DE102011006735A1

DE102011006735A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Förderung von Schüttgut

Info

Publication number: DE102011006735A1
Application number: DE201110006735
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Degen; Alexander Degen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-10-04
Also published as: WO2012136207A1; EP2694743A1

Abstract

Beschrieben wird eine Fördervorrichtung für Schüttgut, die aufweist: einen Transportkanal (3, 4) mit einem Drucklufteinlass und einem Materialauslass und mit einem Materialeinlass, der zwischen dem Drucklufteinlass und dem Materialauslass angeordnet ist; einen Vorratstank (1) für ein Schüttgut mit einem Auslass, der an den Materialeinlass angeschlossen ist; eine Dosiervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine aus dem Vorratstank (1) in den Transportkanal (3, 4) fließende Menge Schüttgut abhängig von einem Druck in dem Transportkanal (3, 4) zu regeln.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Förderung von Schüttgut, insbesondere von Schüttgut für die Herstellung von Materialsäulen im Boden, wie z. B. von Kies.
Zur Verbesserung des Bodens ist es grundsätzlich bekannt, Materialsäulen, wie z. B. Kiessäulen im Boden herzustellen. Die Herstellung solcher Säulen erfolgt beispielsweise unter Verwendung eines Tiefenrüttlers, der am unteren Ende eines Silorohres angeordnet ist. Für die Herstellung einer Säule wird hierbei der Rüttler mit dem Silorohr bis zu einer gewünschten Tiefe in den Boden eingebracht, wodurch ein säulenförmiger Hohlraum entsteht, der zunächst durch den Rüttler mit dem Silorohr ausgefüllt ist. Dieser Hohlraum wird dann mit dem Schüttgut, wie z. B. mit Kies verfüllt. Hierzu wird der Rüttler mit dem Silorohr schrittweise nach oben bewegt und wieder abgesenkt. Beim Nach-Oben-Bewegen des Rüttler entsteht ein Hohlraum unterhalb des Rüttlers, der mit Füllmaterial aus dem Silorohr – das an seinem unteren Ende eine Öffnung aufweist – aufgefüllt wird. Das so ausgebrachte Material wird anschließend verdichtet, indem der Rüttler wieder nach unten bewegt wird. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine Materialsäule mit einer gewünschten Höhe entstanden ist.
Die in dem Silorohr speicherbare Füllmaterialmenge ist üblicherweise nicht ausreichend, um eine vollständige Säule herzustellen, so dass Material während der Herstellung der Säule nachgefüllt werden muss. Bei bekannten Verfahren erfolgt eine Zuführung des Füllmaterials über einen Trichter, der an einem oberen Ende des Silorohrs angeordnet ist. Dieser Trichter kann mit Füllmaterial aus Kübeln befüllt werden.
Ein solches Vorgehen ist in 1 schematisch dargestellt. 1 zeigt eine Rüttleranordnung mit einem Tiefenrüttler 11, der an einem unteren Ende im Bereich eines Auslasses 12a eines Silorohrs 12 angeordnet ist. An einem oberen Ende des Silorohrs 12 befindet sich ein Trichter 13, über den mittels eines Kübels 14 Füllmaterial nachgefüllt werden kann.
Die Kübel können mit geeigneten Fahrzeugen, wie z. B. Radladern, befüllt werden. Es gibt Baustellen auf denen ein Radlader mit Füllmaterial nicht zur Rüttleranordnung fahren kann. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn die Kiessäulen im Hang erstellt werden sollen oder wenn unter Wasser Kiessäulen erstellt werden sollen. In solchen Fällen ist neben einer Förderung mittels eines teleskopierbaren Förderbands auch eine pneumatische Förderung bekannt. Eine Vorrichtung mit einer solchen pneumatischen Förderung ist in den 2 und 3 dargestellt, wobei 3 einen Ausschnitt aus 2 zeigt.
2 zeigt wieder eine Rüttleranordnung mit einem Tiefenrüttler, der an einem unteren Ende eines Silorohrs angeordnet ist. Das Silorohr weist bei dieser Anordnung an seinem oberen Ende anstelle eines Befülltrichters einen Empfangstank (e) auf, in den ein Transportschlauch (d) mündet. Dieser Schlauch (d) ist mit seinem dem Empfangstank (e) abgewandten Ende an einen Blastank (c) angeschlossen, in den über einen Verschluss (b) Füllmaterial aus einem Befülltrichter (a) eingefüllt werden kann.
Mittels der in den 2 und 3 dargestellten Anordnung mit dem Transportschlauch (d) wird Füllmaterial, wie beispielsweise Kies, pneumatisch in den Empfangstank (c) und von dort in das Silorohr gefördert. Zwischen dem Empfangstank (e) und dem Silorohr kann eine Materialschleuse vorgesehen sein, über die Material aus dem Empfangstank (e) in das Silorohr gefördert werden kann. Bei der pneumatischen Kiesförderung wird der Kies in den Trichter (a) gefüllt und dann durch den Verschluss (b) in den Blastank (c) eingelassen. Von dort wird der Kies mittels Pressluft, mit der der Blastank (c) beaufschlagt wird, über den Transportschlauch (d) in den Empfangstank (e) befördert. Ein an den Blastank angeschlossener Kompressor zur Erzeugung der Druckluft bzw. eines Überdrucks in dem Blastank (c) ist in den 2 und 3 nicht dargestellt.
Bei der Förderung von Schüttgut in einem Transportschlauch kann es zu einem Verstopfen des Transportschlauches kommen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Förderung von Schüttgut in einem Transportschlauch zur Verfügung zu stellen, bei der die Gefahr eines Verstopfens des Transportschlauches verhindert oder zumindest reduziert ist, ein Verfahren zur Förderung von Schüttgut und eine verbesserte Rüttleranordnung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Fördervorrichtung gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 und durch eine Rüttleranordnung gemäß Anspruch 15 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Födervorrichtung. Statt eines oben verschlossenen Blastanks wie in 2 und 3 dargestellt, wird bei dieser Fördervorrichtung ein einfache Vorratstank 1, beispielsweise in Form eines Trichters (mit oder ohne Silo) verwendet. Dieser Vorratstank 1 weist an einem unteren Ende einen Auslass auf, der direkt oder über ein Zuführohr 2 an einem T-Stück in einen Transportkanal 3, 4 mündet. Dieser Transportkanal 3, 4 wird mittels eines Kompressors mit Pressluft beschickt, was in 4 durch einen Pfeil links des T-Stücks symbolisiert ist. Der Kompressor selbst ist in 4 nicht dargestellt. Diese Pressluft trifft am T-Stück auf das von oben aus dem Zuführrohr 2 in den Transportkanal 3, 4 herab fallende Füllmaterial und reißt dieses im Luftstrom in dem Transportkanal 3, 4 mit.
Der Transportkanal 3, 4 kann aus einem starren, rohrförmigen oder aus einem flexiblen, schlauchförmigen Material bestehen. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Transportrohr einen starren Abschnitt 3, der vom Druckeingang am Kompressor bis hinter das T-Stück reicht, und einen flexiblen Abschnitt 4, der an den starren Abschnitt angeschlossen ist und der an einem dem starren Abschnitt abgewandten Ende einen Materialauslass aufweist. Dieser Auslass mündet beispielsweise in einen Empfangstank einer Rüttleranordnung in 4 nicht dargestellt). Diese Rüttleranordnung kann eine beliebige Rüttleranordnung sein, insbesondere eine Rüttleranordnung mit einem an einem unteren Ende eines Silorohrs angeordneten Tiefenrüttler, wie sie beispielsweise in 2 dargestellt ist. Der starre Abschnitt 3 wird nachfolgend als Transportrohr und der flexible Abschnitt 4 wird nachfolgend als Transportschlauch bezeichnet.
Bei der Förderung von Schüttgut, wie Kies, kann es zu einem Verstopfen des Transportrohrs 3 und/oder des Transportschlauchs kommen. Solche Verstopfungen kündigen sich üblicherweise durch eine kurz zuvor auftretende Erhöhung des Luftdruckes im Förderstrom an. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Materialnachschub aus dem Vorratstank 1 druckabhängig zu steuern. Hierzu sind ein Drucksensor (nicht dargestellt) in dem Transportkanal 3, 4, der den Druck in dem Transportkanal misst, und eine Dosiervorrichtung, die die Materialzufuhr abhängig von dem gemessenen Druck regelt., vorgesehen.
Die Regelung der Materialzufuhr bzw. der Materialmenge abhängig von dem gemessenen Druck kann auf vielfältige Weise erfolgen:
Bei einem Beispiel ist eine Zweipunktregelung derart vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung für einen Druck unterhalb eines Druck-Schwellenwertes eine erste Materialmenge pro Zeiteinheit in den Transportkanal 3, 4 fördert und für einen Druck oberhalb des Druck-Schwellenwertes eine zweite Materialmenge pro Zeiteinheit in den Transportkanal 3, 4 fördert, wobei die zweite Materialmenge geringer als die erste ist.
Auch eine komplexere Regelung ist möglich, beispielsweise dahingehend, dass die pro Zeiteinheit in den Transportkanal 3, 4 geförderte Materialmenge für einen gegebenen Druckbereich mit zunehmendem Druck stetig oder stufenweise abnimmt.
Die Dosiervorrichtung kann auf verschiedene Weise realisiert werden. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Dosiervorrichtung eine regulierbare Einlassblende 5 zwischen dem Vorratstank 1 und dem und dem Transportkanal 3, 4 aufweist. Die Stellung dieser Blende 5 definiert den Querschnitt eines Kanals zwischen dem Vorratstank 1 und dem Transportkanal 3, 4 und dient daher zur Dosierung der Fördermenge, wobei die Fördermenge maximal ist, wenn die Blende 5 den Kanal zwischen dem Vorratstank und dem Förderkanal 3, 4 vollständig freigibt, und minimal, insbesondere Null, ist, wenn die Blende diesen Kanal vollständig verschließt. Diese Blende 5 kann beispielsweise elektrisch mittels eines Motors oder pneumatisch mittels eines Hydraulikzylinders betätigt werden. Eine Betätigungseinheit zur Betätigung der Blende 5 ist in 5 nicht dargestellt.
Sobald im Transportkanal 3, 4 eine Erhöhung des Förderdruckes festgestellt wird, wird bei der Anordnung gemäß 5 der Materialnachschub reduziert, indem die Blende 5 den Kanalquerschnitt zwischen dem Vorratstank und dem Transportkanal 3, 4 reduziert, um die nachfließende Materialmenge zu reduzieren. Diese Reduzierung der nachfließenden Materialmenge verhindert dann eine Verstopfung des Transportkanals 3, 4.
Anstatt mit einer Blende 5 kann die Dosierung der Kiesförderung auch mittels einer in 6 dargestellten Förderschnecke 6 erfolgen, die von einem in der Drehzahl regulierbaren Motor 7 angetrieben wird. Die Fördermenge bzw. Materialmenge pro Zeiteinheit nimmt bei dieser Anordnung mit zunehmender Drehzahl zu, und umgekehrt. Die Materialmenge kann bei dieser Anordnung also durch Einstellen der Drehzahl des Motors 7 abhängig von dem gemessenen Druck eingestellt werden.
Die Förderung des Materials aus dem Vorratstank 1 in das Transportrohr erfolgt bei dieser Variante durch die Förderschnecke 6, und nicht wie bei der Variante gemäß 5 durch die Schwerkraft. Eine Materialzufuhr in den Transportkanal 3 kann somit auch von der Seite – und nicht nur von oben – in den Transportkanal 3, 4 erfolgen.
Dies reduziert die Bauhöhe des Vorratsbehälters 1 und erlaubt mehr Freiheit bei der Wahl seines Standortes relativ zum Transportkanal 3, 4.
Optional nimmt der Querschnitt des Zuführrohrs ausgehend von dem Vorratstank in Richtung des Transportkanals 3, 4 zu, wie dies in 7 dargestellt ist. Ein solches, in Richtung des Transportkanals weiter werdendes Zuführrohr 2 verhindert, dass das Material im Transportkanal 3, 4 wieder nach oben in den Vorratsbehälter 1 zurückfließt.

Claims

Fördervorrichtung für Schüttgut, die aufweist: einen Transportkanal (3, 4) mit einem Drucklufteinlass und einem Materialauslass und mit einem Materialeinlass, der zwischen dem Drucklufteinlass und dem Materialauslass angeordnet ist; einen Vorratstank (1) für ein Schüttgut mit einem Auslass, der an den Materialeinlass angeschlossen ist; eine Dosiervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine aus dem Vorratstank (1) in den Transportkanal (3, 4) fließende Menge Schüttgut abhängig von einem Druck in dem Transportkanal (3, 4) zu regeln.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dosiervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Schüttgutmenge mit zunehmendem Druck in dem Transportkanal (3, 4) zu reduzieren.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Dosiervorrichtung eine zwischen dem Vorratstank (1) und dem Transportkanal (3, 4) angeordnete Blende (5) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen Querschnitt eines Kanals zwischen dem Vorratstank (1) und dem Transportkanal (3, 4) abhängig von dem Druck einzustellen.
Fördervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Blende (5) pneumatisch oder motorisch angetrieben ist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Dosiervorrichtung eine Förderschnecke (6) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Schüttgut aus dem Vorratstank (1) in den Transportkanal (3, 4) zu fördern.
Fördervorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Förderschnecke pneumatisch oder motorisch angetrieben ist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Förderschnecke (6) an einen Antriebsmotor (7) gekoppelt ist, wobei der Motor abhängig von dem Druck in dem Transportkanal (3, 4) derart angesteuert ist, dass die Drehzahl mit steigendem Druck abnimmt.
Fördervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der ein Zuführrohr (3) zwischen dem Vorratstank (1) und dem Transportrohr angeordnet ist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 8, bei der ein Querschnitt des Zuführrohrs (2) in Richtung des Transportkanals zunimmt.
Fördervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Transportkanal (3, 4) einen starren Abschnitt (3) und einen flexiblen Abschnitt (4) aufweist, wobei der Materialeinlass an dem starren Abschnitt angeordnet ist.
Verfahren zur Förderung von Schüttgut, das aufweist: Bereitstellen eines Transportkanals (3, 4) mit einem Drucklufteinlass und einem Materialauslass und mit einem Materialeinlass, der zwischen dem Drucklufteinlass und dem Materialauslass angeordnet ist; Beaufschlagen des Drucklufteinlasses mit Druckluft; Zuführen von Schüttgut über den Materialeinlass; Messen des Drucks in dem Transportkanals und Einstellen der pro Zeiteinheit über den Materialeinlass zugeführten Schüttgutmenge abhängig von dem gemessenen Druck derart, dass die Schüttgutmenge mit steigendem Druck abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die pro Zeiteinheit zugeführte Schüttgutmenge innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs mit steigendem Druck stetig oder schrittweise abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Schüttgutmenge mittels einer Blende (5) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Schüttgutmenge mittels einer Förderschnecke eingestellt wird.
Rüttleranordnung, die aufweist: ein Silorohr mit einem oberen Ende, an dem ein Materialeinlass angeordnet ist, und einem unteren Ende, an dem ein Materialauslass angeordnet ist; einen Tiefenrüttler, der im Bereich des unteren Endes des Silorohrs angeordnet ist; eine Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Materialauslass der Fördervorrichtung in den Materialeinlass des Silorohrs mündet.
Rüttleranordnung nach Anspruch 15, bei der das Silorohr im Bereich des Materialeinlasses einen Empfangstank aufweist.
Rüttleranordnung nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Silorohr eine Materialschleuse zwischen dem Materialeinlass und dem Materialauslass aufweist.