Verfahren zum pneumatischen Fördern von Massengütern sowie   pneumatischer ;4e:!rIIr    zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum pneumatischen Fördern von Massengütern, mittels dessen kornförmige oder andere, mehr oder weniger kleinstückige Massengüter zum Beispiel durch Rohrleitungen förderbar sein können, wobei das zu fördernde Gut, insbesondere Gusssand, zur Herstellung von Sandformen oder Sandkernen sein kann.



   Die Anwendung von Luftrohrpost- und ähnlichen pneumatischen Vorrichtungen, z. B. zum Transport von Sendungen zwischen den Abteilungskassen in Warenhäusern, ist bekannt; ebenso ist es bekannt, körnige oder andere kleinstückige Massengüter, z. B.



     Gusssand,    Kies- und Betonmischungen usw., in ähnlicher Weise von einer Stelle, an der die Zubereitung oder Mischung erfolgt, zu einer andern Stelle pneumatisch zu befördern, an der das Material angewendet werden soll und die manchmal in ziemlich grosser Entfernung von der ersten Stelle liegt. Bei derartigen pneumatischen Fördervorrichtungen für Massengüter wie Sand besteht jedoch ein ernsthaftes Problem in der schnellen Abnutzung der Wände der Rohrleitungen und der Neigung des beförderten Materials, die Leitungen zu verstopfen.



   Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zum pneumatischen Fördern von Massengütern zu schaffen, bei dem die Abnutzung der Wandungen der Förderleitung, z. B. Rohre, auf ein Minimum herabgesetzt und Materialverstopfungen verhindert sein können, während gleichzeitig eine schnellere und gleichmässigere Förderung des Gutes erzielt werden kann, wodurch die Unterhalts- und Betriebskosten herabgesetzt werden und Betriebsstillsetzungen zwecks Austausch oder Reinigung von Rohren im wesentlichen vermieden sein können.



   Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung wird ein Druckluftstrom in eine Förderleitung zusammen mit dem Massengut eingeführt und ihm eine schraubenlinienförmige Bahn durch die Leitung erteilt, so dass der Luftstrom das Gut entlang der Achse dieser Bahn fördert und an seiner Peripherie zwischen dem geförderten Gut und der Innenseite der Leitung eine Pufferschicht von Luft bildet, um die Abnutzung der Leitungswand durch das Fördergut wenigstens angenähert auszuschalten, wobei das Gut schwebend im Luftstrom gehalten wird, um Leitungsverstopfungen zu verhindern.



   Die Erfindung betrifft auch einen pneumatischen Förderer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.



   Eine beispielsweise Ausführungsform des pneumatischen Förderers nach der Erfindung und des erfindungsgemässen Verfahrens sind auf der Zeichnung dargestellt und nachstehend näher beschrieben.



   Fig. 1 ist ein   Übersichtschema    eines pneumatischen Förderers.



   Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab den untern Teil eines Einfülltrichters der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei dieser Trichter teils im Vertikalschnitt und teils in Ansicht von der Seite mit weggebrochenen Teilen zur Veranschaulichung der innern Teile gezeigt ist.



   Fig. 3 zeigt den Einfülltrichter in noch grösserem Massstab im Querschnitt gemäss der Linie   III-III    in Fig. 2.



   Fig. 4 zeigt Teile des Trichters in noch grösserem Massstab im Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.



   Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines Teils eines Hilfsgebläses in Form eines Düsenkranzes, von denen zwei an verschiedenen Stellen entlang der Förderleitung gemäss Fig. 1 angeordnet sind.



   Fig. 5a ist ein Diagramm zu Fig. 5.  



   Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.



   Fig. 6a ist ein Diagramm zu Fig. 6.



   Fig. 7 zeigt von vorn und in grösserem Massstab eine der Düsen der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 4.



   Fig. 8 ist ein Axialschnitt durch die Düse nach Fig. 7.



   Fig. 9 zeigt schematisch einen Teil des Förderrohres mit einem der Hilfsgebläse, wobei die schraubenlinienförmige Bahn der Luft durch das Rohr dargestellt ist.



   Fig. 10 ist schliesslich ein Querschnitt durch das Rohr nach der Linie X-X in Fig. 9 und zeigt die schraubenlinienförmige Bahn der Luft sowie die Konzentration des Gutes im Abstand von den Rohrwandungen.



   Bei der in der Zeichnung dargestellten Fördereinrichtung dient der Trichter 11 zum Einfüllen von Sand von einer Sandmühle oder einem andern Mischer in anwendungsfertigem Zustand, z. B. zur Herstellung von Sandformen oder Sandkernen in Gie ssereien. Der Trichter besitzt oben einen Deckel 12, der mit Hilfe einer pneumatischen Hebevorrichtung 13 betätigt werden kann. Die Vorrichtung 13 kann über ein Schaltgerät 15 mit einer elektrischen Druckluft-Steuervorrichtung über Leitungen 14 in Verbindung stehen, um den Strom zu einem die Druckluftzufuhr von einer Druckluftquelle öffnenden bzw. abschliessenden Elektromagnetventil 16 einzuschalten und zu unterbrechen. Die Druckleitung von der Druckluftquelle zur Steuervorrichtung ist mit 17 bezeichnet.

   Wenn der Deckel 12 zum Füllen des   Trich-    ters 11 mit Sand von der Sandmühle oder dergleichen geöffnet ist, ist das Elektromagnetventil 16 durch das Schaltgerät 15 stromlos gemacht und geschlossen.



  Wenn der Deckel 12 nach Einfüllen des Sandes geschlossen wird, wird der Stromkreis durch die Arbeitsspule des Elektromagnetventils 16 geschlossen, womit das Ventil geöffnet wird und Druckluft in eine die Luft gleichförmig nach drei Abzweigleitungen 19, 20 und 21 verteilende Verteilervorrichtung 18 hereinströmt. Die Leitung 19 führt die Druckluft nach einer Lufteinlasshaube 22, die die untere Endpartie 23 des konischen untern Teils des Trichters 11 umgibt. Die Haube 22 steht mit mehreren, im vorliegenden Fall drei, Luftverteilern 24 in Verbindung, die sich entlang der Aussenseite des konischen Teils 23 des Trichters 11 erstrecken und um dessen Umkreis verteilt sind, sowie mit der konischen Mantelfläche von der Haube 22 nach oben divergieren. Eine Anzahl Stützbeine für den Trichter 11 sind mit   1 1a    bezeichnet.



   Die konische Mantelwand 23 des Trichters 11 weist mit Gewinde versehene Löcher 25 auf, die entlang von Mantellinien des konischen Trichterteils angeordnet sind, welche je unter einem Luftverteiler 24 verlaufen. Wie am deutlichsten aus Fig. 4 hervorgeht, sind vierzehn derartige Löcher für jeden Luftverteiler angeordnet, und in jedem der Löcher 25 ist ein Düsenhalter 26 eingeschraubt, der, wie am deutlichsten aus Fig. 7 und 8 hervorgeht, einen mit Gewinde versehenen, in das Loch 25 eingeschraubten Körper 27 sowie einen Kopf 28 besitzt, der in das Innere des Trichters 11 hereinragt. Der Kopf 28 besitzt eine Strahldüse 29, die sich senkrecht zur Achse des Körpers 27 und Kopfes 28 erstreckt.

   Der Kanal 30 im Körper 27 des Halters steht durch den Kopf 28 mit dem Austrittsloch 31 der Düse 29 in Verbindung, das derart in der Düse schräg steht, dass man durch Drehung der Düse 29 im Kopf 28, was durch den Schraubeingriff zwischen der bei 32 mit Aussengewinde versehenen Düse und dem mit Gewinde versehenen Loch 33 im Kopf möglich ist, die Mündung 34 der Düse um 3600 um die zur Längsachse des Düsenhalters senkrechte Mittellinie 35 des Düsenkörpers drehen kann.

   Der Neigungswinkel des Düsenloches 31 zur Mittellinie 35 beträgt im vorliegenden Fall   15".    Die Düsenrichtung ist somit in zwei Richtungen einstellbar, nämlich einmal mit Hilfe der Schraubverbindung des Körpers 27 mit der Trichterwandung in einer zur Tangentenebene an die Trichterwand an der betreffenden Bohrung parallelen Ebene und zweitens in einer zu dieser Tangentenebene senkrechten Ebene mittels der schraubbaren Verbindung 32, was durch das schräggebohrte Loch 31 der Strahldüse 29 ermöglicht wird.



   Druckluft aus der Haube 22 strömt somit durch jeden der Verteiler 24 und von diesem durch die Löcher 25 und die Düsen 26. Dadurch, dass diese in der einen oder in beiden erwähnten Ebenen eingestellt werden, kann die in den Trichter 11 einströmende Luft, wie deutlich aus Fig. 4 hervorgeht, entweder in der horizontalen Richtung oder in entweder nach oben oder nach unten zur Horizontalebene geneigten Richtungen gerichtet werden. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kann von den vierzehn Düsen einer Reihe beispielsweise die oberste schräg nach oben gerichtet sein, die mittleren können horizontal, und die untern können schräg nach unten gerichtet sein. Die obersten, schräg aufwärts gerichteten Düsen der Reihen dienen dazu, den Sand aufgelockert im Trichter zu halten, um die freie Bewegung und Durchlüftung des Sandes zu erleichtern.

   Die horizontal gerichteten Düsen dienen dazu, eine den Sand in eine spiralenförmige Bahn richtende Wirbelbewegung herbeizuführen, und die schräg abwärts gerichteten Düsen im untern Teil der Reihen dienen zur Überführung dieser spiralenförmigen Bahn in eine schraubenlinienförmige Bahn, wobei der Sand mit dem Druckluftstrom durch das untere Ende des Trichters in das Transportrohr 36 ausläuft. In diesem Rohr behalten der Luftstrom und der Sand beim Durchströmen die schraubenlinienförmige Bahn bei, wie deutlich aus Fig. 9 hervorgeht.



   Wie Fig. 10 darstellt, bildet die mit den Pfeilen 37 bezeichnete, durch die untern Düsen eingeblasene, sich schraubenlinienförmig durch das Rohr bewegende Luft eine Pufferschicht zwischen der Innenseite 36a des Rohres 36 und der durch das Rohr geförderten Sandmasse 36b, die durch die Saug- und   Druckkraft der durch die Düsen eingeblasenen Luft durch das Rohr bewegt wird.

   Eine Erklärung für dieses Verhalten ist, dass die Luftgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe der Innenseite 36a des Rohres 36 etwas durch die Reibung herabgesetzt wird, wodurch der Luftdruck dort erhöht wird, so dass ein Druckgefälle von der Rohrwand in Richtung nach der Längsachse des Rohres entsteht, und da der Sand den Weg des geringsten Strömungswiderstandes nimmt, bewegt er sich somit im wesentlichen durch den zentralen Teil des Rohres mit dem günstigen Resultat, dass die Berührung des Sandes mit den Rohrwandungen auf ein Minimum begrenzt und die Abnutzung der Rohrwände somit vermieden oder zumindest in sehr erheblichem Grad verringert wird.



   Aus Fig. 3 geht hervor, dass die Düsen 26 um den Umkreis des konischen Trichterteils herum gleichförmig verteilt und so gerichtet sind, dass die Peripheriebewegung der Luft von oben oder in der Förderrichtung gesehen im Uhrzeigersinne erfolgt.



  Die Winkeleinstellungen der untern Düsen sind sowohl in der Förderrichtung wie peripheriell zum Rohr derart gewählt, dass die erwähnte schraubenlinienförmige Bewegungsbahn entsteht.



   Um Luftverluste auszugleichen und die beschriebene schraubenlinienförmige Bewegungsbahn der Luft in der Förderrichtung entlang der gesamten Länge der Förderleitung 36, die ziemlich gross sein und Hunderte von Metern betragen kann, aufrechtzuerhalten, ist es zweckmässig, eine Art Hilfsgebläse an geeigneten Stellen des Rohres vorzusehen, wie in den Fig. 1 und 9 dargestellt ist, die zur Aufrechterhaltung der schraubenlinienförmigen Bewegung beitragen. Gemäss Fig. 1 sind zwei solche Hilfsgebläse 38 und 39 angewandt. Diese Hilfsgebläse sind je von einem Düsenkranz gebildet und zweckmässig im Anschluss an Krümmungen oder Kurven der Leitung 36 oder unmittelbar in diesen angeordnet.



   Die erwähnte Druckluftleitung 20 erstreckt sich von dem Verteiler 18 zum Hilfsdüsenkranz 38, während die Druckluftleitung 21 sich von dem Verteiler zum Hilfsdüsenkranz 39 erstreckt. Jeder dieser Düsenkränze 38 und 39 kann einen hohlen Ring 40 enthalten (Fig. 5 und 6), in den die Luftleitungen 20 bzw. 21 bei 41 einmündet. Der Ring 40 ist in die Leitung 36 zwischen den benachbarten Enden zweier Rohrabschnitte eingesetzt, wie Fig. 6 darstellt, wobei ein Dichtungsring 42 bzw. 43 auf jede Seite des Ringes aufgesetzt ist. Kupplungsflansche auf den Rohrenden können miteinander und dem dazwischenliegenden Düsenring, beispielsweise mittels Bolzen 44, verspannt werden (Fig. 9).



   Der Hohlraum des Düsenringes 40 bildet eine ringförmige Kammer 45 mit einer Anzahl, im vorliegenden Fall acht, von dieser weggerichteten und um den Umkreis des Ringes gleichförmig verteilten Strahldüsenkanälen 46. Jeder dieser Kanäle ist so gerichtet, dass er bestrebt ist, die schraubenlinienförmige Strömung der Luft im Uhrzeigersinn durch das Rohr aufrechtzuerhalten, das heisst, er ist sowohl peripheriell wie axial in der Förderrichtung gerichtet.



  Im Beispiel beträgt der Neigungswinkel des Düsenkanals zur Förderrohrachse 220 in Richtung nach vorwärts, während die Neigung peripheriell   10     zur Achse des Rohres beträgt. Der Düsenkranz bringt somit der Luft eine Geschwindigkeitserhöhung in peripherieller wie axialer Richtung bei, und diese Wirkung ist derart bemessen, dass sie die schraubenlinienförmige Bewegung der Luft wieder auf die Strömungswerte bringt, die der Luft ursprünglich durch die Düsen 26 im Trichter 11 beigebracht worden sind.



   In Fig. 5a und 6a ist die obenerwähnte Tangentenebene an die Innenperipherie der Förderleitung mit A bezeichnet, während eine dazu senkrechte Ebene mit B bezeichnet ist. Mit C ist die Kreislinie bezeichnet, entlang der die Düsenöffnungen 46 verteilt sind und die gewöhnlich mit der Innenperipherie der Förderleitung 36 zusammenfällt. Der Punkt D bezeichnet das Zentrum des Düsenkranzes, das auf der Längsachse der Leitung 36 bzw. der Rohre liegt.



  Die Diagramme in Fig. 5a und 6a geben die Verhältnisse in zwei zueinander senkrechten Ebenen an, wobei Fig. 6a aus Fig. 5a durch Drehung um 900 sowohl um Linie B wie auch Linie A in Fig. 5a erhalten ist.



  Aus dieser doppelten Drehung der Diagramme nach Fig. 5a und 6a geht hervor, dass Linie 46a schematisch die Richtungslinie für eine Düse 46 darstellt und deren axiale und peripherielle Richtungskomponenten veranschaulicht, und das gleiche gilt auch betreffend jeder andern Düse der Düsenkränze.



   Gemäss Fig. 5a und 6a ist jeder Düsenkanal um 100 zu der zur Tangentenebene A senkrechten Ebene B geneigt vorgesehen (diese Richtung kann als  zentrifugal  oder peripheriell zur Förderleitung angesehen werden) sowie um 220 zur Tangentenebene A geneigt (diese Richtung kann als   Vorwärts- oder    Förderrichtung angesehen werden). In entsprechender Weise gilt bezüglich der Düsen 26 beim konischen Trichterteil, dass deren Neigungsrichtung, wie sie aus Fig. 4 unten hervorgeht, einem Winkel zur senkrecht zur Tangentenebene verlaufenden Ebene entspricht (wie in Fig. 5a), während die Neigungsrichtung des Düsenkanals 34 selbst, wie in Fig. 8 gezeigt ist, einem Winkel zur Tangentenebene entspricht (wie in Fig. 6a), obwohl die Grösse dieser Winkel veränderlich ist.



   In beiden Fällen, das heisst sowohl hinsichtlich der Düsen 26 wie der Düsenkanäle 46, ist die Düsenrichtung so gewählt, dass der Luft eine Richtung mit einer vorwärtsgerichteten und einer peripheriellen Komponente beigebracht wird, die zur Aufrechterhaltung der schraubenlinienförmigen Bewegungsbahn der Luft in der Förderleitung 36 zum angegebenen Zweck bemessen ist. Infolge der doppelten Einstellmöglichkeit des Düsenkanals 34 können die Winkel so eingestellt werden, dass das gewünschte Resultat in optimaler Weise erreicht wird.



   Der von der Luft geförderte Sand wird schliesslich in ein Gefäss 47 geleitet, das einen Auslassbehälter mit einem zylindrischen Oberteil und einem nach unten  sich verjüngenden konischen untern, einen Auslasstrichter 48 bildenden Endteil bildet. Wenn der Sand und die Druckluft in den oben am Auslassbehälter ausschliessenden Behälterteil 49 einströmen, entweicht die Luft durch einen Entlüftungskanal 50 dieses Teils, während der Sand infolge seiner Schwere in den Trichter 48 herabfällt. Dieser kann unten mittels einer Klappe 51 geschlossen sein, die mittels eines Hebels 52 geöffnet werden kann, um den Sand durch den Trichter 48 aus dem Auslassbehälter in den Formrahmen für die zu bildende Giessform einströmen zu lassen.

   Der Hebel 52 kann vom Arbeiter mittels eines Seils, einer Winde oder dergleichen be tätigt werden und wird zum Öffnen der Klappe und zum Herauslassen der gewünschten Sandmenge nach unten gezogen.