-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern eines Schüttgutstromes, bei dem das aus einem Zuführschacht zugeführte Schüttgut längs einer eine Förderschnecke aufweisenden mechanischen Förderstrecke in eine Mischkammer einer Leitkammer gefördert wird, dass die Leitkammer ferner eine Luftkammer aufweist, in der ein sich mit dem Schüttgutstrom vermischender Förderluftstrom gebildet wird, und bei dem sich an die mechanische Förderstrecke eine pneumatische Förderstrecke anschließt, in der der Schüttgutstrom ausschließlich durch den Förderluftstrom transportiert wird.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Die mechanische Förderstrecke wird üblicherweise durch einen Schneckenförderer gebildet, an den sich die durch einen Förderluftstrom gebildete pneumatische Förderstrecke anschließt.
-
Zum Eintrag von Schüttgütern in einen Luftstrom zum Zwecke der pneumatischen Förderung werden Behälterschleusen eingesetzt. Dabei werden üblicherweise zwei Behälter wechselseitig mit dem Schüttgut befüllt und anschließend gesteuert pneumatisch entleert. Diese Verfahrensweise führt zwangsläufig zu einem alternierenden Förderprozess mit zeitlichen Unterbrechungen. Zudem ist die Behälterschleuse nur für konventionelle, rieselfähige Schüttgüter, wie z. B. Zement geeignet. Für Schüttgüter, die zur Agglomeration neigen, wie beispielsweise Sekundärbrennstoffe (Fluff, Folienabfälle etc.) oder faserige Schüttgüter sind Behälterschleusen nicht geeignet.
-
In der baustoffherstellenden Industrie werden, insbesondere bei Hochdruckförderanlagen, Schneckenschleusen eingesetzt. Dabei wird das Schüttgut über eine Zuteilschnecke in eine Mischkammer transportiert, die am Boden parallel zur Zuteilschnecke für das Schüttgut mit Druckluft beaufschlagt wird. Die Druckluft bläst dann das zu fördernde Material aus der Mischkammer in die anschließende Förderleitung aus. Bei Schüttgütern die zur Bildung von Agglomeraten neigen, wie beispielsweise Fluff, Folienabfälle, Alttextilienabschnitte etc. können Schneckenschleusen nicht eingesetzt werden. Bei diesen Schüttgütern lagern sich die Agglomerate am Boden der Mischkammer ab und verstopfen die Förderluftzuführung. Dieses führt zu einer Unterbrechung der pneumatischen Förderung.
-
Zellenradschleusen sind für den Eintrag von Schüttgütern in einen Förderluftstrom nur eingeschränkt geeignet, da sie, auf Grund von Leckluftverlusten, nur im niedrigen Druckbereich einsetzbar sind. Zudem kann es in den unteren Zellen der Schleuse zu Ablagerungen von Agglomeraten und Anbackungen kommen, die die pneumatische Förderleitung verstopfen. Die genannten Mängel können durch den Einbau eines Injektors behoben werden. Allerdings kommt es dabei vor allen Dingen durch die hohen Förderluftgeschwindigkeiten zu einem erhöhten Verschleiß der Schleuse, insbesondere der Dichtleisten des Zellenrades. Zellenradschleusen können aus technischen Gründen nur mit relativ niedrigen Beladungen des Förderluftstromes mit dem Schüttgut betrieben werden. Sie sind störanfällig und sehr energieintensiv.
-
Bei einer bekannten Siloentleerungsschnecke ist es bekannt, dass die Welle als Hohlwelle ausgeführt ist und, dass das Ende der Schneckenwelle als Düsenkopf ausgebildet ist, in dem die einzelnen Luftdüsen sternförmig angeordnet sind. Die gesamte zur pneumatischen Förderung benötigte Luft wird durch die Welle geführt, während das Schüttgut außen um die Hohlwelle gefördert wird. Die Luftführung durch die Schneckenwelle bewirkt, dass Schüttgüter, die zur Agglomeration neigen, insbesondere Schüttgüter mit einer faserigen Struktur oder Sekundärbrennstoffe, hinter dem Luftaustritt nach außen an die Wand gepresst werden und auf Grund der Wandreibung nach relativ kurzer Zeit durch die Bildung von kompakten Anbackungen und Agglomeraten die Vorrichtung verstopfen und somit außer Betrieb setzen. Besonders nachteilig ist weiterhin die Tatsache, dass derartige Schüttgüter in der Zuführschnecke zu einem Materialstrang komprimiert werden können, der nur mit einem erhöhten energetischen Aufwand in einen förderfähigen Zustand versetzt werden kann.
-
Bei einer weiteren Ausführung kommt es hinter der Druckluftzuführung zu Wirbelbildungen, die ein Anstauen des Schüttgutes bis zur Unterbrechung des pneumatischen Förderprozesses bedingen. Dieser Befund ist charakteristisch für die geradlinige, parallele Zusammenführung der pneumatischen Förderluft und des Schüttgutes beim Mischvorgang. Dieses Phänomen ist symptomatisch für alle Eintragsvorrichtungen, bei denen die Förderluft zentral, d. h. durch die Schneckenwelle erfolgt. Es bewirkt speziell bei der pneumatischen Förderung von faserigen Schüttgütern oder Sekundärbrennstoffen die Funktionsuntüchtigkeit von Vorrichtungen. Es sind weitere Vorrichtungen bekannt, bei denen die Zuführung der gesamten Förderluft hauptsächlich zentral über die Schneckenwelle erfolgt. Die Vorrichtungen unterscheiden sich lediglich über die Form der Förderluftzuführung zum Schüttgut und die Vermischung am Ende der Schneckenwelle. Bei einer der Vorrichtungen wird ein nicht genauer definierter Teil der Förderluft außen geradlinig um das aus der Zuteilschnecke austretende Material geführt, während der andere Teil der Förderluft durch eine erfindungsgemäße Düse in eine rotierende Strömung und innen durch die Hohlwelle der Zuteilschnecke ausströmt. Dabei ist jedoch die Rotationsgeschwindigkeit des über die Hohlwelle zugeführten Teils der Förderluft insbesondere bei Sekundärbrennstoffen so niedrig, dass sie praktisch unwirksam ist. Die Ursache für die niedrige Rotationsgeschwindigkeit liegt, aufgrund der Zündgefahr darin, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Zuteilschnecke mit 1 m/s begrenzt ist, die praktisch gleich der Rotationsgeschwindigkeit der Förderluft ist. Nachteilig ist weiterhin die Tatsache, dass die außen und die über die Hohlwelle zugeführte Förderluft auf Grund der gegenseitigen Wirkung komprimierend auf das zu fördernde Schüttgut einwirken. Dieser Effekt wird noch durch die konische Form der Mischkammer und die damit verbundene Druckerhöhung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verstärkt.
-
Es ist ferner eine Aufgabevorrichtung für die pneumatische Förderung von Schüttgütern bekannt, bei der der für die Förderung des Schüttgutes erforderliche Luft-Volumenstrom aufgeteilt und ein Teil anschließend tangential einer gemeinsamen, zyklonförmigen Mischkammer für die Förderluft und das Schüttgut zugeführt wird. Der andere Teil der Förderluft wird durch die verlängerte Hohlwelle einer Zuteilschnecke gedrückt und als Treibluft für einen Injektor, der sich der Mischkammer anschließt, verwendet. Dem Injektor schließt sich dann die eigentliche Förderrohrleitung an. Für eine energetisch optimale pneumatische Förderung ist es erforderlich das eingesetzte Förderluftvolumen, entsprechend der minimal erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit in der Förderrohrleitung zu begrenzen. Dabei ist die minimal erforderliche Strömungsgeschwindigkeit von dem zu fördernden Schüttgut abhängig. Dieser Sachverhalt bedeutet, dass die Luftgeschwindigkeit in der Mischkammer auf Grund des geometrischen Querschnitts wesentlich niedriger als die minimal erforderliche Strömungsgeschwindigkeit wäre. Dieses ist besonders für Schüttgüter, wie Sekundärbrennstoffe und faserige Materialien, die zur Bildung von Agglomeraten neigen von großem Nachteil. Bei derartigen Schüttgütern tritt das Gut, vor allen Dingen, wenn es einen größeren Feuchtigkeitsgehalt hat, als Strang aus der Zuteilschnecke aus, bricht ab, fällt auf den Boden der Mischkammer und verstopft diese. Der Teil der Förderluft, welcher der Mischkammer tangential zugeführt wird, hat gerade an dieser Stelle eine so geringe Geschwindigkeit, dass es energetisch weder möglich ist, derartige Schüttgüter zu fördern noch ihre Agglomerate zu zerstören. Ein weiterer Nachteil für Schüttgüter wie Sekundärbrennstoffe, in besonderem Maße für Fluff, ist die strömungstechnischkonstruktiv bedingte Einengung des Strömungsquerschnittes im Bereich des Injektors, die bei derartigen Schüttgütern zwangsläufig zu Verstopfungen und damit zur Unterbrechung der pneumatischen Förderung führt.
-
Schließlich wird noch ein Luftförderer vorgeschlagen, bei welchem das Schüttgut mittels einer Zuführschnecke in eine Mischkammer gelangt. Die Förderluft strömt erfindungsgemäß linear über eine konzentrische Düse parallel zum Schüttgut in die Mischkammer und wird dort vermischt. Diese Vorrichtung ist besonders für konventionelle Schüttgüter wie Sand, Kalk, Zement etc., die nicht zur Agglomeration neigen, geeignet. Sie ist jedoch nicht für eine pneumatische Förderung von Schüttgüter, die agglomerieren, einsetzbar. Bei derartigen Schüttgütern setzen sich die Agglomerate am Boden der Mischkammer ab, können auf Grund der linearen Strömung weder aufgewirbelt noch zerstört werden und verstopfen demzufolge nach relativ kurzer Betriebsdauer die Vorrichtung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Eintrag von Schüttgütern, insbesondere von faserigen Schüttgütern und von Sekundärbrennstoffen in einen unter Über- oder Unterdruck stehenden Luftstrom zum Zwecke einer energetisch günstigen pneumatischen Förderung aufzuzeigen, wonach bei möglichst minimaler, aber noch strömungstechnisch zulässiger Strömungsgeschwindigkeit der Förderluft, insbesondere eine Bildung von Agglomeraten vermieden wird.
-
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen, die so ausgelegt ist, dass in konstruktiv einfacher Weise und mit bekannten Bauelementen die Bildung von Agglomeraten vermieden wird.
-
Erfindungsgemäß wird die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Luftkammer der Leitkammer ein definierter Förderluftstrom derart gebildet wird, dass dieser vor und bei der Vermischung des Schüttgutstromes mit dem Förderluftstrom in der Mischkammer der Leitkammer den Schüttgutstrom von außen drallförmig umströmt, so dass auf den Schüttgutstrom eine lineare Geschwindigkeitskomponente und eine Rotationsgeschwindigkeitskomponente gerichtet ist, wobei die Rotationsgeschwindigkeitskomponente auf die Rotationsachse des Schüttgutstromes und in Richtung der pneumatischen Förderstrecke einwirkt.
-
Unter der Geschwindigkeit des Förderluftstromes wird die sich laufend durch die drallförmige Strömungsrichtung momentane bzw. absolute Geschwindigkeit verstanden. Die auf die Rotationsachse gerichtete Geschwindigkeitskomponente des Förderluftstromes wirkt senkrecht zur Rotationsachse. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Förderluftstrom und dem Schüttgutstrom wird an der Grenzfläche zwischen dem Schüttgutstrom und dem Förderluftstrom eine Scherspannung erzeugt, die den aus der Förderschnecke austretenden Schüttgutstrom zerstört. Zudem wird auch der Schüttgutstrom in eine rotierende Bewegung versetzt, die bewirkt, dass die Deagglomeration des aus der Förderschnecke austretenden Schüttgutstromes unterstützt wird. Darüber hinaus wird verhindert, dass sich Agglomerate auf den Boden der Leitkammer absetzen. Darüber hinaus unterstützt die Rotationsbewegung des Schüttgutstromes und des Förderluftstromes die Beschleunigung des zu fördernden Schüttgutstromes, so dass die Geschwindigkeit des Schüttgutstromes bis in den Bereich der Geschwindigkeit des Förderluftstromes gelangt.
-
Um die Rotationsbewegung des Förderluftstromes und des Schüttgutstromes möglichst lange aufrechtzuerhalten, ist es vorteilhaft, wenn sich an die Leitkammer eine gerade und horizontale Strecke der pneumatischen Förderstrecke anschließt. Die Länge dieses Förderleitungsabschnittes könnte beispielsweise mindestens 4 Meter betragen.
-
Die Auflösung bzw. die Verhinderung der Bildung von Agglomeraten wird sowohl durch die lineare Komponente der Geschwindigkeit des Förderluftstromes als auch, und vor allem, durch die Drehbewegung des Förderluftstromes erreicht. Beide Komponenten wirken gleichzeitig auf den Schüttgutstrom ein.
-
Dabei ist die Geschwindigkeitskomponente in Förderrichtung des Schüttgutstromes größer als die Geschwindigkeitskomponente des Förderluftstromes, die auf den Schüttgutstrom gerichtet ist.
-
Die Auflösung bzw. Verhinderung der Bildung von Agglomeraten wird dann durch die lineare Komponente des Förderluftstromes und durch die Drehbewegung des Förderluftstromes erreicht, so dass zwei Komponenten auf den Fördergutstrom einwirken. Die durch die Drehbewegung des Förderluftstromes auf den Schüttgutstrom gerichtete Geschwindigkeitskomponente wirkt auch senkrecht auf die Drehachse des Schüttgutstromes.
-
Eine optimale Wirkung durch den Förderluftstrom auf den Schüttgutstrom ist gegeben, wenn in Richtung der pneumatischen Förderung des Schüttgutstromes die lineare Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem rotierenden Förderluftstrom und dem sich linear bewegenden Schüttgutstrom am gemeinsamen Eintrittsquerschnitt in die Mischkammer mindestens 50 m/s beträgt. Dieser Wert ist jedoch nur beispielhaft zu sehen. Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Förderluftstromes innerhalb der Leitkammer erhöht wird. Dies ist durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der die Leitkammer begrenzenden Wandung umsetzbar.
-
Insbesondere wenn der Förderluftstrom unter Überdruck steht, breitet sich die in die Leitkammer einströmende Luft nach allen Seiten aus. Es ist deshalb vorgesehen, dass der Schüttgutstrom im Auslaufbereich der Förderschnecke verdichtet wird. Sinngemäß wird dadurch ein Pfropfen oder ein Stopfen gebildet, so dass die Luft nicht in den Raum der Förderschnecke gelangt.
-
Ferner wird eine besonders gute Wirkung des Förderluftstromes erzielt, wenn die absolute Geschwindigkeit im Austritt der Luftkammer mindestens 80 m/s beträgt.
-
Der Förderluftstrom kann durch einen Überdruck oder durch ein Vakuum erzeugt werden. Insbesondere bei einem Überdruck wird die in die Leitkammer eingeströmte Luft durch einen Verdichter komprimiert, während bei einem Vakuum die Leitkammer an eine Vakuumquelle angeschlossen wird, die so ausgelegt ist, dass die Sogwirkung den Förderluftstrom in Transportrichtung des Schüttgutstromes wirkt.
-
Die auf die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtete Aufgabe, wobei die Vorrichtung einen mit einer Förderschnecke und ein Gehäuse aufweisenden Förderer aufweist und einen an das Gehäuse einmündenden Zuführschacht sowie eine von einem Mantel begrenzte Leitkammer beinhaltet, wobei der Luftkammer eine Zuführleitung für Druckluft oder eine Vakuumquelle zugeordnet ist, und wobei an die Luftkammer eine Mischkammer und eine anschließende Förderleitung angeschlossen sind, wird dadurch gelöst, dass die Zuführleitung für die Förderluft tangential an die Luftkammer der Leitkammer angeschlossen ist, so dass in der Luftkammer sinngemäß ein rotierender bzw. drallförmiger Förderluftstrom bildbar ist.
-
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung des drallförmigen Förderluftstromes in der Luftkammer besteht darin, wenn der Mantel der Leitkammer im Bereich der Luftkammer innenseitig mit spiral- oder schraubenlinienförmigen Leitblechen versehen ist, die sich in Richtung zur Förderschnecke bzw. zum Schüttgutstrom erstrecken. Dadurch wird der drallförmige Förderluftstrom erzeugt, wobei die Leitbleche als Windungen anzusehen sind, so dass ein durchgehender Strömungskanal gebildet ist.
-
Zur Beschleunigung des Förderluftstromes innerhalb der Leitkammer ist vorgesehen, dass die Abmessungen des Mantels der Leitkammer sich in Förderrichtung des Schüttgutstromes verkleinern. Vorzugsweise ist der Mantel konisch ausgebildet.
-
Damit keine Luft des Förderluftstromes in den Bereich des Gehäuses des Förderers gelangt, ist zur Bildung des Pfropfens vorgesehen, dass der dem Eintritt in die Mischkammer zugeordnete Endbereich der Förderschnecke frei von Schneckenwindungen gehalten ist. Dadurch wird das Schüttgut in dem windungsfreien Bereich verdichtet. Sinngemäß wird dadurch ein Verschluss für die Förderluft gebildet.
-
Es ist ferner vorgesehen, dass die Schneckenwindungen der Förderschnecke im Abstand zu der Mischkammer der Leitkammer enden. Dieser Abstand zwischen der letzten Schneckenwindung und dem Eintritt in die Mischkammer hängt von den Eigenschaften des Schüttgutes ab und beruht auf Erfahrung oder einer experimentellen Ermittlung.
-
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Gehäuse des Förderers in die aus der Luftkammer und der Mischkammer gebildete Leitkammer in die Leitkammer hineinragt. Der Grenzbereich zwischen der Luftkammer und der Mischkammer liegt dann senkrecht zur Stirnfläche des Gehäuses.
-
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung, rein schematisch
-
2 einen Schnitt längs der Linie II-II in der 1.
-
Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum kontinuierlichen Eintrag eines Schüttgutes in einen Förderluftstrom beinhaltet einen Zuführschacht 2, der vertikal steht und durch den das Schüttgut der Förderschnecke 3 zugeführt wird. Diese Förderschnecke 3 ist von einem Gehäuse 4 teilweise umgeben, welches mit dem Zuführschacht 2 verbunden ist. Die Förderschnecke 3 erstreckt sich auch über den unteren Bereich des Zuführschachtes 2 und wird von einem nicht näher erläuterten Getriebemotor 5 angetrieben.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Förderschnecke 3 bis in eine Leitkammer 6, die durch einen konischen Mantel 7 gebildet ist. Dadurch wird die Leitkammer 6 in eine Luftkammer, die bis an das Ende der Förderschnecke 3 reicht, und eine in Förderrichtung des Schüttgutes anschließende Mischkammer geteilt. An den Mantel 7 ist zur Erzeugung des drallförmigen Förderluftstromes tangential ein Luftzuführrohr 8 angeschlossen, durch das Druckluft in die Leitkammer 6 einströmt.
-
Der in Förderrichtung des Schüttgutstromes hinter der Förderschnecke 3 liegende Bereich bildet die Mischkammer, in der der Förderluftstrom mit dem Schüttgutstrom vermischt wird. Die Luftkammer kann alternativ auch mit spiral- oder schraubenlinienförmig verlaufenden Leitblechen versehen sein, die sich in Richtung zur Förderschnecke 3 erstrecken.
-
Dass der Förderschnecke 3 abgewandt liegende Ende des Mantels 7 der Leitkammer 6 ist zylindrisch ausgebildet und ist mit einem Anschlussflansch versehen, um daran eine nicht dargestellte Förderleitung anzuschließen. Wie die 1 zeigt, enden die Schneckenwindungen der Förderschnecke 3 vor dem Ende der Förderschnecke 3, so dass es zu einer Verdichtung des Schüttgutes kommt, so dass keine Luft in das Gehäuse 4 eindringen kann. Der Abstand der letzten Schneckenwindung zum freien Ende der Förderschnecke 3 bzw. des Gehäuses 4 richtet sich nach der Art des Schüttgutes.
-
Die Leitkammer 6 verringert sich im Querschnitt in Richtung zur Förderrichtung des Schüttgutstromes. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mantel 7 als Konus ausgebildet. Andere Gestaltungen sind ebenfalls denkbar.
-
Der Durchmesser der Förderschnecke 3 könnte im Bereich von 250 mm liegen.
-
Der Abstand des freien Endes des Gehäuses 4 zu den Schneckenwindungen der Förderschnecke 3 könnte im Bereich von 500 mm liegen.
-
Der als Luftkammer ausgebildete Bereich der Leitkammer 6 könnte zyklonförmig gestaltet sein. Mittels eines Gebläses können beispielsweise 1800 m3 Förderluft mit einem Druck von 0,7 bar in diese Luftkammer geleitet werden. Die Geschwindigkeit des Förderluftstromes könnte beim Eintritt in die Mischkammer der Leitkammer 6 im Bereich von 110 m/s liegen.
-
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass verfahrensmäßig in einer Luftkammer der Leitkammer 6 der Förderluftstrom so umgeleitet wird, dass dieser an der Wand der Mischkammer den Schüttgutstrom umströmt und so auf diesen einwirkt. Dabei sollte die Geschwindigkeit des Förderluftstromes deutlich größer sein als die Geschwindigkeit des Schüttgutstromes, so dass es sinngemäß zu einer Relativbewegung kommt, wodurch sich gebildete Agglomerate auflösen oder diese Bildung bereits verhindert wird.
