DE102007058604A1

DE102007058604A1 - Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff

Info

Publication number: DE102007058604A1
Application number: DE200710058604
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Zey; Hans-Peter Kimmerle
Original assignee: Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Current assignee: Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff mit einem Materialaufgabebehälter (12), mit einer an den Materialaufgabebehälter (12) angeschlossenen Rohrleitung (20) und mit einer Dickstoffpumpe (26) zum Fördern des Dickstoffs durch die Rohrleitung (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rohrleitung (20) einen Messabschnitt (28) aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufweist, an dem ein Metalldetektor (30) zur Detektion von im Dickstoff enthaltenen Metallteilen angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Detektion von Metallteilen in einer Dickstoff enthaltenden Rohrleitung.
Dickstoffe, wie beispielsweise Klärschlämme, können metallische Fremdkörper aufweisen. Werden solche Dickstoffe von einem Materialaufgabebehälter, wie beispielsweise einem Silo, durch eine Rohrleitung gefördert, um sie einer Trocknungs- oder Verbrennungseinrichtung zuzuführen, können die Fremdkörper erhebliche Schäden verursachen. Aus diesem Grund sind bekannte Fördervorrichtungen für Klärschlamm mit einer Abscheidevorrichtung für Fremdkörper ausgestattet, die einen Siebrost aufweist. Der Siebrost fängt Fremdkörper ab, die eine bestimmte Mindestgröße aufweisen. Die Maschenweite des Siebrosts kann jedoch nicht beliebig klein gewählt werden, da sonst der Durchflusswiderstand zu groß wird. Dabei besteht das grundsätzliche Problem, dass lange Metallteile mit kleinem Querschnitt, wie beispielsweise lange Nägel oder Schrauben, den Siebrost passieren können und aufgrund ihrer Größe erhebliche Beschädigungen bewirken können. Zudem müssen vom Siebrost abgefangene Fremdkörper von Hand entfernt werden, wozu der Fördervorgang unterbrochen werden muß, um die Rohrleitung öffnen zu können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass metallische Fremdkörper in einem Dickstoff, der durch eine Rohrleitung gefördert wird, zuverlässiger erkannt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass im Dickstoff enthaltene metallische Fremdkörper mittels des Metalldetektors erkannt werden, wenn sie den Messabschnitt passieren. Werden Metallteile ermittelt, die eine solche Größe aufweisen, dass sie der Rohrleitung nachgeschaltete Anlagen ernsthaft beschädigen können, so können diese nach ihrer Erkennung aus der Rohrleitung entfernt werden. Zu diesem Zweck weist die Rohrleitung zweckmäßig eine in Förderrichtung hinter dem Messabschnitt angeordnete Metallabscheideeinrichtung auf. Vorteilhaft werden die Messsignale des Metalldetektors durch eine Auswerteeinheit ausgewertet, und die Metallabscheideeinrichtung wird durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit von den Messsignalen angesteuert. Dies ermöglicht einen automatisierten Abscheideprozeß für metallische Fremdkörper.
Es werden zwei Varianten des Detektionsverfahrens bevorzugt, welche alternativ oder in Kombination durchgeführt werden können. Zum einen ist es möglich, dass die Metallabscheideeinrichtung zur Ausleitung einer vorbestimmten Menge Dickstoff aus der Rohrleitung dann aktiviert wird, wenn die Messsignale des Metalldetektors über eine vorbestimmte Dauer hinweg einen ersten Schwellwert überschreiten. Der erste Schwellwert kann niedrig eingestellt werden. Eine Ausleitung von Dickstoff erfolgt somit auch dann, wenn ein dünner metallischer Fremdkörper den Messabschnitt passiert, sofern er eine bestimmte Mindestlänge aufweist. Es ist desweiteren möglich, dass die Metallabscheideeinrichtung dann aktiviert wird, wenn ein einzelnes Messsignal einen zweiten Schwellwert überschreitet, welcher höher ist als der erste Schwellwert. Dies ermöglicht die Absonderung kurzer metallischer Fremdkörper mit größerer Dicke.
Die Metallabscheideeinrichtung weist vorzugsweise eine Rohrweiche auf, an die eine Bypassleitung zum Ausleiten von Metallteile enthaltendem Dickstoff angeschlossen ist. Bei Aktivierung der Metallabscheideeinrichtung unterbricht die Rohrweiche die Rohrleitung und verbindet den Messabschnitt mit der Bypassleitung. Über die Bypassleitung wird dann der den metallischen Fremdkörper enthaltende Dickstoff abgesondert, und sie bildet einen Puffer, in dem der Dickstoff zwischengespeichert werden kann. Die Bypassleitung führt vorteilhaft von der Rohrweiche zurück zum Materialaufgabebehälter. Zweckmäßig ist zwischen der Bypassleitung und dem Materialaufgabebehälter ein Sieb angeordnet. Mittels des Siebs können metallische Fremdkörper aufgefangen werden, während der über die Bypassleitung in den Materialaufgabebehälter rückgeleitete Dickstoff erneut durch die Rohrleitung gefördert werden kann. Der Metalldetektor weist zweckmäßig eine um den Messabschnitt verlaufende und von Wechselstrom durchflossene Spule auf. Diese induziert Wirbelströme in den metallischen Fremdkörpern, welche dem Wechselfeld Energie entziehen. Dieser Energieverlust kann nachgewiesen werden.
Vorzugsweise wird die Dickstoffpumpe vor der Aktivierung der Metallabscheideeinrichtung angehalten und nach der Aktivierung der Metallabscheideeinrichtung wieder gestartet, wenn die Rohrleitung unterbrochen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der detektierte Fremdkörper erst dann weiter transportiert wird, wenn er durch die Metallabscheideeinrichtung abgesondert werden kann. Vorzugsweise wird die Metallabscheideeinrichtung eine vorgegebene Zeit nach ihrer Aktivierung wieder deaktiviert, und die Rohrleitung wird wieder freigegeben. Dies erfolgt dann, wenn eine vorbestimmte Menge Dickstoff aus der Rohrleitung ausgeleitet wurde, so daß mit einiger Sicherheit zu erwarten ist, dass der detektierte Fremdkörper aus der Rohrleitung entfernt wurde. Dabei wird bevorzugt, dass die Dickstoffpumpe vor der Deaktivierung der Metallabscheideeinrichtung angehalten und nach der Deaktivierung der Metallabscheideeinrichtung wieder gestartet wird, um den Förderprozeß des Dickstoffs durch die Rohrleitung zu den nachgeschalteten Anlagen fortzusetzen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
1 eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff in schematischer Darstellung.
Die in 1 dargestellte Fördervorrichtung 10 für Klärschlamm weist ein Silo 12 auf, in das der Klärschlamm bei Anlieferung durch LKW 14 eingefüllt wird. Im Bodenbereich des Silos 12 befindet sich eine Siloaustragshilfe mit einem Gleitrahmen 16 und einer Schnecke 18, die den Klärschlamm in Richtung zu einer an das Silo 12 angeschlossenen Rohrleitung 20 transportiert. Die Rohrleitung 20 dient dazu, den Klärschlamm zur Weiterverarbeitung in einer Trocknungs- und Verbrennungseinrichtung zu fördern, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und sich an den Pfeil 22 anschließt. Einem Schieber 24 zum Absperren der Rohrleitung 20 folgt in Förderrichtung eine als Kolbenpumpe 26 ausgebildete Dickstoffpumpe, die den Klärschlamm durch die Rohrleitung 20 pumpt. Die Rohrleitung 20 weist einen Messabschnitt 28 aus glasfaserverstärktem Kunststoff auf, einem elektrisch nicht leitenden und druckfesten Material. An diesem Messabschnitt 28 ist ein Metalldetektor 30 angeordnet, der eine sich um den Messabschnitt 28 erstreckende Spule 31 aufweist. In der Spule 31 wird mittels eines Oszillators ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, dessen Feldlinien mittels eines Ferritkerns in der Mitte der Spule gebündelt und ausgerichtet werden.
Wird Klärschlamm durch den Messabschnitt 28 geleitet, der einen Fremdkörper aus Metall aufweist, so werden im Fremdkörper Wirbelströme induziert, die dem Wechselfeld Energie entziehen. Dieser Energieverlust bewirkt eine Dämpfung der Oszillatorschwingung, wobei der Metalldetektor 30 ein Signal generiert, das mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. In Förderrichtung nach dem Messabschnitt 28 weist die Rohrleitung 20 eine Metallabscheideeinrichtung 32 auf. Die Metallabscheideeinrichtung 32 weist eine Rohrweiche 34 auf, an die eine Bypassleitung 36 angeschlossen ist. Mit der Rohrweiche 34 kann die Rohrleitung 20 verschlossen werden, so dass Klärschlamm nicht zur Trocknungs- und Verbrennungseinrichtung, sondern in die Bypassleitung 36 gefördert wird. Die Bypassleitung 36 führt zurück zum Silo 12 und mündet in ein Sieb 38, das über dem Silo 12 angeordnet ist.
Wird Klärschlamm durch die Rohrleitung 20 gepumpt, welcher einen metallischen Fremdkörper enthält, so erzeugt der Metalldetektor 30 bei Durchleiten des Fremdkörpers durch den Messabschnitt 28 ein Signal. Die Signalstärke ist abhängig von der Größe des Fremdkörpers und wird durch die Auswerteeinheit zeitabhängig ausgewertet. Durch die zeitabhängige Auswertung kann zudem die Länge des Fremdkörpers festgestellt werden. Die Auswerteeinheit ist mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung der Metallabscheideeinrichtung 32 gekoppelt, welche die Metallabscheideeinrichtung 32 in zwei Fällen aktiviert: zum einen wird die Metallabscheideeinrichtung 32 dann aktiviert, wenn die Signale des Metalldetektors 30 über eine vorgegebene Zeitdauer einen ersten Schwellwert überschreiten. Dies ist dann der Fall, wenn im Klärschlamm ein metallischer Fremdkörper enthalten ist, der zwar nur einen geringen Querschnitt, aber eine erhebliche Länge aufweist, wie beispielsweise ein langer Nagel. Zum anderen wird die Metallabscheideeinrichtung 32 dann aktiviert, wenn ein Messsignal des Metalldetektors 30 einen zweiten, höheren Schwellwert überschreitet, was das Vorhandensein eines metallischen Fremdkörpers mit großem Querschnitt im Messabschnitt 28 anzeigt.
Vor Aktivierung der Metallabscheideeinrichtung 32 wird die Kolbenpumpe 26 kurz angehalten. Anschließend wird die Rohrleitung 20 an der Rohrweiche 34 unterbrochen, und der Messabschnitt 28 wird mit der Bypassleitung 36 verbunden. Dann wird die Kolbenpumpe 26 wieder gestartet und pumpt so lange Klärschlamm in die Bypassleitung, bis sich der detektierte Fremdkörper in der Bypassleitung 36 befindet. Anschließend wird die Kolbenpumpe 26 nochmals kurz angehalten, und die Metallabscheideeinrichtung 32 wird durch Umschalten der Rohrweiche 34 deaktiviert. Schließlich wird der Fördervorgang fortgesetzt, und der Klärschlamm wird durch die wieder freigege bene Rohrleitung 20 zur Trocknungs- und Verbrennungseinrichtung gefördert. Der in die Bypassleitung 36 gepumpte, metallische Fremdkörper enthaltende Klärschlamm wird in das Silo 12 zurückgeleitet und mittels des Siebs 38 von den Fremdkörpern befreit.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff mit einem Materialaufgabebehälter (12), mit einer an den Materialaufgabebehälter (12) angeschlossenen Rohrleitung (20) und mit einer Dickstoffpumpe (26) zum Fördern des Dickstoffs durch die Rohrleitung (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rohrleitung (20) einen Messabschnitt (28) aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufweist, an dem ein Metalldetektor (30) zur Detektion von im Dickstoff enthaltenen Metallteilen angeordnet ist.

Claims

Vorrichtung zum Fördern von Dickstoff mit einem Materialaufgabebehälter (12), mit einer an den Materialaufgabebehälter (12) angeschlossenen Rohrleitung (20) und mit einer Dickstoffpumpe (26) zum Fördern des Dickstoffs durch die Rohrleitung (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (20) einen Messabschnitt (28) aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufweist, an dem ein Metalldetektor (30) zur Detektion von im Dickstoff enthaltenen Metallteilen angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (20) eine in Förderrichtung hinter dem Messabschnitt (28) angeordnete Metallabscheideeinrichtung (32) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Auswerte- und Steuereinheit zur Auswertung von Messsignalen des Metalldetektors (30) und zur Ansteuerung der Metallabscheideeinrichtung (32) in Abhängigkeit von den Messsignalen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallabscheideeinrichtung (32) eine Rohrweiche (34) aufweist, an die eine Bypassleitung (36) zum Ausleiten von Metallteile enthaltendem Dickstoff angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (36) von der Rohrweiche (34) zurück zum Materialaufgabebehälter (12) führt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein zwischen der Bypassleitung (36) und dem Materialaufgabebehälter (12) angeordnetes Sieb (38).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldetektor (30) eine um den Messabschnitt (28) verlaufende, von Wechselstrom durchflossene Spule (31) aufweist.
Verfahren zur Detektion von Metallteilen in einer Dickstoff fördernden Rohrleitung (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Dickstoff durch einen Messabschnitt (28) der Rohrleitung (20) aus elektrisch nicht leitendem Material gepumpt wird und dass durch den Messabschnitt (28) geförderte Metallteile im Dickstoff mittels eines Metalldetektors (30) detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsignale des Metalldetektors (30) zeitabhängig auswertet werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Menge Dickstoff aus der Rohrleitung (20) ausgeleitet wird, wenn die Messsignale über eine vorbestimmte Dauer hinweg einen ersten Schwellwert überschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Menge Dickstoff aus der Rohrleitung (20) ausgeleitet wird, wenn ein Messsignal des Metalldetektors (30) einen zweiten Schwellwert überschreitet, der höher ist als der erste Schwellwert.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (20) zum Ausleiten der vorbestimmten Menge Dickstoff in Förderrichtung hinter dem Messabschnitt (28) unterbrochen wird und der Dickstoff in eine Bypassleitung (36) gepumpt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpvorgang vor Unterbrechung der Rohrleitung (20) angehalten und nach Unterbrechung der Rohrleitung (20) wieder gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (20) eine vorgegebene Zeit nach ihrer Unterbrechung wieder freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpvorgang vor Freigabe der Rohrleitung (20) angehalten und nach Freigabe der Rohrleitung (20) wieder gestartet wird.