Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut mittels eines Druckgefässes, das einen zur Einführung fein verteilter Förderdrucskluft dienenden porösen Boden, eine Einrichtung zum Guteintrag, sowie ein Förderrohr zur Weiterleitung des Gut-Luft-Gemisches aufweist.
Bei der bekannten pneumatischen Schüttgutförderung mittels Druckgefässen wird das Druckgefäss zunächst mit Material gefüllt. Dann wird das Gefäss verschlossen und in den Innenraum Förderdruckluft eingeführt, die das Schüttgut zunächst auflockert und dann durch das Förderrohr austrägt. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, dass sie nur eine diskontinuierliche Förderung erlaubt.
Zur kontinuierlichen pneumatischen Schüttgutförderung hat man bereits Vorrichtungen entwickelt, bei denen das Gut durch eine Schnecke zu Luftverteilerdüsen transportiert wird, wo es mit Luft gemischt und durch diese weitergefördert wird. Nachteilig ist bei dieser Ausführung der erhebliche Verschleiss der Förderschnecke, ferner die Schwierigkeit, mit der Schnecke den unter erhöhtem Luftdruck stehenden Förderraum abzudichten.
Es sind weiterhin Pumpen bekannt, bei denen das Gut durch rotierende, am Ende offene Kanäle einer Diffusoröffnung zugeführt wird, durch die das Gut in den eigentlichen Druckraum gelangt. Bei derartigen Ausführungen ist jedoch nicht zu verhindern, dass Druckluft entgegen der Bewegungsrichtung des Gutes in die nach aussen offenen Kanäle eintritt. Diese bekannte Guteintragseinrichtung kann daher nur gegen einen verhältnismässig niedrigen Förderluftdruck arbeiten, was zur Folge hat, dass die erreichbare Förderhöhe und Förderentfernung gering ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel der bekannten Ausführungen eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln eine kontinuierliche Förderung möglich ist, wobei der Eintrag des Gutes in das Druckgefäss gegen einen hohen Luftdruck im Gefäss erfolgen kann und sich darüber hinaus die Leistung der Fördervorrichtung in weiten Grenzen ändern lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Einrichtung zum Guteintrag ein rotierendes Organ aufweist, das ein auf seinem Rand lastendes Verschlussstück trägt, das durch die Wirkung des Radialdruckes des beim Rotieren an der Innenseite des Verschlussstückes angestauten Gutes bei einem wählbaren Druckwert unter Bildung einer Guteintragsöffnung vom Rand des drehbaren Organs abhebbar ist.
Der durch das Rotieren des an der Innenseite des Verschlussstückes angestauten Gutes erzeugte Radialdruck soll dabei den auf die Aussenseite des Verschlussstückes wirkenden, im Druckgefäss herrschenden Luftdruck überwinden können, damit sich das Verschlussstück vom rotierenden Organ etwas abheben kann und ein Spalt entstehen kann, durch den das unmittelbar an der Innenseite des Verschlussstückes befindliche Gut in den Druckgefässinnenraum eintreten kann. Durch das von der Innenseite des rotierenden Organs nachdrükkende Gut soll hierbei auch bei abgehobenem Verschlussstück eine einwandfreie Abdichtung des Druckgefässes gewährleistet werden können. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann daher mit sehr hohem Luftdruck arbeiten, was die Erzielung grosser Förderhöhen und Förderentfernungen ermöglicht.
Aufgrund der Ausbildung der Vorrichtung kann mit sehr einfachen konstruktiven Elementen eine weitgehend verschleissfreie, kontinuierliche Einführung von Gut in das Druckgefäss mit der Möglichkeit zur Sinde- rung der Förderleistung in weiten Grenzen ermöglicht werden. Die Guteintragseinrichtung kann sich dabei gewissermassen selbst steuern, da sich das Verschlussstück je nach der Menge des zugeführten, zur Bildung des Radialdruckes beitragenden Gutes mehr oder weniger vom rotierenden Organ abheben und dadurch die er forderliche Grösse der Guteintragsöffnung bestimmen kann.
Je nach den vorliegenden Verhältnissen kann man entweder die Wirkung des auf der Aussenseite des Verschlussstückes lastenden, im Druckgefäss herrschenden Luftdruckes oder die Wirkung des Radialdruckes des beim Rotieren an der Innenseite des Verschlussstückes angestauten Gutes durch zusätzliche Federelemente verstärken.
Für die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemässen Guteintragseinrichtung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten.
Um einerseits einen einwandfreien pneumatischen Transport des Schüttgutes zu gewährleisten, anderseits jedoch den Luftverbrauch so klein wie möglich zu halten, muss die Förderluftmenge der jeweiligen Gutmenge angepasst werden. Um dies zu erreichen, wird gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach der Erfindung die Zufuhr der Förderdruckluft in Abhängigkeit von der Relativlage zwischen dem drehbaren Organ und dem Verschlussstück gesteuert, da diese Relativlage ein Mass für die jeweilige Grösse der Guteintragsöffnung und damit auch ein Mass für die gerade in das Druckgefäss eintretende Gutmenge ist. Selbstverständlich liesse sich die Steuerung der Förderdruckluft auch in Abhängigkeit vom jeweiligen Füllungsgrad des Druckgefässes durchführen.
Die Steuerung in Abhängigkeit von den Bewegungen des Verschlussstückes zeichnet sich jedoch durch eine grössere Genauigkeit und eine kleinere Ansprechverzögerung aus.
Weitere Einzelheiten gehen aus der folgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Fördervorrichtung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Guteintragseinrichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut aller Art enthält ein Druckgefäss 1 mit einem porösen Boden 2, einer Druckluftzuleitung 3, einer Guteintragseinrichtung 4 und zwei zur Weiterleitung des Gut-Luft-Gemisches dienenden Förderrohren 5.
Die Guteintragseinrichtung 4 enthält ein drehbares Organ 6, das als eine nach unten offene Schale ausgebildet ist und an einer Hohlwelle 7 sitzt, die über einen Riementrieb 8 von einem Motor 9 angetrieben wird.
Unterhalb des Lagers 10 wird die Hohlwelle 7 von einer Dichtung 11 umschlossen.
Das Verschlussstück 12 der Guteintragseinrichtung 4 wird durch einen das schalenförmige drehbare Organ 6 nach unten abdeckenden Teller gebildet, der über Bolzen 13 drehfest mit dem drehbaren Organ 6 verbunden ist und sich in axialer Richtung nach unten von dem drehbaren Organ 6 abheben kann. Durch den im Druckgefäss herrschenden Überdruck wird das Verschlussstück 12 nach oben gedrückt.
Die Förderrohre 5 münden mit Abstand oberhalb des porösen Bodens 2 und sind mit Ventilen 14 versehen, durch die sich die Verteilung des Gutes auf die einzelnen Förderrohre 5 einstellen lässt. Es versteht sich, dass die Fördervorrichtung mit einer beliebigen Zahl von Förderrohren 5 versehen sein kann. Die Druckluftzuleitung 3, die in den Raum 15 unterhalb des porösen Bodens 2 mündet, ist mit einem Ventil 16 versehen, durch das die Druckluftmenge der jeweils zu fördernden Gutmenge angepasst werden kann.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgendermassen:
Das zu fördernde Gut wird in Richtung des Pfeiles 17 in die Hohlwelle 7 aufgegeben und gelangt durch Zentrifugalwirkung in den äusseren Ringraum zwischen dem schalenförmigen drehbaren Organ 6 und dem tellerförmigen Verschlussstück 12. Das Gut wird somit ringförmig angestaut, wobei die auf die schräge Aussenwand des schalenförmigen Organs 6 ausgeübte Radialdruckkomponente eine verstärkte Kraft auf das Verschlussstück 12 zur Folge hat, die dieses Verschlussstück nach unten (entgegen dem im Druckgefäss 1 herrschenden Luftdruck) abzuheben sucht.
Bei einer bestimmten Gutmenge (die von der Drehzahl der Guteintragseinrichtung 4, vom Luftdruck im Gefäss 1 und von etwaigen zusätzlichen Federkräften abhängt) hebt sich das Verschlussstück 12 etwas von dem drehbaren Organ 6 nach unten ab, so dass eine ringförmige Guteintragsöffnung entsteht, durch die das im äussersten Bereich befindliche Gut in das Gefäss 1 eingetragen wird. Das vom Zentrum der Guteintragseinrichtung 4 nach aussen nachdrückende Gut gewährleistet dabei die erforderliche Abdichtung zwischen dem Gefässinnenraum und der Hohlwelle 7.
Aus dem Druckgefäss 1 wird das Material dann in üblicher Weise mittels der in Richtung des Pfeiles 18 durch die Leitung 3 zugeführten Druckluft durch die Förderrohre 5 in Richtung der Pfeile 19 ausgetragen.
Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel das Verschlussstück 12 das drehbare Organ 6 nach unten abdeckt und sich zur Bildung einer Guteintragsöffnung nach unten vom drehbaren Organ 6 abhebt, kann die Ausbildung der Guteintragseinrichtung auch so gewählt werden, dass das drehbare Organ eine nach oben hin offene Schale ist und durch das sich nach oben abhebende Verschlussstück abgedeckt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Guteintragseinrichtung 4' ist in Fig. 2 veranschaulicht. An die Hohlwelle 7' schliessen vier symmetrisch um die Drehachse verteilte Streurohre 20, 20a, 20b, 20c an, die nach aussen hin durch ein Verschlussstück 21, 21a, 21b, 21c abgeschlossen werden. Diese Verschlussstücke sind auf Führungsstangen 22 gleitbeweglich und stehen unter der Wirkung von Federn 23.
Wird im Betrieb der Hohlwelle 7' Gut zugeführt, so wird dies durch Zentrifugalwirkung in den Streurohren 20, 20a, 20b, 20c nach aussen getragen und staut sich vor den Verschlussstücken 21, 21a, 21b, 21c an, bis der hierdurch erzeugte Radialdruck die Wirkung des auf der Aussenseite der Verschlussstücke lastenden Luftdruckes sowie der Federn 23 überwindet.
Die Verschlussstücke heben sich dann etwas von den Streurohren ab, so dass durch den auf diese Weise gebildeten Ringspalt Gut in das Druckgefäss austreten kann, wobei das vom Zentrum der rotierenden Guteintragseinrichtung 4' nachdrückende Gut die Abdichtung gewährleistet.
Um den Materialfluss des Gutes in den Streurohren 20, 20a, 20b, 20c zu begünstigen und einem Kleben des Materials an dem - in Drehrichtung betrachtet rückwärtigen Teil der Rohrinnenwand entgegenzuwirken, kann man die Streurohre gegenüber der radialen Lage entgegen der Drehrichtung neigen.
Device for the pneumatic conveyance of bulk material
The invention relates to a device for the pneumatic conveying of bulk material by means of a pressure vessel which has a porous base serving to introduce finely distributed conveying pressure, a device for introducing the material, and a conveying pipe for conveying the material-air mixture.
In the known pneumatic conveying of bulk goods by means of pressure vessels, the pressure vessel is first filled with material. Then the vessel is closed and conveying compressed air is introduced into the interior, which first loosens the bulk material and then discharges it through the conveying pipe. The main disadvantage of this known device is that it allows only discontinuous delivery.
Devices have already been developed for the continuous pneumatic conveying of bulk goods in which the goods are transported by a screw to air distribution nozzles, where they are mixed with air and conveyed further through them. The disadvantage of this design is the considerable wear and tear on the screw conveyor, as well as the difficulty of using the screw to seal the conveyor chamber under increased air pressure.
Pumps are also known in which the material is fed through rotating channels that are open at the end of a diffuser opening through which the material enters the actual pressure chamber. In such designs, however, it cannot be prevented that compressed air enters the outwardly open channels against the direction of movement of the goods. This known material feeding device can therefore only work against a relatively low conveying air pressure, with the result that the achievable conveying height and conveying distance are small.
The invention is therefore based on the object of avoiding these shortcomings of the known designs of a device of the type mentioned in such a way that continuous conveyance is possible with simple structural means, the entry of the goods into the pressure vessel against a high air pressure in the vessel can and can also change the performance of the conveyor within wide limits.
According to the invention, this object is achieved in that the device for introducing goods has a rotating member which carries a locking piece which loads on its edge and which, by the effect of the radial pressure of the goods accumulated on the inside of the locking piece during rotation, at a selectable pressure value, forming a goods inlet opening can be lifted from the edge of the rotatable organ.
The radial pressure generated by the rotation of the goods accumulated on the inside of the closure piece is supposed to be able to overcome the air pressure acting on the outside of the closure piece in the pressure vessel, so that the closure piece can lift slightly from the rotating organ and a gap can arise through which the Goods located directly on the inside of the closure piece can enter the pressure vessel interior. Due to the material which is pushed in from the inside of the rotating member, it should be possible to ensure perfect sealing of the pressure vessel even when the closure piece is lifted off. The device according to the invention can therefore work with very high air pressure, which makes it possible to achieve large delivery heights and delivery distances.
Due to the design of the device, a largely wear-free, continuous introduction of material into the pressure vessel with the possibility of reducing the delivery rate within wide limits can be made possible with very simple structural elements. The material entry device can, to a certain extent, control itself, since the closure piece, depending on the amount of material supplied and contributing to the formation of the radial pressure, can be more or less lifted from the rotating organ and thereby determine the required size of the material entry opening.
Depending on the prevailing conditions, either the effect of the air pressure on the outside of the closure piece and prevailing in the pressure vessel or the effect of the radial pressure of the material accumulated on the inside of the closure piece when rotating can be increased by additional spring elements.
There are various possibilities for the structural design of the material introduction device according to the invention.
In order, on the one hand, to ensure perfect pneumatic transport of the bulk material, but on the other hand to keep the air consumption as low as possible, the conveying air volume must be adapted to the respective material volume. In order to achieve this, according to the method according to the invention for operating the device according to the invention, the supply of compressed air is controlled as a function of the relative position between the rotatable member and the closure piece, since this relative position is a measure of the respective size of the material inlet opening and thus also a Measure for the amount of material just entering the pressure vessel. Of course, the control of the conveying compressed air could also be carried out depending on the respective filling level of the pressure vessel.
The control as a function of the movements of the locking piece is, however, characterized by greater accuracy and a smaller response delay.
Further details emerge from the following description of two exemplary embodiments of the invention illustrated in the drawing. Show it:
1 shows a section through a schematically illustrated conveyor device according to a first embodiment of the invention,
2 shows a plan view of the material input device according to a second exemplary embodiment.
The device shown in FIG. 1 for the pneumatic conveyance of all types of bulk material contains a pressure vessel 1 with a porous base 2, a compressed air supply line 3, a material inlet device 4 and two conveying pipes 5 serving to convey the material-air mixture.
The material input device 4 contains a rotatable member 6 which is designed as a shell open at the bottom and sits on a hollow shaft 7 which is driven by a motor 9 via a belt drive 8.
Below the bearing 10, the hollow shaft 7 is enclosed by a seal 11.
The closure piece 12 of the material entry device 4 is formed by a plate which covers the bowl-shaped rotatable element 6 downwards, is connected non-rotatably to the rotatable element 6 via bolts 13 and can lift off the rotatable element 6 in the axial direction downwards. The closure piece 12 is pushed upwards by the overpressure prevailing in the pressure vessel.
The conveying pipes 5 open at a distance above the porous base 2 and are provided with valves 14 through which the distribution of the goods to the individual conveying pipes 5 can be adjusted. It goes without saying that the conveying device can be provided with any number of conveying tubes 5. The compressed air supply line 3, which opens into the space 15 below the porous base 2, is provided with a valve 16 through which the amount of compressed air can be adapted to the amount of material to be conveyed.
The mode of operation of the device described is as follows:
The goods to be conveyed are fed into the hollow shaft 7 in the direction of arrow 17 and, by centrifugal action, enter the outer annular space between the bowl-shaped rotatable member 6 and the plate-shaped closure piece 12. The goods are thus dammed up in a ring, with the on the inclined outer wall of the bowl-shaped Organ 6 exerted radial pressure component results in an increased force on the closure piece 12, which tries to lift this closure piece downwards (against the air pressure prevailing in the pressure vessel 1).
At a certain amount of material (which depends on the speed of the material input device 4, the air pressure in the vessel 1 and any additional spring forces), the closure piece 12 lifts slightly downwards from the rotatable member 6, so that an annular material input opening is created through which the The goods located in the outermost area are entered into the vessel 1. The material that presses outwards from the center of the material introduction device 4 ensures the required seal between the interior of the vessel and the hollow shaft 7.
The material is then discharged from the pressure vessel 1 in the usual way by means of the compressed air supplied in the direction of the arrow 18 through the line 3 through the conveying pipes 5 in the direction of the arrows 19.
While in the embodiment shown in Fig. 1, the closure piece 12 covers the rotatable member 6 downwards and lifts upwards from the rotatable member 6 to form a crop entry opening, the design of the crop entry device can also be selected so that the rotatable member moves upwards is open shell and is covered by the upwardly lifting locking piece.
Another exemplary embodiment of the material feeding device 4 ′ is illustrated in FIG. 2. The hollow shaft 7 'is followed by four spreading tubes 20, 20a, 20b, 20c distributed symmetrically about the axis of rotation, which are closed off from the outside by a closure piece 21, 21a, 21b, 21c. These locking pieces can slide on guide rods 22 and are under the action of springs 23.
If material is fed to the hollow shaft 7 'during operation, it is carried outward by centrifugal action in the spreader tubes 20, 20a, 20b, 20c and accumulates in front of the locking pieces 21, 21a, 21b, 21c until the radial pressure generated by this takes effect the air pressure on the outside of the locking pieces and the springs 23 overcomes.
The closure pieces then lift slightly from the spreading tubes, so that good can exit into the pressure vessel through the annular gap formed in this way, the good pushing down from the center of the rotating good feeder 4 'ensures the seal.
In order to promote the flow of material in the spreader tubes 20, 20a, 20b, 20c and to prevent the material from sticking to the rear part of the inner wall of the tube, viewed in the direction of rotation, the spreader tubes can be inclined in relation to the radial position against the direction of rotation.