DE102006051871A1

DE102006051871A1 - Transportvorrichtung für Schüttgut

Info

Publication number: DE102006051871A1
Application number: DE102006051871A
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Zellerhoff; Frank Eric Dr. Sandfort
Original assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH; Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Current assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH; Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-08
Also published as: US20080101152A1; CA2608809A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für Schüttgut mit einem Mischer, einer Zufuhr für Schüttgut und einer Zufuhr für Flüssigkeit in den Mischer hinein und Mitteln, um Mischgut dem Mischer entnehmen und vorzugsweise über Rohrleitungen weiter zu transportieren und zwar insbesondere mit einer Pumpe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um Schüttgut über viele Kilometer transportieren zu können.
Schüttgut im Sinne der Erfindung ist beispielsweise Sand. Nach dem Stand der Technik wird Sand beispielsweise mit Hilfe von Lastkraftwagen transportiert.
Mit der vorliegenden Erfindung soll Schüttgut auf andere Weise transportiert werden können.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schüttgut in einem Mischer mit einer Flüssigkeit gemischt und so in einen pumpfähigen Zustand überführt. Die Mischung wird mit Hilfe einer Pumpe über Rohrleitungen zum Bestimmungsort gefördert.
Problematisch bei einem derartigen Transport über viele Kilometer hinweg ist die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Förderdrucks. Zwar stellt es kein Problem dar, eine Pumpe gleichmäßig pumpen zu lassen. Problematisch ist allerdings sicherzustellen, dass eine pumpfähige Mischung ordnungsgemäß in hinreichender Menge zur Verfügung steht.
Zur Lösung dieses Problems werden die Komponenten Schüttgut und Flüssigkeit, die miteinander vermischt werden sollen, einem Mischer zugeführt. Im Mischer werden die Komponenten miteinander gemischt. Es wird ein Behälter oder ein Gefäß zur Verfügung gestellt, indem sich bereits gemischtes Gut befindet. Das gemischte Gut wird aus dem Behälter kontinuierlich in gleich bleibender Menge abgepumpt und weitergeleitet. Es wird kontinuierlich die Menge an Mischgut überwacht, die sich im Behälter befindet, beispielsweise durch Wiegen des Behälters. Es kann genügen zu überwachen, ob sich eine vorgegebene Mindestmenge sowie eine vorgegebene maximale Menge an Mischgut in dem Behälter befindet. Die Zufuhr von Komponenten in den Mischer wird in Abhängigkeit von dieser Überwachung gesteuert. Droht ein Unterschreiten der vorgegebenen Mindestmenge, so wird die Zufuhr an Komponenten in den Mischer erhöht. Droht ein Überschreiten der vorgegebenen maximalen Menge, so wird die Zufuhr an Komponenten in den Mischer reduziert.
Es wird so erreicht, dass gemischtes Gut kontinuierlich und gleichmäßig der Vorrichtung entnommen werden kann und zwar unabhängig von Schwankungen bei der Zufuhr von Komponenten des Mischgutes zum Mischer. Es gelingt so, Mischgut in einen pumpfähigen Zustand zu überführen und zugleich sicherzustellen, dass die pumpfähige Mischung auch über viele Kilometer hinweg durch Rohrleitungen gepumpt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung gibt es eine Steuerungsvorrichtung, die dafür Sorge trägt, dass das Verhältnis der Komponenten zueinander nicht verändert wird, die dem Mischer zugeführt werden. Damit wird erreicht, dass sich die Zusammensetzung des Mischgutes nicht verändert, die der Vorrichtung kontinuierlich und gleichmäßig entnommen wird beziehungsweise werden kann. Dies ist regelmäßig wichtig für Produktionsprozesse.
Die Komponenten, die dem Mischer zugeführt werden, umfassen in einer Ausführungsform Sand. Es handelt sich also um einen nicht pumpfähigen Feststoff. Um eine pumpfähige Mischung bereitzustellen, wird der Sand zusammen mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser und gegebenenfalls weiteren, benötigten Komponenten dem Mischer zugeführt.
Wird Mischgut mit einer Menge von beispielsweise 70 t pro Stunde umgesetzt, so beträgt der Wasseranteil cirka 10 bis 20 t, um eine pumpfähige Mischung bereitzustellen. Sand stellt in diesem Beispiel die Hauptkomponente der Mischung dar. Um das richtige Verhältnis der zugeführten Komponenten einstellen zu können, wird die Hauptkomponente in einer Ausführungsform während der Zuführung zum Mischer gewogen. In Abhängigkeit hiervon werden die zuzumischenden Bestandteile zugeführt beziehungsweise die zurückzuführende Menge gesteuert. Steuergröße ist also das Gewicht der Hauptkomponente, im vorliegenden Beispielsfall Sand. Beispielsweise wird darüber ein Dosierventil oder eine Pumpe gesteuert, um so die Flüssigkeitszufuhr zu steuern, die als weitere Komponente dem Mischer zugeführt wird. Es wird so eine gleichbleibende Zusammensetzung des Mischguts gewährleistet, was weiter verbessert gewährleistet, dass das Schüttgut in Rohrleitungen transportiert werden kann.
Das Schüttgut, also im vorliegenden Beispielsfall der Sand, wird vorzugsweise über ein Förderband transportiert. Das Förderband übergibt das Schüttgut in einer Ausführungsform kontinuierlich an eine Förderbandwaage. Diese kann beispielsweise 3 Meter lang sein. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass eine Schnittstelle im Vergleich zu anderen Lösungen, bei denen ein fertiges Förderband bereits Wiegeabschnitte umfasst, zur Verfügung steht. Die Vorrichtung kann so in bestehende Systeme einfach integriert werden.
Es gibt im Anschluss an den Mischer in einer Ausführungsform der Erfindung einen Behälter. Es wird festgestellt, ob dieser Behälter sich mit Mischgut füllt oder entleert oder eben sein Behältergewicht inklusive des darin befindlichen Mischguts beibehält. In Abhängigkeit hiervon wird dafür Sorge getragen, dass mehr oder weniger Komponenten dem Mischer zugeführt werden, um nach Möglichkeit das Behältergewicht konstant zu halten. Wird festgestellt, dass sich durch ein solches Nachregeln ein konstantes Behältergewicht nicht erreichen lässt, so wird in Abhängigkeit hiervon in einer Ausführungsform die nachfolgende Pumpe gesteuert, also je nach Bedarf die Pumpleistung erhöht oder herabgesetzt. Erfindungsgemäß geschieht dies allerdings nicht dynamisch. Stattdessen wird "einmalig" die Pumpleistung verändert. Vorher und nachher wird eine konstante Menge gefördert. Insgesamt gelingt so, Schüttgut über Leitungen auch über viele Kilometer hinweg transportieren zu können.
In einer Ausführungsform der Erfindung dient die vorgeschaltete Bandwaage, mit der das Schüttgut gewogen wird, ebenfalls der Steuerung der Vorrichtung insoweit, dass der Betrieb gestoppt wird, falls festgestellt wird, dass die Zufuhr von Mischgut ausbleibt.
Soll dem Mischer neben Schüttgut und Flüssigkeit eine weitere Staub förmige Komponente zugefügt werden, so geschieht dies vorzugsweise über eine Schnecke. Diese Zuführung ermöglicht einen geschlossenen Behalter, in dem die Schnecke untergebracht ist. Einer Staubentwicklung wird so entgegengewirkt. Die Förderleistung der Schnecke wird in dieser Ausführungsform über das Signal gesteuert, welches von der Bandwaage her eingespeist wird, die das Gewicht der Hauptkomponente wiegt. Der geschlossene Behälter befindet sich dann beispielsweise auf einer Subtraktionswaage. Die Subtraktionswaage zieht das Gewicht, welches aktuell gemessen wird, von einer Bezugsgröße des Gewichtes ab, die kurz zuvor gemessen wurde. Die typische Zeitdifferenz liegt im Sekundenbereich. Die Gewichtsabnahme oder Zunahme wird so ermittelt. Gleichzeitig wird hieraus berechnet, wie viel insgesamt pro Stunde gefördert wird. Als Eingangsgröße ist ursprünglich bekannt gewesen, welche Gesamtmenge sich anfangs im geschlossenen Behälter befunden hat. Auf diese Weise steht die Information zur Verfügung, welche Menge mithilfe der Schnecke transportiert wird. Diese Information wird ebenfalls benötigt, um die Zusammensetzung konstant zu halten, die dem Mischer zugeführt wird.
Im Behälter, von dem das Mischgut zur Pumpe weitergeleitet wird, wird das Mischgut vorzugsweise nach unten abgezogen, um so sicher zu stellen, dass stets dann Mischgut zur Pumpe gelangen kann, wenn sich auch Mischgut im Behälter befindet. Dabei besteht im Behälter regelmäßig das Problem, dass eine Art Trichter entstehen kann. Dann zeigt die Waage, die den Inhalt des Behälters erfasst, immer noch das Vorhandensein von Mischgut an. Aufgrund des Trichters kann jedoch kein Mischgut mehr zur Pumpe gelangen. Um dieses Problem zu überwinden wird in einer Ausführungsform der Erfindung dafür Sorge getragen, dass ein Umlauf innerhalb des Behälters erzeugt wird. Dies geschieht beispielsweise durch eine Doppelschnecke. Die Doppelschnecke verhindert das Entstehen von Trichtern, beispielsweise falls diese horizontal am Grund des Behälters angeordnet ist.
Um eine Trennung des Mischgutes im nachfolgenden Behälter zu vermeiden, können in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich noch ein Rührwerk im Behälter vorgesehen sein, um ein Entmischen zu vermeiden. Der ordnungsgemäße Transport wird so weiter verbessert sichergestellt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Mischer der Behälter, dessen Inhalt überwacht wird, um in Abhängigkeit hiervon die Zufuhr der Komponenten Schüttgut und Flüssigkeit zu steuern. Diese Ausführungsform kommt bei großen Mischungen in Betracht. Dann befindet sich der Mischer selber auf einer Waage. Im Übrigen läuft das Verfahren wie zuvor beschrieben ab.
Der Mischer weist im Inneren an seinen Innenwänden vorzugsweise eine Gummierung auf, vorzugsweise bestehend aus einzelnen festschraubaren Elementen. Dies ermöglicht es, die Gummierung leicht auszutauschen. Die Gummierung schützt vor Verschleiß.
Die Mischerschaufeln sind vorzugsweise besonders verschleißfest ausgestaltet, und zwar durch Hartmetallaufschweißen. Auf die Schaufeln wird ein Hartmetall aufgebracht und eingebettet. Als Hartmetall wird beispielsweise Widia verwendet. Korund ist eine Alternative. Ein alternativer Verschleißschutz besteht darin, dass die Trommel mit einem Stahl höherer Dichte auf der Oberfläche auszukleiden, um so Verschleißfestigkeit zu gewährleisten.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Mischer, der vorzugsweise ein Horizontalmischer ist, beim Auslauf eine sogenannte Wehrscheibe. Die Wehrscheibe kann aus dem Mischer heraus oder in den Mischer hineingeschwenkt werden. Sie hat die Eigenschaft, die Austrittsfläche aus dem Mischer verändern zu können. Bei geschlossener Position der Scheibe wird ein Füllgrad im Mischer aufrechterhalten. Durch Absenken der Scheibe wird der Füllgrad verändert. Durch Wegschwenken der Scheibe kann der Mischer vollständig geöffnet werden. Es ist so eine totale Entleerung des Mischer möglich. Die Besonderheit ist, dass die Position der Wehrscheibe während des laufenden Betriebes verändert werden kann. Es kann während des laufenden Betriebes Einfluss auf die Füllmenge und den Füllgrad genommen werden. Dadurch kann auch der Ver schleiß gesteuert und minimiert werden. Durch diese Ausführungsform kann der Mischer ferner besonders schnell gereinigt werden.
Durch die Wehrscheibe kann die Verweilzeit im Mischer eingestellt werden. Verändern sich die Zufuhrbedingungen vom Mischgut, so kann mit Hilfe der Wehrscheibe während des laufenden Betriebs dafür Sorge getragen werden, dass ein gewünschter optimaler Füllgrad bzw. eine gewünschte optimale Verweilzeit eingehalten wird, um so den Verschleiß zu minimieren, der im vorliegenden Fall besonders problematisch ist, wenn das Mischgut Sand umfasst.
1 verdeutlicht eine Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt einen Mischer 1 mit einer Welle 2 und Rührwerkzeugen 3. Die Welle ist horizontal gelagert. Der Mischer weist eine Zuführung 4 auf, die sich nahe bei dem einen Ende des Mischers befindet. Ein Auslass 5 ist nahe bei dem anderen Ende des Mischers angeordnet. Hierdurch wird eine gute Durchmischung des Mischgutes sichergestellt.
Ein Förderband sechs befindet sich auf einer Waage 7. Die Waage wiegt das Förderband zusammen mit der darauf befindlichen Komponente des Mischgutes. Hierdurch wird ermittelt, welche Menge an Mischgut von dem Förderband in den Mischer hinein gelangt. In Abhängigkeit hiervon wird die Zufuhr von ein oder mehreren weiteren Komponenten gesteuert, die beispielsweise über eine Zuleitung 8 in den Mischer hinein gelangen. Es können auch weitere Zuleitungen vorgesehen sein, die weiteren Komponenten in Abhängigkeit von der Zufuhr an Mischgut über das Förderband 6 dem Mischer zu führen.
Insgesamt wird so erreicht, dass die Zusammensetzung des Mischgutes im Mischer konstant bleibt.
Das gemischte Gut gelangt über den Auslass 5 in einen Behälter 9 hinein. Der Behälter 9 befindet sich auf einer Waage 10. Es wird so ermittelt, welche Menge an gemischtem Gut sich im Behälter 9 befindet. In Ab hängigkeit von diesem Ergebnis wird die Zufuhr der Komponenten des Mischgutes gesteuert. Die Steuerung erfolgt derart, dass sich stets wenigstens eine vorgegebene Mindestmenge an gemischtem Gut im Behälter 9 befindet und eine maximale Menge nicht überschritten wird. Über eine Pumpe oder eine Schnecke 11 wird dem Behälter 9 eine gleich bleibende, konstante Menge des gemischtem Guts entnommen.
Um zu vermeiden, dass sich Mischgut im Behälter 9 trichterförmig ausbildet und schließlich eine konstante Entnahme an Mischgut nicht mehr möglich ist, befindet sich nahe beim Boden des Behälters 9 eine Schnecke 10. Diese wirkt der Bildung eines Trichters entgegen. Es wird so gewährleistet, dass Mischgut konstant dem Behälter 9 entnommen werden kann.
Um eine Entmischung im Behälter 9 zu vermeiden, ist ferner ein Rührer 13 vorgesehen.
Droht eine Entleerung des Behälters 9 und gelingt es nicht, eine hinreichende Menge an Mischgut dem Mischer 1 zuzuführen, so wird die Leistung der Pumpe oder Schnecke 11 reduziert, mit der Mischgut dem Behälter 9 entnommen wird. Wesentlich ist, dass nach der Reduzierung der Leistung Mischgut wieder konstant auf einem niedrigeren Niveau dem Behälter 9 entnommen wird beziehungsweise werden kann.
Umgekehrt kann bei Bedarf die Entnahme gesteigert werden, wenn wieder hinreichend Mischgut zur Verfügung steht, welches dem Mischer zugeführt werden kann.
Es steht so insgesamt eine Vorrichtung zur Verfügung, mit der verschiedene Komponenten eines Mischgutes miteinander vermischt werden können. Darüber hinaus wird das gemischte Gut in konstanter, gleich bleibender Menge weitergeleitet. Es wird so vorteilhaft sichergestellt, dass stets eine konstante Menge an Mischgut in einem nachfolgenden Verarbeitungsprozess zur Verfügung steht, Dies ist regelmäßig für eine wirtschaftliche Produktion von Vorteil.
Vorteilhaft umfasst der Mischer nahe beim Auslass 5 eine Wehrscheibe 14, die schwenkbar gelagert ist. In Abhängigkeit von der Stellung der Wehrscheibe verbleibt in das Mischgut im Mischer eins. Es kann dadurch eine optimale Verweilzeit von Mischgut im Mischer eingestellt werden und zwar in Abhängigkeit von der Zufuhr an Mischgut sowie in Abhängigkeit von der Entnahme an Mischgut aus dem Behälter neun. Es kann so der Verschleiß im Mischer minimiert werden.
(Wie wird erreicht, dass die Pumpe nebst Inhalt sich nicht auf das gewogene Ergebnis auswirkt, welches zur Steuerung der Zufuhr von Komponenten benötigt wird?)

Claims

Transportvorrichtung für Schüttgut mit einem Mischer (1), einer Zufuhr für Schüttgut (4, 6) und einer Zufuhr für Flüssigkeit (4, 8) in den Mischer hinein und Mitteln, um Mischgut dem Mischer zu entnehmen und vorzugsweise über Rohrleitungen weiter zu transportieren und zwar insbesondere mit einer Pumpe (11).
Transportvorrichtung nach Anspruch 1 mit Mitteln (10), um die zur Verfügung stehende Menge an gemischtem Gut zu überwachen und in Abhängigkeit von dieser Überwachung die Zufuhr von Komponenten des Mischgutes zu steuern.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Behälter (9), in den das gemischte Mischgut gelangt, und einer Waage (10), auf der sich der Behälter befindet, sowie mit Mitteln, die die Zufuhr von Komponenten in den Mischer hinein in Abhängigkeit vom durch die Waage (10) ermittelten Gewicht steuern.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Behälter, in den das gemischte Mischgut gelangt, und Mitteln, um den Inhalt des Behälters zu überwachen, mit einer Steuerungseinrichtung, mit der die Zufuhr von Komponenten des Mischgutes in Abhängigkeit vom Inhalt des Behälters gesteuert wird, und einer Pumpe (11), die Mischgut aus dem Behälter (9) abzupumpen und über Rohre weiterzuleiten vermag.
Transportvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der vorzugsweise am Boden des Behälters (9) eine Schnecke (12) angeordnet ist.
Transportvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei der im Behälter ein Rührwerkzeug (13) vorhanden ist und der Behälter mit dem Auslass (5) des Mischers verbunden ist.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Überwachungs- und Steuerungsmitteln, die die Zusammensetzung der Komponenten steuern, die dem Mischer (1) zugeführt werden.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend eine Mischung aus Sand und Wasser, die sich in der Transportvorrichtung befindet.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer so beschaffenen Steuerungsvorrichtung, die die Pumpleistung einer Pumpe (11) stufenweise verändert und zwar in Abhängigkeit von der Menge an pumpfähigem Mischgut, welches zur Verfügung steht und zwar vorzugsweise in einem Behälter (9), der mit dem Auslass (5) des Mischers verbunden ist.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Förderbandwaage (7) zur Zuführung von Schüttgut in den Mischer und einer Rohrleitung (8) zur Zuführung von Flüssigkeit in den Mischer und einer Steuerungseinrichtung, mit der die Zuführung von Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem gewogenen Ergebnis der Förderbandwaage (7) gesteuert wird.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Mischer auf eine Waage gestellt ist, und eine so beschaffene Steuerungseinrichtung vorhanden ist, die die Zufuhr von Komponenten in den Mischer hinein in Abhängigkeit vom gewogenen Wert der Waage steuern.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die so beschaffen ist, dass Mischgut vom Grund eines Behälters (9) zu einer Pumpe (11) weitergeleitet wird, die unterhalb des Behälters angeordnet ist.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Rohrleitung, die wenigstens einen Kilometer lang ist, und die über den Auslass des Mischers (1) mit Mischgut befüllt werden kann.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Wehrscheibe (14), die in den Mischer hinein geschwenkt oder aus dem Mischer heraus geschwenkt werden kann.
Transportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Mischer (1), dessen Innenwand eine Gummierung aufweist, die vorzugsweise in Segmente aufgeteilt ist, wobei die Segmente insbesondere an der Innenwand festgeschraubt sind.