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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Staubbindung, insbesondere
bei einer Förderung von
Schüttgut,
mit zumindest einem Gehäuse,
in dem eine Elektrode angeordnet ist, um ein elektrisches Feld zwischen
der Elektrode und dem Gehäuse
zu erzeugen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Staubbindung,
insbesondere bei einer Förderung von
Schüttgut,
bei dem eine in einem Gehäuse
angeordnete Elektrode ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode
und dem Gehäuse
erzeugt und ladungstragende Partikel eines sich in dem Gehäuse befindlichen
Staub-Luft-Gemisches an einer Innenwand des Gehäuses abgeschieden werden.
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Ein
elektrostatischer Staubabscheider ist beispielsweise aus der
DE 24 60 962 bekannt.
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Bei
der Förderung
bzw. dem Transport von Schüttgut
entsteht oftmals Staub, insbesondere wenn das Schüttgut von
einer Transporteinrichtung übergeben
wird, beispielsweise an eine andere Transport- und/oder Lagereinrichtung.
Die Staubentwicklung wird hierbei noch verstärkt, wenn bei der Übergabe
das Schüttgut
eine bestimm te Fallhöhe überwindet.
Die einzelnen Partikel des bei der Übergabe entstehenden Staubes
weisen eine nur sehr geringe Partikelgröße auf, so dass die Partikel über einen
längeren
Zeitraum hinweg in der Umgebung schweben können. Es bildet sich dadurch
ein Staub-Luft-Gemisch, das nicht nur auf den Förderprozess, sondern auch auf
die Umgebung, Personal und/oder Umwelt eine schädliche Wirkung ausübt.
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Schließlich ist
der durch die Staubentwicklung auftretende Materialverlust des Schüttgutes nicht
unbeachtlich.
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Um
den Staub zu binden, sind mehrere Möglichkeiten bekannt, beispielsweise
kann das Staub-Luft-Gemisch durch geeignete Filtereinrichtungen
mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen
geleitet werden, bei denen die Staubpartikel sich in den Filtereinrichtungen
an den Begrenzungen der Öffnungen anlagern.
Der Reinheitsgrad der entstaubten bzw. gefilterten Abluft ist hierbei
abhängig
von einer Feinheit der Filtereinrichtungen, der Größe und Anzahl der Öffnungen,
der Dicke des Filterkuchens und der Staubpartikelgröße.
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Da
sich bei dieser Filterung die Partikel des Staubes in den Filtereinrichtungen
ablagern, setzen sich die einzelnen Öffnungen mit der Zeit immer
weiter zu, bis die Filtereinrichtung schließlich verstopft ist. Durch
die sich verändernde Öffnungsgröße sind die
Filtereigenschaften auch nicht konstant. Weiterhin müssen die
mit den Staubpartikeln angefüllten bzw.
verstopften Filtereinrichtungen regelmäßig gereinigt oder durch frische,
unverbrauchte Filtereinrichtungen ersetzt werden. Die ausgetauschten
und ersetzten Filtereinrichtungen sind anschließend entweder zu entsorgen,
wobei die Menge der Staubpartikel dem Materialfluss des Schüttgutes
verloren gehen, oder sie müssen
aufwändig
wieder aufbereitet werden, um die Staubpartikel dem Materialfluss
erneut zuzuführen
oder als separiertes Material mit einer bestimmten Partikelgröße anderen
Verwendungen zur Verfügung
zu stellen.
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Nach
dem Durchströmen
des Filtergehäuses tritt
das entstaubte Staub-Luft-Gemisch als Abluft, die noch einen Restanteil
an Staub enthält,
aus dem Staubbindungssystem heraus. Obwohl ein Großteil der
Partikel herausgefiltert wurde, übt
die nicht vollständig
gereinigte Abluft weiterhin auf die Umgebung, das Personal und/oder
die Umwelt eine schädliche
Wirkung aus.
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Um
den Staub an seinem Entstehungsort zu binden und anschließend direkt
in den Materialfluss zurückzuführen, wurden
Staubbindungssysteme entwickelt, die auf der Anwendung des elektrostatischen Prinzips
beruhen. Hierbei befindet sich das entstandene Staub-Luft-Gemisch
innerhalb eines Gehäuses,
das oberhalb des überge benen
Schüttgutes
angeordnet ist und in welches das Staub-Luftgemisch aufsteigt. In
dem geerdeten Gehäuse
ist eine Elektrode angeordnet, die an einer entsprechenden Hochspannung
angeschlossen werden kann. Aufgrund des erzeugten elektrischen Feldes
zwischen der Elektrode und dem Gehäuse werden Partikel des Gemisches
ionisiert und ladungstragend.
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Diese
Partikel werden sich nun aufgrund der Ladung in dem elektrischen
Feld in Richtung des geerdeten Gehäuses bewegen. Sie lagern sich
beispielsweise an der geerdeten Innenwand des Gehäuses ab
und bilden dort Agglomerate. Aufgrund der zunehmenden Agglomeratgröße und/oder
durch eine geeignete mechanische Rüttelbewegung des Gehäuses werden
die Partikel von der Gehäuseinnenwand
wieder abgelöst,
an der sie sich agglomeriert haben, und sie fallen als Agglomerate
zurück
in das Schüttgut.
In dem Schüttgut
sind im Allgemeinen Materialkörper
bzw. -partikel unterschiedlichster Größen miteinander vermengt. Hierbei
hat der Anteil von Partikeln bestimmter Größe eine deutliche Auswirkung
auf die Qualität
und Einsatzvielseitigkeit des transportierten Schüttgutes.
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Aus
der
GB 216,789 , der
GB 230,841 und der
GB 295,890 sind elektrostatische
Staubabscheider bekannt, deren Elektroden in Vibration versetzt werden.
Zur Übertragung
der Vibrationen sind im Inneren des Gehäuses Membranen vorgesehen.
Zur Erzeugung der Vibrationen ist ein Elektromagnet oder ähnliches
vorgesehen.
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Eine
Aufteilung der Partikel in Abhängigkeit von
deren Größe ist beispielsweise
mittels bekannter Windsichter möglich.
Hierbei wird herabfallendes Schüttgut
von der Seite mit Luft einer definierten Strömungsgeschwindigkeit angeblasen.
In Abhängigkeit
der Partikelgröße bzw.
der Partikelmasse werden die einzelnen Partikel unterschiedlich
stark von der strömenden
Luft abgelenkt, so dass in mehreren Auffangbehältern, die in Strömungsrichtung
hintereinander angeordnet sind, jeweils Partikel bestimmter Größenordnungen
sich ansammeln. In der Abluft sind die kleinsten Partikel, beispielsweise
in der Größenordnung
einiger weniger Mikrometer, aber noch vorhanden.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Qualität
und Einsatzvielseitigkeit eines Schüttgutes zu verbessern bzw. zu
steigern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch
9 gelöst.
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Bei
einem System zur Staubbindung der eingangs beschriebenen Art ist
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass zumindest ein Ableitelement vorgesehen ist, um Partikel aus
einem Staub-Luft-Gemisch aus dem Gehäuse heraus zu leiten und von
dem Schüttgut
zu separieren.
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Der
Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Partikel des
aufsteigenden Staub-Luft-Gemisches herausgefiltert und dem Materialfluss
entnommen wird. Der Anteil der Partikel dieser bestimmten Partikelgröße ist anschließend in dem
verbleibenden Schüttgut
vermindert und die herausgefilterten Staubpartikel stehen für eine anderweitige
Verwendung zur Verfügung.
Da gleichzeitig eine Staubseparation und eine Staubbindung durchgeführt werden,
entsteht ferner auch keine schädliche
Abluft.
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Bevorzugt
ist an einer Außenseite
des Gehäuses
zumindest eine Rüttelvorrichtung
vorgesehen, um durch eine Rüttelbewegung
den an einer Innenwand des Gehäuses
abgeschiedenen und elektrostatisch haftenden Staub mechanisch von
dieser wieder zu lösen.
Besonders bevorzugt ist die Rüttelvorrichtung
ein Unwuchtmotor, der nur eine relativ geringe Leistungsaufnahme
erfordert.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass
das Gehäuse
oberhalb eines Abschnitts eines Förderbandes anordnenbar ist
und das Gehäuse
zu dem Förderband
hin eine Öffnung
aufweist. Bei einer geeigneten Öffnungsgröße ist durch
diese Anordnung gewährleistet,
dass der entstehende Staub nahezu vollständig in dem Gehäuse aufsteigt
und nur ein geringer Teil in die Umgebung als schädliche und
die Umwelt belastende Abluft entweicht.
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In
vorteilhafter Weise ist an zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Öffnung in Längsrichtung
des Gehäuses
jeweils ein Ableitelement vorgesehen.
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Bevorzugt
ist das Ableitelement ein in Längsrichtung
des Gehäuses
sich erstreckendes Ableitblech, das eine erste in das Innere des
Gehäuses weisende
Längskante
und eine zweite aus dem Gehäuse
herausragende Längskante
aufweist. Durch die flächige
Ausgestaltung als Blech ist ein konstruktiv einfacher Aufbau des
Staubbindungssystems ermöglicht.
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Zur
Ausnutzung der Gravitationskraft ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Ableitblech unterhalb des Seitenrandes der Öffnung und
mit einer von dem Inneren des Gehäuses nach außen abwärts ausgerichteten
Neigung angeordnet ist.
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Um
das über
das Ableitblech herausgeleitete und separierte Staubmaterial einer
geeigneten Sammelvorrichtung zuführen
zu können,
ist bevorzugt unterhalb der zweiten Längskante des Ableitbleches
ein zusätzliches
Seitenförderband
vorgesehen, welches die von dem Ableitblech herabfallenden Staubpartikel
weiterbefördert.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung
einer Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren beispielhaft näher
erläutert,
in denen:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes System
zur Staubbindung zeigt, und
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2 einen
entsprechenden Querschnitt durch das erfindungsgemäße Staubbindungssystem aus 1 wiedergibt.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Systems
zur Staubbindung, welches in Verbindung mit einer Übergabe
von Schüttgut von
einem ersten Förderband 1 auf
ein zweites Förderband 2 eingesetzt
wird. Die eingesetzten Förderbänder 1 und 2 sind
in bekannter Weise ausgebildet. Hierbei fällt das Schüttgut (nicht dargestellt) von
dem ersten Förderband 1 durch
eine Übergabeschurre 3 auf
das zweite Förderband 2.
Die Förderrichtung
des zweiten Förderbandes 2 ist
in der Figur durch den Pfeil 4 angedeutet. Über den
in Förderrichtung
nach der Übergabeschurre 3 folgenden
Abschnitt des zweiten Förderbandes 2 ist
das erfindungsgemäße Staubbindungsystem
angeordnet.
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Das
Staubbindungssystem weist ein Gehäuse 5 auf, in dem
ein Staub-Luft-Gemisch aufsteigt, das bei der Übergabe und dem Herabfallen
des Schüttgutes
entsteht. In dem geerdeten Gehäuse 5 ist
eine Elektrode 6 angeordnet, die mehrere voneinander beabstandete
Elektrodenplatten 7 aufweist. Die Elektrode ist mittels
einer Halterung 8 an dem Gehäuse 5 befestigt. Die
Halterung 8 kann gegebenenfalls mit einer Isolationsschicht
versehen sein. Die Elektrode 6 ist mit einer geeigneten
Hochspannungszufuhr 9 verbunden, die über eine zentrale Steuereinrichtung 10 angesteuert
wird.
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Das
Gehäuse 5 erstreckt
sich in Längsrichtung
entlang der Förderrichtung.
An der Außenseite des
Gehäuses 5 ist
ein Unwuchtmotor 11 angebracht, der eine mechanische Rüttelbewegung
des Gehäuses 5 bewirkt.
Hierbei reicht es aus, wenn der Unwuchtmotor 11 lediglich
periodisch für
eine definierte Zeit angeschaltet wird. Das An- und Abschalten des Unwuchtmotors 11 kann
ebenfalls mittels der zentralen Steuereinrichtung 10 gesteuert
werden.
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Etwas
tiefer als das zweite Förderband 2 ist ein
weiteres, etwas kleiner dimensioniertes Seitenförderband 12 zu erkennen,
auf dem separierte Staubpartikel 13 einer Sammelvorrichtung 14,
beispielsweise einem geeigneten Container, zugeführt werden. Das Seitenförderband 12 kann
permanent zur Partikelbeförderung
sich bewegen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Stillstand
des Seitenförderbandes 12 zunächst darauf
separierte Staubpartikel 13 gesammelt werden und in definierten
Zeitabständen
das Seitenförderband 12 anläuft, um
das zwischenzeitlich angesammelte Material der Sammelvorrichtung 14 zuzuführen. Alternativ
können
die Staubpartikel 13 auch pneumatisch, mit einer Förderschnecke
oder ähnlichem
der Sammelvorrichtung 14 zugeführt werden.
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2 zeigt
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A aus 1,
die wiederum eine Längsschnittdarstellung
entlang der Linie B-B aus 2 zeigt.
In der 2 ist eine von jeweils drei in an sich bekannter
Weise nebeneinander und mit einem bestimmten Winkel zueinander angeordneten Tragrollen 15 gebildete
Förderbandfläche des
zweiten Förderbandes 2 mit
dem darauf befindlichen Schüttgut 16 zu
erkennen.
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Oberhalb
des zweiten Förderbandes 2 ist das
Gehäuse 5 und
die Elektrode 6 mit den sternförmig ausgebildeten Elektrodenplatten 7 zu
erkennen. Das Gehäuse 5 weist
im unteren Bereich eine Öffnung
auf, unterhalb der das zweite Förderband 2 mit dem
darauf befindlichen Schüttgut 16 entlangläuft.
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Das
aufsteigende Staub-Luft-Gemisch mit Staubpartikeln 17,
die in dieser Darstellung mittels der Punkte angedeutet sind, wird
durch eine an die Elektrode 6 angelegte Hochspannung ionisiert
und die nun ladungstragenden Staubpartikel 17 werden von
der Innenwand 18 des geerdeten Gehäuses 5 angezogen.
Sobald die dort abgeschiedenen Staubpartikel 17 ein Agglomerat
bestimmter Größe bilden, fallen
die Agglomerate aufgrund der Schwerkraft nach unten. Die Agglomerate
können
bereits vorher unterstützt
durch eine mechanische Rüttelbewegung des
Gehäuses 5 auf grund
des Unwuchtmotors 11 (siehe 1) sich
von der Innenwand 18 ablösen und herunterfallen.
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Der
Umfang der Innenwand 18 des Gehäuses 5 kann mittels
der dargestellten Hilfslinie 19 in zwei Seitenabschnitte 20 und
einen mittleren Abschnitt 21 unterteilt werden. Bei diesen
drei Abschnitten 20, 21 nimmt jeder Abschnitt
in etwa ein Drittel der Fläche
der Innenwand 18 ein. Die herabfallenden Staubagglomerate
des mittleren Bereiches 21 fallen zurück auf das zweite Förderband 2 und
das darauf befindliche Schüttgut 16.
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Die
den beiden Seitenabschnitten 20 der Innenwand 18 herabfallenden
Staubagglomerate fallen jedoch jeweils auf ein Ableitblech 22.
Dieses weist eine erste Längskante 23,
die zu dem Inneren des Gehäuses 5 weist,
und eine zweite Längskante 24 auf,
die nach außen
aus dem Gehäuse 5 herausragt. Das
Ableitblech 22 ist prinzipiell zwischen dem Seitenrand
der Öffnung
des Gehäuses 5 und
dem zweiten Förderband 2 angeordnet
und im Wesentlichen parallel zu dem Seitenrand in Längsrichtung
des Gehäuses 5 ausgerichtet.
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Das
Ableitblech 22 ist weiterhin in Querrichtung des Gehäuses 5 derart
abwärts
geneigt, dass die erste Längskante 23 höher als
die zweite Längskante 24 angeordnet
ist. Dadurch können
die Staubpartikel 13 der Schräge entlang auf dem Ableitblech 22 aus
dem Gehäuseinneren
nach außen
befördert werden.
Zur Unterstützung
der Ableitung der Staubpartikel 13 ist an dem Ableitblech 22 jeweils
ein weiterer Unwuchtmotor 25 angeordnet, um sicherzustellen,
dass die Staubpartikel 13 nicht an dem Ableitblech 22 elektrostatisch
festhaften.
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Anschließend fallen
die Staubpartikel 13 auf die beiden Seitenförderbänder 12,
die seitlich neben dem zweiten Förderband 2,
parallel zu diesem und etwas tiefer angeordnet sind. Die Förderrichtung
der Seitenförderbänder 12 kann
gleich zu der Förderrichtung
des Schüttgutes 16 (Pfeil 4 in 1)
oder entgegengesetzt dazu vorgesehen sein. Auch können die
beiden Seitenförderbänder 12 entweder
in die gleiche Richtung oder entgegengesetzt zueinander laufen.
Die separierten Staubpartikel 13 werden von den Förderbändern 12 zu
entsprechenden Sammelvorrichtungen 14, beispielsweise ein
geeigneter Container, befördert.
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Schließlich sind
in der 2 Tragsysteme 26 und 27 sowohl
für das
zweite Förderband 2 als
auch das erfindungsgemäße System
zur Staubbindung zu erkennen. Das Tragsystem 26 weist einen
Rahmen 28 auf, der die Anordnung der Tragrollen 15 trägt. Der Rahmen 28 ist
mittels mehrerer Stützen 29 von
einer Bodenfläche
(nicht dargestellt) beabstandet gehalten. Das zweite Förderband 2 kann
sowohl im Wesentlichen horizontal als auch mit einem entsprechenden
Neigungswinkel zur Horizontalebene ausgerichtet sein. Das Gehäuse 5 wird
von Tragarmen 30 gehalten, die über entsprechende Tragstützen 31 von
der Bodenfläche
beabstandet sind, so dass das Gehäuse 5 oberhalb des
zweiten Förderbandes 2 angeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß finden
bei dem hier vorgestellten Staubbindungssystem und dem entsprechenden
Verfahren die Staubbindung zur Vermeidung von umweltschädlicher,
gesundheitsgefährdender
und/oder umweltbelastender Abluft und die Separation von Materialkörpern einer
bestimmten Partikelgröße, insbesondere
in der Größenordnung
des Durchmessers von etwa 10 bis 100 μm, aus dem Materialfluss gleichzeitig
statt.