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Einrichtung zum Fördern von pulverförmigem Gut
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fördern von pulverförmigem Gut durch Pressluft unter sehr hohen Drücken und weist ein mit einer Aufgabeöffnung versehenes Gehäuse auf, in dem ein gegen die Gehäusewand abgedichteter, mit Schaufeln ausgestatteter Läufer drehbar unterebracht ist und welche mit einem Lufteinlass zum Einführen von Druckluft sowie einer dem Lufteinlass gegenüberliegenden und durch den Raum zwischen mindestens zwei benachbarten Schaufeln mit diesen in Verbindung stehenden Entleerungsöffnung für das pulverförmige Gut versehen ist. Die Förderung kann waagrecht oder senkrecht erfolgen. Der geförderte Gutstrom ist sehr dicht und enthält nur wenig Luft. Die Dichte des Gutstromes ist wesentlich grösser als bei den bisher bekannten Einrichtungen.
Die Einrichtung ist derart ausgebildet, dass sie sich nicht verbiegt, obwohl Druckunterschiede von 0, 7 bis 1, 5 kg/cm2 auftreten. Die Dichtung verhindert, dass Luft aus der Einrichtung entweichen kann.
Es hat sich gezeigt, dass pulverförmiges Gut in flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt und Drükken ausgesetzt werden kann, die höher sind, als dies bisher bei pneumatischer Förderung der Fall war. Die gleiche Luft, die unter Druck den flüssigkeitsähnlichen Zustand erzielt, kann verwendet werden, um die Drücke zu erzeugen, mit denen das pulverförmige Gut in billiger, einfacher und wirkungsvoller Weise in einer Dichte gefördert wird, die bisher bei der senkrechten oder waagrechten Förderung unbekannt war. Verschiedene Industrien, insbesondere die Mühlenindustrie, bedarf eines billigen, einfachen und wirkungsvollen Verfahrens mit entsprechenden Anlagen für den Transport solcher pulverförmigen Güter von einem Ort zu anderen.
Beispielsweise bei der Auslieferung von Mehl an die Bäckereien benötigen die Lieferanten einen beträchtlichen Aufwand an Arbeitskräften und Ausstattung, und das Mehl muss über beträchtliche Entfernungen entweder waagrecht oder senkrecht, oder beides, gefördert werden, damit es in die Vorratsbehälter der Bäckerei gelangt. Verschiedene Verfahren und Anlagen sind bisher für den Transport pulverförmigen Gutes verwendet worden. In diesen Fällen wurde dabei die pneumatische Förderung angewandt. Im Gegensatz zu den pneumatischen Förderungen dieser Art wird gemäss der Erfindung das pulverförmige Gut in einen derartigen Zustand versetzt, dass es sich wie eine Flüssigkeit verhält.
Zu diesem Zweck wird das pulverförmige Gut gründlich mit nur so viel Luft gemischt, dass es die Eigenschaften einer Flüssigkeit wie Wasser annimmt und von selbst dort hinstrebt, wo der Druck geringer ist. Die Verflüssigung wird dadurch erreicht, dass das Gut plötzlich verhältnismässig hohem Luftdruck in einer Verflüssigungskammer unterworfen wird, die unmittelbar mit der Auslassleitung verbunden ist, so dass die Luft mit dem pulverförmigen Gut rasch gemischt wird. Auf diese Weise können bis zu 90 kg des pulverförmigen Gutes, das mit nur 1/2 kg Luft gemischt wird, über verhältnismässig lange Entfernungen waagrecht oder auch senkrecht gefördert werden, ohne dass zusätzliche Anlagen entlang der Förderleitung erforderlich wären.
Es ist also kein zusätzlicher Antrieb notwendig, um das Gut senkrecht und waagrecht über beträchtliche Entfernungen zu fördern.
Da nur 1 kg Luft mit 25 bis 90 kg oder mehr des pulverförmigen Materials gemischt werden muss, um das Material zu verflüssigen, so strömt das Gut durch die Leitung in einem dichten Strom, füllt die Leitung voll aus und fliesst aus ihrem offenen Ende wie Wasser, das aus einem offenen Hydranten strömt. Es werden hiefür Luftdrücke von etwa 0, 14 bis 3, 5 kg/cm2 benötigt. Vorzugsweise wird ein Druck zwischen 0, 35 und 2, 1 kg/cm2 angewendet. Die Geschwindigkeit der Mischung beträgt etwa 100 bis 500 m in der Minute, wenn sie die Aufgabeeinrichtung verlässt, die die Verflüssigung bewirkt und den Strom des verflüssigten Materials vorwärtstreibt.
Wesentlich ist, dass nur 1/2 kg Luft für 25 bis 90 kg des pulverförmigen Gutes benötigt wird, und dass bei der Förderung von Mehl 40 bis 90 kg mit 1 kg Luft vermischt gefördert werden.
Die Förderung des pulverförmigen Gutes in verflüssigtem Zustand, wie es oben beschrieben ist, steht in scharfem Gegensatz zu dem, was bisher als pneumatische Förderung bekannt ist. Bei der pneumatischen Förderung werden verhältnismässig grosse Luftmengen, für die Förderung verhältnismässig kleine Mengen pulverförmigen Gutes benötigt, und die Geschwindigkeiten sind erheblich höher als bei der Förderung durch die erfindungsgemässe Einrichtung. Bei der pneumatischen Förderung sind die angewendeten Drücke in der Regel kleiner als 0, 07 kg/cm2 und jedes kg pulver-
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förmigen Gutes, das gefördert wird, benötigt 0, 5 bis 1, 5 kg Luft. Die Luft wirkt als Träger und nimmt das Gut mit. Die Luft bei der pneumatischen Förderung hat eine Geschwindigkeit von etwa 600 bis 1700 m in der Minute.
Wegen des verhältnismässig grossen Luftvolumens, das dabei benötigt wird, ist es notwendig, dass die Luft gefiltert wird, wenn beispielsweise das Mehl am Bestimmungsort gestapelt werden soll. Demzufolge sind die Kosten einer solchen Förderung wesentlich höher als bei der Förderung gemäss der Erfindung.
Ausserdem ist die Dichte des Materials bei der bekannten Förderung notwendigerweise sehr gering.
Die Leitung muss daher verhältnismässig grossen Querschnitt haben und die Luftgeschwindigkeit hoch sein und damit auch die erforderliche Antriebskraft. Der Wirkungsgrad der erfindungsgemässen Einrichtung zur Förderung von pulverförmigem Gut durch Verflüssigung ist wesentlich höher als jener der bisher bekannten Fördereinrichtungen.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass ein Teil der Entleerungsöffnung, der sich zu irgend einem Zeitpunkt zwischen zwei beliebigen benachbarten Schaufeln befindet, einen wesentlich kleineren Querschnitt als jede der Kammern zwischen zwei Schaufeln der Trommel aufweist, und dass die Drehzahl der Trommel mit der jeweils zugeführten Luftmenge in eine Abhängigkeit gebracht ist, derzufolge das pulverförmige Material fluidisiert, d. h. das Verhältnis des Gewichtes der Luft zu dem des pulverförmigen Materials in den Grenzen 1 : 35 bis 1 : 200 gehalten ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 eine Teildarstellung eines Querschnittes mit einer abgeänderten Form der Schaufeln.
Die Einrichtung zum Fördern von pulverförmigem Gut ist unterhalb eines Behälters oder Kastens 5 angebracht, der das pulverförmige Gut enthält und eine Öffnung 6 in seinem unteren Teil aufweist. Eine Luftgleitbahn 7, bestehend aus einem blinden Boden aus Gewebe, durch das nach oben Druckluft gedrückt wird, dient dazu, das pulverförmige Gut nach der öffnung 6 hin zu fördern. Statt dessen kann aber auch ein Schnekkenförderer oder ein Vibrator verwendet werden, durch den das Gut zur öffnung 6 gefördert wird.
Die Druckluft hat das Gut verlassen, wenn dieses durch die öffnung hindurchtritt.
An dem Behälter 5 ist durch Flansche 8 und Bolzen 9 die Fördereinrichtung, die generell mit A bezeichnet ist, befestigt. Die Einrichtung A besteht aus einem Gehäuse, das mit 10 bezeichnet ist und im wesentlichen eine zylindrische Form hat. Die Einlassöffnung 11 im oberen Teil des Gehäuses 10 nimmt das pulverförmige Gut aus dem Behälter 5 durch die öffnung 6 auf. Das zylindrische Gehäuse 10 hat eine Lufteinlassöffnung 12 und eine Entleerungsöffnung 13, durch die die Luft und das pulverförmige Gut ausgetragen werden. Der Lufteinlass 12 ist an eine Druckluftleitung angeschlossen, aus der Druckluft mit einem Druck von 1 bis 1, 5 kg/cm2 geliefert wird. Es können auch Drücke von 0, 3 bis 2, 1 kg/cm2 zur Anwendung kommen.
Ein leichter Druckanstieg ist erforderlich, wenn der Durchmesser der Leitung verkleinert ist, da dadurch die Reibung ansteigt. Ein solcher Druckanstieg ist nur erforderlich, wenn sehr kleine Durchmesser verwendet werden. Die Entleerung- öffnung 13 ist an eine Leitung angeschlossen, die den Materialfluss an die gewünschte Stelle bringt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht das Gehäuse aus einem Rohrmantel 14, dessen Achse waagrecht liegt und der am Ende durch Ringscheiben 15 und 16 begrenzt ist, die sich radial nach innen erstrekken. An die Ringscheiben 15 und 16 sind, sich nach aussen erstreckende Abstandshalter 17 und 18 angebracht, an denen die Deckel 19 und 20 befestigt sind. In den Deckeln 19 und 20 ist die Welle 21 gelagert, die durch die Deckel hindurchragt und mit ihren Enden 22 an einen Antrieb mit ver- änderbarer Drehzahl angeschlossen ist.
Auf der Welle 21 ist eine Trommel 23 befestigt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich diese Trommel durch das Gehäuse und besteht aus einem Rohr 24, das an den Enden durch Scheiben 25 und 26 geschlossen ist, die an der Welle angeschweisst oder aufgekeilt sind.
Eine Dichtung, die allgemein mit S bezeichnet ist, verhindert das Entweichen von Luft aus dem Gehäuse 10 an beiden Enden der Trommel. Sie besteht aus einem Flanschring 27 L-förmigen Querschnittes, der an seinem Ende bei 28 abgeschrägt ist. Mehrere Packungsringe 29 sind zwischen der Trommel 23 und einem Dichtungsring 30 angeordnet, der an dem Abstandshalter 17, 18 und der Ringscheibe bzw. 16 angeschweisst ist. Schraubenbolzen 31 ziehen den Flanschring 27 gegen den Dichtungsring 30 und rücken so die Packungsringe 29 zusammen, so dass die Luft nicht zwischen der Ringscheibe 15 bzw. 16 und dem Trommelmantel 24 entweichen kann. Ein Bronzeringeinsatz 32 verringert die Reibung. Eine solche Dichtung S ist an beiden Enden des Gehäuses vorgesehen, um ein Entweichen von Luft zu verhindern.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Entleerungsöffnung 13 oval und bogenförmig und die Lufteinlassöffnung ähnlich ausgebildet. Die Lufteinlassöffnung 12 hat diese Form, um die Druckluft über einen grösseren Bogenbereich zu verteilen, als dies der Fall wäre, wenn der Einlass Kreisquerschnitt hätte. Die Lufteinlassöffnung 12 und die Entleerungsöffnung 13 sind so angeordnet, dass sie ausserhalb der Trommel 23 im Gehäuse liegen, so dass die Druckluft zwischen der Trommel und der Innenwand des Gehäuses hindurchgedrückt wird. Beide öffnun- gen haben gleichen Abstand von der Trommel und liegen sich gegenüber. Der Luftstrom streicht also
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durch das Gehäuse, in dessen unterem Teil in
Längsrichtung.
Am Umfang der Trommel 23 sind sich nach aussen und radial erstreckende Schaufeln 33 ange- bracht. Sie sind in der Form dem die Trommel um- gebenden Ringraum angepasst. Das Spiel zwischen den Rändern der Schaufeln und der Innenseite des
Ringraumes beträgt 0, 05 mm. Die Schaufeln er- strecken sich in Längsrichtung der Trommel. Sie erfassen das pulverförmige Gut, das durch die Öffnung 6 in die Aufgabevorrichtung gelangt und bringen es in den Bereich der Drucklufteinlassöffnung 12, wo es durch den Druckluftstrom beaufschlagt wird, so dass es sich wie eine Flüssigkeit verhält und durch die Druckluft durch die Entleerungsöffnung 13 in einem Strom hindurchgefördert wird. Der Spalt zwischen den Schaufeln 33 und der Innenseite des Gehäuses ist so gering, dass nur, wenn überhaupt, sehr wenig Luft entweichen kann.
Jede Schaufel ist am äusseren Rand mit einer Messingleiste versehen, die den Dichtungsrand bildet.
Der Durchmesser der Trommel 23 ist etwas geringer als 25 cm, während die Länge der Schaufeln etwa 9 cm beträgt. Der Durchmeser der Trommel ist also beträchtlich grösser als die Länge einer Schaufel 33 und tatsächlich grösser als 21/2mal die Länge einer Schaufel. Diese Beziehung zwischen dem Durchmesser der Trommel und der Länge der Schaufeln ergibt die notwendige Festigkeit, um zu verhindern, dass sich die Trommel verbiegt. Fig. 3 zeigt eine andere Form der Schaufeln. Die Trommel ist mit 41 bezeichnet und besteht aus einem Zylinder 42, der mit Schaufeln 43 besetzt ist, die in Richtung der Drehung gekrümmt sind. Beim Vorbeigang der Schaufeln an der Einlassseite des pulverförmigen Gutes erfassen sie dieses besser als die geraden Schaufeln gemäss Fig. 1 und 2 und fördern es in den unteren Teil des Gehäuses.
Während des Betriebes wird die Trommel 23 mit den Schaufeln 33 durch die Welle 21, die mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wird, in Drehung versetzt. Die Lufteinlassöffnung 12 ist mit einem Drucklufterzeuger verbunden, der Druckluft mit Drücken von beispielsweise 0, 6 bis 1 kg/cm2 liefert. Wenn die Schaufeln den Guteinlass 6 passieren, erfassen sie das pulverförmige Gut und werden dadurch gefüllt. Bei ihrer weiteren Drehung gelangen sie in den Bereich vor der Lufteinlassöffnung 12 und die Druckluft strömt in die drucklosen Kammern, die zwischen den benachbarten Schaufeln gebildet sind. Dabei wird das pulverförmige Gut in den Kammern in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt und beginnt unmittelbar zwischen den Schaufeln zur Entleerungs- öffnung 13 und durch diese hindurchzuströmen.
Die Entleerungsöffnung 13 hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als jede der Kammern zwischen zwei Schaufeln 33 der Trommel. Jede der Kammern bildet, wenn sie sich zwischen Einlass und Auslass befindet, eine Verbindungsleitung zwischen diesen.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann billig und einfach hergestellt werden. Wichtiger ist noch, dass zufolge der besonderen Konstruktion die Welle 21 sich nicht verbiegt, sondern die
Trommel 23 um ihre Längsachse dreht, ohne eine wesentliche Veränderung derselben. Es kann Luft unter Drücken von etwa 1 bis 1, 5 kg/cm2 durch die Lufteinlassöffnung 12 eingeleitet werden, ohne dass die Trommel 23 während ihrer Drehung nachteilig beeinflusst wird. Die festen Endscheiben
25 und 26 am Ende des Trommelmantels 24 ver- hindern, dass die relativ hohen Drücke auf den rotierenden Teil einen nachteiligen Einfluss aus- üben.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ent- nimmt das pulverförmige Gut, z. B. Mehl, einem
Behälter 5 und bringt es in einem einzigen Arbeits- gang derart in Berührung mit der Druckluft, dass es in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand gerät und durch den Druckluftstrom gefördert werden kann.
Die Abnutzung ist äusserst gering. Mit der Erfindung ist das Problem der Förderung von pulverförmigem Gut, wie beispielsweise Mehl, in einwandfreier Weise gelöst.
Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, dass das pulverförmige Gut über grosse Entfernungen von 30 bis 60 m gefördert und auch über gleiche Entfernungen in der Höhe in einem dichten Strom gefördert werden kann. Die Luftmenge, die dabei benötigt wird, ist wesentlich kleiner, als dies bisher der Fall war. Es hat sich herausgestellt, dass 36 bis 90 kg Mehl mit nur 1/2 kg Luft über die genannten Entfernungen gefördert werden können. Wenn das Gut den Bestimmungsort erreicht, so ist nur wenig Staub bei der Entfernung der Luft vorhanden, der herausgefiltert werden muss.
Die Erfindung lässt sich bei der Förderung beliebiger, klein zerteilter Materialien anwenden.
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