CN102439362B - 输送可输送的材料的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过与外界空气压力密封地隔绝的空腔来输送可输送的材料的方法和设备，所述空腔由作为阀门的储备容器(2)来提供材料(1)，并通过连接管筒将材料输入炉中。材料在与外界空气压力密封地隔绝的空腔内的输送借助无压力的机械输送器(3、5)来实现。

Description

输送可输送的材料的方法和设备

在说明书范畴中“材料”同样包括材料混合物。它能够包括固态部分和液体，其中，固体物质的粒度分布和种类，以及所含液体的种类和含量能够在较宽的范围中变化。“可输送的”在说明书范畴中意味着该材料是可流动的、和/或可喷洒的、和/或是浆状的。

一种有益的应用情况是将可输送的材料供应到反应炉中。

一种极其有益的应用情况是为了生铁冶炼将可输送材料供应到竖炉相对大气压而言明显超压的压力区域中。由此，那些在其他情况下被视为问题材料并且其废物的处理会引起成本增加的材料混合物能够被有利地、并且就整体而言减低环境负荷地使用并清理。对此合适的典型材料混合物包括：碳或碳化合物如油、脂肪、漆、焦油、粘合剂，以及如在炼钢和钢材加工中出现的含铁的金属屑、粉末、轧屑、炉渣。

根据DE 37 18 568 C1，由木炭颗粒和水组成的可流动材料通过厚料泵输送到漩涡流炉腔。为了使材料能够被足够好地泵压（具有“足够的液压泵送性”），在多个混合器中将水混入颗粒，所述混合器还起到细化颗粒粒径的作用。其中，材料的流动性被连续测量。只要材料有足够的流动性，其就将被泵压进炉腔。对于前段中描述过的材料混合物，这个方法的鲁棒性太低；水的输入对于随后的燃烧过程来说在能量平衡方面无论如何是有很多缺陷的。

WO 2007/035974A1中描述了能够含有固体和液体组分的可流动物，其被受压力负载地向加工设备尤其是燃烧炉进行输送。加工物首先将被混合，然后在没有压力负载的情况下尽可能输送接近加工设备的进料点，并且之后通过泵在受压力负载的情况下被输送进加工设备。没有压力负载的输送，典型的使用无轴的（achslos）螺旋输送器的输送通常对于待输送的材料性质的波动是十分鲁棒的。因为最终仅在非常短的距离上受压力负载输送，根据WO 2007/035974A1的教导，前面提到的在输送技术上有问题的、包含铁和碳的材料混合物能够被输送到竖炉的压力区以制造生铁。剩下的最实质性的缺点是通过无压力驱动的输送段的设备的各部分间摩擦会造成严重的高损耗，其中所述输送段与待输送材料相接触。本发明的任务在于，建立一种用于输送可输送的材料的方法和设备，该材料能够由液体和固体或颗粒混合。这种输送应该相对成分、粒径分布和其他材料特性例如输送材料的粘度、触变性等的变化是稳定起效的，并当待输送材料包含研磨颗粒时，则这些待输送材料应当在与设备部分碰触中尽可能小地发生磨损。

为了完成本发明任务，建议令待输送材料在一空腔之内既借助无压力工作的机械输送器，也借助压力泵来运动，其中所述空腔具有材料的输入开口和输出开口。

无压力工作的机械输送器在本发明中是指对于输送功能而言在其中不要求沿输送段对待输送的材料产生压力，或者用气态或液态输送介质来驱动待输送物，而是在其中待输送材料实质上通过与输送器运动面直接接触来运动的那些输送器。

此外，本发明示例性地以简单且有益的特例进一步阐明，所述空腔是管筒（Rohr），并且无压力工作的机械输送器是螺旋输送器。

与本发明相应的材料输送所需的花费初看起来较高。而实际上，输送研磨材料时，在相应的工作输送设备的工作时间方面，相比于仅用泵或者仅用螺旋输送器的工作方式而言明显地节约了成本。在这个组合中能够使用效率较小的泵和效率较小的输送段，而且该组合尤其能够具有很小的磨损并以相当小的能量花费来驱动，这意味着依赖工作时数的花费将非常低。

本发明将结合附图进一步得以阐明：

图1：显示了依照本发明工作的输送段的示例性实施形式的原理图的部分截面图。

待输送材料通过料斗（Einfülltrichter）1进入泵2。对于泵2，考虑用在市场上作为“厚料泵”供应的泵。当应用偏心螺旋泵作为泵2的时候得到了非常好的效果。

泵2将待输送材料通过安装在管筒3末端的附近区域处的输入开口3.1输入管筒3，该管筒3作为输送段。在管筒3中，通过由泵2形成的输送压力并通过在管筒3中运行的由驱动装置（Antrieb）5驱动的轴导向的螺旋输送器4，材料向着相对的末端运动。在管筒3的与输入开口相对的末端安装其该管筒的输出开口3.2，通过该开口材料再次从管筒3压出或掉出。

当不使用螺旋输送器4而仅使用泵2时，为了使材料通过抬高的管筒3就必须以实际上较大的压力进行输送，正如所介绍的实施方式所要求那样。如此一来就必须使用更强劲并且更昂贵的泵，就如其在依照本发明过程的情况那样。为了获得非常高的压力还必须设有其他的设备部件。一般而言，不能够以一个单一的输送段克服如此高的高度和如此大的水平距离，并且对于待输送材料所允许的特性有比较大的限制。

当仅使用螺旋输送器4而不使用泵2的时候，螺旋输送器4至少必须在管筒的下截面范围处贴近管筒安装，并且该螺旋输送器必须非常快地旋转，以使相当的液态材料或者向下倾斜的材料液态部分上升。在待输送的材料中结合坚硬的并且研磨的粒子，由于材料粒子在螺旋输送器与管筒壁之间卡住，并由于待输送材料与设备部件之间以及设备部件彼此之间较高的相对速度会导致管筒壁和螺旋输送器的严重磨损。

“待输送材料的泵”和“在泵段中通过无压力工作的机械输送器的材料的额外运动”的组合相比于已知输送方法或已知输送方法的组合是很具优势的，因为它能用于范围很广的待输送材料，并且因为对于待输送材料不必强制要求额外输送流体（气体或液体）一起运动。

如此操作螺旋输送器和泵是很有意义的，即当过大的阻力作用在泵或螺旋输送器两者中的一个上时，另外的一个将以较高的驱动功率加压。与此有关的理想设定依赖于设备规模和待输送材料的性质，并且基本上由经验确定。

当管筒在装满的情况下出于某些原因必须关掉输送段时，螺旋输送器4仍然偶尔地或者连续地缓慢运动，以避免离解和聚集，以及待输送材料的粘度的有害增大。

由于搅拌作用和为了避免管筒壁和螺旋输送器之间空隙中的磨蚀，要选择比处于待输送材料中最大的坚硬颗粒更大的轴导向的螺旋输送器4和管筒内套面之间径向最小距离，这是有益的。

由于其宽松的并柔软的弹性可形变性，在使用无轴螺旋输送器时在管筒壁和螺旋输送器之间设有小缝隙。

在管筒3的末端为螺旋输送器4安装有驱动装置5是有益的，用于待输送材料的输出开口3.2位于该螺旋输送器上。在该末端的范围里，待输送材料具有比在管筒的近泵末端处明显更小的流体静压力。因此，简单地使轴承足够抗压地实现以便避免干扰材料流进入并通过该轴承，在该轴承上，连接了螺旋输送器4和驱动装置5的轴通过管筒3的端面运行。只要在轴承的区域内还有高压，则轴承应该从外侧使用压力润滑。

如前所述，依照本发明的输送方法能够有益地应用于将可输送的材料引入到制造生铁的竖炉的压力区域。在竖炉中的相关引入位置一般在比能够通过汽车将材料运输到的位置高五至十五米的地方。水平方向上的距离典型的尺寸级别为60至150米。所描述的本发明的输送方法特别适合用于克服这个距离上的绝大部分。仅在整个输送距离的最后部分，即直接进入竖炉的热压力区的地方可能较有益的是，以较小的输送截面积来输送，以及仅仅以加压或者加压和输送物加压的组合来输送。

单个输送段的典型的长度是数米，例如10米长，该输送段最实质的部分是泵、空腔和在空腔中无压力工作的机械输送器。能够将任意多个此类单个输送段毫无问题地衔接排列，从而能够为难于输送的材料形成任意长的输送段。

优选地，在较长输送段中的较长的向下倾斜或水平的、不弯曲或仅仅很小弯曲的部分段中，输送物加压或输送物支撑输送是可能并且有益的。也就是说，在管筒中待输送材料至少受到在管筒中流过的输送物的作用支撑而进行运动，该输送物是流动性好的介质，典型的例如是压力空气。输送物从此类输送段的开始处被泵压入输送段，并且一旦需要的话能够从此类输送段的末端的分离位置，例如旋流器中再次输出。借助输送物的输送一般而言并不像所描述的方法那样可鲁棒地对抗堵塞，其所述方法中材料自身被泵压并额外地无压力运动。堵塞危险一开始就比较低的一些段能够以相对较低的设备花费而以相对较高的速度通过。在本发明大量的应用中值得推荐的是，空腔3的分界壁中空。这样就能在空腔3的分界壁中传送载热流体，通过该载热流体能够加热或冷却空腔3。为了使待输送材料的流动性更好，一般的要求是进行加热。而在周围环境很热时一般要求进行冷却，用以避免待输送材料中单个组分的蒸发。

还需指出的是，在本发明范畴中还可能使用其他无压力的机械输送物作为螺旋输送器。

同样要指出的是，依照本发明的、材料在其中输送的空腔还能够具有管筒以外的其他形状。空腔除了形成管筒以外，尤其还经常形成为柔性的软管来使用。

Claims (7)

1.一种输送可输送的材料的方法，其中空腔(3)内的待输送材料在输入开口(3.1)和输出开口(3.2)之间既借助无压力工作的机械输送器(4)还借助压力泵(2)来运动，其特征在于，所述压力泵(2)直接作用在所述待输送材料上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法被用于将可输送的材料输入反应炉中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法被用于将可输送的材料输送到用于制造生铁的竖炉的压力区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在输送路径的最后部分上仅仅以加压方式进行输送。

5.一种借助压力泵(2)将可输送的材料通过输入开口输入空腔(3)并通过输出开口将可输送的材料从空腔中输出的设备，其中在所述空腔(3)中安装了无压力工作的机械输送器(4)，其特征在于，所述压力泵(2)被设置成直接用于输送待输送材料自身。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述输送器(4)是螺旋输送器。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述空腔(3)是管筒，并且用于所述螺旋输送器的驱动装置(5)和所述输出开口(3.2)位于所述管筒相同的末端的区域处。