Устройство для обнаружения застойных зон в псевдоожиженном слое Советский патент 1984 года по МПК G01N11/10 

Изобретение относится к фиэико-хи мическим исследованиям и может быть использовано для контроля параметров технологических режимов в аппаратах с кипящим слоем в химической, металлургической промышленности, в производстве стройматериалов и т.д., в частности для определения застойных зон на газораспределительной решетке Неравномерность псевдоожижения, проявляющаяся в образовании застойных зон на газораспределительной решетке, является основной причиной, затрудняимцей использование высокоэффективных крупных аппаратов с кипя щим слоем. Застойные зоны в аппараTcuc с кипящим слоем нарушают химические процессы, протекающие в них, приводят к завалам части газораспределительной решетки, а в высокотемпе ратурных аппаратах в местах застойных зон образуются спеки ожижаемого материоша, из-за которых выходит из строя газораспределительная решетка. Известно устройство для определения качества псевдоожижения, состоящее из емкостного датчика и измерительной части. Устройство предназначено для проведения точных экспериментов по измерению пульсаций плотно сти материала в аппаратах с кипящим слоем Однако датчик устройства, выполненный на интегральных радиоэлемен,тах, не работает в условиях вибрации внешних полей, переменных температур и имеет ограниченную область примене ния, реализуемую только в специально подготовленных небольших лабораторных моделях, требует настройки сложного комплекса электронной аппаратуры. Кроме того, емкостный датчик не дает четкой регистрации застойных зон, поскольку существуют и ожиженные участки кипящего слоя без пульса ций плотности материала (однородное ожижение). Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования псевдоожиженного слоя, содержащее корпус с установленными в нем электрическими контактами, соединенными с источником питания и регистрирующим. прибором, и размещенный внутри корпу са на вертикальной направляющей электрический замыкатель, установлен ный с возможностью перемещения. Изве стное устройство является, по сущест ву, измерителем уровня псевдоожиженного слоя, а также может быть исполь зовано для обнаружения застойных зон вследствие различного уровня материа ла в застойной зоне и зоне ожиже.ния 2. Однако надежность обнаружения застойных зон в известном устройстве низка вследствие того, что электрический замыкатель находится в непредсказуемом положении относительно электрических контактов. Цель изобретения - повышение надежности обнаружения застойных зон. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с установленными в нем электрическими контактами, соединенными с источником питания и регистрирующим прибором, и размещенный внутри корпуса на вертикальной направлякндей электрический замыкатель, установленный с возможностью перемещения, корпус устройства выполнен в виде перевернутого стакана, электрические контакты установлены в его верхней части, замыкатель выполнен в виде шайбы, а основание корпуса снабжено упорами для ограничения перемещения замыкателя. При вертикальном погружении устройства граница псевдоожиженного слоя устанавливается четко по нижнему срезу корпуса без проникновения какихлибо всплесков материала внутрь стакана. Это объясняется тем, что внутри корпуса нет потока газа, который удерживал бы частицы материала, Как это происходит в самом кипящем слое. Частицы мелкодисперсного ожиженного материала не могут проникать в полость корпуса, поскольку линии тока газа IB том числе и в турбулентных режимах ожижения и в прирешеточном слое) всегда обтекают корпус снаружи, так как протекание ожижающего агента через полость корпуса исключается его конструкцией. На частицу, помещенную в полость корпуса, в этих условиях действует только сила тяжести (силы аэродинамического взвешивания нет, так как нет в доходящего потока газа) , под действием которой частица может только выпасть из полости корпуса, но не проникнуть в него. Инерция частиц от турбулентных пульсаций в слое незначительна и не может привести к забросу частицы внутрь корпуса и тем более приподнять кольцо-заииыкатель. В застойной зоне проникающий в корпус материал равномерно заполняет его полость и удерживает кольцо-замыкатель на поверхности. На чертеже изображено предлагаемое устройство.. Устройство состоит из корпуса 1, выполненного в виде перевернутого стакана, в котором закреплена вертикальная Направляющая 2, на ко,торой установлены с возможностью перемещения электрический замыкатель 3 в виде айбы, электрические контакты 4 и поры 5 для ограничения перемещения замыкателя. Корпус 1 соединен со тангой 6, а электрические контакы 4 с источником 7 питания и регистрирующим прибором 8. Между корпусом и электроконтактами проложена изоляционная прокладка 9.. С целью увеличения точности определения размеров застойных зон в объеме псевдоожиженного слоя следует выполнять корпус устройства минималь но допустимых, размеров. Уменьшение размеров устройства целесообразно также для уменьшения выталкивакхцей силы, действующей на тело, помещенное в ожиженную зону слоя сыпучего материала, и для снижения металлоемкости устройства в целом. Высота корпуса не должна превышать высоты застойной зоны, которая определяется высотой расположения отверстий в колпачке газораспредели тельной решетки промьшшенных аппара тов кипящего слоя. Радиус кольцевог зазора между стенкой корпуса и верт кальной направляющей необходимо выб рать на порядок больше размера частиц мелкодисперсного материала для избежания их залипания. Устройство работает следующим образом. При помощи штанги б устройство вертикошьно погружается в кипящий слой до необходимого уровня. Источн ком 7 питания создается электрический потенциал между разомкнутыми ко тактами 4. При погружении корпуса в ожиженную зону кипящего слоя полост корпуса, ограничивающая некото «й объем воздуха, остается свободной о частиц материала. Электрический зам катель 3 находится в нижнем положении на упорах 5. Ток в цепи контактон отсутствует. При погружении кор пуса в неожиженную зону кипящего слоя (застойную зону; частицы мел кодисперсного материала попадают в полость корпуса и заполняют ее. При этом замыкателе 3 вытесняется материалом до верхнего положения электрических контактов 4 и замыкает электрическую цепь устройства. Регистрирующий прибор 8 покажет наличие тока в цепи, указывая тем самом, что обнаружена застойная зона в слое. Таким образом, регистрирующий прибор однозначно покажет наличие застойных зон в кипящем слое. Многократное погружение датчика или нескольких устройств в различные точки слоя позволяет обнаружить застойные зоны в кипящем слое и определить их размеры. Предлагаемое устройство обладает простотой в изготовлении и не требует применения сложных приборов. Оно позволяет осуществлять оперативный контроль за качеством псевдоожИжения, обнаруживая застойные зоны в процессе эксплуатации аппаратов кипящего слоя. При применении устройства упрощаются исследования по изучению процессов образования застойных зон, уменьшаются затраты и сокращаются сроки отработки эксплуатационных режимов на опытно-промышленных аппаратах с кипящим слоем, а также предотвращаются аварийные остановы действующих . аппаратов по причине образования застойных зон на решетке.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАСТОЙНЫХ ЗОН В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ, содержащее корпус с установленными в нем электрическими контактами, соединенными с истгочником питания и регистрирующим прибором, и размещенный внутри корпуса на вертикальной направляющей электрический замыкатель, установленный с возможностью перемещения, отличающееся тем, что, с целью повьшения надейсности обнаружения застойных зон, корпус устрюйства выполнен в виде перевернутого стакана, электрические такты установлены в его верхней части, замыкатель выполнен в виде , а основание корпуса снабжено упорами для ограничения перемещения замыка теля.

4