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Verfahren und Einrichtung zum Befördern von Material in grössere Tiefen, insbesondere zum Einbringen von Versatzmaterial in Gruben, Schächte usw. mittels Luft.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörigen Einrichtungen zum Befördern von Material in grössere Tiefen, bei dem ein Luftdruck als Förderungsmittel verwendet wird. Insbesondere dient diese Erfindung dazu, Versatzmaterial in tiefere Gruben, Schächte usw. einzubringen.
Die Wege, auf denen das Versatzmaterialin Gruben oder Schächte eingebracht wird, unterscheiden sieh in lotrechte und waagrechte oder nahezu waagrechte. Versatzmaterial mittels Luftdruckes auf waagrechtem Wege fortzubewegen ist bekannt und bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Es war aber bisher schwierig, das Material mittels Luftdruckes auch auf lotrechten Wegen betriebssicher in die Tiefe zu bringen, weil das Material unter dem Zusammenwirken eines Luftdruckes und der Schwere mit derartig grosser Geschwindigkeit unten ankommt, dass es sich im Rohrknie zusammenstaut und zu Verstopfungen Anlass gibt.
Vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten und ermöglicht die Verwendung eines Luftdruckes zum Einbringen von Versatzmaterial auch für grössere Tiefen.
Gemäss der Erfindung wirkt auf dem ganzen lotrechten Materialweg oder auf einem Teil desselben ein Luftstrom der Schwerkraft entgegen, so dass die lotrechte Materialbewegung nur dem Unterschiede zwischen Schwerkraft und Luftdruck unterliegt, wodurch es möglich ist, übergrosse Geschwindigkeiten zu vermeiden. Weitere Verbesserungen betreffen Einzelheiten hinsichtlich Material-und Luftzuführung bzw. Luftdruckverteilung.
In der Zeichnung stellen dar : Fig. 1 eine Spülleitung mit lotrechtem und waagrechtem Verlauf im Aufriss, Fig. 2 eine abgeänderte Spülleitung mit lotrechtem Verlauf, Fig. 3 eine Luftkammer der lotrechten Leitung mit Luftablassstutzen und Rückschlagklappen im Aufriss, Fig. 4 eine Luftkammer der lotrechten Leitung mit Lufteinlassstutzen im Aufriss und Grundriss.
Das vorher aufbereitete Spülversatzmaterial wird durch eine geeignete Verteil-und Aufgebevorrichtung, z. B. durch zwei Aufgebewalzen oder durch ein Kapselwerk, in die lotrechte Spülleitung 2 gebracht, dann an einer geeigneten Stelle mittels eines Rohrknies 3 aus der Lotrechten in die Waagrechte übergeleitet und durch die Rohrleitung 4 dem Versatzorte zugeführt. Auf der Zeichnung ist diese waagrechte Rohrleitung, um die grössere Länge derselben darzustellen, in Fig. 1 unterbrochen und in Fig. 2 abgebrochen. Das Versatzmaterial macht also zuerst einen lotrechten und dann einen waagrechten Weg.
In der lotrechten Rohrleitung 2 unterliegt das Material zunächst der Schwerkraft, so dass dies bei grösseren Tiefen mit grosser Fallgeschwindigkeit am Rohrknie 3 einlangt. Bei den bisher bekannten pneumatischen Versatzeinrichtungen wird die Pressluft an der Aufgabestelle des Versatzmaterials in die Rohrleitung mit eingelassen. In der lotrechten Rohrleitung wirkt in diesem Falle auf das Versatzmaterial ausser der eigenen Schwerkraft noch der Luftdruck. Beide Kräfte wirken in der ganzen Länge der Lotrechten beschleunigend, so dass das Material mit sehr grosser Geschwindigkeit am Rohrknie einlangt, wo es in die waagrechte Richtung überfahrt werden soll.
Infolge der Massenträgheit kann das Material nicht so schnell der Richtungsänderung folgen wie die Luft, wird daher mit grossem Druck an die Rohrwandung gepresst, wo es sich leicht zusammenstaut. Diese Stauung führt bei grosser Geschwindigkeit und bei feuchtem Material leicht zu Verstopfungen, abgesehen von der grossen Abnutzung des Rohrknies infolge hoher Materialgeschwindigkeit und Materialdruckes. Aus diesen Gründen war es bisher nicht möglich, eine pneumatische Beförderung des Versatzmaterials in grössere Teufen anzuwenden.
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Diese Erfindung lässt eine Verminderung der lotrechten Geschwindigkeit und eine Regulierung derselben erreichen.
Gemäss dieser Erfindung wird die Luft so eingeleitet, dass der Luftdruck auf dem ganzen lotrechten Materialweg oder auf einem Teil desselben der Schwerkraft entgegenwirkt, so dass die lotrechte Materialbewegung nur dem Unterschied zwischen Schwerkraft und Luftdruck unterliegt ; dazu kann ein Luft- überdruck oder Luftunterdruck verwendet werden. Unter dem Einfluss der so verkleinerten Kraft wird die lotrechte Geschwindigkeit des eingebrachten Materials entsprechend kleiner sein.
Die weitere Erfindung betrifft die Regulierfähigkeit der auf die vorbeschriebene Weise verringerten lotrechten Fördergeschwindigkeit.
Gemäss der Erfindung erfolgt die Regulierung auf zwei Arten, entweder durch Regelung der Stärke der Gegenströmung oder durch Regelung der Weglänge, auf welche die Luftströmung der Schwerkraft entgegenwirkt. In vorteilhafter Weise wird man beide Regulierungsmöglichkeiten zusammenwirken lassen.
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tiefer, so dass von dort aus die Luftströmung dem freien Fall des Materials entgegenwirkt. Die Luftzuführung in die lotrechte Spülleitung zum Zwecke des Verzögerns des Materialfalles kann von einer besonderen Leitung erfolgen. Vorteilhafter wird man jedoch gemäss der Erfindung dazu die Luft verwenden, die gleichzeitig zum Befördern des Materials in der waagrechten Leitung dient.
An dieser Luftzufuhrstelle ist das Rohr zu einer trichterförmigen Luftkammer 5 erweitert, in der die Spülleitung 2, 3 zur Einführung der Luft entsprechend unterbrochen ist. Die Luft tritt durch die Leitung 6 in die Luftkammer und mischt sich in dem Trichter 7 innig mit dem Versatzmaterial, das aus der Rohrmündung 8 herausfällt. Von dieser Luftkammer 5 aus presst die Luft nach beiden Rohrleitungsrichtungen, u. zw. in der Richtung dem in der Rohrleitung 2 zufliessenden Versatzmaterial entgegen und in der andern Richtung im Sinne des abfliessenden Materials. Auf das zufliessende Versatzmaterial wirkt daher der Luftdruck verzögernd und-auf das abfliessende beschleunigend.
Es wird vorteilhaft sein, die Einleitungsstelle der Luft in die Nähe des Rohrknies 3 zwischen lotrechter und waagrechter Rohrrichtung zu legen, so dass auf dem ganzen vorhergehenden lotrechten Materialwege die verzögernde Luftpressung der beschleunigenden Schwerkraft entgegenwirkt. Auf das Versatzmaterial wird also in der lotrechten Rohrleitung je nach der Lage der Einführungsluftkammer auf der ganzen lotrechten Länge oder nur auf einem Teil derselben nur der Unterschied zwischen Schwerkraft und Luftpressung einwirken, so dass am Übergangsknie übergrosse Materialgeschwindigkeiten vermieden werden.
Das Material kann dann mit derjenigen Geschwindigkeit durch das Knie geleitet werden, bei der noch keine betriebsgefährliche Stauung oder stopfende Ansammlung eintritt : Auf dem weiteren waagrechten Wege des Versatzmaterials wirkt die Druckluft in bekannter Weise nur beschleunigend.
Die Grösse der Luftpressung wird vorteilhaft so eingestellt, dass sie den auf der waagrechten Rohrleitung 4 herrschenden Widerständen entspricht. Zu diesem Zwecke wird die Luftzufuhr zur Luftkammer 5 durch ein Absperrglied 9 geregelt. Da die Länge der waagrechten Spülleitung je nach der Lage des Versatzortes wechselt, so wird arch die Grösse der Luftpressung beim Absperrglied entsprechend einzurichten sein. Dieser für die waagrechte Leitung eingestellte Luftdruck wird aber in den seltemten Fällen für die gewünschte Geschwindigkeitsverminderung in der lotrechten Leitung gerade auch passend sein.
Es wird daher die Gegenwirkung gemäss den bereits geschilderten Verfahren durch Einstellung der Stärke der Gegenströmung oder durch Regelung der Wirkungslänge für diese Gegenströmung einzustellen sein.
Zur Ausführung dieser Massnahmen dient folgendes : Die lotrechte Rohrleitung schliesst oben am Eintragsende möglichst dicht an den Aufgabeapparat, an die Aufgabewalzen 1 oder an ein Kapselwerk, an. In einiger Entfernung unter den Aufgabewalzen j ? ist das Rohr 2 zu einer Luftkammer 10 erweitert (Fig. 1), in die der obere Teil des Spülrohres hineinragt. An dieser Luftkammer 10 setzt sich trichterförmig die weitere untere Spülleitung fort. Im oberen Teil dieser Luftkammer führt ein Rohranschluss 11 die Luft ins Freie. Aus der Zuführungsluftkammer 5 strömt nun auch Druckluft in die lotrechte Leitung 2 dem fallenden Material entgegen und wird, soweit sie nicht unter den Aufgabewalzen 1 entweichen kann, durch das Rohrstück 11 ins Freie treten.
Gemäss der Erfindung wird nun eine Regelung dieser dem fallenden Material entgegenwirkenden Luftströmung dadurch erreicht, dass in die Luftauslassleitung 11 ein Absperrglied 12 eingeschaltet, mit dem die Stärke des Luftaustrittes mehr oder weniger abgedrosselt werden kann. Bei ganz geöffnetem Absperrglied 12 wird die gesamte Gegenluft hier austreten und im lotrechten, Rohr 2 wird die stärkste Gegenströmung herrschen. Die waagrechte Spülleitung 4 wird, wie bereits früher erwähnt, ihrer Länge nach je nach Lage der jeweiligen Versatzorte wechseln. Dementsprechend wird auch die Pressung der Druckluft durch das Absperrglied 6 einreguliert werden müssen. Die Länge der lotrechten Leitung 2 wird meistens gleichbleiben.
Zur Erreichung einer stets gleichen kleineren Fallgeschwindigkeit des Materials in der lotrechten Leitung wird die Luftgegenströmung ebenfalls gleichbleiben müssen. Um dies
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bei veränderlichem Betriebsdruck der Pressluft zu erreichen, wird bei höherer Luftpressung am Ventil 12 mehr und bei niederer Luftpressung weniger gedrosselt. Durch entsprechendes Drosseln des Luftaustrittes wird also bei verschiedener Luftpressung im lotrechten Fallrohr stets die gleiche Geschwindigkeit des Gegenstromes und damit die gleiche Verzögerung der Fallgeschwindigkeit erreicht, der weitere Luft- Überschuss wird bei der ebenfalls stets gleichen Undichtheit an der Aufgabewalze 1 entweichen.
Bei der vorgeschilderten Regelung des Gegenluftstromes wird das Druckgefälle verschieden eingestellt, während der Weg, auf dem die diesem Druckgefälle entsprechende Luftströmung wirkt, der gleiche bleibt, u. zw. in der Entfernung zwischen Lufteintrittskammer 5 und Luftaustrittskammer 10.
Eine weitere Vervollkommnung dieser Gegenstromregulierung wird damit erreicht, dass auch die Wege, auf denen die Gegenluft wirkt, verschieden lang bemessen werden.
In Fig. 2 ist eine Falleitung dargestellt, bei der mehrere Luftablassstellen hintereinander geschaltet sind. Alle diese Stellen sind zu je einer Luftkammer 13, 14, 15 ausgebildet und mit einer drosselbaren Ablassleitung 16, 17 und 18 versehen. Bei höherer Betriebsluftpressung wird, um die gewünschte lotrechte
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15, 18 verlängern. Die Einrichtung wird also so benutzt, dass man das grösste Druckgefälle auf dem kleineren Weg, das kleinere Druckgefälle auf einem längeren Weg wirken lässt, um die gleiche Gegenströmwirkung zu erzielen.
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