CH466134A - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Fördern von staubförmigem und körnigem Gut - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Fördern von staubförmigem und körnigem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pneumatischen Fördern von   staubförmigem    und körnigem Gut, insbesondere mit hoher Feststoffbeladung des Gases und hohem Druck, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Es sind Verfahren zur pneumatischen Förderung mit Druckluft oder einem anderen Gas bekannt, bei welchen das Fördergut, bevor es in die Fördergutschleuse oder die Spindelpumpe gelangt, mittels eines Gases in einen aufgelockerten Zustand versetzt wird. Es ist be  kannt, das Gut auch innerhalb einer Schleuse, b, eispiels-    weise einer Zellenrad-, Schlauchrad- oder Schneckenschleuse   aufzulockern.    Es wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, das Fördergut im Rohr durch Einblasen sehr geringer Luftmengen im aufgelockerten Zustand zu halten oder zu versetzen.



   Bei Anwendung dieser Verfahrensschritte unter Benutzung von Schleusen, also Bauteilen, die das Fördergut in das Rohr bringen, aber keinen wesentlichen Ener  gleanteil    zum Fördern im Rohr liefern, beispielsweise Zellenrad-,   Schnecken-,    Behälter-, Kammer- oder Injektorschleusen, liegt Verschleiss, Verklemmungsgefahr, hoher Energiebedarf oder grosses Bauvolumen vor. Das Fördergas bricht durch den Feststoff, auch wenn er kontinuierlich in das Förderrohr gegeben wird oder bereits in einem mit dem Förderrohr verbundenen Druckgefäss lagert, durch und bildet im Förderrohr Luftblasen und Feststoffpfropfen. Bei Benutzung von Spindelpumpen werden Feststoff und Gas als homogene Mischung in das Förderrohr gebracht.



   Eine Kombination dieses Verfahrensschrittes mit einer Auflockerung des allmählich absetzenden Gemi  scher    im Förderrohr wurde noch nicht bekannt. Die Mängel eines derartigen Verfahrens liegen darin, dass in der Spindelpumpe ein starker Velrschleiss, starker Abrieb des Fördergutes und durch die damit verbundene Abgabe von Reibungswärme ein nicht an der Förderung beteiligter Energiebedarf verursacht wird.



   Der Zweck der Erfindung liegt darin, ein Förderverfahren zu verwirklichen, bei welchem mit geringen Luftmengen, kleinem Energiebedarf und niedrigem Entstaubungsaufwand staubförmige und körnige Güter gefördert werden können.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gut, welches portionsweise einem Aufgabebehälter entnommen wird, vor dem Eintritt in die Pumpe und in deren Innenraum durch Zugabe von Gas in einen fliessfähigen Zustand versetzt und portionsweise in die   Förderleitung    eingebracht wird und in dieser ein stossweiser Transport oder durch Zugabe von Gas ein solcher mit abgeminderten Stössen zu einer Abgabestelle erfolgt.



   Fördergüter, die schlecht nachrieseln oder die über eine bestimmte Höhe angesaugt werden sollen, können vor Eintritt in die Pumpe durch mechanisches Verwirbeln aufgelockert werden, so dass ein Gemisch mit flüssigkeits- und gas ähnlichen Eigenschaften entsteht.



   Bei kurzen Förderwegen und langsam absetzenden Gütern ist im allgemeinen die in den vorangegangenen zwei Verfahrensschritten zugesetzte Luftmenge ausreichend, um das Gut   bis    zu einem Abscheider durch die Rohrleitung zu schieben. Bei langen Förderwegen oder   häufigen Stillstandzeiten, vor denen der Rohrinhalt n, nicht    jedesmal ausgeblasen werden soll, ist es vorteilhaft, das Fördergut durch Zuführung von Fördergas nach bekannten Methoden in der Förderleitung im aufgelockerten Zustand zu halten oder in diesen zu versetzen. Werden zur Auflockerung und Förderung besondere Gase verwendet, so können sie anschliessend gereinigt und dann erneut verwendet werden.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Membranpumpe mit minimalen schädlichen Räumen, wobei zur Bewegung des Membrankolbens Presselemente oder rotierende Elemente unter Zwischenschaltung von Gas oder Flüssigkeit vorgesehen sind.



   Ansaug- und Druckstutzen der Membranpumpe können mit wechselweise zu öffnenden und schliessenden   Ventilen oder anderen Absperrorganen versehen sein.



  Als vorteilhaft hat sich ein Gummikugelventil erwiesen, das auf einem ebenfalls elastisch ausgebildeten Dichtsitz anliegt. In den   Pumpvnraum    wird vorzugsweise nur während des Druckhubes und je nach den Förderguteigenschaften nur während eines kurzen Abschnittes des Druckhubes Gas eingeblasen. Bei Kunststoffpulver kann beispielsweise durch Einblasen nur während eines Drittels des Druckhubes, etwa in seinem mittleren Abschnitt,    eine günstige Arbeitsweise, insbesondere eine e grosse    Fördermenge erzielt werden. Die Spülgaszufuhr kann mittels Kurvenscheibe, Endschalter und Magnetventil gesteuert werden. Es kann aber auch nach anderen bekannten Methoden, beispielsweise direkt vom Antrieb der Pumpe mittels Schieber gesteuert, periodisch zugegeben werden. Das Spülgas kann über einfache Rohranschlüsse, z.

   B. in   den    Pumpenraum tangential einmündende Rohre, oder durch selbstschliessende Blaselemente oder über poröse Einbauten eingeblasen werden.



   Die porösen Einbauten können starr, beispielsweise als   Sintermetaliplatte,    oder beweglich, beispielsweise als gasdurchlässige Membrane ausgebildet sein. Hinter den    porösen Einbauten s ! ind zweckmässig nur minimale Gas-    durchtrittsspalte vorhanden, um den schädlichen Raum nicht zu vergrössern und damit den erreichbaren Druck zu verringern. Da sich eine Gewebemembrane an das Pumpengehäuse   anschmiegen    kann und beim Einblasen von Gas aufgebläht wird, wobei gleichzeitig Fördergutanbackungen abgestossen werden, ist diese als poröses Einbauteil besonders günstig.



   Auch die Pumpenmembrane kann gasdurchlässig ausgebildet werden. Die Menge und der Druck des Spülgases können entsprechend den Förderguteigenschaften, dem Förderdruck und der konstruktiven Gestaltung des Pumpeninnenraumes mit bekannten Einrichtungen regulierbar sein. Das Steuerorgan, welches die Spülluft periodisch in den Pumpenraum einströmen lässt, ist vorteilhaft zur   Verm, eidung    von schädlichen Räumen möglichst nahe am Pumpenraum angeordnet. In die Spülgaszuleitung ist zweckmässig eine Rückschlagsicherung eingebaut, so dass beispielsweise zum Entleeren der Förderleitung mittels eines   Schwammgummiballes,    ein Druck zu erreichen ist, der durch Addition der Drücke des Spülgases und des von der Pumpe erzeugten Maximaldruckes entsteht.

   Am Pumpengehäuse können Schauund Ausblasöffnungen vorgesehen sein, um den Innenraum zu kontrollieren und z. B. den Raum zwischen Gewebemembrane und Pumpengehäuse von Ablagerungen freizuhalten.



   Es können geeignete Vorrichtungen, beispielsweise Schaltkontakte, die beim Überschreiten des zulässigen Druckes hinter dem Membrankolben ansprechen, vorgesehen sein, durch die der Pumpenantrieb abgestellt werden kann. Vorteilhaft sind Vorrichtungen, beispielsweise Manometer vorgesehen, durch die der auf den Membrankolben ausgeübte Pressdruck am Ende des Druckhubes, ohne Vorliegen von Gegendruck in der Förderleitung, gemessen werden kann. Dieser Messwert zeigt einen richtig eingestellten Pumpenhub oder das Vorliegen von Ablagerungen im Hubraum der Pumpe.



  Bei ungünstigen Förderguteigenschaften, langen Förderentfernungen, zur Vermeidung von sich ablagerndem Gut aus verfahrenstechnischen Gründen usw. kann in den Druckstutzen der Pumpe Zusatzgas eingebracht werden, und zwar z. B. über einen einfachen Rohranschluss, durch selbstschliessende Blaselemente oder über poröse Einbauten. Die Einbringung ist hier günstiger als am Spülgasanschluss, da ein gleichmässiger Förderfluss erzielt werden kann.



   Zur Erzielung grösserer Förderentfernungen und   Fördermengen können en mehrere Membrankolben oder    Membranpumpen   paralle oder    reihengeschaltet zusammenarbeiten. Zweckmässig sind Schaugläser am Förder  leitungsbeginn    vorgesehen, durch die die Arbeitsweise der Pumpe, insbesondere die   Materialbeladung    des Förderstromes eingeregelt und etwaige   Membranbrüche    erkannt werden können. Die von der Pumpe erzeugte Ansaugwirkung kann ebenfalls zur Förderung genutzt werden, beispielsweise bei einem Entladegerät. Die Fördereinrichtung kann auch zum Dosieren von Materialmengen benutzt werden.



   Die Erfindung ermöglicht eine Förderung mit geringeren Gasmengen als bei bekannten Verfahren. Infolge des geringeren Druckgasverbrauches ist die aufzuwendende Energie geringer. Der geringere Gaseinsatz ermöglicht es auch, den Entstaubungsaufwand auf ein Minimum zu begrenzen. Beispielsweise können schwer aus Filtergeweben abzureinigende Stäube ohne Schwierigkeiten gefördert werden. Durch den geringeren Gaseinsatz können auch die Kosten für besondere Gase, z. B. vorgetrocknete Luft, Stickstoff usw.   verringert    werden. Infolge der geringeren Gas- und   Fördergut    geschwindigkeit im Rohr wird das Fördergut weniger zerrieben und das Rohr unterliegt geringerem Verschleiss.

   In der Membranpumpe sind keine aufeinander gleitenden Flächen, zwischen die das Fördergut eindringen kann, vorhanden, so dass   Verklemmungen    und   Verschleiss, beispielsweis, e wie bei Zellenrad- und    Schneckenschleusen, nicht auftreten können.



   Die Erfindungen werden nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.



   In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die Prinzipdarstellung der einzelnen   Verfah-    rensschritte,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Membranpumpe mit   Hubkolbenantrieb,   
Fig. 3 einen Schnitt durch eine   Membranpumpe    mit federbelasteten Ventilen,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Membranpumpe mit   zw,e.i    ebenen Membranen,
Fig. 5 eine Seitenansicht zu Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine   Membranpumpe    mit schlauchförmiger Membran,
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Schlauchrnembrane gemäss   Fig. 6,   
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung zu einer Doppel Membranpumpe mit   Umlaufkolb enpumpenantrieb.   



   Nach Fig.   1    wird in einem Aufgabebehälter 1 das eingegebene Fördergut, sofern es fluidisierbar ist, um es für die Förderung   vorzubereften,    mit Auflockerungselementen 2 bekannter Ausführung mit Gas angereichert. Das   Aufloekerungs-und    Fördergas wird von einem Gasstromerzeuger 3, beispielsweise einem Verdichter, zugeführt. In die feststoff- und fördergasführenden Leitungen sind Absperrorgane 4 eingebaut. Das Fördergemisch gelangt in die Pumpe 5, deren Kolben, dargestellt ist eine Membran 6, von einem Antriebsaggregat 7 bewegt wird. Hinter dem Pumpenraum 8 schliesst sich die Förderleitung 9 an, in die ebenfalls Auflockerungselemente   10    eingebaut sein können.

   Die   Gaszuleituneg    11 gabelt sich in Anschlüsse für den Aufgabebehälter 1, den Pumpenraum 8, den Druckstutzen  der Pumpe und die Auflockerungselemente 10 der Förderleitung 9.



   Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Pumpe 5.



  Die Membran 6 wird über eine Druckflüssigkeit 12 von einem Hubkolben 13 bewegt. Im Pumpenraum 8 befindet sich eine gasdurchlässige Membrane 14, unter die mittels der Gaszuleitung 11, dem Steuerventil 15, beispielsweise ein Magnetventil, ferner eine Rückschlagsicherung 16 und eine Druck- und   Gasmengvnregelein-    richtung 17 Gas zugeführt wird. Die Auflockerungselemente 2 des   Aufgabebehälters    1 bereiten das Gut zur Förderung vor, bevor es durch Heben der Saugventilkugel 18 in den Pumpenraum 8 gelangt.   Über    die   Druckventilkugel    19 kommt das Gut in den Druckstutzen 20 der Pumpe 5, wo es in besonderen Fällen noch zusätzlich mit Gas über die gasdurchlässigen Auflockerungselemente 21 aufgelockert werden kann, bevor es in die   Förderlelitung    9 gedrückt wird.

   Der Raum zwischen der gasdurchlässigen Membrane   14    und dem Pumpengehäuse kann mittels Gas, das über die Gaszuleitung 11 eingebracht wird, nach Entfernen der Verschlussschraube 22 in grösseren Abständen ausgeblasen werden. Ein Manometer 23   zeligt    die Spannung der Membrane beispielsweise nach Einfüllen des   Öles,    beim Abgang von   Leckflüssigkeiten    oder beim Vorliegen von Ablagerungen im Pumpenraum 8 an.



   In Fig. 3 ist die Saugventilkugel 18 und die Druckventilkugel 19 in federbelasteter Ausführung dargestellt, um geringere schädliche Räume zu erreichen und leinen waagrecht liegenden   Druckstutzen    20 der Pumpe 5 zu ermöglichen.



   Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Membranpumpe 25 mit zwei ebenen mit vorgeformten Ringen versehenen Membranen 6. Die Saugventilkugel 18 ist hängend ausgeführt.



   Fig. 5 zeigt die Druckventilkugel 19 zu einer Pumpe 5 nach Fig. 4 mit horizontal liegendem Druckstutzen der Pumpe 5.



   Fig. 6 stellt eine Membranpumpe 25 mit schlauchförmiger Membran 24 dar. Diese kann, wie Fig. 7 zeigt, um das Zusammendrücken zu erleichtern und die Membrane zu schonen, in bekannter Weise vorgeformt sein.



   In Fig. 8 sind zwei parallel arbeitende Membranpumpen 25 dargestellt, die ihre Druckflüssigkeit von einer Umlaufkolbenpumpe 26 und das Gas von einem Gasstromerzeuger 3 beziehen, wobei die periodische Beaufschlagung mit Flüssigkelit und Gas durch eine Steuereinnichtung 27   vorgenommlen    wird.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum pneumatischen Fördern von staubförmigem und körnigem Gut mittels einer Pumpe, insbesondere mit hoher Feststoffbeladung des Gases und hohem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut, welches portionsweise einem Aufgab ebehälter entnommen wird, vor dem Eintritt in die Pumpe (5) und in deren Innenraum durch Zugabe von Gas in einen fliessfähigen Zustand versetzt und portionsweise in die Förderleitung eingebracht wird und in dieser ein stossweiser Transport oder durch ZRgabe von Gas ein solcher mit abgeminderten Stössen zu einer Abgabestelle erfolgt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut, insbesondere solches, das schlecht nachnieselt oder über eine bestimmte Höhe angesaugt werden soll, vor Eintritt in die Pumpe (5) durch mechanischles Verwirbeln aufgelockert wird und die Gaszuführung in den Innenraum der Pumpe (5) so intensiv erfolgt, dass nicht nur der fliessfähige Zustand erzeugt, sondern das Gut aus dem Innenraum herausgeblasen wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut, insbesondere, wenn lange Förderwege oder häufige Sbill- standszeiten vorliegen und wenn es sich schnell absetzt, durch Zuführung von Fördergas über Auflockerungs- elemente (10) der Förderleitung in dieser im aufigelok- kerten Zustand gehalten oder in diesen versetzt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung mittels eines oder mehrere verschieden grosser luftdurchlässiger Pfropfen geleert und gereinigt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördergas nach der Auflockerung und Förderung aufgefangen, gereinigt und dann erneut verwendet wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Pumpe (5) erzeugte Saugwirkung zur Gutsförderung, beispielsweise von einem Entladegerät, genutzt wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Membranpumpe (25) mit minimalen schädlichen Räumen, ähnlich wie ein Gasverdichter, wobei zur Bewegung der Membran (6) Presselemente oder rotierende Elemente unter Zwischenschaltung von Gas oder Flüssigkeit vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Ansaug- und Druckstutzen (20) der Membranpumpe (25) mit eigengewichts- oder feder- belasteten Ventilen oder kraftbetätigten Absperrorganen, beispielsweise Quetschventilen, gegenüber dem Pumpenraum (8) abgeschlossen sind, deren Ventil- bzw. Absperrkörper kugel-, kegel- oder plattenförmig gestaltet ist und vorzugsweise aus elastischem Material, beispielsweise Gummi, besteht und auch auf einem vorzugsweise plastisch ausgebildeten Dichtsitz anliegt.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Zeit- abschnitt der Zufuhr des Spülgases begrenzendes Steuerelement vorgesehen ist, beispielsweise eine Kurvenscheibe.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Einbauten im Pumpenraum starr, beispielsweise als Sintermetallplatte oder als gasdurchlässige Membrane (14), ausgebildet sind, hinter denen schädliche Räume weitgehend vermieden sind, und dass auch die Membran (6) der Membranpumpe (6) gasdurchlässig ausgebildet ist.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druck- und Gasmengenregeleinrichtung vorhanden ist, sowie ein Steuerorgan (15) für das Spülgas, welches zur Vermeidung von schädlichen Räumen am Pumpenraum (8) angeordnet ist.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spülgaszuleitung (11) eine Rückschlagsicherung (16) vorhanden ist.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-10, dadurch gekennzeichnet, dass am Pumpengehäuse Schau- und Ausblasöffnungen (22) vorgesehen sind, beispielsweise, um den Raum zwischen einer eingebauten gasdurchlässigen Membrane (14) und der Pumpenwandung von Ablagerungen freizuhalten.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-11, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen vorhand'en sind, die den ausgeübten Pressdruck während des Betriebes der Pumpe (5) überwachen und beim Überschreiten des zulässigen Druckes den Pumpenantrieb abstellen oder ein Sicherheitsventil öffnen.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-12, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen vorhanden sind, um d'en auf die Membrane ausgeübten Pressdruck am Ende des Druckhubes, ohne Vorliegen von Gegendruck in der Förderleitung, zu messen, um durch richtiges Einstellen des Pumpenhubes den schädlichen Raum gering halten, um Ablagerungen im Hubraum erkennen und um etwaige Leckmengen der Druckflüssigkeit periodisch oder selbsttätig ersetzen zu können.

   14. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-13, dadurch gekennzeichnet, dass für das Einblasen von Zusatzgas in den Druckstutzen (20) der Pumpe (5), beispielsweise bei ungünstigen Förderguteigenschaften oder langen Förderentfernungen, einfache Rohranschlüsse, selbstschliessende Blaselemente oder gasdurchlässige Einbauten vorgesehen sind.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Membranpumpen parallel- oder reihengeschaltet sind.

   16. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-15, dadurch gekennzeichnet, dass am Förderle, itungsbeginn Schaugläser angebracht sind, um die Arbeitsweise der Pumpe einregeln und etwaige Membranbrüche erkennen zu können.

   17. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 6-16, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Förderung erforderliche Druckgas von der Pumpe (5) selbst, beispielsweise im gleichen oder in einem benachbarten Zylinder, oder in einem gesondert aufgestellten, jedoch mlit dem gleichen Antriebsmotor getriebenen Verdichter erzeugt wird.

   PATENTANSPRUCH III Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 5 zu Dosierzwecken.