DE8316568U1 - Dosiereinrichtung fuer staubfoermiges schuettgut - Google Patents

Description

....,., -3. JUN11983

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AJO-StähibaU GmbH & Co. KG,^Si1berkaute Z, 5905 Freudenberg-Oberf ι s chbach

VNR: 106836

Dosiereinrichtung für staubförmiges Schüttgut

Die sprunghafte Verteuerung des Erdöls hat dazu geführt, daß Kohlestaubfeuerungen, die wesentlich wirtschaftlicher als ülfeuerungen betrieben werden können, z.B. in Zementwerken zur Befeuerung von Drehofen zum Brennen von Steinen in verstärktem Maße zum Einsatz kommen. Kohle^x Staubfeuerungen erfordern mit hoher Genauigkeit arbeitende Dosiersysteme für den Kohlenstaub, um die Umweltbelastung mit Kohlenmonoxidgas möglichst gering zu halten.

Es sind Dosiereinrichtungen zur kontinuierlichen Versorgung von Brenneinrichtungen mit Kohlenstaub bekannt, die einen unter einem Vorratssilo für den Kohlenstaub angeordneten Dosierbehälter aufweisen, der auf einer Wägeeinrichtung ruht und über eine Fülleitung mit einem motorisen betätigbaren Absperrorgan mit dem Silo verbunden ist, sowie eine an den Bodenbereich des Dosierbehälters angeschlossene Förderschnecke mit einem elektrischen Antriebsmotor mit Drehzahlregelung. Die Waage dieses Dosiersystems, auf der der Dosierbehälter sitzt, stützt sich auf einer oder mehreren Dehnungsmeßstreifen-Wägezellen ab, deren Anzeige zur Ermittlung des kontinuierlich abnehmenden Gewichtes des Dosier- bzw. Wägebehälters pro Zeiteinheit verwendet wird. Im Automatikbetrieb vergleicht ein Regler den am Leitgerät eingestellten Leistungssollwert mit dem Istwert der Drehzahl des Antriebsmotors der Förderschnecke und mit dem Istwert der Dosierleistung, der mit einer Differenzierschaltung aus der Gewichtsabnahme in der Zeiteinheit ermittelt wird. Die Dosierleist ungsregel ung

verändert die Drehzahl des Antriebsmotors der Förderschnecke derart, daß die Waage einen gewichtskonstanten KohlenstaubstroTi liefert, der dem Leistungssollwert entspricht. Sobald der Inhalt des Wägebehälters ein Minimalgewicht erreicht hat, wird über die Waagensteuerung das Absperrorgan in der Fülleitung zwischen Silo und Wägebehälter geöffnet, und der Wägebehälter wird gefüllt. Die Förderschnecke läuft während der Füllzeit als volumentrisches Dosierorgan mit der vor der Umschaltung von ge- f ΙΟ regeltem Entnahmebetrieb auf Füllbetrieb eingeregelten Dosierleistung. Bei Erreichen des maximalen Füllgewichtes des Wägebehälters wird die Füllung abgeschaltet und die Regelung der gravimetrisehen Dosierung aufgeschaltet.

Die Genauigkeit dieses Dosiersystems entspricht nicht den durch die verschärften Umweltschutzbestimmungen bedingten hohen Anforderungen, da der unterschiedliche Füllungsgrad der Förder- und Dosierschnecke, der abhängig ist von f der sich ändernden Füllhöhe des Wägebehälters, keine Berücksichtigung bei der Regelung der Dosierschneckendrehzahl findet. Eine weitere Beeinträchtigung der Genauigkeit dieses bekannten Dosiersystems kommt dadurch zustande, daß beim Füllen des Wägebehälters mit Kohlenstaub die Regelung der | Dosierschneckendrehzahl abgeschaltet wird und die Schnecke mit der bei der minimalen Füllhöhe des Wägebehälters eingeregelten Drehzahl bei ansteigender Füllhöhe und sich dementsprechend ändernden Füllungsgraden weiterläuft.

Bekannt ist ferner die Kohlenstaubdosierung mit einem Schüttstrommesser. Dieses Dosiersystem ist an einen Kohlenstaubsilo angeschlossen und besteht im wesentlichen aus der Zellenradschleuse mit Drehzahlregelung als Kohlenstaubzuteiler, dem Schüttstrommesser sowie den Regel-, Anzeige- und Oberwachungseinheiten. Das Dosierzellenrad wird durch einen | thyristorgeregelten Gleichstromantrieb angetrieben, wobei die Drehzahl des Zellenrades in Abhängigkeit von der durch den Schüttstrommesser erfaßten Kohlenstaubmenge so geregelt

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νπ-rd, daß eine der Vorgegebenen Sollwertmenge entsprechende Entnahme an Kohlenstaub aus dem Silo möglich ist. Der Sch'üttstrommesser ist mit einer in einem drucksicheren Gehäuse eingebauten Prallplatte ausgerüstet, auf die der aus dem Silo ausgetragene Kohlenstaub geleitet wird. Die durch den Schüttgutaufprall entstehende Gesamtkraft wird in eine Vertikal- und eine HoriZontal komponente zerlegt, und die Horizontalkomponente wird als Meßkraft ausgewertet. Die Meßkraft bewirkt der Aufpral1 kraft direkt proportionale Wegauslenkungen der Prallplatte, die über ein induktives Wegmeßsystem gemessen und in mengenproportionale elektrische Meßsignale bzw. Impulse umgeformt werden. Die Ausgangssignale des Schuttstrommessers dienen als Istwertanzeige und für die Registrierung sowie als Istwerteingang 15 für einen PI-Regler. Der PI-Regler vergleicht den Istwert liiit dem eingestellten Sollwert und regelt bei einer entstehenden Regelabweichung die Drehzahl der Zellenradschleuse derart, daß die Regelabweichung zu null wird.

Die Verwendung einer Zellenradschleuse bei diesem bekannten Kohlenstaubdosiersystem mit der schubweisen Förderung des Kohlenstaubes durch die Zellen des Zellenrades bringt den Nachteil mit sich, daß der auf die Prallplatte des Schüttstrommessers auftreffende Kohlenstaubstrom pulsiert und dadurch die Messungen ungenau werden. Die Dosiergenauigkeit dieser bekannten Einrichtung wird ferner dadurch negativ beeinflußt, daß der statische Druck

der Kohlenstaubsäule im Silo auf die Zellenradschleuse einwirkt.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung für staubförmiges Schüttgut, insbesondere Kohlenstaub, zu entwickeln, die sich gegenüber den bekannten * Dosiersystemen durch eine höhere Genauigkeit auszeichnet.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelbst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Neuerung sind Gegen= stand der Unteransprüche.

Aufgrund der hohen Genauigkeit ermöglicht die neuerungsgemäße Dosiereinrichtung beim Einsatz für Kohlenstaubfeuerungen gegenüber ölfeuerungen einen wesentlich wirtschaftlicheren Betrieb.

Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Schema der neuerungsnemäßen Dosiereinrichtung für Kohlenstaub und

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die wesentlichen Bauteile der Dosiereinrichtung für Kohlenstaub zur kontinuierlichen Versorgung einer nicitt dargestellten Kohlenstaubfeuerung aus einem Vorratssilo 1 sind ein unter dem Silo angeordneter Zwischenbehälter 2, der auf einer Wägeeinrichtung mit einer Dehnunpsmeßstreifen-Wägezelle 3 ruht und über eine Fülleitung 4 mit einer pneumatisch betätigbaren Absperrklappe 5 mit dem Silo verbunden ist, eine an den Bodenbereich des Zwischenbehälters 2 angeschlossene Förder- und Dosierschnecke 6 mit einem elektrischen Gleichstrommotor 7 mit Drehzahlregelung sowie ein über einen Leitkanal 8 an den Auslaß 9 der Dosierschnecke angeschlossener Schüttstrommesser 10.

Der Schüttstrommesser 10, der in einen Regelkreis für die Drehzahlregelung des Antriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 eingeschaltet ist, ist über eine Zellenradschleuse 11 und

einen EntTüftungsbehäl ter 12 mit einer Fördereinrichtung verbunden, die eine nicht dargestellte Feuerung mit Kohlenstaub versorgt. Der Schneckenförderer 14 der Fördereinrichtung 13 fördert den Kohlenstaub aus dem EntTüftungsbehälter 12 in die Zuleitung 15, durch die der Kohlenstaub mittels durch Luftdüsen 16 eingeblasener Druckluft zur Feuerung gefördert wird.

Im Bodenbereich des Zwischenbehälters 2 ist ein mit niedriger Drehzahl laufendes Rührwerk 17 eingebaut, mit dem der aus dem Silo 1 in den Zwischenbehälter 2 gelangende Kohlenstaub gelockert wird. Das Rührwerk 17 sorgt für einen gleichmäßigen Füllungsgrad der Dosierschnecke 6. Ferner wird durch die Rührwirkung erreicht, daß die im Silo eingeblasene Luft, die dazu dient, den Kohlenstaub beim Ablassen aus dem Silo 1 fließfähig zu machen, über das nachstehend beschriebene Entlüftungssystem ausgetrieben wird. Die im Kohlenstaub enthaltene Förderluft muß entfernt werden, da diese eine genaue Dosierung des Kohlenstaubs verhindert.

Der Einlauf der Dosierschnecke 6 ist progressiv gestaltet und bewirkt einen optimalen, gleichmäßigen Füllungsgrad. Die Schnecke 6 ist am Ende" mit einem zweiten Gang versehen, damit das Schieben bei einer Umdrehung der Schnecke 6 halbiert wird. Desweiteren kann eine Sperre eingebaut werden, damit der Kohlenstaub nicht durch die Schnecke 6 schießt,

Der Dosierschnecke 6 ist ein Dosiei'stern 18 nachgeordnet, der durch einen Drehstrommotor 19 mit konstanter Drehzahl in umgekehrter Drehrichtung wie die Schnecke 6 angetrieben wird» Der Dosierstern 18 vermeidet eine schubweise Förderung des Kohlenstaubes mittels der Dosierschnecke 6 zum Schüttstrommesser 10 durch ein Auffüllen der bei einer Umdrehung der Dosierschnecke 6 im Kohlenstaubfluß entstehenden Leerräume.

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Durch den trapezförmigen Querschnitt der Leitrinne zwischen Dosierschnecke 6 und Schüttstrommesser 10 istgewährleistet, daß der Kohlenstaubstrom über den ganzen Leistungsbereich der Dosiereinrichtung gleichmäßig und genau auf die Prallplatte 20 des Schüttstrommessers geführt wi rd.

Die durch die sich ändernde Aufprallkraft des Kohlenstaubstromes bewirkten Wegauslenkungen der Prallplatte 20 des Schüttstrommessers 10 werden durch einen Differentialtransformator in mengenproportional elektrische Meßsignale umgeformt, die als Istwerte in einen PI-Regler eingegeben werden. Der PI-Regler vergleicht den Istwert mit dem eingestellten Sollwert und regelt bei einer Regelabweichung über eine Thyristorsteuerung die Drehzahl des Gleichstromantriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 derart, daß die Regelabweichung null wird.

Die Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors 7 der Dosierschnecke 6 mittels des dieser nachgeschalteten Schüttstrommessers 10 ermöglicht durch die Messung der dem Verbraucher zugeleiteten Kohlenstaubmenge im Abstand hinter dem Zwischenbehälter 2 unter Ausschaltung des Einflusses der sich laufend ändernden statischen Druckverhältnisse im Vorratssilo 1 und im Zwischenbehälter 2 eine Dosierung der dem Silo zu entnehmenden Kohlenstaub^ienge mit höchster Genauigkeit.

Auf entsprechenden Anzeigeinstrumenten werden die Ausgangssignale des Schüttstrommessers 10 als Istwerte und die vom PI-Regler ermittelten Regelabweichungen registriert.

Die Füllstände des Zwischenbehälters 2 werden mit der Wä'gezelle 3 gemessen* Der Meßumformer für die Wägezelle 3 ist mit einer Grenzwertplatte ausgerüstet. Bei

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Erreichen des Mindestfüllstandes im Zwischenbehälter 2 öffnet, die Absperrklappe 5 der FUl leitung 4 und der Zwischenbehälter 2 wird bis zum maximalen Füllstand aufgefüllt.
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Die Dosiervorrichtung ist mit einem Be- und Entlüftungssystem ausgestattet.

An den Kopfraum des Zwischenbehälters 2 ist eine Be- und Entlüftungsleitung 21 angeschlossen, die über eine Exhaube 22 mit der Atmosphäre verbunden ist und von der eine Leitung 23 abzweigt, in die ein Absperrorgan 24 eingebaut ist und die an einen Filter 25 angeschlossen ist. Der Filter 25 ist luftseitig mit einem Ventilator 26 verbunden, unc der Ausgang 27 des Filters 25 für den ausgefilterten Kohlenstaub i-,t über eine Austragsschleuse 28 und eine Rückleitung 2Γ an den Zwischenbehälter 2 angeschlossen. Zwischen Exhaube 22 und Filter 25 befindet sich eine Rückleitung 30 für den in der Exhaube aus der Luft entnommenen Kohlenstaub. An den Schüttstrommesser 10 und den Entlüftungsbehälter 12 sind zwei weitere Entlüftungsleitungen 31, 32 angeschlossen, die über eine gemeinsame Entlüftungsleitung 33, in die eine Drosselklappe 34 eingebaut ist, mit der Be- und Entlüftungsleitung 21 des Zwischenbehälters 2 verbunden sind.

Bei der intermittierenden Befüllung des Zwischenbehälters 2 mit Kohlenstaub aus dem Vorratssilo 1 wird der Zwischenbehälter über die Leitungen 21 und 23 sowie den Filter 25 mit Hilfe des Ventilators 26 entlüftet, damit im Zwischenbehälter kein Überdruck entsteht und der Kohlenstaub in relativ kurzer Zeit aus dem Vorratssilo 1 nachfließen kann. Nach dem Schließen der Absperrklappe 5 in der Füllleitung 4 beim Erreichen des maximalen Füllstandes im Zwischenbeha'lter 2 wird die Absperrklappe 24 in der Leitung

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zum Filter 25 geschlossen, und es erfolgt eine Belüftung des Zwischenbehälters über die Leitungen 21 und 33 sowie die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Exhaube Die im Kohlenstaub enthaltene Luft kann während des Betriebes laufend durch die an den Schüttstrommesser 10 und den Entlüftungsbehälter 12 angeschlossenen Entlüftungsleitungen 31-33 über die Exhaube 22 in die Atmosphäre entweichen.

Die vorbeschriebene Dosiervorrichtung wird bevorzugt für Kohlenstaub eingesetzt, kann jedoch auch für uie Dosierung von anderem staubförmigern Schüttgut Verwendung fi η den.

Die Dosiervorrichtung kann mit Hilfe der Wägezelle 3 und des Schüttstrommessers 10 kalibriert werden. Mit Eichgewichten kalibriert man zunächst den Meßbereich der Wägezelle 3. Danach wird ein Gewichtsvergleich zwischen der Kohlenstaubmenge, die über die Prallplatte 20 des Schüttstrommessers 10 gelaufen ist, und der durch die Wägezelle 3 erfaßten Kohlenstaubmenge angestellt. Das Signal der Prallplatte 10 wird dabei so lange nachgestel11 ,bis der Unterschied zwischen dan Gewichtsmengen ausgeglichen ist.

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DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER ETSSnS Λ D- 5900 Siegen 1 Telefon (0271)331970 Telegramm-Anschrift: Patschub, Siegen AJO-Stahibau GmbH & Co. KG. VNR: 106836 Schutzansprüche

1. Dosiervorrichtung zur kontinuierlichen Versorgung eines Verbrauchers mit staubförmigem Schüttgut, insbesondere für Kohlenstaub, mit einem unter einem Vorratssilo angeordneten Zwischenbehälter, der auf einer Wägeeinrichtung ruht und über eine Füllleitung mit einem motorisch betätigbaren Absperrorgan mit dem Silo verbunden ist, sowie einer an den Bodenbereich des Zwischenbehälters angeschlossenen Dosierschnecke mit einem elektrischen Antriebsmotor mic Drehzahlregelung, gekennzeichnet durch einen der Förder- und Dosierschnecke (6) nachgeordneten Dosierstern (18) und eine.i über eine Leitrinne (8) an den Auslaß (9) der Dosierschnecke (6) angeschlossenen Schüttstrommesser (10) zur Regelung der Schneckendrehzah.l -unterhalb der Schnecke (6) mit einem Anschluß an ^eine Fördereinrichtung (13) zu einem Verbraucher.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Bodenbereich des Zwischenbehälters (2) eingebautes Rührwerk (17).

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (8) zwischen Dosierschnecke (6) und Schüttstrommesser (10) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.

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4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schüttstrommessers (10) über eine Sperrschleuse (11) an eine Fördereinrichtung (13) zum Verbraucher angeschlossen ist.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen der Sperrschleuse (11) nachgeordneten Entlüftungsbehälter (12).

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Be- und Entlüftungssystem.

7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an den Kopfraum des Zwischenbehälters (2) angeschlossene Be- und Entlüftungsleitung (21), die über eine Exhaube (22) mit der Atmosphäre verbunden ist und von der eine Leitung (23) abzweigt, in die ein Absperrorgan (24) eingebaut ist und die an einen Filter (25) angeschlossen ist, der luftseitig mit einem Ventilator (26) verbunden ist und dessen Ausgang (27) für das ausgefilterte Schüttgut über eine Austragsschleuse (28) und eine Rückleitung (29) an den Zwischenbehälter (2) angeschlossen ist, sowie eine zwischen Exhaube (22) und Filter (25) angeordnete Rückleitung (30) für das Schüttgut.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, qekennzeichnet durch an den SchUttstrommesser (10) und den Entlüftungsbehä'lter (12) angeschlossene Entlüftungsleitungen (31» 32), die über eine gemeinsame Entlüftungsleitung (331 irit der Be- und Entlüftungsleitung (21) des Zwischenbehälters (2) verbunden sind.

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