CN101842305A - 材料真空输送系统中的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空输送系统中的方法，真空输送系统包括至少一个进给点(61、66)、材料输送管道(100、101、102)以及用于至少在输送材料的时间内在材料输送管道(100、101、102)中提供压差的装置(3、3’)，材料输送管道(100、101、102)与进给点(61、66)连接，并且材料输送管道(100、101、102)的另一端与分离器元件(20)连接，输送的材料在分离器元件(20)中与输送空气分离。在方法中，通过喷射器装置(4)在材料输送管道(100、101、102)中提供加强的真空作用(真空脉冲)，喷射器装置的致动介质在压力储蓄器中被加载，致动介质从压力储蓄器输送到喷射器喷嘴中，用于在材料输送管道中提供强烈的吸力。本发明还涉及真空输送系统中的设备。

Description

材料真空输送系统中的方法和设备
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的引言部分的真空输送系统中的方法，该真空输送系统包括至少一个进给点、材料输送管和用于至少在输送材料的时间内在材料输送管道中提供压差的装置，所述材料输送管道与所述进给点连接，所述材料输送管道的另一端与分离器元件连接，输送的材料在该分离器中与输送空气分离。
本发明还涉及根据权利要求11所述的设备。
本发明总体涉及真空输送系统，具体涉及收集和输送废弃物，例如输送生活垃圾。
背景技术
借助吸力在管道中输送废弃物的系统是已知的。在这些系统中，通过吸力在管道中长距离输送废弃物。设备尤其用于以不同的机构输送废弃物。典型的是，真空设备用来获得压差，其中利用诸如真空泵或喷射器设备的真空发生器来提供输送管道中的设备负压(underpressure)。在输送管道中，通常具有至少一个阀元件，通过打开和关闭该阀元件来调节进入输送管道中的补偿空气。
在吸力中仅仅可以获得小于1巴(bar)的压差(实际是0.1-0.5巴)。在废弃物输送管道中维持连续负压的系统是已知的。小的压差要求必须将管道中的流量设计得较高，以便使得要在管道中输送的材料移动。因为废弃物材料在管道中通过与管道的密封性、尺寸和形状无关，所以容易在管道中产生旁路流动，由此，产生吸力的真空发生器/吸力装置的容量和功率必须设计得极大。
使用延伸至管道的真空泵是一个问题。如果出口阀在某处打开以将材料输送至输送管道，那么通常会产生强烈的噪音。这将导致极大的问题，尤其是在住宅区。对该问题的解决方案是真空泵平时不运转，直到出口阀已经打开或者管道端部处的冲洗阀已经打开。为了能够使输送的材料快速移动，泵必须大至用于快速产生负压，能够对即使数千米长的管道足够快速地进行降压。这要求真空泵的能量消耗非常并且性能非常好。这又导致了高的能量和维护成本。EP0906877B1中已经提出了作为对该问题解决方案的真空储蓄器。这尤其不适合于大的系统，这是因为真空储蓄器的容量应当差不多就是管道的尺寸，仅仅能够提供小于1巴的小负压。此外，大的废弃物真空输送系统的问题在于，数千米长的输送管道的容量是相当大的。
泵发明的目的是获得关于材料输送系统的完全新型的布置，借助该布置可以避免现有布置中的缺陷。泵发明的另一个目的在于提供一种适合于真空输送系统的布置，借助该布置提供使待输送材料移动所需的真空脉冲(vacuum pulse)。
发明内容
本发明是基于这样的想法，即利用在较高压力下供给的压力介质，吸力喷射器通过该压力介质用来提供瞬间所需的真空脉冲。
根据本发明的方法的主要特征在于，在所述方法中，通过喷射器装置在所述材料输送管道中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述喷射器装置的致动介质在压力储蓄器中被加载，所述致动介质从所述压力储蓄器输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道中提供强烈的吸力。
此外，根据本发明的方法的其它特征如权利要求2-10中所述。
根据本发明的设备的主要特征在于，所述设备包括喷射器装置和压力储蓄器，所述喷射器装置用于在所述材料输送管道中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述压力储蓄器用于致动所述喷射器装置的压力介质，所述压力介质从所述压力储蓄器输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道中提供强烈的吸力。
此外，根据本发明的设备的其它特征如权利要求12-18中所述。
根据本发明的布置具有许多显著的优点。当触发喷射器时，瞬间获得显著的增大，这可以是泵输出的几倍。通过该方法，实现了材料在管道中的快速起动。之后，真空泵维持输送速度。当气动喷射器增大负压时，开启附加的泵，用于结束输送。根据本发明的布置还显著地降低了现有技术导致的噪声问题。
附图说明
以下将参考附图，借助例子详细说明本发明，其中：
图1是根据本发明实施例的系统的示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的系统的示意图；
图3是已知布置的输送管道中负压的变化曲线图；以及
图4是输送管道中负压的变化曲线图。
具体实施方式
图1示意性地示出了材料输送系统，尤其是使用根据本发明的方法和设备的废弃物材料输送系统。
在图1和2中，附图标记61、66表示待输送废弃物材料的进给站，待输送材料尤其是诸如生活垃圾的废弃物材料从该进给站进给至输送系统。该系统可以包括多个进给站61、66，待输送材料从该进给站61、66进给至输送管道100、101、102、103、104。通常，输送管道包括主输送管道100，该主输送管道100中可以连接有多个分支输送管道101、102，对于多个进给站61、66自身而言，其可以经由进给管道103、104连接到主输送管道中。在根据图1的实施例中，主输送管道100中连接有两个分支输送管道101、102。在该图中，两个分支输送管道101、102中均连接有三个进给站61和66。进给材料沿着输送管道100、101、102、103、104输送至位于输送管道的相反端部处的分离装置20，输送材料在该分离装置20中借助例如离心力与输送空气分离。分离后的材料在例如需要时从分离装置20移至诸如废弃物容器51的材料容器，或者用于进行进一步的处理。如附图的实施例中，材料容器可以包括废弃物压实机50，材料从该废弃物压实机50进一步输送至废弃物容器51。在图1的实施例中，分离装置20设置有材料出口元件。管道105从分离装置20通向用于在输送管道中产生负压的装置3、4。在图1的实施例中，用于产生负压的装置包括真空泵单元3和喷射器单元4。通过用于产生负压的装置在输送管道100、101、102、103、104中提供输送材料所需的负压。真空泵单元3包括由致动器31操作的泵30。根据泵发明，该系统还包括喷射器单元4，在该图的实施例中，喷射器单元4经由管道106、105和分离器元件20连接到输送管道上。
喷射器单元4包括喷射器喷嘴45，致动介质从该喷射器喷嘴45喷到喷射器42，进入喷射器管道46，由此在管道106中提供吸力。喷射器单元4连接至诸如气动源1的致动介质源，该致动介质源通常包括至少一个压缩机12和气动储蓄器16。负压提供在输送管道中输送材料所需的力。喷射器单元4连接至分离装置20，主输送管道100再连接到该分离装置20中。
进给管道103、104上布置有出口阀60、65，该出口阀60、65打开和关闭，使得尺寸合适的材料部分从进给点61、66输送至输送管道101、102。材料从诸如废弃物容器的进给点61、66进给，当容器装满之后，出口阀60、65自动地或手动地打开。各个输送管道100、101、102上装配有在需要时打开和关闭的截止阀(line valve)62、67、70，其中最合适的装配位置是输送管道的与分离装置20相对的端部处。
该系统以如下方式操作：在开始状态下，压缩机12加载压力介质储蓄器，也就是在图1的实施例中，气动储蓄器16完全处于由压力传感器17限定的过压。载荷压力的上限取决于系统。其可以是例如10-300，在一个实施例中是10-40，在另一个实施例中是40-300巴。分离装置20的出口孔关闭，主输送管道100和分离元件之间的阀26打开。真空泵单元3维持主输送管道100中的负压。在实施例中，输送管道中的负压为例如大约-0.2。真空单元3的真空泵30的马达31由频率转换器控制基于压力传感器32的数据进行控制。在图1的系统中，还具有第二泵单元3’，该第二泵单元3’在开始状态下不运行。喷射器单元4在开始状态下不运行。进给点附近也就是废弃物容器附近的所有出口阀60、65都关闭。分支输送管道101、102的截止阀62、67打开。在分支输送管道101和主输送管道100之间具有区域阀(areavalve)64，同样，在分支输送管道102和主输送管道100之间具有第二区域阀69。在开始状态下，区域阀64和69关闭，主输送管道100的截止阀70也关闭。
假定要清空属于第一分支输送管道101区域的进给点61的废弃物容器。基于清空信号，分支管道101的出口阀60和区域阀64打开，并且分支管道101的截止阀62关闭。当输送管道100中的负压下降时，真空泵试图增大输出并且全力旋转，第二真空泵单元3’可能起动。喷射器单元的阀41打开，由此压力介质从压力储蓄器16到达喷射器。这使得负压实现平滑而快速的增大，而不会产生烦人的噪声(砰砰声)。这时，在管道101、100中确保开始从进给点61的废弃物容器中清空材料。在开始状态之后，通常出口阀60关闭且截止阀62打开几秒钟。新的废弃物可以再次放到进给点的清空了的废弃物容器中。出口阀60、65还可以作为组群打开或者作为组群彼此之间稍稍延迟地打开。
当输送管道的负压下降到例如-0.2巴时，喷射器单元的阀41关闭，压力储蓄器16重新加载诸如压缩空气的压力介质。真空泵3、3’维持输送管道中的期望负压。在规定的时间之后，阀64关闭，输送管道100的截止阀70打开，由此，被输送的材料继续在输送管道100中输送到废弃物站的分离器元件20。
当分离装置20装满时，输送管道100的阀26关闭，控制阀23打开，由此，分离装置的出口孔27的致动器24将出口孔27打开，堆积在分离装置中的材料被清空到压实机装置50中并且进一步清空到废弃物容器51中。分离装置20的出口孔27关闭，阀26打开。
之后，恢复开始状态，可以重复清空过程，或者可以实施某些其它进给点的清空。
在废弃物容器51装满之后替换或清空该废弃物容器51。
图3示出了现有技术的情况过程部分在清空过程期间输送管道中负压的变化。在根据该图的布置中，负压首先为-0.2巴的设定值。负压下降并且花费较长时间获得限定的负压值。这可能导致待输送材料在输送管道中没有彻底开始输送。解决方案是增大泵的尺寸，这增加了能量消耗。此外，大的泵有其自身的惯性力矩，由此极大地减缓了起动速度。
图4示出了在清空过程中根据本发明的系统的输送管道中的负压的变化。在点t0处，阀62关闭，阀60、64和41打开。在点t1处，阀62关闭，阀64打开。负压已经降低到其最小值。提供真空冲击，其中在该图的实施例中，负压快速而平滑地增大到大约-0.4巴的值。阀41在点t2处关闭。真空泵将负压维持为大约-0.2巴的设定值。图中所示的压力值代表一个例子，说明了在一种情况下真空脉冲期间压力的变化。根据该实施例，压力值、压力变化的幅值以及真空脉冲的持续时间可以变化。
借助喷射器装置4和堆积在压力储蓄器中操作为致动介质的压力介质，提供根据图4的真空冲击，借助该真空冲击容易使得待输送材料移动，之后可以借助至少一个真空泵3维持材料在输送管道中的运动。
根据本发明的方法涉及借助输送管道100中的压差输送材料，有利的是废弃物材料。根据该方法，材料进给到输送管道100，在输送管道中进一步输送到分离装置20，输送的材料在该分离装置20中与输送空气分离。利用至少一个本身已知的真空泵使输送管道100实现负压，该真空泵的吸力侧连接到分离装置2上。在根据本发明方法中，通过喷射器装置在输送管道100、101、102中产生加强的负压(真空脉冲)，该喷射器装置的吸力侧直接连接到输送管道上或者通过与分离装置连接的管线连接到输送管道上。
图2示出了根据本发明的设备的另一个实施例，其中，使用喷射器泵3”代替图1中的真空泵3、3’来在输送管道中产生基础负压。喷射器泵的吸力侧经由管道105与分离器元件20相连，由此在输送管道100中提供吸力。喷射器泵3”使用由泵装置300从容器360泵至喷射器喷嘴340的水作为致动介质。这在与管道105连接的喷射器泵的吸力侧提供吸力。由喷射器喷嘴喷射的水，通常是水雾，返回到容器360，从该容器360输送为由泵再次喷射。此外，图2的实施例使用另一个喷射器装置在输送管道100中提供加强的真空作用(真空冲击)。
在图1和2的实施例中，被称为废弃物分离器的分离器元件20、真空泵装置3、3’、3”、喷射器单元4以及压缩机单元1已经位于材料输送系统的材料传送端部，该材料输送系统也就是与废弃物站有关的废弃物输送系统。进给点可以是沿着系统管道分布式地分散定位的。与废弃物输送系统有关的是，进给点可以是例如废弃物箱或废弃物槽。
从而，本发明涉及真空输送系统中的方法，该真空输送系统包括至少一个进给点61、66、材料输送管道100、101、102以及用于至少在输送材料的时间内在所述材料输送管道100、101、102中提供压差的装置3、3’，所述材料输送管道100、101、102与所述进给点61、66连接，并且所述材料输送管道100、101、102的另一端与分离器元件20连接，输送的材料在所述分离器元件20中与输送空气分离。在所述方法中，通过喷射器装置4在所述材料输送管道100、101、102中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述喷射器装置的致动介质在压力储蓄器16中被加载，所述致动介质从所述压力储蓄器输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道中提供强烈的吸力。
根据本发明的实施例，至少一个真空泵单元3、3’用于在所述材料输送管道100、101、102中提供基础负压。
根据典型实施例，在所述方法中，至少在主输送管道100中维持负压，由此当清空至少一个进给点或等效物时，首先打开所述进给点到所述主输送管道100的连接，关闭所述进给点的分支管道101、102中可能打开的截止阀62、67，并且通过所述喷射器装置在所述输送管道中提供加强的真空作用，然后关闭所述进给点到所述输送管道的连接，并且打开所述分支管道的所述截止阀62、67，以便使得补偿空气能够进入所述输送管道。
根据典型实施例，诸如增压空气的气体被用作所述喷射器装置4的致动介质。
根据另一个实施例，液体被用作所述喷射器装置4的致动介质。
所述喷射器装置4的致动介质通过诸如压缩机的泵装置12在所述压力储蓄器16中被加载。
所述喷射器装置4的致动介质在所述压力储蓄器16中被加载到诸如大约10-40巴的高压。该压力还可以更高，例如为40-300巴。
根据另一个实施例(图2)，至少一个喷射器单元3”用作用于在所述材料输送管道100、101、102中提供基础负压的所述真空泵单元。
在所述方法中，总是由至少一个真空泵单元3、3’、3”提供的负压在所述材料输送管道100、101、102中被所述喷射器装置4瞬间加强。
本发明还涉及一种真空输送系统中的设备，所述真空输送系统包括至少一个进给点61、66、材料输送管道100、101、102以及用于至少在输送材料的时间内在所述材料输送管道100、101、102中提供压差的装置3、3’，所述材料输送管道100、101、102与所述进给点61、66连接，并且所述材料输送管道100、101、102的另一端与分离器元件20连接，输送的材料在所述分离器元件20中与输送空气分离。所述设备包括喷射器装置和压力储蓄器16，所述喷射器装置用于在所述材料输送管道100中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述压力储蓄器16用于致动所述喷射器装置的压力介质，所述压力介质从所述压力储蓄器16输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道100中提供强烈的吸力。
所述喷射器装置4的吸力侧连接到与所述材料输送管道100连接的所述分离器元件20上。所述设备包括用于对所述压力储蓄器16进行加载的泵装置12。
根据实施例，所述压力储蓄器16是气动储蓄器。根据另一个实施例，所述压力储蓄器16是液压储蓄器，由此所述喷射器装置4的致动介质包括液体。
至少一个真空泵单元3、3’、3”用于在所述材料输送管道100、101、102中产生基础负压。
根据有利的实施例，所述设备装配成与废弃物输送系统相连。那么所述材料进给点61、66就有利地是废弃物进给点，例如废弃物箱或废弃物槽。
真空冲击的时长可以变化，例如从几秒到许多秒。该值还取决于系统的尺寸以及输送的材料的类型和数量。
对于本领域技术人员而言，本发明显然并不限于上述实施例，而是可以在所附权利要求的范围内变化。本说明书中可能说明的特征以及其它的特征还可以在需要时彼此单独地使用。

Claims (18)

1.一种真空输送系统中的方法，所述真空输送系统包括至少一个进给点(61、66)、材料输送管道(100、101、102)以及用于至少在输送材料的时间内在所述材料输送管道(100、101、102)中提供压差的装置(3、3’)，所述材料输送管道(100、101、102)与所述进给点(61、66)连接，并且所述材料输送管道(100、101、102)的另一端与分离器元件(20)连接，输送的材料在所述分离器元件(20)中与输送空气分离，其特征在于，在所述方法中，通过喷射器装置(4)在所述材料输送管道(100、101、102)中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述喷射器装置的致动介质在压力储蓄器(16)中被加载，所述致动介质从所述压力储蓄器输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道中提供强烈的吸力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法中，使用至少一个真空泵单元(3、3’)在所述材料输送管道(100、101、102)中提供基础负压。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述方法中，至少在主输送管道(100)中维持负压，由此当清空至少一个进给点或等效物时，首先打开所述进给点到所述主输送管道(100)的连接，关闭所述进给点的分支管道(101、102)中可能打开的截止阀(62、67)，并且通过所述喷射器装置在所述输送管道中提供加强的真空作用，然后关闭所述进给点到所述输送管道的连接，并且打开所述分支管道的所述截止阀(62、67)，以便使得补偿空气能够进入所述输送管道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将诸如增压空气的气体用作所述喷射器装置的致动介质。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将液体用作所述喷射器装置(4)的致动介质。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷射器装置的致动介质通过诸如压缩机的泵装置(12)在所述压力储蓄器(16)中被加载。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷射器装置(4)的致动介质是在所述压力储蓄器(16)中加载至诸如大约10-40巴的高压的气体。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷射器装置(4)的致动介质是在所述压力储蓄器(16)中加载至诸如大约40-300巴的高压的液体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个喷射器单元(3”)用作用于在所述材料输送管道(100、101、102)中提供基础负压的真空泵单元。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述方法中，已经由至少一个真空泵(3、3’、3”)提供的负压在所述材料输送管道(100、101、102)中被所述喷射器装置(4)瞬间加强。
11.一种真空输送系统中的设备，所述真空输送系统包括至少一个进给点(61、66)、材料输送管道(100、101、102)以及用于至少在输送材料的时间内在所述材料输送管道(100、101、102)中提供压差的装置(3、3’)，所述材料输送管道(100、101、102)与所述进给点(61、66)连接，并且所述材料输送管道(100、101、102)的另一端与分离器元件(20)连接，输送的材料在所述分离器元件(20)中与输送空气分离，其特征在于，所述设备包括喷射器装置和压力储蓄器(16)，所述喷射器装置用于在所述材料输送管道(100)中提供加强的真空作用(真空脉冲)，所述压力储蓄器(16)用于致动所述喷射器装置的压力介质，所述压力介质从所述压力储蓄器(16)输送到喷射器喷嘴中，用于在所述材料输送管道(100)中提供强烈的吸力。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述喷射器装置(4)的吸力侧连接到与所述材料输送管道(100)连接的所述分离器元件(20)上。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于对所述压力储蓄器(16)进行加载的泵装置(12)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述压力储蓄器(16)是气动储蓄器。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述压力储蓄器(16)是液压储蓄器，由此所述喷射器装置(4)的致动介质包括液体。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的设备，其特征在于，使用至少一个真空泵(3、3’、3”)在所述材料输送管道(100、101、102)中产生基础负压。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备装配成与废弃物输送系统相连。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的设备，其特征在于，所述材料进给点(61、66)是废弃物进给点，例如废弃物箱或废弃物槽。
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