DE10060761A1 - Verfahren zur Regelung von Schraubenverdichter-Luftmengen bei der pneumatischen Förderung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Regelung von Schraubenverdichter-Luftmengen bei der pneumatischen Förderung und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut, wobei folgende Schritte durchlaufen werden: DOLLAR A Bereitstellen eines Verdichters zum Erzeugen eines Fördermediums, welcher stromaufwärts mit der Umgebung verbunden ist und stromabwärts mit mindestens einer Förderleitung und mindestens einer Ablassleitung verbunden ist, wobei diese zueinander parallel geführt sind und die mindestens eine Förderleitung stromabwärts mit einer Fördervorrichtung zum Fördern von insbesondere Schüttgut mittels des Fördermediums verbunden ist und die mindestens eine Ablassleitung mit der Umgebung verbunden ist. Beaufschlagen des Motors des Verdichters mit elektrischer Energie, so daß Fördermedium aus der Umgebung durch die Förderleitung stromabwärts gefördert wird, um mit dem zu fördernden Gut vermengt zu werden und dieses stromabwärts in die Fördervorrichtung zu fördern. Ständiges Regeln des Volumenstromes des Transportmediums durch die Förderleitung mittels einer Regelungsvorrichtung, wobei die Regelungsvorrichtung innerhalb der Förderleitung und/oder innerhalb der Ablassleitung vorgesehen ist, und die Regelungsvorrichtung eine Druckverlust-Messstelle beinhaltet, welche einen Druckverlust innerhalb der Förderleitung bestimmt und in Abhängigkeit dieses Druckverlustes den Volumenstrom des Transportmediums in der Auslassleitung über ein Stellglied regelt, wodurch der Volumenstrom des Transportmediums in der Förderleitung entsprechend automatisch ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur pneumatischen
Förderung von Schüttgut nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Vorrichtungen dieser Art werden benutzt um den von einem Schraubenverdichter
abgegebenen konstanten Gasvolumenstrom, der von seiner Motordrehzahl und
dem ausgewählten Getriebesatz festgelegt wird, auf die Menge zur verringern, die
für die nachfolgende pneumatisch Förderung den optimalen Betriebspunkt bildet.
Dies geschieht nach dem Stand der Technik durch die Anordnung von
Lavaldüsensätzen oder verstellbaren Lavaldüsen, die stromabwärts des
Verdichters eine Teilgasmenge entnehmen, während die Restluftmenge über ein
Druckhalteventil mit Ausblaseschalldämpfer abströmen kann.
Da Lavaldüsen bekanntlich einen hohen Druckverlust aufweisen und einen nicht
schwankenden Vordruck benötigen, muß nachteiligerweise der Druckbereich des
Schraubenverdichters immer größer ausgewählt werden wie der zu erwartende
Förderdruck der nachfolgenden pneumatischen Förderanlage, um die Funktion
der Lavaldüsen zu gewährleisten. Das kann dazu führen, daß in vielen Fällen ein
teurerer 3 bar-Verdichter mit ca. 100 kW installiert wird, obwohl ein preiswerterer
2 bar-Verdichter mit 60 kW für die pneumatische Förderung vollkommen
ausreichen würde, dessen Getriebestufen aber für den Betriebspunkt nicht
passen. Hinzu kommt, daß bei Betreiben einer Förderanlage mittels
Zellenradschleuse die festgelegte Verdichtergasmenge eine
Leckluftkompensation nicht zuläßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
schaffen, so daß generell preiswertere Verdichter mit einer niedrigeren Druckstufe
eingesetzt werden können, die eine niedrigere installierte Leistung aufweisen und
deshalb mit einem niedrigeren Wert in kW pro Gewichtseinheit gefördertes
Schüttgut arbeiten als der Stand der Technik und daß die in vielen Fällen
notwendige Leckluftkompensation, d. h. der Ersatz von z. B. über die Spalte einer
Zellenradschleuse verlorene Leckluft, ebenfalls möglich ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die technische Lehre des
Verfahrensanspruches 1 gelöst.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist Gegenstand der
Patentansprüche 7 bis 15.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun erfindungsgemäss der
Schraubenverdichter unmittelbar und ohne wesentliches Strömungshindernis in
die Förderleitung stromaufwärts der Zellenradschleuse arbeitet und die Luft
einspeist, ohne daß in dieser Förderleitung wesentliche Strömungshindernisse
enthalten sind, wie z. B. eine verstellbare Lavaldüse oder ein Regulierventil.
Die genannten Elemente nach dem Stand der Technik erhöhen nämlich in
entscheidender Weise den Gegendruck gegen den Schraubenverdichter in der
Förderleitung, was mit einer höheren Motorleistung und einer stärkeren
Verdichtungsstufe bezahlt werden muß.
Hier setzt die Erfindung ein, die lediglich vorsieht, daß in der Förderleitung eine
Druckverlust-Messstelle angeordnet ist, die lediglich z. B. eine Messblende enthält,
bei der stromabwärts und stromaufwärts der jeweilige Druck in der Messkammer
erfaßt wird.
Mit diesem Differenzdruck wird nun ein entsprechendes Auswertegerät gespeist,
welches seinerseits ein Signal auf einen Mikroprozessor abgibt, der seinerseits
über eine elektrische Signalleitung das Gasregelventil ansteuert.
Damit erfolgt also ein gesteuerte Abblassen eines überschüssigen
Förderluftstromes nur im Rahmen des Soll-Istwert-Vergleiches, ohne daß es zu
einem erheblichen Druckverlust zwischen den Schraubenverdichter und der
Zellenradschleuse kommt.
Wesentlich ist also, daß anstelle des Druckhalteventiles ein Gasregelventil das
Ablassen der überschüssigen Gasmenge vornimmt, wobei es völlig unerheblich
ist, ob die Gasmengenmessung in Abzweig zur Zellenradschleuse sitzt und im
Soll-Ist-Vergleich die Abluftmenge regelt, oder ob die Gasmengenmessung im
Abzweig zur Atmosphäre (Abblasezweig) sitzt und im Soll-Istwert-Vergleich im
Differenz-Verfahren durch Abregeln der Differenzgasmenge die Förderluftmenge
fixiert. In beiden Fällen ist durch die Regelsoftware die Erhöhung der
Fördergasmenge bei steigendem Druck, als eine Leckluftkompensation möglich.
Damit befindet sich zwischen Verdichter und Zellenradschleuse weder eine
Lavaldüse noch ein Regelventil mit hohem Druckverlust und somit können
Verdichterdruck und zu erwartender Förderdruck einander angenähert werden.
In der Abbildung wird die Erfindung näher beschrieben. Aus der Zeichnung und
ihrer Erläuterung ergeben sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung.
Ein Schraubenverdichter 1 saugt von der Atmosphäre einen Luftstrom an, der in
Pfeilrichtung 14 in Leitungen 2, 4 eingeleitet wird.
Die Leitung 2 ist hierbei die Förderleitung, in welche stromabwärts der Ausgang
einer Zellenradschleuse 3 mündet, während die Leitung 4 die Ablassleitung ist,
über welche bei Bedarf die vom Schraubenverdichter 1 überschüssig erzeugte
Luftmenge in die Atmosphäre abgelassen wird.
In der Ablassleitung 4 ist ein Gasregelventil 5 angeordnet, welches über die
Einrichtung 17 mit Hilfsenergie versorgt wird. Am Ausgang des Gasregelventils 5
ist die Ablassleitung 4 fortgesetzt und mündet in einem kombinierten
Schalldämpfer mit Filter 6, aus dem dann die abgelassene Luft in Pfeilrichtung 16
die Atmosphäre entweicht.
Die von dem Schraubenverdichter 1 in Pfeilrichtung 15 geförderte Förderluft
gelangt in der Förderleitung 2 in eine Druckverlust-Messstelle 7, die im gezeigten
Ausführungsbeispiel lediglich eine, einen relativ geringen Strömungswiderstand
darstellende Messblende 18 enthält.
Statt dem Druckverlustmessgerät mittels einer Messblende kann auch ein
Staudruckmessgerät verwendet werden oder ein Anemometergerät, mit dem die
Luftgeschwindigkeit gemessen wird.
Selbstverständlich sind auch elektronische Messgeräte möglich, z. B. elektrisch
beheizte Thermistoren, welche die Strömungsgeschwindigkeit messen.
Der Druckverlust in der Druckverlust-Messstelle 7 vor und nach der Messblende
18 wird über die Messleitungen 19, 20 einem Auswertegerät 8 zugeführt, welches
elektrische Signale hieraus errechnet, welche über Signalleitungen 21 einem
Mikroprozessor 12 eingespeist werden.
Dieser enthält eine bestimmte Regelcharakteristik, die mindestens einen in einer
Datenbank hinterlegten Sollwert mit dem Istwert an der Druckverlust-Messstelle 7
vergleicht und bei Überschreitung oder Unterschreitung des Sollwerts dann eine
Stellgröße über die Signalleitung 13 an das Gasregelventil 5 leitet.
Wird also bspw. die geforderte Förderluftmenge überschritten, dann erfolgt über
die Signalleitung 13 ein Öffnungsbefehl an das Gasregelventil 5, welches
dementsprechend den Förderluftstrom teilweise in die Atmosphäre entweichen
läßt.
Stromabwärts der Messstelle 7 ist noch in an sich bekannter Weise eine
Temperatur-Messung 9 angeordnet, deren Messung ebenfalls zur Ermittlung der
geforderten Förderluftmenge herangezogen wird.
Weiterhin stromabwärts der Temperaturmessung 9 ist ein Sicherheitsventil 10
zum Schutz der Zellenradschleuse 3 angeordnet.
Weiterhin stromabwärts des Sicherheitsventils 10 ist eine Förderdruckmessung 11
angeordnet, die ebenfalls mit dem Mikroprozessor 12 verbunden ist und den
tatsächlichen Istwert der Förderluftmenge dem Mikroprozessor 12 mitteilt.
Damit wird also eine in sich geschlossene Regelstrecke geschildert, wobei wichtig
ist, daß eben in der Förderleitung 2 nur eine Messstelle 7 mit geringem
Luftwiderstand enthalten ist, so daß der Schraubenverdichter 1 keinen
wesentlichen Gegendruck bei der Förderung der Luftmenge vorfindet. Dies ist ein
wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein,
daß die Messstelle 7 im Bereich der Förderleitung 2 entfällt und statt dessen eine
Messstelle 7' in der Ablassleitung 4 enthalten ist, die dann eben in Pfeilrichtung 16
von Luft durchströmt ist.
Auch hier wird eine Druckverlustmessung durchgeführt und die Leitungen 19', 20'
sind wiederum mit dem Auswertegerät 8 verbunden, so daß die Anordnung der
Druckverlust-Messstelle 7 entweder in der Förderleitung 2 oder in der
Ablassleitung 4 äquivalent funktioniert.
Selbstverständlich können auch an Stelle der Messblende 18 der Messstelle 7' in
der Ablassleitung 4 die vorher genannten anderen Messstellen-
Funktionsprinzipien der Messstelle 7 der Förderleitung 2 verwendet werden.
In der Erfindungsbeschreibung ist im übrigen angegeben, daß nun
erfindungsgemäss an der Stelle, wo vorher ein Schraubenverdichter mit einer
3 bar-Luftleistung und 100 kW elektrischer Antriebsleistung nun erfindungsgemäss
nur noch ein Schraubenverdichter mit einer 2 bar-Luftleistung mit 60 kW
elektrischer Antriebsleistung verwendet werden kann. Dies ist ein wesentlicher
Vorteil und eine erhebliche Kosteneinsparung bei der Regelung derartiger
Schraubenverdichter-Luftmengen. Es werden demzufolge nicht nur die
Investitionskosten wesentlich herabgesetzt, sondern auch die Betriebskosten.
1
Schraubenverdichter
2
Förderleitung
3
Zellenradschleuse
4
Ablassleitung
5
Gasregelventil
6
Schalldämpfer mit Filter
7
Druckverlust-Messstelle
8
Auswertegerät
9
Temperatur-Messung
10
Sicherheitsventil
11
Förderdruckmessung
12
Mikroprozessor
13
Signalleitung
14
Pfeilrichtung
15
Pfeilrichtung
16
Pfeilrichtung
17
Einrichtung
18
Messblende
19
Messleitung
20
Messleitung
21
Signalleitung
Claims (16)
1. Verfahren zur pneumatischen Förderung von Schüttgut, wobei folgende
Schritte durchlaufen werden:
Bereitstellen eines Verdichters (1) zum Erzeugen eines Fördermediums, welcher stromaufwärts mit der Umgebung verbunden ist und stromabwärts mit mindestens einer Förderleitung (2) und mindestens einer Ablassleitung (4) verbunden ist, wobei diese zueinander parallel geführt sind und die mindestens eine Förderleitung (2) stromabwärts mit einer Fördervorrichtung (3) zum Fördern von insbesondere Schüttgut mittels des Fördermediums verbunden ist und die mindestens eine Ablassleitung (4) mit der Umgebung verbunden ist
Beaufschlagen des Motors des Verdichters (1) mit elektrischer Energie, so daß Fördermedium aus der Umgebung durch die Förderleitung (2) stromabwärts gefördert wird, um mit dem zu fördernden Gut vermengt zu werden und dieses stromabwärts in die Fördervorrichtung (3) zu fördern;
Ständiges Regeln des Volumenstromes des Transportmediums durch die Förderleitung (2) mittels einer Regelungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelungsvorrichtung innerhalb der Förderleitung (2) und/oder innerhalb der Ablassleitung (4) vorgesehen ist, und die Regelungsvorrichtung eine Druckverlust- Messstelle (7) beinhaltet, welche einen Druckverlust innerhalb der Förderleitung (2) bestimmt und in Abhängigkeit dieses Druckverlustes den Volumenstrom des Transportmediums in der Auslassleitung (4) über ein Stellglied (5) regelt, wodurch der Volumenstrom des Transportmediums in der Förderleitung (2) entsprechend automatisch geregelt wird.
Bereitstellen eines Verdichters (1) zum Erzeugen eines Fördermediums, welcher stromaufwärts mit der Umgebung verbunden ist und stromabwärts mit mindestens einer Förderleitung (2) und mindestens einer Ablassleitung (4) verbunden ist, wobei diese zueinander parallel geführt sind und die mindestens eine Förderleitung (2) stromabwärts mit einer Fördervorrichtung (3) zum Fördern von insbesondere Schüttgut mittels des Fördermediums verbunden ist und die mindestens eine Ablassleitung (4) mit der Umgebung verbunden ist
Beaufschlagen des Motors des Verdichters (1) mit elektrischer Energie, so daß Fördermedium aus der Umgebung durch die Förderleitung (2) stromabwärts gefördert wird, um mit dem zu fördernden Gut vermengt zu werden und dieses stromabwärts in die Fördervorrichtung (3) zu fördern;
Ständiges Regeln des Volumenstromes des Transportmediums durch die Förderleitung (2) mittels einer Regelungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelungsvorrichtung innerhalb der Förderleitung (2) und/oder innerhalb der Ablassleitung (4) vorgesehen ist, und die Regelungsvorrichtung eine Druckverlust- Messstelle (7) beinhaltet, welche einen Druckverlust innerhalb der Förderleitung (2) bestimmt und in Abhängigkeit dieses Druckverlustes den Volumenstrom des Transportmediums in der Auslassleitung (4) über ein Stellglied (5) regelt, wodurch der Volumenstrom des Transportmediums in der Förderleitung (2) entsprechend automatisch geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den
Verdichter (1) geförderte Gesamt-Volumenstrom in wesentlichen konstant
gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den
Verdichter (1) geförderte Gesamt-Volumenstrom ebenfalls in Abhängigkeit des
Druckverlustes in der Druckverlust-Messstelle (7) geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
in der Druckverlust-Messstelle (7) entstandene Druckverlust über medienleitende
Messleitungen (19, 20) einem Auswertegerät (8) zugeführt wird, welches den
Druckverlust in elektrische Signale umsetzt, aus welchen eine geeignete
Stellgröße errechnet wird, welche über weitere Signalleitungen (13) dem Stellglied
(5) zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stellgröße im Auswertegerät (8) ermittelt wird, oder in einem separaten
Mikroprozessor (12), welchem über Signalleitungen (21) die elektrischen Signale
des Auswertegerät (8) eingespeist werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Temperaturmessung in einer Temperaturmess-Station (9) und/oder eine
Förderdruckmessung in einer Förderdruckmess-Station (11) durchgeführt
wird/werden, welche in der Regelungseinheit beinhaltet sind und welche somit die
Regelung des Volumenstromes in der Förderleitung mit regelt/regeln.
7. Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut gemäß dem
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Verdichter (1) zum Erzeugen eines Fördermediums vorgesehen ist, welcher
stromaufwärts mit der Umgebung verbunden ist und stromabwärts mit mindestens
einer Förderleitung (2) und mindestens einer Ablassleitung (4) verbunden ist,
wobei diese zueinander parallel geführt sind und die mindestens eine
Förderleitung (2) stromabwärts mit einer Fördervorrichtung (3) zum Fördern von
insbesondere Schüttgut mittels des Fördermediums verbunden ist und die
mindestens eine Ablassleitung (4) mit der Umgebung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelungsvorrichtung innerhalb der Förderleitung (2) und/oder innerhalb der
Ablassleitung (4) vorgesehen ist und eine Druckverlust-Messstelle (7) beinhaltet
und in der Auslassleitung (4) ein Stellglied (5) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverlust-
Messstelle (7) über medienleitende Messleitungen (19, 20) mit einem
Auswertegerät (8) verbunden ist, welches über elektrische Signalleitungen (13)
mit dem Stellglied (5) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Auswertegerät (8) und dem Stellglied (5) ein Mikroprozessor (12)
mindestens zur Berechnung der Stellgröße zwischengeschaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Förderleitung (2) eine Sicherheitsventil (10) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Förderleitung (2) eine Temperaturmess-Station (9) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Förderleitung (2) eine Förderdruckmess-Station (11) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Förderleitung (2) eine Förderdruckmess-Station (11) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperaturmess-Station (9) und/oder die Förderdruckmess-Station (11) in die
Regelungseinheit mit einbezogen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (5) ein Gasregelventil ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (5) mittels einer separaten Einrichtung (17) mit Hilfsenergie
versorgt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000160761 DE10060761B4 (de) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Verfahren zur Regelung von Schraubenverdichter-Luftmengen bei der pneumatischen Förderung von Schüttgut und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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DE2000160761 DE10060761B4 (de) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | Verfahren zur Regelung von Schraubenverdichter-Luftmengen bei der pneumatischen Förderung von Schüttgut und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (2)
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DE10060761A1 true DE10060761A1 (de) | 2002-06-13 |
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Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE10060761B4 (de) |
Cited By (1)
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DE10349871B4 (de) * | 2003-10-25 | 2009-10-29 | Coperion Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Versorgung von mehreren pneumatischen Förder-Anlagen mit Fördergas unter Druck |
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-
2000
- 2000-12-07 DE DE2000160761 patent/DE10060761B4/de not_active Expired - Fee Related
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