DE10158593C2

DE10158593C2 - Schleus-Einrichtung für Schüttgut

Info

Publication number: DE10158593C2
Application number: DE2001158593
Authority: DE
Inventors: Bernhard Stark; Sven Troetsch; Klaus-Peter Lang
Original assignee: Coperion Waeschle GmbH and Co KG
Current assignee: Coperion GmbH
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: DE10158593A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleus-Einrichtung für Schüttgut.

Derartige in der Praxis bekannte und übliche, beispielsweise in der EP 0 816 266 A1 und der DE 41 10 036 A1 beschriebene Schleus- Einrichtungen weisen eine als Zellenrad-Schleuse ausgebildete Schleuse auf, die ein Gehäuse mit einem Zulaufschacht und einem Auslaufschacht aufweist. Im Innenraum des Gehäuses ist ein als Zellenrad ausgebildeter Rotor angeordnet, der drehantreibbar ist und in den Zulaufschacht aufge gebenes Schüttgut mittels der Schleus-Kammern des Zellenrades vom Zu laufschacht über den Auslaufschacht in eine nachgeordnete Förderleitung schleust, wo das Schüttgut mittels strömenden Fördergases gefördert wird. Aufgrund des Spiels zwischen den Flügeln des Zellenrades und aufgrund der Tatsache, daß die Schleus-Kammern beim Rücklauf vom Auslauf schacht zum Zulaufschacht frei von Schüttgut sind, wird Fördergas von der Förderleitung durch die Schleuse in den Zulaufschacht gefördert. Dort führt es zu einer Fluidisierung des Schüttgutes mit der Folge, daß die Zu fuhr des Schüttguts zum Zellenrad gestört wird. Um dies zu vermeiden, ist der Innenraum des Gehäuses der Schleuse an eine Leckgas-Leitung ange schlossen, durch die das erwähnte Leckgas abgeführt wird. Je feinkörniger das Schüttgut ist, um so größer ist die Gefahr, daß mit dem Leckgas kleine Teile Schüttgut in die Leckgas-Leitung gelangen und diese mit der Zeit verstopfen. Besonders groß ist diese Gefahr also bei pulverförmigem Schüttgut. Auch bei fachgerechter Auslegung der Leckgas-Leitungen läßt sich dies nicht vermeiden.

Derartige Verstopfungen können in den Eigenschaften des zu fördernden Schüttgutes liegen. Es kann sich aber auch um eine unzutreffende Ausle gung der Leckgas-Leitung in Folge falscher Annahmen über die Leckgas- Mengen pro Zeiteinheit handeln. Es ist auch möglich, daß zuviel Schüttgut aufgrund von schlechtem Schüttgut-Austrag aus der Schleuse in die Leck gas-Leitung gelangt. Des weiteren kann die Art der Leitungsführung der Leckgas-Leitung zu einer erhöhten Verstopfungsgefahr führen, wenn bei spielsweise die Leckgas-Leitung zu viele Bögen oder Schrägen aufweist. Ein Betrieb der Schleuse mittels eines Frequenz-Umrichters, also mit wechselnden Drehzahlen fährt weiterhin auch zu unterschiedlichen Leck gas-Mengen pro Zeiteinheit und damit zu unterschiedlichen Strömungsge schwindigkeiten in der Leckgas-Leitung, wodurch die Selbstreinigung der Leckgas-Leitung beeinträchtigt wird.

Wenn die Leckgas-Leitung ganz oder in einem erheblichen Maße verstopft ist, führt dies wiederum zu einer Erhöhung des Drucks am Austritt der Leckgas-Leitung der Schleuse, was zur Konsequenz hat, daß das Leckgas in den Zulauf-Schacht strömt und zu den bereits erwähnten Störungen in der Zuführung des Schüttgutes führt.

Zur Beseitigung der zuvor geschilderten Probleme ist es bereits bekannt geworden, einen Druckgas-Injektor an die Leckgas-Leitung anzuschließen. Ein solcher Injektor macht aber einen permanenten Betrieb notwendig, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. Darüber hinaus ist der Wirkungs grad solcher Injektoren schlecht. Weiterhin sind sie konstruktiv aufwendig und haben einen erheblichen Platzbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleus-Einrichtung mit einer Leckgas-Leitung so auszugestalten, daß die Beseitigung von Verstop fungen der Leckgas-Leitung mit einfachen Mitteln möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, daß jedesmal dann, wenn eine vollständige oder zumindest erhebliche Verstopfung der Leckgas-Leitung festgestellt wird, diese unmittelbar benachbart zur Schleuse mittels eines Absperrorgans verschlossen und dahinter mit Spülgas beaufschlagt wird. Diese Beaufschlagung kann in besonders einfacher Weise gemäß Anspruch 2 mittels eines weiteren Absperrorgans gesteuert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü chen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schleus-Einrichtung nach der Erfindung mit einer Zellenrad-Schleuse,

Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 nur geringfügig abgewandeltes zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 ein ebenfalls gegenüber Fig. 1 nur geringfügig abgewandeltes drittes Ausführungsbeispiel.

Die in der Zeichnung dargestellte Schleus-Einrichtung weist eine Zellen rad-Schleuse 1 mit einem Gehäuse 2 mit einem oberen Zulauf 3 und einem unteren Auslaufschacht 4 auf. Der Innenraum 5 des Gehäuses 2 wird durch eine kreiszylindrische Innenwand 6 begrenzt. Im Innenraum 5 ist ein einen Rotor bildendes Zellenrad 7 angeordnet, das eine konzentrisch zur Drehachse 8 angeordnete Nabe 9 aufweist, von der radial zur Drehachse 8 Stege bzw. Flügel 10 abstehen, wobei jeweils benachbarte Flügel 10 eine Schleus-Kammer 11 begrenzen. Das Zellenrad 7 ist mittels eines nicht dar gestellten Motors in Drehrichtung 12 drehantreibbar, die in den dargestell ten Beispielen im Gegenuhrzeigersinn gerichtet ist. Die Flügel 10 weisen gegenüber der Innenwand 6 ein geringes Spiel auf, d. h. zwischen den Flü geln 10 und der Innenwand 6 befinden sich schmale Spalte 13.

Die Schleuse 1 ist mit ihrem Auslaufschacht 4 an einen Anschlußstutzen 14 einer Förderleitung 15 angeschlossen. Durch die Förderleitung 15 wird Schüttgut 16 in Förderrichtung 17 mittels eines strömenden Fördergases gefördert. Das Fördergas wird der Förderleitung 15 über eine Regel- Einrichtung 18 durch eine Fördergas-Zuführleitung 19 unter Druck zuge führt. Da das Fördergas mit einem gewissen Druck durch die Förderleitung 15 strömt, herrscht vom Auslaufschacht 4 zum Zulaufschacht 3 ein Druck gefälle. Demzufolge strömt zum einen durch die Spalte 13 Leckgas vom Auslaufschacht 4 in Richtung zum Zulaufschacht 3. Weiterhin fördert das Zellenrad 7 Schöpf-Gas vom Auslaufschacht 4 in Richtung zum Zulauf schacht 3, und zwar in dem - in der Zeichnung rechten - Bereich, in dem die Kammern 11 nach der Abgabe des Schüttguts 16 in den Auslaufschacht 4 frei von Schüttgut 16 sind, also Schöpf-Gas zurückfördern. Um zu ver hindern, daß dieses Leckgas in den Zulaufschacht 3 gelangt, ist benachbart zum Zulaufschacht 3 auf der Seite der Innenwand 6, an der die Kammern 11 vom Auslaufschacht 4 zum Zulaufschacht 3 zurücklaufen, ein Leckgas- Stutzen 20 am Gehäuse 2 ausgebildet, über den der Innenraum 5 des Ge häuses 2 mit einer Leckgas-Leitung 21 verbunden ist. Soweit die Schleus- Einrichtung bis hierher beschrieben ist, ist sie in der Praxis allgemein üb lich und bekannt.

Unmittelbar benachbart zum Leckgas-Stutzen 20 ist ein erstes Absperror gan 22 in der Leckgas-Leitung 21 angebracht, das mittels eines Antriebs 23 geöffnet oder geschlossen werden kann. In Strömungsrichtung 24 des Leckgases gesehen mündet hinter dem Absperrorgan 22 eine Spülgas- Leitung 25 in die Leckgas-Leitung 21. In der Spülgas-Leitung 25 ist ein zweites Absperrorgan 26 angeordnet, das mittels eines Antriebes 27 geöff net oder geschlossen werden kann. Bei beiden Absperrorganen 22 und 26 kann es sich beispielsweise jeweils um einen Kugelhahn oder einen Schie ber handeln.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Spülgas-Leitung 25 an die Fördergas-Zuführleitung 19 angeschlossen und zwar - bezogen auf die Strömungsrichtung 24 - vor der Regel-Einrichtung 18. Zwischen dem Ge häuse 2 und dem ersten Absperrorgan 22 ist ein Druckaufnehmer 28 ange ordnet, der über eine Steuerleitung 29 mit dem Antrieb 23 des ersten Ab sperrorgans 22 und dem Antrieb 27 des zweiten Absperrorgans 26 verbun den ist. Bei dem Druckaufnehmer 28 kann es sich um einen einfachen Druckschalter handeln, der die Antriebe 23 bzw. 27 schaltet. Es kann sich aber auch um einen Druckaufnehmer handeln, der nur ein Signal abgibt, das in einer gesonderten, nicht dargestellten Steuerung oder in einer den Antrieben 23 bzw. 27 zugeordneten Steuerung in entsprechende Ansteuer signale für die Antriebe 23, 27 umgewandelt wird. Wenn der Druck in der Leckgas-Leitung 21 ein bestimmtes Maß überschreitet, dann wird - ausge hend von dem Druckaufnehmer 28 - das erste Absperrorgan 22 geschlos sen und danach das zweite Absperrorgan 26 geöffnet mit der Folge, daß der Innenraum 5 der Schleuse 1 von der Leckgas-Leitung 21 abgeschlossen ist und andererseits Spülgas unter Druck in die Leckgas-Leitung 21 eintreten und durch diese in Strömungsrichtung 24 abströmen kann, wodurch die Leckgas-Leitung 21 wieder von Verstopfungen durch Schüttgut 16 befreit wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß der Druckaufnehmer 28 an die Förderleitung 15 ange schlossen ist und zwar - bezogen auf die Förderrichtung 17 - vor dem An schlußstutzen 14. Die Spülgas-Leitung 25 mit dem zweiten Absperrorgan 26 ist an eine zentrale Druckgas-Versorgungsleitung 30 angeschlossen, an die beispielsweise eine Leitung auch zur Versorgung der nicht dargestellten Lager des Zellenrades 7 mit Sperrgas angeschlossen sein kann. Das Schlie ßen des ersten Absperrorgans 22 und das nachfolgende Öffnen des zweiten Absperrorgans 26 erfolgt - ausgehend vom Druckaufnehmer 28 - aufgrund einer Druckänderung in der Förderleitung 15.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß der Zulaufschacht 3' durch einen diesen umgebenden kastenförmigen Leckgas-Sammler 31 hindurchgeführt ist. Dieser Leckgas- Sammler 31 umgibt den Zulaufschacht 3' gasdicht. An diesen Leckgas- Sammler 31 ist der Leckgas-Stutzen 20' angeschlossen und an diesen wie derum die Leckgas-Leitung 21. Ansonsten gilt auch hier die Beschreibung zu Fig. 1. Die Ausgestaltung mit dem Leckgas-Sammler 31 hat den Vorteil, daß das durch die Spalte 13 nicht nur in Drehrichtung 12, sondern auch entgegen der Drehrichtung 12 strömende Leckgas gesammelt und in die Leckgas-Leitung 21 abgeleitet wird.

Da bei einer Verstopfung der Leckgas-Leitung 21 Fördergas in nennens wertem Maße vom Auslaufschacht 4 in den Zulaufschacht 3 strömt, wird dort das zu fördernde Schüttgut 16 fluidisiert mit der Folge, daß kein dich ter Schüttgut-Strom in das Zellenrad 7 strömt und durch dieses vom Zulaufschacht 3 zum Auslaufschacht 4 geschleust wird. Dieser Effekt führt wiederum dazu, daß - verglichen mit einer ungestörten Leckgas- Abführung - eine geringere Menge Schüttgut 16 pro Zeiteinheit in die För derleitung 15 geschleust wird, so daß dort der Druck des Fördergases ab nimmt. Wenn ein solcher Druckabfall unter einen vorgegebenen Wert vom Druckaufnehmer 28 erfaßt wird, wird hierüber das erwähnte Schließen des ersten Absperrorgans 22 und das anschließende Öffnen des zweiten Ab sperrorgans 26 ausgelöst.

Das geschilderte Verstopfen der Leckgas-Leitung 21 kann grundsätzlich bei allen Schüttgütern 16 auftreten und insbesondere bei pulverförmigen Schüttgütern. Als solche kommen beispielsweise in Betracht CTA-Pulver (Crued Terephtalic Acid Pulver = Roh-Terephtalsäure-Pulver), bei dem es sich um ein Vorprodukt für die Polyesterherstellung handelt. Es kann sich auch um PTA-Pulver (Purifed Terephtalic Acid Pulver = Rein-Terephtal säure-Pulver) oder auch CIA-Pulver (Crued Isophtalic Acid Pulver = Roh- Isophtalsäure-Pulver) oder PIA-Pulver (Purifed Isophtalic Acid-Pulver = Rein-Isophtalsäure-Pulver) oder Polyolefin-Pulver handeln. Gleichermaßen kommen solche Verstopfungen von Leckgas-Leitungen 21 auch bei der Förderung von Kreide, Titandioxid etc. vor.

Claims

1. Schleus-Einrichtung für Schüttgut
mit einer Schleuse (1) die
ein Gehäuse (2) mit einem Innenraum (5) und einem in den In nenraum (5) mündenden Zulaufschacht (3) und einem aus dem Innenraum (5) ausmündenden Auslaufschacht (4)
einen im Innenraum (5) angeordneten, in einer Drehrichtung (12) drehantreibbaren, mindestens eine Schleus-Kammer (11) zum Fördern des Schüttguts (16) vom Zulaufschacht (3, 3') zum Auslaufschacht (4) aufweisenden Rotor (7) und
eine mit dem Innenraum (5) verbundene Leckgas-Leitung (21) zum Abführen von Leckgas in einer Strömungsrichtung (24) aus dem Innenraum (5) des Gehäuses (2) aufweist,
mit einer Förderleitung (15) für das Schüttgut (16), die an
den Auflaufschacht (4) und
eine Fördergas-Zuführleitung (19) angeschlossen ist,
mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Verstopfung der Leckgas-Leitung (21) durch Schüttgut (16),
mit einem benachbart zum Innenraum (5) angeordneten, von der Einrichtung zum Erfassen einer Verstopfung ansteuerbaren ersten Absperrorgan (22) zum Verschließen der Leckgas-Leitung (21) bei einer Verstopfung und
mit einer bezogen auf die Strömungsrichtung (24) des Leckgases stromabwärts des ersten Absperrorgans (22) in die Leckgas- Leitung (21) einmündenden Spülgas-Leitung (25), die in Abhän gigkeit von einer Verstopfung der Leckgas-Leitung (21) nach dem Schließen des ersten Absperrorgans (22) ausgelöst von der Einrich tung zum Erfassen einer Verstopfung der Leckgas-Leitung (21) mit Druckgas beaufschlagbar ist.

2. Schleus-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spülgas-Leitung (25) ein von der Einrichtung zum Erfassen einer Verstopfung ansteuerbares zweites Absperrorgan (26) angeordnet ist.

3. Schleus-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung zum Erfassen einer Verstopfung der Leckgas- Leitung (21) ein Druckaufnehmer (28) ist, der zwischen dem Innen raum (5) des Gehäuses (2) und dem ersten Absperrorgan (22) an die Leckgas-Leitung (21) angeschlossen ist.

4. Schleus-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung zum Erfassen einer Verstopfung der Leckgas- Leitung (21) ein Druckaufnehmer (28) ist, der an die Förderleitung (15) angeschlossen ist.

5. Schleus-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spülgas-Leitung (25) an die Fördergas-Zuführleitung (19) angeschlossen ist.

6. Schleus-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spülgas-Leitung (25) an eine Druckgas-Versorgungs-Leitung (30) angeschlossen ist.

7. Schleus-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Druckaufnehmer (28) mit Antrieben (23, 27) der ersten und/oder zweiten Absperrorgane (22, 26) verbunden ist.

8. Schleus-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Leckgas-Leitung (21) direkt an den Innenraum (5) angeschlos sen ist.

9. Schleus-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zulaufschacht (3') von einem mit dem Innenraum (5) verbun denen Leckgas-Sammler (31) umgeben ist an den die Leckgas-Leitung (21) angeschlossen ist.