DE2748521A1 - Vorrichtung zum ausbreiten von pulver - Google Patents
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Description
C0MMI33ARIAT A L* ENERGIE ATO[Q^UE, Paris, Frankreich
3.Λ. DES ETABLI33SMENTS NEU, Lille, Frankreich
3.Λ. DES ETABLI33SMENTS NEU, Lille, Frankreich
Vorrichtung zum Ausbreiten von Pulver
Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zum Speichern, überführen und Ausbreiten von Pulver auf pneumatischem Weg
in Suspension in einem aus einem Gas gebildeten Trägerfluid, welche Anlagen insbesondere zum Löschen von Brandherden
und vor allem auch von Bränden flüssiger Metalle, besonders Natrium, bestimmt sind.
In bekannter Weise hat eine Einrichtung dieser Art allgemein einen Speicherbehälter, in dem das Pulver gelagert
wird und der an seinem oberen Ende mit einem Beschickungsloch oder -trichter und an seinem unteren Teil
mit wenigstens einer an eine pneumatische Förderleitung angeschlossenen Auslaßöffnung versehen ist. Diese weist
üblich eine Anzahl von Stacheln auf, an deren Ende Ausbreitungsvorrichtungen befestigt sind, oder sie ist zunächst
durch eine schmiegsame oder steife Leitung verlängert, die am Ende eine solche Vorrichtung trägt.
631O.3)TFIs
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Es sind auch Einrichtungen dieser Art bekannt, die zum überführen von flüssigen oder pulverförmigen Stoffen
dienen und an deren Ausgang die Ausbreitung mit Hilfe von Zerstäubern erfolgt, die allgemein eine oder mehrere geeignet
kalibrierte und ausgerichtete öffnungen aufweisen. Jedoch erlauben solche Zerstäuber nicht die Schaffung einer
homogenen Verteilung aif einer großen Oberfläche und können
vor allem nicht geeignet mit Pulvern funktionieren, die schlechte Pließeigenschaften aufweisen und insbesondere
eine große gegenseitige Kohäsion der Teilchen bei einem hohen natürlichen Böschungswinkelkoeffizient zeigen.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine bewegliche oder feste Ausbreitungsvorrichtung, die zur Montage
am Ende einer schmiegsamen oder starren Leitung geeignet ist und in der ein zweiphasiges, aus einer Suspension eines
Pulvers in einem Gas, vorzugsweise Inertgas, gebildetes Gemisch zirkuliert, wobei.die Vorrichtung in allen Lagen
mit einer beliebigen Ausrichtung zur Vertikalen verwendet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung zum Ausbreiten von Pulver mit starker Kohäsion
auf einer ebenen oder beliebig gestalteten Fläche zu entwickeln, die die Bildung einer homogenen Schicht großer
Oberfläche ermöglicht, in der der Anteil des Trägergases möglichst weit verringert wird und von der das vom Trägergas
im wesentlichen befreite Pulver mit verringerter Geschwindigkeit abgegeben wird.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Vorrichtung zum Auebreiten von Pulver mit einer
an ihren Enden offenen Hohlleitung, die am Ende einer von
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einem Strom eines Pulvers in Suspension in einem Trägergas durchströmten Leitung montiert ist, mit dem Kennzeichen,
daß die Hohlleitung aus einem Pyramidenstumpf mit vier Seitenwänden mit einer bezüglich der Strömungsrichtung des Pulvers stromauf angeordneten, mit der Leitung
verbundenen Basis und einer stromab angeordneten Basis besteht, welcher Pyramidenstumpf einen Querschnitt
aufweist, dessen Breite von stromauf nach stromab wächst, während seine Höhe von stromauf nach stromab abnimmt, und
eine erste, volle Bodenwand und eine zweite, dieser gegenüberliegende Wand mit einer darin ausgeschnittenen öffnung
zwischen der an die Leitung angeschlossenen Basis und einem vollen, an die Stromabbasis anschließenden Teil zur Begrenzung
einer Schnauze am Ende der Hohlleitung, durch das das Pulver ausgeblasen wird, aufweist, und daß die Vorrichtung
außerdem eine über der Öffnung der zweiten Wand angebrachte, perforierte Abschirmung mit über ihre ganze Oberfläche verteilten
Trägergasauslaßlöchern, einen aus ebenen, senkrecht zur vollen Wand gerichteten und in Stromaufrichtung über
die Schnauze bis in die öffnung verlängerten Trennwänden gebildeten Rost und eine Anzahl von ebenen Ablenkplatten
aufweist, die schräg ausgerichtet und zur ersten, vollen Wand hin geneigt sind und sich quer in der Hohlleitung
und in der Nähe der in der zweiten Wand ausgeschnittenen öffnung erstrecken, wobei sie eine untereinander derart
verschiedene Neigung aufweisen, daß die Neigung mit der Lage der Ablenkplatten von stromauf nach stromab wächst.
Die Merkmale der Erfindung, die insbesondere in der Verwendung einer Hohlleitung in Form eines an seinen Enden
offenen, sich von stromauf nach stromab verbreiternden und gleichzeitig verflachenden Kegelstumpfs sowie in der Montage
einer Anzahl von geneigten Ablenkplatten und eines Rostes in der Nähe der Ausgangsschnauze in der Leitung
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bestehen, schaffen in der Strömung im turbulenten Bereich des Pulvers in Suspension zwei kombinierte Effekte, die in
bemerkenswerter Weise das Erreichen der angestrebten Ziele, und zwar eine homogene Verteilung des ausgeblasenen Pulvers,
eine maximale Beseitigung des mitgeführten Trägergases und schließlich eine verringerte Ausblasgeschwindigkeit
mit ihrem geringst nötigen Wert ermöglichen. Dank der Anwesenheit der geneigten Ablenkplatten wird nämlich die
Strömung des in die stromauf angeordnete Basis der Hohlleitung eindringenden Pulvers schroff zur vollen Wand abgelenkt
und von dieser zurückgeworfen, prallt auf eine neue geneigte Ablenkplatte usw., und so ermöglichen die so erzeugten
wiederholten Stöße durch aufeinanderfolgende Entspannungen eine wirksame Trennung des Pulvers vom Trägergas,
das dann frei durch die Löcher der perforierten Abschirmung entweichen kann, wobei es sich außerhalb der Hohlleitung
verteilt. Andererseits wird dank der Verwendung eines aus die stromab liegende Schnauze verlängernden, vertikalen
Wänden gebildeten Rostes die Strömung des Pulvers geeignet über die gesamte Breite der Hohlleitung verteilt, wobei
insbesondere eine regelmäßige und homogene Abgabe unter einem maximalen Verteilungswinkel gesichert wird.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die ebenen Trennwände des Rostes in die öffnung der zweiten Wand bis
in die unmittelbare Nähe der in der Ablenkplattenanzahl am meisten stromab angeordneten Ablenkplatten verlängert.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Hohlleitung wenigstens eine zusätzliche Ablenkplatte
auf, die in der Nähe der ersten, vollen Wand angeordnet und schräg zur gegenüberliegenden, zweiten Wand gerichtet
ist. Vorteilhaft erstreckt sich die zusätzliche Ablenkplatte quer in der Hohlleitung über die ganze Breite oder
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einen Teil der Breite der Hohlleitung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung weist die Hohlleitung eine von der ersten,vollen Wand
getragene und zwischen zwei ebenen, geneigten, nahe der öffnung der gegenüberliegenden Wand angebrachten Ablenkplatten
angeordnete zusätzliche Ablenkplatte auf.
Schließlich ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Hohlleitung eine äußere
Umfangshaube aufweist, die in Stromabrichtung offen ist und
die Hohlleitung teilweise derart umgibt, daß sich die Haube um die perforierte Abschirmung zum Auffangen und Ausrichten
der vom Trägergas mitgerissenen Pulverteilchen erstreckt .
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung einer Ausbreitungsvorrichtung nach einer
ersten Ausführungsart der Erfindung;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in verkleinertem Maßstab;
Fig. 3 eine Aufsicht einer der nach Fig. 1 analogen, jedoch eine Abänderung einer Einzelheit
aufweisenden Ausbreitungsvorrichtung; und
Fig. 4 eine andere Schnittdarstellung der gleichen Vorrichtung nach einer Ausführungsvariante .
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Wie man in den Pig. 1 und 2 sieht, ist die betrachtete Vorrichtung zum Ausbreiten eines Pulvers in Suspension
in einem Trägergas in ihrer Gedamtheit mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet und weist hauptsächlich eine
Hohlleitung 2 in Pyramidenstuapfform mit vier Seitenwänden,
insbesondere einer vollen Wand 3» einer gegenüberliegenden Wand 4 und zwei die genannten verbindenden
Wänden 5 und 6 auf. Dieser Pyramidenstumpf hat an seinem einen Ende eine kleine Basis 7 im Anschluß an die Verlängerung
einer Leitung 8, die je nach den verschiedenen
Anwendungsfällen der Vorrichtung fest oder beweglich, starr
oder schmiegsam sein kann, um die Verwendung der Vorrichtung in jeder Lage relativ zur Vertikalrichtung, insbesondere
am Ende einer Anschluffeitung in einer tragbaren Vorrichtung oder einer festen Anlage zu ermöglichen. An
ihrem anderen Ende weist die Hohlleitung 2 eine zweite Basis 9 auf, durch die das ausgeblasene Pulver austritt,
wobei die Form des Pyramidenstumpfes so gewählt ist, daß dessen Querschnitt von der ersten Basis 7 zur zweiten
Basis 9 hin gleichzeitig eine wachsende Breite und eine abnehmende Höhe hat. In den Figuren zeigen die Bezugsziffern 10 und 11 am Einlaß in die Hohlleitung an der
Basis 7 bzw. am Auslaß aus dieser durch ihre Basis 9 schematisch die Strömungsrichtung des Pulvers von stromauf
nach stromab.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Ausbreitungsvorrichtung weist die Wand 4 der Hohlleitung 2, die der vollen
Wand 3 gegenüberliegt, eine große öffnung auf, die sich von ihrer Stromaufbasis 7 in Richtung zur Stromabbasis 9 erstreckt,
jedoch in einem bestimmten Abstand zu dieser letzteren begrenzt ist und in der Wand 4 einen vollen Teil 13 stehen läßt, der
mit dem entsprechenden Ende der Wand 3 eine enge Schnauze bildet, durch die das auszublasende Pulver die Vorrichtung
verläßt.
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-ΧΊΟ
Im Inneren der Hohlleitung 2 ist außerdem nähe der Öffnung 12 eine Gruppe von geneigten Ablenkplatten
vorgesehen, die im in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Ablenkplatten I^ und 15 besteht.
Diese Ablenkplatten erstrecken sich quer in der Hohlleitung und sind fest mit deren Seitenwänden 5 und
6 verbunden, wobei die Ablenkplatten gegenseitig einen Abstand und eine unterschiedliche Neigung in Richtung
zur vollen Wand 3 aufweisen, die so gewählt ist, daß sie sich von stromauf nach stromab erhöht, die Ablenkplatte
1*1 also zur Wand 3 weniger als die Ablenkplatte
15 geneigt ist.
Nach einem anderen wichtigen Merkmal der Erfindung ist die öffnung 12 in der Wand *J von einer perforierten
Abschirmung 16 überragt, die diese öffnung überdeckt und eine Mehrzahl von über die ganze Oberfläche verteilten
und im Beispiel etwa 50 % der Fläche ausmachenden Löchern 17 aufweist, die, wie noch erläutert wird, vorgesehen
sind j um das Entweichen des größeren Teils des Trägergases zu ermöglichen, das die Strömung des Pulvers von
stromauf nach stromab in der Hohlleitung sichert.
An ihrem Stromabende weist die Hohlleitung 2 in der Nähe ihrer Basis 9 einen aus einer Anzahl von radialen
Trennwänden 19 gebildeten Rost 18 auf, der sich senkrecht zur vollen Wand 3 erstreckt und die Schnauze der Hohlleitung
vor allem in eine Anzahl von benachbarten Leitungssträngen 20 unterteilt, in.die sich die aus der Zuführungsleitung
8 kommende Pulverströmung in regelmäßiger und homogener Weise verteilt, wobei dieser Rost 18 außerdem ermöglicht,
am Ausgang der Hohlleitung eine maximale Verteilung des Pulvers zu erhalten. Vorteilhaft sind die radialen
Trennwände 19 des Rostes 18 in Stromaufrichtung bis jenseits
der Schnauze der Hohlleitung, d.h. bis in die öffnung
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und unter die perforierte Abschirmung 16 verlängert, um in die unmittelbare Nähe der Ablenkplatte 15 zu
reichen, die am meisten stromab angeordnet ist.
Vorzugsweise weist die Hohlleitung 2 noch wenigstens eine andere Ablenkplatte 21 auf, die umgekehrt zu den schon
genannten Ablenkplatten I1J und 15 nahe der vollen Wand 3
angeordnet und dabei ebenfalls zur Achse der Hohlleitung, jedoch diesesmal zur Wand ^ hin geneigt angeordnet ist.
Im in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich diese Ablenkplatte 21 quer nur.über einen
Teil der Breite der Hohlleitung. Dagegen nimmt nach der in Fig. 3 dargestellten Variante die Ablenkplatte 21 die
ganze Breite der Hohlleitung ein und ist über ihre Kanten 21a und 21b fest mit den Seitenwänden 5 und 6 verbunden.
Schließlich wird die Ausstattung der Pulverausbreitungsvorrichtung
mittels einer äußeren Umfangshaube 22 vervollständigt, die an ihrem Ende 23 fest mit den Seitenkanten
der vollen Wand 3 verbunden ist und die Hohlleitung 2 von deren Oberseite, insbesondere oberhalb der perforierten
Abschirmung 16 in weitem Abstand umgibt, an ihrem entgegengesetzten
Ende 21I mit der Leitung 8 fest verbunden ist
und eine geeignet profilierte,sich erweiternde Wandung 25 aufweist.
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Ausbreitungsvorrichtung läßt sich daher leicht absehen: die steife oder
schmiegsame Leitung 8, die starr oder beweglich ist und eine beliebige Richtung aufweist, wird mit einem zweiphasigen
Gemisch eines Pulvers in Suspension in einem inerten Trägergas gespeist, das in dieser Leitung von stromauf nach
stromab strömt, um in das Innere der Hohlleitung 2 zu gelangen.
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In dieser trifft die Pulverströmung auf die erste geneigte Ablenkplatte ,die sie in Richtung zur vollen Wand 3 oder
zur Ablenkplatte 21 zurückwirft, an welcher sie abprallt, trifft auf die zweite Ablenkplatte 15, wird erneut zur
Wand 3 abgelenkt und tritt schließlich durch das Innere der äußeren Schnauze der Vorrichtung aus.
Auf diesem Durchlaufweg trennt sich das die Strömung des Pulvers sichernde Trägergas fortlaufend von diesem
dank der aufeinanderfolgenden Entspannungen durch die wiederholten Stöße und kann so durch die Öffnung 12 in Richtung der
perforierten Abschirmung 16 abströmen, wobei die in dieser vorgesehenen Löcher 17 das freie Entweichen des Gases nach
außen zulassen. Die die Abschirmung 16 mit ihrem erweiterten Teil 25 umgebende Umfangshaube 22 ermöglicht eine geeignete
Erfassung und Kanalisierung der Suspensionen von durch das Gas mitgerissenen Pulverteilchen nach außen, wobei
der mitgerissene Pulveranteil jedoch nur einen äußerst geringen Teil des Gesamtdurchsatzes, beispielsweise in der
Größenordnung von 1 bis 2 % ausmacht. Der derart vom größten Teil des Trägergases befreite Pulverstrom befindet sich
dann auf Höhe der vertikalen, den Rost 18 bildenden Trennwände 19 und tej.lt sich auf ebenso viele Einzelströme auf,
wie Leitungsstränge 20 existieren, die das Pulver bis zum äußersten Ende der Auslaßschnauze kanalisieren, wo das
Pulver auf die zu bedeckende Oberfläche in homogener Weise und mit einer minimalen Geschwindigkeit ausgeblasen wird,
nachdem es vorab vom Trägergas in einem Anteil von wenigstens 2/3 befreit wurde.
In einer anderen Variante der Ausbreitungsvorrichtung, die in Fig. 4 dargestellt ist, findetman die allgemeinen
oben erwähnten Merkmale wieder, wobei diese Variante hier in der Nähe der Wand Ί eine größere Zahl von geneigten
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Ablenkplatten 114, 115 und Il6 und außerdem zwei zusätzliche
Ablenkplatten 121 und 122 in der Nähe der vollen Wand aufweist. Daraus ergibt sich, daß die Anzahl von Ablenkplatten
nach den jeweiligen Anwendungsbesonderheiten der Vorrichtung und insbesondere je nach der Art des
abzugebenden Pulvers und der angenommenen Strömungsgeschwindigkeit variabel sein kann.
In allen Fällen haben diese Ablenkplatten als doppelte Wirkung eine Verlangsamung der Strömung des Pulvers, indem
sie durch aufeinanderfolgende Entspannungsvorgänge die
maximale Abführung des Trägergases hervorrufen, wobei die Abgabe des Pulvers anschließend am Ende der Leitung in
gleichmäßiger und homogener Weise erfolgt, welche auch immer die Ausrichtung der Hohlleitung und die der zu bedeckenden
Oberfläche seien. Die Vorrichtung findet so eine besonders vorteilhafte Anwendung zum Löschen von
Brandherden, insbesondere Natriumbränden, wobei das Pulver genauso auf eine ebene Oberfläche wie auf jeden anderen
in einem Behälter vorhandenen Gegenstand oder anderswo abgegeben werden kann und vor allem schwierigere Bereiche
unter stets optimalen Bedingungen zugänglich sind.
Die Erfindung ist selbstverständlich auf die besonders beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele nicht
beschränkt, sondern umfaßt auch alle Varianten und Äquivalente
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Claims (6)
1. Vorrichtung zum Ausbreiten von Pulver mit einer an ihren Enden offenen Hohlleitung, die am Ende einer von
einem Strom eines Pulvers in Suspension in einem Trägergas durchströmten Leitung montiert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleitung (2) aus einem Pyramidenstumpf mit vier
Seitenwänden (3, 1J, 5, 6) mit einer bezüglich der Strömungsrichtung
des Pulvers stromauf angeordneten, mit der Leitung (8) verbundenen Basis (7) und einer stromab angeordneten
Basis (9) besteht, welcher Pyramidenstumpf einen Querschnitt aufweist, dessen Breite von stromauf nach stromab
wächst, während seine Höhe von stromauf nach stromab abnimmt, und eine erste, volle Bodenwand (3) und eine zweite,
dieser gegenüberliegende Wand (4) mit einer darin ausgeschnittenen
öffnung (12) zwischen der an die Leitung (8) angeschlossenen Basis (7) und einem vollen, an die Stromabbasis
(9) anschließenden Teil (13) zur Begrenzung einer Schnauze am Ende der Hohlleitung (2), durch das das Pulver
ausgeblasen wird, aufweist, und daß die Vorrichtung außerdem eine über der öffnung (12) der zweiten Wand (*J) angebrachte
perforierte Abschirmung (16) mit über ihre ganze Oberfläche verteilten Trägergasauslaßlöchern (17), einen
aus ebenen, senkrecht zur vollen Wand (3) gerichteten und in Stromaufrichtung über die Schnauze bis in die öffnung
(12) verlängerten Trennwänden (19) gebildeten Rost (18) und eine Anzahl von ebenen Ablenkplatten (I1J, 15) aufweist,
die schräg ausgerichtet und zur ersten, vollen Wand (3) hin geneigt sind und sich quer in der Hohlleitung (2) und
in der Nähe der in der zweiten Wand (4) ausgeschnittenen
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OfWGlNAL INSPECTED
Öffnung (12) erstrecken, wobei sie eine untereinander derart verschiedene Neigung aufweisen, daß die Neigung
mit der Lage der Ablenkplatten (14, 15) von stromauf
nach stromab wächst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Trennwände (19) des Rostes (18) in die
Öffnung (12) der zweiten Wand (H) bis in die unmittelbare Nähe der in der Ablenkplattenanzahl am meisten
stromab angeordneten Ablenkplatte (15) verlängert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleitung (2) wenigstens eine zusätzliche Ablenkplatte
(21) aufweist, die in der Nähe der ersten, vollen Wand (3) angeordnet und schräg zur gegenüberliegenden,
zweiten Wand (H) gerichtet ist.
H. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die zusätzliche Ablenkplatte (21) quer in der Hohlleitung (2) über die ganze Breite oder einen Teil
der Breite der Hohlleitung erstreckt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleitung (2) eine
von der ersten, vollen Wand (3) getragene und zwischen zwei ebenen, geneigten, nahe der Öffnung (12) der gegenüberliegenden
Wand (H) angebrachten Ablenkplatten (lH,
15) angeordnete zusätzliche Ablenkplatte (21) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleitung (2) eine
äußere Umfangshaube (22) aufweist, die in Stromabrichtung
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offen ist und die Hohlleitung (2) teilweise derart umgibt, daß sie sich um die perforierte Abschirmung
(16) zum Auffangen und Ausrichten der vom Trägergas mit gerissenen Pulverteilchen erstreckt.
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