181352. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kevert fázisokat tartalmazó, tartályokban lejátsztódó szilárdulási folyamatok detektálására
3 181352 4 3. ábra a sugárzás intenzitásának csökkenését mutatja a megszilárdult darabok méretének függvényében, a 4. ábra több sugárforrást tartalmazó berendezés keresztmetszete és az 3. ábra egy fluidágyas reaktor részben metszve, a találmány szerinti detektáló szerkezet blokksémájával. Az 1. ábrán látható egy kevert fázisokat tartalmazó 1 tartály metszete vázlatosan. Az 1 tartály 2 belső terében helyezkednek el a különböző fázisok, például fluidágyas megoldással. A 4 sugárforrás az 1 tartály egyik oldalán van elhelyezve. Az 5 detektor a 2 tartály másik oldalán, a 4 sugárforrással szemben van elhelyezve. így a 4 sugárforrásból kiáramló 6 sugárzás áthalad az 1 tartály 2 belső terén és így ér az 5 detektorba. Ha az 1 tartály 2 belső terében 3 szilárd darabok vannak, a sugárzás intenzitása, azaz az 5 detektor által szolgáltatott jel intenzitása csökken, ami egyértelmű jele a 3 szilárd darabok jelenlétének. Vizsgálataink során azt a meglepő tényt tapasztaltuk, hogy viszonlyag kis méretű 3 szilárd darabok is észlelhető csökkenést eredményeztek a sugárzási intenzitásban, annak ellenére, hogy a 6 sugárzás kétszer is áthalad a viszonylag vastag tartályfalon, továbbá a viszonylag sűrű kevert fázisokon. A 2. ábrán olyan megoldást mutatunk be, amelylyel az előbbinél hatékonyabb detektálás végezhető. Itt az 1 tartályon belül van a 4 sugárforrás elhelyezve. Célszerűen az 1 tartály körszimmetrikus és a 4 sugárforrás s szimmetriatengelyen helyezkedik el, a 2. ábrán látható módon. Az 1 tartály körül helyezkednek el az 5A—5R detektorok, összesen tizenhat darab. A 4 sugárforrásból kiáramló 6A-6R sugárzás sugárirányban haladva jut el az 5A—5R detektorokig. Ha az 1 tartályban 3 szilárd darabok jelennek meg, várható, hogy ezek valamelyike az egyik 6 sugárzás útjába kerül és ezzel a mért intenzitást csökkenti. A 2. ábrán látható 3 szilárd darab például a 6C, 6D és 6E sugárzás intenzitását csökkenti, amivel az 5C, 5D és 5E detektorok által mért jel erőssége csökken. Amikor a találmány szerinti detektáló rendszert megtervezzük, többnyire a korábbi tapasztalatok alapján tudjuk, hogy az adott berendezésekben hol várható leginkább szilárd fázis kiválása. Célszerű a sugárforrásokat és a detektorokat ennek megfelelően úgy elhelyezni, hogy a sugárzás elsősorban ezeken a helyeken haladjon át. A találmány szerinti megoldást célszerű teljesen automatikusan, elektronikus rendszerként kialakítani, hogy valamennyi detektor jelét folyamatosan és automatikusan ellenőrizni lehessen. Amint a sugárzási intenzitás csökken, ami a tartályban a szilárd darabok kiválását jelzi, célszerű azonnal valamilyen riasztójelet adni. A 3. ábrán diagramot mutatunk be, amely a kivált szilárd darabok méretének növekedése függvényében mutatja a sugárzási intenzitás csökkenését. A függőleges tengelyre a számított sugárzási intenzitást vittük fel relatív mértékegységben, a vízszintes tengely pedig a szilárd darabok vastagságát mutatja centiméterben. A sugárzási intenzitás számításához az ismert módszereket, illetve technikát alkalmaztuk. A későbbiekben bemutatandó példából látható, hogy a számítást nem szükséges különösebben pontosan végezni. Az ábrán látható alsó görbe mintegy 400 kg/m3 sűrűségű kevert fázisra vonatkozik, a felső görbe körülbelül 320kg/m3 sűrűségű kevert fázist feltételez. Ha ismerjük a sugárfonás intenzitását, a kevert fázis hozzávetőleges sűrűséget, a megszilárdult anyag sűrűséget, valamint a tartály falvastagságát és anyagát könnyű kiszámítani a detektorba érkező sugárzás erősségét. A fenti értékek közül az egyik ismeretlen a kevert fázis sűrűsége. Jelen esetben feltételeztük, hogy a maximális sűrűség 400kg/m3, míg a minimális sűrűség 320kg/m3 az adott kevert fázisra vonatkoztatva. Ezekből a feltételezésekből kiindulva készítettük el a 3. ábrán látható görbéket. Némi habozás után a riasztási pontot a skála 13,8 jelű pontjába helyeztük, minthogy ez a nagyobb sűrűséget jelölő görbe legmagasabb pontja. Ez azt jelenti, hogy ha a kevert fázis sűrűsége gyakorlatilag 320 kg/m3, már a legkisebb szilárd darab is üzembe helyezi a riasztó berendezést. Ha viszont a kevert fázis valóságos sűrűsége közelebb áll az alsó görbéhez, azaz 400 kg/m3 körül van, a szilárd darabok mintegy 15 cm-es nagyságig növekedhetnek, mielőtt a riasztás megszólalna. Ilyen méretű szilárd darabok jelenléte feltételezéseink szerint még nem akadályozná a berendezés működését az adott esetben. Ha a tartály falai rendkívül vastagok, a tartály átmérője rendkívül nagy, illetve a kevert fázis sűrűsége nagy, célszerű egynél több sugárforrást alkalmazni. Ilyen megoldást mutatunk be a 4. ábrán. Itt látható, hogy a 4A, 4B, 4C és 4D sugárforrások az 1 tartály 17 szimmetriatengelye körül vannak elhelyezve. Az 1 tartály körül 5A— 5M detektorok vannak, hogy a kijövő sugárzást felfogják. Valamennyi 5A-5M detektor mind a négy 4A, 4B, 4C és 4D sugárforrásból kijövő jelet detektálja. Az ábrán látható például, hogy az 5A detektor felfogja a 4A, 4B, 4C és 4D sugárforrásokból jövő 6A, 6B, 6C sugárzást. Példa Szilárd darabok képződése többször nehézséget okozott egy kis nyomású fluidágyas olefin polimerizáló reaktorban, amelynek átmérője 2,4 m, falvastagsága 24 mm volt. A reaktort az 5. ábrán mutatjuk be. A szilárd darabok mindig közvetlenül a 10 perforált lemez fölött keletkeztek. Arra a meggyőződésre jutottunk, hogy ha a szilárd darabokat idejében fel lehet fedezni és el tudjuk távolítani mielőtt megnövekednének, a nehézségek megszüntethetők lennének. A 2 tartályban kezelt szilárd fázisú anyag sűrűsége a megszilárdult formában mintegy 960 kg/m3 volt. A fluidágyban levő kevert fázis sűrűségét 320 és 400 kg/m3 érték között becsültük. A berendezést felszereltük az alábbiakban leírt módon a találmány szerinti eljárás foganatosításához szükséges egységekkel. Mint már említettük, a találmány megvalósítását célszerű, bár nem szükségszerű, elektronikus rendszerrel végezni. Feltehetőleg azok a berendezések, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 55 2
