Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum pneumatischen Fördern pulverförmiger oder körniger Materialien, bei welchem/welcher das jeweilige Material von einem über mindestens eine Versorgungsleitung mit Druckluft beaufschlagten Vorratsbehälter einem im Abstand dazu angeordneten und über mindestens eine Förderleitung damit verbundenen als druckluftbeaufschlagter Materialstrom zugeführt wird.
Anlagen der genannten Art zum pneumatischen Fördern pulverförmiger oder körniger Materialien sind allgemein bekannt. Bei diesen Anlagen wird der mit dem zu fördernden Material gefüllte Vorratsbehälter von einer zugeordneten Druckluftquelle bis zu einem vorzugsweise produktabhängig vorbestimmten Druck beaufschlagt (aufgepumpt) und anschliessend die Förderung des Materials in Form eines druckluftbeaufschlagten Materialstromes durchgeführt. Bei den bekannten Anlagen ergeben sich über die gesamte Förderzeit unerwünschte Abweichungen des Druckverlaufs, so dass am Ende der eigentlichen Förderzeit der Druck im Vorratsbehälter nicht mehr für die För derung des noch vorhandenen Restmaterials ausreicht und zudem das zur Vermeidung von Materialanhäufungen erforderliche Leerblasen des Vorratsbehälters und der Förderleitung nicht mehr gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mittels welchem/welcher während der gesamten Entleerungszeit und während des Leerblasens der einzelnen Elemente ein konstanter Druckverlauf gewährleistet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der in Abhängigkeit einer vorgegebenen Eingangsgrösse im Vorratsbehälter anliegende Systemdruck zur Erreichung einer geregelten pneumatischen Förderung als Istwert erfasst und als druckabhängiges Signal in ein elektrisches Analogsignal umgeformt sowie mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird, wobei aus dem Analogsignal und dem Sollwert eine Regelgrösse ermittelt und zur Korrektur der den Systemdruck bestimmenden Eingangsgrösse herangezogen wird.
Der mit der geregelten Förderung erreichbare Druckverlauf ist im Vergleich mit der an sich bekannten nichtgeregelten Förderung, bei welcher sich über die gesamte Förderzeit unerwünschte Abweichungen in bezug auf den Sollwert ergeben, wesentlich genauer und über die gesamte Förderzeit stabil. Bei der geregelten Förderung steigt der Druckverlauf bis zu dem Sollwert etwa linear an und wird anschliessend solange konstant gehalten, bis das pulverfömige oder körnige Material aus dem Druckbehälter entfernt ist.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem mit einer Druckluftquelle wirkverbundenen und mehrere Versorgungsleitungen umfassenden Leitungssystem, einem damit in Verbindung stehenden Vorratsbehälter sowie einem im Abstand dazu angeordneten Silobehälter, welchem über eine daran sowie am Vorratsbehälter angeschlossene Förderleitung ein druckluftbeaufschlagter Materialstrom zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit der Förderleitung in Verbindung stehenden ersten Versorgungsleitung und in der damit sowie mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehenden zweiten Versorgungsleitung jeweils mindestens ein mit einem Regelsystem in Wirkverbindung stehendes Regelventil zur Korrektur des im Vorratsbehälter vorhandenen Systemdrukkes zwischengeschaltet ist.
Vorteile und weitere Merkmale sowie Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung, diese zeigt in
Fig. 1 eine schematisch dargestellte Anlage zum pneumatischen Fördern pulverförmiger oder körniger Materialien von einem Vorratsbehälter zu einem über eine Förderleitung damit in Verbindung stehenden Silobehälter;
Fig. 2 die vereinfacht dargestellte Anlage gemäss Fig. 1 mit zugeordnetem ersten Regelsystem zur Erreichung eines konstanten Förderdruckes;
Fig. 3 das als Blockschaltbild dargestellte erste Regelsystem für die Anlage gemäss Fig. 2;
Fig. 4 die Anlage gemäss Fig. 2 mit dem ersten Regelsystem für den konstanten Förderdruck und einem zweiten Regelsystem für eine gewichtsabhängige Regelung während der Materialförderung;
Fig. 5 die beiden jeweils als Blockschaltbild dargestellten Regelsysteme für die Anlage gemäss Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte und in der Gesamtheit mit 100 bezeichnete Anlage zum pneumatischen Fördern pulverförmiger oder körniger Materialien. Die an sich auch als Druckförderanlage bekannte Anlage 100 umfasst im wesentlichen einen Vorratsbehälter 50 sowie einen im Abstand dazu angeordneten und über mindestens eine Förderleitung 65 damit in Verbindung stehenden Silobehälter 90. Der Silobehälter 90 ist beispielsweise als Verbraucherstelle ausgebildet, von welcher in nicht näher dargestellter Weise das zugeführte Material entnommen wird.
Der Vorratsbehälter 50 sowie die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Förderleitung 65 stehen über ein in der Gesamtheit mit 60 bezeichnetes Leitungssystem in Verbindung. Das Leitungssystem 60 umfasst im wesentlichen eine mit der Förderleitung 65 in Verbindung stehende erste Versorgungsleitung 61 für die Zuführung der Förderluft (Druckluft P), eine am oberen Boden 51 des Vorratsbehälters 50 angeschlossene zweite Versorgungsleitung 62 für die Zuführung der Oberluft (Druckluft P) sowie eine dritte Versorgungsleitung 63 für die Zuführung der Fluidisierluft (Druckluft P). Die dritte Versorgungsleitung 63 ist an einem entsprechend ausgebildeten und am Vorratsbehälter 50 angeordneten Unterteil 52 angeschlossen. Die drei Versorgungsleitungen 61, 62 und 63 mit den jeweils zwischengeschalteten Absperr- und Druckreduzier- sowie Regelorganen wird später noch im einzelnen beschrieben.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die an dem Unterteil 52 des Druckbehälters 50 in nicht näher dargestellter Weise angeschlossene Förderleitung 65 derart ausgebildet ist, dass bei der pneumatischen Förderung der Materialien gleichzeitig oder beim Entstehen örtlicher Anhäufungen oder einer Stopfenbildung diese durch eine gezielte, pneumatische Druckbeaufschlagung aufgelöst und die Materialien in strömungsfähigem Zustand gehalten werden. Zudem sind nicht dargestellte Mittel und Organe vorgesehen, durch welche in der Förderleitung 65 gebildete Materialstopfen auf pneumatischem Weg wieder aufgelöst werden können. Die zwischen dem Vorrats behälter 50 und dem Silobehälter 90 angeordnete Förderleitung 65 ist nicht Gegenstand dieser Erfindung und wird deshalb nicht näher beschrieben.
Am oberen Boden 51 des Vorratsbehälters 50 sind mehrere mit dessen Innenraum 501 in Verbindung stehende und im Abstand zueinander angeordnete Leitungen 2, 7, 9 und 11 vorgesehen und in nicht näher dargestellter Weise angeschlossen. Die erste Leitung 2 ist unter Zwischenschaltung eines Einlaufschiebers 3 mit einem beispielsweise trichterförmig ausgebildeten Sammelbehälter 1 verbunden, von welchem das pulverförmige oder körnige Material (nicht dargestellt) dem Vorratsbehälter 50 zugeführt wird. Die zweite Leitung 7 steht unter Zwischenschaltung einer Blende 7 min sowie eines Absperrventils 6 oder einer entlüftbaren Absperrklappe 6 mit einem Filter 5 in Verbindung. An die dritte Leitung 9 ist ein Sicherheitsventil 8 und an die vierte Leitung 11 ein Druckanzeigegerät 10 (Manometer) angeschlossen.
Die mit dem einen Ende an eine Druckluftquelle 20 und mit dem anderen Ende an die Förderleitung 65 angeschlossene erste Versorgungsleitung 61 ist in Strömungsrichtung gesehen unter Zwischenschaltung mehrerer in Reihe angeordneter Absperr- und Druckreduzier- sowie Regelorgane 22, 23, 25, 32, 38, 37 und 39 sowie eines Düsenkörpers 24 beispielsweise in drei Leitungsteilstücke 21, 21 min und 21 min min unterteilt.
Das an die Druckluftquelle 20 angeschlossene erste Leitungsteilstück 21 umfasst das erste Absperrventil 22, das über eine Steuerleitung 72 min mit einem Druckschalter 72 in Wirkverbindung stehende Druckreduzierventil 23, die Lavaldüse 24 sowie das zweite Absperrventil 25. Mittels dem zweiten Absperrventil 25 wird im wesentlichen die Druckluft P für die Ober- und Förderluft freigegeben oder abgesperrt.
Das mit dem ersten Leitungsteilstück 21 verbundene zweite Leitungsteilstück 21 min umfasst die Absperrventile 32 und 38 sowie das Regelventil 37. Dem zweiten Leitungsteilstück 21 min ist weiterhin ein Bypass 35 zugeordnet, welcher einerseits unter Zwischenschaltung eines weiteren Absperrventils 36 mit einer ersten Leitung 34 zwischen den beiden Absperrventilen 32 und 38 und andererseits mit einer zweiten Leitung 341 nach dem Regelventil 37 an dem zweiten Leitungsteilstück 21 min angeschlossen ist. Das an das zweite Leitungsteilstück 211 anschliessende dritte Leitungsteilstück 21 min min steht unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 39 im wesentlichen mit der Förderleitung 65 in Verbindung. An dem dritten Leitungsteilstück 21 min min ist eine Druckanzeige 40 sowie ein Druckschalter 73 angeschlossen.
Der Druckschalter 73 steht über eine Steuerleitung 731 mit einem in der Förderleitung 65 angeordneten Auslaufschieber 49 in Wirkverbindung. Der Auslaufschieber 49 ist vorzugsweise unmittelbar im Bereich des Silobehälters 90 angeordnet.
Die zweite Versorgungsleitung 62 ist im wesentlichen in zwei Leitungsteilstücke 13 und 13 min unterteilt und umfasst mehrere in Reihe angeordnete Absperr- und Druckreduzier- sowie Regelorgane 19, 18, 17, 16 und 12. Das an dem Leitungsteilstück 21 der ersten Versorgungsleitung 61 angeschlossene erste Leitungsteilstück 13 umfasst die Absperrventile 19 und 18 sowie das Regelventil 17. Dem ersten Leitungsteilstück 13 ist weiterhin ein erster Bypass 15 zugeordnet. Der Bypass 15 ist einerseits unter Zwischenschaltung des Absperrventils 16 mit einer ersten Leitung 14 zwischen den beiden Absperrventilen 19 und 18 und andererseits mit einer zweiten Leitung 14 min nach dem Regelventil 17 an dem ersten Leitungsteilstück 13 angeschlossen.
Das an das erste Leitungsteilstück 13 anschliessende zweite Leitungsteilstück 13 min ist unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 12 in nicht näher dargestellter Weise am Boden 51 des Vorratsbehälters 50 angeschlossen.
Die dritte Versorgungsleitung 63 ist in Strömungsrichtung gesehen unter Zwischenschaltung mehrerer in Reihe angeordneter Absperr- und Druckreduzier- sowie Regelorgane 30, 45, 46 und 47 sowie eines Düsenkörpers 31 im wesentlichen in drei Leitungsteilstücke 29, 29 min und 29 min min unterteilt. Das mit dem einen Ende im wesentlichen an der ersten Versorgungsleitung 61 angeschlossene erste Le'itungsteilstück 29 umfasst das erste Absperrventil 30 sowie die Lavaldüse 31. Das zweite Leitungsteilstück 29 min umfasst das Absperrventil 45 und das dritte Leitungsteilstück 29 min min das Absperrventil 46. Das an das zweite Leitungsteilstück 29 min anschliessende dritte Leitungsteilstück 29 min min ist unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 47 in nicht näher dargestellter Weise am Unterteil 52 des Vorratsbehälters 50 angeschlossen.
In dem Unterteil 52 des Vorratsbehälters 50 ist, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, ein beispielsweise schräg liegend angeordneter Belüftungsboden 52 min vorgesehen, welcher über die dritte Versorgungsleitung 63 mit Druckluft P beaufschlagt wird. Die ebenfalls am Unterteil 52 angeschlossene Förderleitung 65 ist beispielsweise korrespondierend zu der dritten Versorgungsleitung 63 angeordnet und in nicht näher dargestellter Weise am Unterteil 52 angeschlossen. Weiterhin erkennt man in Fig.1 in Strömungsrichtung gesehen einen in der Förderleitung 65 angeordneten ersten Auslaufschieber 48, einen als Lavaldüse ausgebildeten Düsenkörper 41 sowie den unmittelbar im Bereich des Silobehälters 90 angeordneten zweiten Auslaufschieber 49.
An dem ersten Leitungsteilstück 21 sowie an dem Leitungsstück 29 kann weiterhin eine mit zwei Absperrventilen 28, 26 versehene und mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle in Verbindung stehende Leitung 27 angeschlossen werden. Über die Leitung 27 kann einerseits bei entsprechender Stellung der einzelnen Ventile 26, 26 und 25 eine zusätzliche Einspeisung der Druckluft P in die Leitung 21 sowie Leitung 29 erfolgen.
Hiermit wird erreicht, dass das komplette System mit verschiedenen Luftmengen (Druckluft P) beschickt werden kann.
In Fig. 2 ist als zweites Ausführungsbeispiel eine Anlage 100 min dargestellt und man erkennt den Vorratsbehälter 50, die damit in Verbindung stehende Förderleitung 65, das Leitungssystem 60 mit den drei Versorgungsleitungen 61, 62 und 63 sowie ein in der Gesamtheit mit 85 bezeichnetes Regelsystem. Weiterhin erkennt man die für dieses Ausführungsbeispiel funktionswesentlichen Bypässe 15 und 35 sowie die zugeordneten Absperr-, Druckreduzier- und Regelorgane 16, 17, 18 und 36, 37, 38. Die in Fig. 2 nicht dargestellten Absperr- und Regelorgane sind analog der vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Absperr- und Regelorgane angeordnet und ausgebildet.
Abweichend von der Anlage 100 min gemäss Fig. 1 ist bei der Anlage 100 min gemäss Fig. 2 zusätzlich eine Umformereinheit 55 sowie eine Druckregeleinheit 70 vorgesehen. Die Druckregeleinheit 70 ist einerseits über eine erste Steuerleitung 57 mit dem in der zweiten Versorgungsleitung 62 (Oberluft) angeordneten ersten Regelventil 17 und andererseits über eine zweite Steuerleitung 57 min mit dem in der ersten Versorgungsleitung 61 angeordneten zweiten Regelventil 37 wirkverbunden.
Am oberen Boden 51 des Vorratsbehälters 50 ist über eine Leitung 43 min ein Druckschalter 43 angeschlossen, welcher seinerseits über eine erste Steuerleitung 44 mit der Umformereinheit 55 und diese über eine zweite Steuerleitung 441 mit der Druckregeleinheit 70 wirkverbunden ist. Der Druckschalter 43 kann jedoch auch unmittelbar im Bereich des Vorratsbehälters 50 am zweiten Leitungsstück 131 (Fig. 1) der zweiten Versorgungsleitung 62 (Oberluft) angeschlossen werden. Die einzelnen, in Fig. 2 schematisch dargestellten Elemente bilden zusammen das Regelsystem 85 (Fig. 3), mittels welchem der Förderdruck geregelt und dadurch im Vorratsbehälter 50 konstant gehalten werden kann. Die Arbeits- und Wirkungsweise des Regelsystems 85 wird später noch beschrieben.
Fig. 3 zeigt das schematisch dargestellte Regelsystem 85 für die Anlage 100 min gemäss Fig. 2 und man erkennt die Druckregeleinheit 70, das erste Regelventil 17, den Vorratsbehälter 50 mit der Förderleitung 65 sowie den mittels der Leitung 431 damit in Verbindung stehenden Druckschalter 43 und die nachgeschaltete Umformereinheit 55. Das als Ausführungsbeispiel schematisch dargestellte erste Regelventil 17 umfasst einen Regler A, eine Elektronik B, ein sogenanntes Prallplattensystem C, eine Membrane D, ein Ventil E sowie einen mit F bezeichneten Drucksensor. Die einzelnen Elemente A bis F des Regelventils 17 bilden eine Baueinheit und stehen über nicht näher bezeichnete Leitungen miteinander in Wirkverbindung. Das zweite Regelventil 37 gemäss Fig. 1 und Fig. 2 ist vorzugsweise analog dem vorstehend beschriebenen Regelventil 17 ausgebildet.
In Fig. 4 ist als drittes Ausführungsbeispiel eine Anlage 100 min min dargestellt und man erkennt den Vorratsbehälter 50, die damit in Verbindung stehende Förderleitung 65, das Leitungssystem 60 mit den drei Versorgungsleitungen 61, 62 und 63 sowie ein in der Gesamtheit mit 851 bezeichnetes Regelsystem. Weiterhin erkennt man die für dieses Ausführungsbeispiel funktionswesentlichen Bypässe 15 und 35 sowie die zugeordneten Absperr- und Druckreduzier- sowie Regelorgane 16, 17, 18 und 36, 37, 38. Die in Fig. 4 nicht dargestellten Absperr- und Regelorgane sind analog der vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Absperr- und Regelorgane angeordnet und ausgebildet.
Abweichend von der Anlage 100 min gemäss Fig. 2 ist bei der Anlage 100 min min gemäss Fig. 4 der Vorratsbehälter 50 auf mindestens zwei im Abstand zueinander angeordneten Auflageelementen 74, 74 min einer schematisch dargestellten Waage 75 gelagert. Die Waage 75 ist beispielsweise als Niederplattformwaage ausgebildet, welche über eine Steuerleitung 78 mit einer Messeinheit 80 verbunden ist. Die schematisch dargestellte Messeinheit 80 ist mit Mitteln zum Erfassen des momentanen Gewichts des Vorratsbehälters 50 zusammen mit dem darin befindlichen Material versehen und umfasst weitere Mittel zum Umformen eines gewichtsabhängigen Wertes in ein mit S3 bezeichnetes Steuersignal. Die Messeinheit 80 ist weiterhin über eine Steuerleitung 79 mit einer zweiten Druckregeleinheit 71 und diese über eine Steuerleitung 56 mit der ersten Druckregeleinheit 70 verbunden.
Analog der ersten Anlage 100 min gemäss Fig. 2 ist die Druckregeleinheit 70 der zweiten Anlage 100 min min über die erste Steuerleitung 57 mit dem in der zweiten Versorgungsleitung 62 (Oberluft) angeordneten ersten Regelventil 17 und andererseits über die zweite Steuerleitung 57 min mit dem in der ersten Versorgungsleitung 61 (Förderluft) angeordneten zweiten Regelventil 37 wirkverbunden. Weiterhin ist am oberen Boden 51 des Vorratsbehälters 50 mittels der Leitung 43 min der Druckschalter 43 angeschlossen, welcher seinerseits über die erste Steuerleitung 44 mit der Umformereinheit 55 und diese über die zweite Steuerleitung 44 min mit der Druckregeleinheit 70 wirkverbunden ist. Der Druckschalter 43 kann jedoch auch unmittelbar im Bereich des Vorratsbehälters 50 am zweiten Leitungsstück 13 min (Fig. 1) der zweiten Versorgungsleitung 62 (Oberluft) angeschlossen werden.
Die einzelnen, in Fig. 2 schematisch dargestellten Elemente bilden zusammen das Regelsystem 85 min , mittels welchem der Förderdruck in dem Vorratsbehälter 50 konstant gehalten werden kann. Die Arbeits- und Wirkungsweise des Regelsystems 85 min wird später noch beschrieben.
Fig. 5 zeigt das schematisch dargestellte Regelsystem 85 min für die Anlage 100 min min gemäss Fig. 4 und man erkennt die beiden Druckregeleinheiten 71 und 70, das erste Regelventil 17, den Vorratsbehälter 50 mit der Förderleitung 65, den mittels der Leitung 43 min damit in Verbindung stehenden Druckschalter 43 sowie die über die Steuerleitung 44 damit verbundene Umformereinheit 55, welche über eine weitere Steuerleitung 44 min mit der ersten Druckregeleinheit 70 verbunden ist. Das als Ausführungsbeispiel schematisch dargestellte erste Regelventil 17 umfasst einen Regler A, eine Elektronik B, ein sogenanntes Prallplattensystem C, eine Membrane D, ein Ventil E sowie einen mit F bezeichneten Drucksensor. Die einzelnen Elemente A bis F des Regelventils 17 bilden eine Baueinheit und stehen über entsprechende Leitungen (nicht bezeichnet) miteinander in Wirkverbindung.
Das in Fig. 4 dargestellte zweite Regelventil 37 ist vorzugsweise analog dem vorstehend beschriebenen Regelventil 17 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht der Vorratsbehälter 50 weiterhin über eine Steuerleitung 78 mit der Messeinheit 80 und diese über eine Steuerleitung 79 mit der zweiten Druckregeleinheit 71 in Verbindung. Die beiden Druckregeleinheiten 71 und 70 sind über eine Steuerleitung 56 miteinander verbunden.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anlagen 100 bzw. 100 min oder 100 min min in Verbindung mit dem Rohrleitungssystem 60 und dem damit in Wirkverbindung stehenden Regelsystem 85 beziehungsweise 85 min für die druck- und/oder gewichtsabhängige Regelung des zu fördernden Materialstromes wird nachstehend erläutert:
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 wird in einer ersten Phase bei geöffnetem Einlaufschieber 3 und geöffnetem Rückschlagventil 6 das zu fördernde pulverförmige oder körnige Material (nicht dargestellt) von dem Füllbehälter 1 in den Vorratsbehälter 50 gefördert. Die dabei aus dem Vorratsbehälter 50 entweichende Luft (Entlüftung) wird dabei über die mit der Blende 7 min versehene Leitung 1 und dem nachgeschalteten Rückschlagventil 6 geleitet und von dem Filter 5 staubfrei gereinigt nach aussen (Atmosphäre) abgegeben. Das Rückschlag ventil 6 kann auch als sogenannte Absperr- oder Entlüftungsklappe ausgebildet sein.
Beim Füllen des Vorratsbehälters 50 wird gleichzeitig die Füllhöhe im Innenraum 50 min durch mindestens einen nicht dargestellten Niveauschalter oder dergleichen überwacht, wobei beim Erreichen der beispielsweise niveauabhängig einstellbaren Füllhöhe durch Schliessen des Einlaufschiebers 3 der Füllvorgang unterbrochen (gestoppt) wird. Gleichzeitig wird das dem Filter 5 vorgeschaltete Rückschlagventil 6 geschlossen. Zur Überwachung der Füllhöhe kann auch im Innenraum 50 min des Vorratsbehälters 50, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, ein an sich bekannter Drehflügelmelder 4 vorgesehen werden. Der Drehflügelmelder 4 wird mit nicht dargestellten Mitteln solange in Pfeilrichtung Y um eine nicht näher bezeichnete Achse rotierend angetrieben, bis die Flügel von dem eingefüllten Material bedeckt und blockiert werden.
Durch das Blockieren der Flügel wird ein den Füllvorgang beendender Kontakt ausgelöst und der Einlaufschieber 3 sowie das Rückschlagventil 6 geschlossen.
In einer zweiten Phase wird der Innenraum 50 min des Vorratsbehälters 50 bei geöffnetem Absperrventil 25 über die mit der Druckquelle 20 in Verbindung stehende erste Versorgungsleitung 61 sowie über die damit in Verbindung stehende zweite Versorgungsleitung 62 solange mit Druckluft P (Oberluft) beaufschlagt bis in Abhängigkeit einer am ersten Regelventil 17 anliegenden Eingangsgrösse G der erforderliche Systemdruck Pl im Innenraum 50 min des Vorratsbehälters 50 erreicht ist. Bei der Druckluftbeaufschlagung des Vorratsbehälters 50 ist das in der ersten Versorgungsleitung 61 angeordnete Regelventil 37 geschlossen und das in der zweiten Versorgungsleitung 62 angeordnete Regelventil 17 geöffnet.
Die beiden in der ersten Versorgungsleitung 61 beziehungsweise in der zweiten Versorgungsleitung 62 angeordneten Regelventile 37 und 17 sind derart gegenläufig geschaltet, dass beispielsweise bei geöffnetem ersten Regelventil 17 das zwei te Regelventil 37 geschlossen ist, oder umgekehrt, bei geöffnetem zweiten Regelventil 37 das erste Regelventil 17 geschlossen ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das erste Regelventil 17 mit dem zugeordneten Absperrventil 18 parallel zu dem im ersten Bypass 15 angeordneten Absperrventil 16 geschaltet. Analog ist das zweite Regelventil 37 mit dem zugeordneten Absperrventil 38 parallel zu dem im zweiten Bypass 35 angeordneten Absperrventil 36 geschaltet. Die beiden Regelventile 17 und 37 sind zur Erreichung einer entsprechenden Druckregulierung jeweils mit den Mitteln A, B, C, D, E und F (Fig. 3 und Fig. 5) versehen, mittels welcher ein druckabhängiges \ffnen oder Schliessen derselben erreicht wird. Im Normalbetrieb wird die Druckluft P über das Ventil 16 beziehungsweise 36 geleitet, wobei die Druckluft P für den geregelten Betrieb über das Regelventil 17 beziehungsweise 37 geleitet wird.
Der im Innenraum 50 min des Vorratsbehälters 50 vorliegende und von der Druckquelle 20 aufgebaute Systemdruck P1 wird von dem am oberen Boden 51 mittels der Leitung 43 min angeschlossenen Druckschalter 43 (Fig. 2 und Fig. 4) als Istwert P1 min erfasst und von dem Druckschalter 43 (Transmitter) als umgewandeltes Signal S1 über die Steuerleitung 44 der Umformereinheit 55 zugeführt, wobei von der Umformereinheit 55 ein analoges Signal S2 über die daran angeschlossene Steuerleitung 44 min der ersten Druckregeleinheit 70 zugeführt wird. In der Druckregeleinheit 70 wird das druckabhängige Signal S2 mit dem in die Druckregeleinheit 70 eingegebenen Sollwert SW1 verglichen und von der Druckregeleinheit 70 eine aus dem Signal S2 und dem Sollwert SW1 resultierende Regelgrösse R ermittelt.
Die derart ermittelte Regelgrösse R wird zur Korrektur der am ersten Regelventil 17 beziehungsweise am zweiten Regelventil 37 anliegenden Eingangsgrösse G herangezogen.
Bei dem ersten Regelsystem 85 (Fig. 2, 3) erfolgt die Regelung wie vorstehend beschrieben unter Anwendung einer sogenannten Zweipunktregelung mit minimal einstellbarem und maximal erreichbarem Druck. Beim Erreichen des maximalen Drukkes werden das Absperrventil 16 in der zweiten Versorgungsleitung 62 für die Oberluft sowie das Absperrventil 46 in der dritten Versorgungsleitung 63 für die Fluidisierluft geschlossen, wobei beim Erreichen des minimalen Druckes die beiden Absperrventile 16 und 46 wieder geöffnet werden. Mit dem ersten Regelsystem 85 wird in vorteilhafterweise während des gesamten Entleerungsvorganges eine konstante, druckluftgeregelte Förderung des Materialstromes erreicht.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 wird in einer ersten Phase das Eigengewicht M1 des Vorratsbehälters 50 und nach dem Einfüllen des Materials das Gesamtgewicht (Vorratsbehälter einschliesslich Material) mittels der Waage 75 erfasst und als gewichtsabhängiger Istwert M2 der Messeinheit 80 zugeführt. In der Messeinheit 80 wird der Istwert M2 in ein entsprechendes Signal S3 umgewandelt und dieses über die Steuerleitung 79 der zweiten Druckregeleinheit 71 zugeführt und in dieser mit einem eingegebenen Anfangsgewicht M verglichen. Mit einem aus dem Signal S3 und dem in die zweite Druckregeleinheit 71 eingegebenen Anfangsgewicht M wird ein Sollwert SW2 ermittelt und über die Steuerleitung 56 der ersten Druckregeleinheit 70 zugeführt.
Die Messeinheit 80 ist vorzugsweise mit Mitteln versehen, anhand welcher der während der Förderung sich ständig verringernde, gewichtsabhängige Istwert M2 zeitabhängig erfasst und als Signal S3 der zweiten Druckregeleinheit 71 zugeführt und von dieser als Regelgrösse R umgewandelt wird. Die derart ermittelte Regelgrösse R wird, wie vorstehend in Verbindung mit der Anlage 100 min gemäss Fig. 4 beschrieben, zur Korrektur der am ersten Regelventil 17 beziehungsweise am zweiten Regelventil 37 anliegenden Eingangsgrösse G herangezogen. Mit der korrigierten Eingangsgrösse G kann der Materialstrom zusätzlich zu der geregelten Druck luftförderung, gemäss Fig. 2 und 3, weiterhin noch durch eine von der Gewichtsabnahme, insbesondere durch eine Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit reguliert werden (Fig. 4, 5).
The invention relates to a method and a system for the pneumatic conveying of powdery or granular materials, in which the respective material is supplied from a storage container which is pressurized with compressed air via at least one supply line to a material stream which is arranged at a distance therefrom and connected to it via at least one conveying line as a pressurized air stream .
Plants of the type mentioned for the pneumatic conveying of powdery or granular materials are generally known. In these systems, the storage container filled with the material to be conveyed is acted upon (inflated) from an assigned compressed air source to a pressure which is preferably dependent on the product, and the material is then conveyed in the form of a stream of material subjected to compressed air. In the known systems there are undesirable deviations in the pressure curve over the entire conveying time, so that at the end of the actual conveying time the pressure in the storage container is no longer sufficient for conveying the remaining material and also the empty blowing of the storage container and the necessary to avoid material accumulation Delivery line is no longer guaranteed.
The invention is based on the object of specifying a method and a system for carrying out the method, by means of which a constant pressure curve is ensured during the entire emptying time and during the blowing of the individual elements.
The method according to the invention is characterized in that the system pressure which is present in the storage container as a function of a predefined input variable is recorded as an actual value in order to achieve regulated pneumatic delivery and is converted into an electrical analog signal as a pressure-dependent signal and is compared with a predefined setpoint value, the analog signal and the The setpoint determines a controlled variable and is used to correct the input variable that determines the system pressure.
The pressure curve that can be achieved with the regulated delivery is much more precise and stable over the entire delivery time in comparison with the known unregulated delivery, in which undesired deviations with respect to the setpoint result over the entire delivery time. With the controlled delivery, the pressure curve increases approximately linearly up to the setpoint and is then kept constant until the powdery or granular material is removed from the pressure vessel.
The system for carrying out the method consists of a line system which is operatively connected to a compressed air source and comprises a plurality of supply lines, a storage container connected to it and a silo container which is arranged at a distance therefrom and which can be supplied with a compressed air material flow via a delivery line connected to it and to the storage container that in the first supply line, which is connected to the delivery line and in the second supply line, which is connected to it and to the reservoir, at least one control valve, which is operatively connected to a control system, is interposed to correct the system pressure in the reservoir.
Advantages and further features as well as details of the invention result from the following description and the drawing, which shows in
1 shows a schematically illustrated system for the pneumatic conveying of powdery or granular materials from a storage container to a silo container connected thereto via a conveying line;
FIG. 2 shows the system shown in simplified form in accordance with FIG. 1 with an assigned first control system for achieving a constant delivery pressure;
3 shows the first control system for the system shown in FIG. 2, shown as a block diagram;
4 shows the system according to FIG. 2 with the first control system for the constant delivery pressure and a second control system for a weight-dependent control during the material delivery;
5 shows the two control systems for the system according to FIG. 4 each shown as a block diagram.
FIG. 1 shows a system for the pneumatic conveying of powdery or granular materials, which is shown schematically and designated as a whole by 100. The system 100, which is also known per se as a pressure delivery system, essentially comprises a storage container 50 and a silo container 90 which is arranged at a distance from it and is connected to it via at least one delivery line 65. The silo container 90 is designed, for example, as a consumer point, one of which is not shown in detail the supplied material is removed.
The storage container 50 and the delivery line 65, which is only partially shown in FIG. 1, are connected via a line system designated as a whole by 60. The line system 60 essentially comprises a first supply line 61, which is connected to the delivery line 65, for the supply of the conveying air (compressed air P), a second supply line 62, which is connected to the upper bottom 51 of the storage container 50, for the supply of the upper air (compressed air P) and one third supply line 63 for supplying the fluidizing air (compressed air P). The third supply line 63 is connected to a correspondingly designed lower part 52 arranged on the storage container 50. The three supply lines 61, 62 and 63, each with the intervening shut-off and pressure reducing and regulating elements, will be described in detail later.
At this point, it is pointed out that the delivery line 65 connected to the lower part 52 of the pressure vessel 50 in a manner not shown in detail is designed in such a way that when the materials are pneumatically conveyed at the same time or when local accumulations or the formation of plugs occur, they are formed by a targeted, pneumatic Pressurization is released and the materials are kept in a fluid state. In addition, means and organs, not shown, are provided, by means of which material plugs formed in the conveying line 65 can be released again pneumatically. The arranged between the storage container 50 and the silo container 90 conveyor line 65 is not the subject of this invention and is therefore not described in detail.
On the upper floor 51 of the storage container 50, a plurality of lines 2, 7, 9 and 11, which are connected to its interior 501 and are arranged at a distance from one another, are provided and connected in a manner not shown in any more detail. The first line 2 is connected, with the interposition of an inlet slide valve 3, to a collecting container 1, for example funnel-shaped, from which the powdery or granular material (not shown) is fed to the storage container 50. The second line 7 is connected to a filter 5 with the interposition of an orifice 7 min and a shut-off valve 6 or a ventable butterfly valve 6. A safety valve 8 is connected to the third line 9 and a pressure indicator 10 (pressure gauge) is connected to the fourth line 11.
The first supply line 61, which is connected at one end to a compressed air source 20 and at the other end to the delivery line 65, is seen in the flow direction with the interposition of several shut-off and pressure reducing and regulating elements 22, 23, 25, 32, 38, 37 arranged in series and 39 and a nozzle body 24, for example divided into three line sections 21, 21 min and 21 min min.
The first line section 21 connected to the compressed air source 20 comprises the first shut-off valve 22, the pressure reducing valve 23 which is operatively connected to a pressure switch 72 via a control line 72 min, the Laval nozzle 24 and the second shut-off valve 25. The second shut-off valve 25 essentially turns the compressed air P released or blocked for the upper and conveying air.
The second line section 21 min connected to the first line section 21 includes the shut-off valves 32 and 38 as well as the control valve 37. The second line section 21 min is further assigned a bypass 35 which, on the one hand, with the interposition of a further shut-off valve 36 with a first line 34 between the two Shut-off valves 32 and 38 and on the other hand connected to the second line section 21 min with a second line 341 after the control valve 37. The third line section 21 min, which adjoins the second line section 211, is essentially connected to the delivery line 65 with the interposition of the check valve 39. A pressure display 40 and a pressure switch 73 are connected to the third line section 21 min.
The pressure switch 73 is operatively connected via a control line 731 to an outlet slide 49 arranged in the delivery line 65. The outlet slide 49 is preferably arranged directly in the region of the silo container 90.
The second supply line 62 is essentially divided into two line sections 13 and 13 min and comprises a plurality of shut-off and pressure reducing and regulating elements 19, 18, 17, 16 and 12 arranged in series. The first line section connected to the line section 21 of the first supply line 61 13 includes the shut-off valves 19 and 18 and the control valve 17. The first line section 13 is also assigned a first bypass 15. The bypass 15 is connected on the one hand with the interposition of the shut-off valve 16 with a first line 14 between the two shut-off valves 19 and 18 and on the other hand with a second line 14 min after the control valve 17 on the first line section 13.
The second line section 13 min adjoining the first line section 13 is connected to the bottom 51 of the storage container 50 in a manner not shown, with the interposition of the check valve 12.
The third supply line 63 is seen in the flow direction with the interposition of a plurality of shut-off and pressure reducing and regulating elements 30, 45, 46 and 47 arranged in series and a nozzle body 31 essentially divided into three line sections 29, 29 min and 29 min min. The first line section 29 essentially connected at one end to the first supply line 61 comprises the first shut-off valve 30 and the Laval nozzle 31. The second line section 29 min comprises the shut-off valve 45 and the third line section 29 min the shut-off valve 46 the second line section 29 min, which connects the second line section 29 min, is connected to the lower part 52 of the storage container 50 in a manner not shown, with the interposition of the check valve 47.
In the lower part 52 of the storage container 50, as shown schematically in FIG. 1, there is provided, for example, an obliquely arranged ventilation floor 52 min which is supplied with compressed air P via the third supply line 63. The delivery line 65, which is also connected to the lower part 52, is arranged, for example, corresponding to the third supply line 63 and is connected to the lower part 52 in a manner not shown. Furthermore, seen in FIG. 1 in the flow direction, a first outlet slide 48 arranged in the delivery line 65, a nozzle body 41 designed as a Laval nozzle and the second outlet slide 49 arranged directly in the region of the silo container 90 can be seen.
A line 27 provided with two shut-off valves 28, 26 and connected to a compressed air source (not shown) can also be connected to the first line section 21 and to the line section 29. Via line 27, on the one hand, with the corresponding position of the individual valves 26, 26 and 25, the compressed air P can be additionally fed into line 21 and line 29.
This ensures that the entire system can be fed with different amounts of air (compressed air P).
In FIG. 2, a system 100 min is shown as the second exemplary embodiment and the storage container 50, the conveying line 65 connected therewith, the line system 60 with the three supply lines 61, 62 and 63 as well as a control system designated 85 in its entirety can be seen. Furthermore, the bypasses 15 and 35, which are essential for this exemplary embodiment, and the associated shut-off, pressure-reducing and regulating elements 16, 17, 18 and 36, 37, 38 can be seen. The shut-off and regulating elements, not shown in FIG. 2, are analogous to those in FIG Connected with Fig. 1 shut-off and control elements arranged and formed.
1, a converter unit 55 and a pressure control unit 70 are additionally provided in the 100 min system according to FIG. 2. The pressure control unit 70 is operatively connected on the one hand via a first control line 57 to the first control valve 17 arranged in the second supply line 62 (upper air) and on the other hand via a second control line 57 min to the second control valve 37 arranged in the first supply line 61.
A pressure switch 43 is connected to the upper floor 51 of the storage container 50 via a line 43 min, which in turn is operatively connected to the converter unit 55 via a first control line 44 and to the pressure control unit 70 via a second control line 441. However, the pressure switch 43 can also be connected directly in the area of the storage container 50 to the second line section 131 (FIG. 1) of the second supply line 62 (upper air). The individual elements shown schematically in FIG. 2 together form the control system 85 (FIG. 3), by means of which the delivery pressure can be controlled and thereby kept constant in the reservoir 50. The operation and operation of the control system 85 will be described later.
FIG. 3 shows the schematically represented control system 85 for the system 100 min according to FIG. 2 and one recognizes the pressure control unit 70, the first control valve 17, the reservoir 50 with the delivery line 65 and the pressure switch 43 and connected to it by means of line 431 the downstream converter unit 55. The first control valve 17, shown schematically as an exemplary embodiment, comprises a controller A, electronics B, a so-called baffle plate system C, a diaphragm D, a valve E and a pressure sensor denoted by F. The individual elements A to F of the control valve 17 form a structural unit and are operatively connected to one another via lines that are not specified in any more detail. The second control valve 37 according to FIGS. 1 and 2 is preferably designed analogously to the control valve 17 described above.
In Fig. 4, a system 100 min min is shown as a third embodiment and the storage container 50, the associated delivery line 65, the line system 60 with the three supply lines 61, 62 and 63 and a control system designated as a whole with 851 can be seen . Furthermore, the bypasses 15 and 35, which are essential for this exemplary embodiment, and the associated shut-off and pressure-reducing and regulating elements 16, 17, 18 and 36, 37, 38 can be seen. The shut-off and regulating elements, not shown in FIG. 4, are analogous to those in FIG Connected with Fig. 1 shut-off and control elements arranged and formed.
2, in the 100 min. System according to FIG. 4, the storage container 50 is supported on at least two support elements 74, 74 min. The scale 75 is designed, for example, as a low platform scale, which is connected to a measuring unit 80 via a control line 78. The schematically illustrated measuring unit 80 is provided with means for detecting the instantaneous weight of the storage container 50 together with the material contained therein and comprises further means for converting a weight-dependent value into a control signal designated S3. The measuring unit 80 is also connected via a control line 79 to a second pressure control unit 71 and via a control line 56 to the first pressure control unit 70.
Analogous to the first system 100 min according to FIG. 2, the pressure control unit 70 of the second system is 100 min min via the first control line 57 with the first control valve 17 arranged in the second supply line 62 (upper air) and on the other hand via the second control line 57 min with the in the second supply valve 61 (conveying air) arranged second control valve 37 operatively connected. Furthermore, the pressure switch 43 is connected to the upper bottom 51 of the storage container 50 by means of the line 43 min, which in turn is operatively connected to the converter unit 55 via the first control line 44 and to the pressure control unit 70 via the second control line 44 min. However, the pressure switch 43 can also be connected directly in the area of the storage container 50 to the second line section 13 min (FIG. 1) of the second supply line 62 (upper air).
The individual elements shown schematically in FIG. 2 together form the control system 85 min, by means of which the delivery pressure in the storage container 50 can be kept constant. The operation and operation of the control system 85 min will be described later.
FIG. 5 shows the schematically illustrated control system 85 min for the system 100 min min according to FIG. 4 and one can see the two pressure control units 71 and 70, the first control valve 17, the reservoir 50 with the delivery line 65, and the line 43 min therewith connected pressure switch 43 and the converter unit 55 connected to it via the control line 44, which is connected to the first pressure control unit 70 via a further control line 44 min. The first control valve 17, shown schematically as an exemplary embodiment, comprises a controller A, electronics B, a so-called baffle plate system C, a diaphragm D, a valve E and a pressure sensor denoted by F. The individual elements A to F of the control valve 17 form a structural unit and are operatively connected to one another via corresponding lines (not designated).
The second control valve 37 shown in FIG. 4 is preferably designed analogously to the control valve 17 described above. In this exemplary embodiment, the reservoir 50 is still connected to the measuring unit 80 via a control line 78 and this is connected to the second pressure control unit 71 via a control line 79. The two pressure control units 71 and 70 are connected to one another via a control line 56.
The mode of operation of the above-described systems 100 or 100 min or 100 min min in connection with the piping system 60 and the control system 85 or 85 min for the pressure and / or weight-dependent control of the material flow to be conveyed is explained below:
In the first exemplary embodiment according to FIG. 1, the powdery or granular material (not shown) to be conveyed is conveyed from the filling container 1 into the storage container 50 in a first phase with the inlet slide 3 and the check valve 6 open. The air escaping from the storage container 50 (venting) is passed through the line 1 provided with the orifice 7 min and the downstream check valve 6 and is discharged from the filter 5 to the outside (atmosphere), cleaned in a dust-free manner. The check valve 6 can also be designed as a so-called shut-off or ventilation flap.
When the storage container 50 is being filled, the filling level in the interior is simultaneously monitored for 50 minutes by at least one level switch or the like, which is not shown, and when the filling level that can be adjusted, for example, is reached, the filling process is interrupted (stopped) by closing the inlet slide 3. At the same time, the check valve 6 upstream of the filter 5 is closed. To monitor the fill level, a rotary vane detector 4 known per se can also be provided in the interior 50 minutes of the storage container 50, as shown schematically in FIG. 1. The rotary vane detector 4 is driven by means not shown to rotate in the direction of arrow Y about an axis, not specified, until the vanes are covered and blocked by the filled material.
By blocking the wings, a contact that ends the filling process is triggered and the inlet slide 3 and the check valve 6 are closed.
In a second phase, the compressed air P (upper air) is applied to the interior 50 min of the storage container 50 with the shut-off valve 25 open via the first supply line 61 connected to the pressure source 20 and via the second supply line 62 connected to it, depending on one the required system pressure Pl in the interior 50 min of the storage container 50 is reached at the input variable G applied to the first control valve 17. When pressurized air is applied to the reservoir 50, the control valve 37 arranged in the first supply line 61 is closed and the control valve 17 arranged in the second supply line 62 is opened.
The two control valves 37 and 17 arranged in the first supply line 61 and in the second supply line 62 are connected in opposite directions, for example, when the first control valve 17 is open, the second control valve 37 is closed, or vice versa, when the second control valve 37 is open, the first control valve 17 closed is.
As shown in FIG. 1, the first control valve 17 with the associated shut-off valve 18 is connected in parallel to the shut-off valve 16 arranged in the first bypass 15. Analogously, the second control valve 37 with the associated shut-off valve 38 is connected in parallel to the shut-off valve 36 arranged in the second bypass 35. To achieve a corresponding pressure regulation, the two control valves 17 and 37 are each provided with means A, B, C, D, E and F (FIGS. 3 and 5), by means of which a pressure-dependent opening or closing is achieved. In normal operation, the compressed air P is conducted via the valve 16 or 36, the compressed air P being guided for the controlled operation via the control valve 17 or 37.
The system pressure P1 present in the interior 50 min of the storage container 50 and built up by the pressure source 20 is detected as an actual value P1 min by the pressure switch 43 (FIGS. 2 and 4) connected to the upper base 51 by means of the line 43 min and by the pressure switch 43 (transmitter) is supplied as a converted signal S1 via the control line 44 to the converter unit 55, an analog signal S2 being supplied from the converter unit 55 to the first pressure control unit 70 via the control line 44 connected to it. In the pressure control unit 70, the pressure-dependent signal S2 is compared with the setpoint value SW1 entered in the pressure control unit 70, and a control variable R resulting from the signal S2 and the setpoint value SW1 is determined by the pressure control unit 70.
The control variable R determined in this way is used to correct the input variable G applied to the first control valve 17 or the second control valve 37.
In the first control system 85 (FIGS. 2, 3), the control takes place as described above using a so-called two-point control with a minimum adjustable and maximum achievable pressure. When the maximum pressure is reached, the shut-off valve 16 in the second supply line 62 for the upper air and the shut-off valve 46 in the third supply line 63 for the fluidizing air are closed, the two shut-off valves 16 and 46 being opened again when the minimum pressure is reached. With the first control system 85, constant, compressed air-controlled conveying of the material flow is advantageously achieved during the entire emptying process.
In the second exemplary embodiment according to FIG. 4, the dead weight M1 of the storage container 50 is recorded in a first phase and, after the material has been filled in, the total weight (storage container including material) is detected by the scale 75 and fed to the measuring unit 80 as a weight-dependent actual value M2. In the measuring unit 80, the actual value M2 is converted into a corresponding signal S3 and this is fed via the control line 79 to the second pressure control unit 71 and compared there with an entered initial weight M. A target value SW2 is determined using an initial weight M from the signal S3 and the initial weight M entered in the second pressure control unit 71 and is supplied to the first pressure control unit 70 via the control line 56.
The measuring unit 80 is preferably provided with means by means of which the weight-dependent actual value M2, which is constantly decreasing during the conveyance, is detected as a function of time and is supplied as a signal S3 to the second pressure control unit 71 and is converted by the latter as a control variable R. The control variable R determined in this way is used, as described above in connection with the system 100 min according to FIG. 4, to correct the input variable G present at the first control valve 17 or at the second control valve 37. With the corrected input variable G, the material flow in addition to the regulated compressed air delivery, according to FIGS. 2 and 3, can still be regulated by one of the weight loss, in particular one weight loss per unit of time (FIGS. 4, 5).