.

Wenn dagegen die Anzahl der Blasdüsen ein wenig verringert werden soll, kann z. B· ein Austritt je Stufe verschlossen werden und kann die Verteilungsvorrichtung mit vier anstatt von fünf Austritten je Stufe arbeiten.

In 3%n Vier oben angegebenen Figuren ist keine Verteilungsplatte mit mit kalibrierten Hülsen versehenen Öffnungen dargestellt·

Eine derartige Verteilungsplatte kann aber im Bedarf stets hinzugefügt werden und ist dann an ihren Rändern zvri-schen dem Plansch 4 des ersten Teils der Verteilungsvorrichtung und dem Plansch 7 des zweiten Teils eingespannt, vergl. die Plansche in den Pig. 1 und 2.

Beim oben beschriebenen Beispiel hat eine derartige Verteilungsplatte zwei Stufen von je fünf Öffnungen, die Hülsen aufnehmen, deren jev/eiliger Innendurchmesser 62 mm beträgt, jedoch von der einen zur anderen Öffnung ein wenig von diesem Wert abweicht, damit auf experimentelle Weise 'eine möglichst gute Gleichheit zwischen den Durchsatzmengen an Gas und Pulver der verschiedenen ITebenleitungen hergestellt wird.

Selbstverständlich sind ohne Verlassen des Rahmens der Erfindung Varianten und Detailverbesserungen sowie die Anwendung äquivalenter llittel denkbar·

3. 9. 1980 57 612 25

So kann bei Bedarf eine Verteilungsvorrichtung mit drei Stufen hergestellt v/erden, der folglich in seinein Ivlittelteil zwei Messer aufweist.

Claims

3. 9. 1980 57 612 25

-¹¹- 223 8 26

Erfindungsanspruch ·
1. Vorrichtung zur Verteilung eines Fluids oder fluidisierten Haupt Stroms auf mehrere ITebenleitungen mit zwei aufeinanderfolgenden Teilen, gekennzeichnet dadurch, daß der erste Teil aus einem Gehäuse (3) mit einem kreisförmigen oder vieleckigen Eintrittsquerschnitt^besteht, dessen mittlerer Durchmesser D gleich dem Durchmesser der den Hauptstrom zuführenden Leitung ist, und mit einem rechteckigen Austrittsquerschnitt, dessen Breite L größer als der Durchmesser D ist und dessen Höhe H kleiner als der Durchmesser D ist, daß der erste Teil innen in zwei Stufen durch ein messerklingenförmiges Metallteil unterteilt ist, dessen Dicke nach stromab zunimmt und das die gesamte Breite des Gehäuses (3) einnimmt, daß der zweite Teil aus zwei Stufen mit jeweils η ITebenleitungen besteht, die sich beiderseits des messerklingenförmigen Metallteils an den Austrittsquerschnitt des ersten Teils anschließen, und daß der Gesamtquerschnitt der 2n ITebenleitungen kleiner als der kreisförmige Eintrittsquerschnitt mit dem Durchmesser D ist.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Eintrittsquerschnitt und der Austrittsquerschnitt des ersten Teils der Verteilungsvorrichtung sich in parallelen Ebenen befinden und dieselbe Achse haben.
3. Vorrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kebenleitungen kreisförmigen Querschnitt haben.

3. 9· 1980

57 612 25 - 12 - - _Λ

. . 223 8 26

Ac Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Webenleitungen ein und derselben Stufe in der Ebene der Stufe fächerförmig angeordnet sind.

5« Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 4» gekennzeichnet dadurch, daß der erste Teil der Verteilungsvorrichtung an der Hauptausrüstung bleibend befestigt ist, und daß der z¥/eite Teil der Verteilungsvorrichtung leicht abnehmbar, ist.

6* Vorrichtung nach einem der Punkte 1 bis 5> gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den beiden Teilen der Verteilungsvorrichtung eine Verteilungsplatte eingesetzt ist, die zwischen den beiden Verbindungsflanschen der beiden Teile und senkrecht zur Strömung befestigt und mit ebenso viel Öffnungen versehen ist, wie zu speisende Hebenleitungen vorhanden sind, und daß jede öffnung eine abnehmbare Kalibrier- und Verschleißhülse aufnimmt.