DE102015117072A1

DE102015117072A1 - Fördervorrichtung und Verfahren zur Förderung eines in einem Silo vorgehaltenen Mediums

Info

Publication number: DE102015117072A1
Application number: DE102015117072.8A
Authority: DE
Inventors: Hubert Selinger; Martin Menner; Peter Wettengel
Original assignee: M-TEC MATHIS TECHNIK GmbH
Current assignee: M-TEC MATHIS TECHNIK GmbH
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-04-13
Also published as: WO2017059954A2; CN108430899B; WO2017059954A3; CN108430899A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung (1) und ein Verfahren zur Förderung eines in einem Silo (4) vorgehaltenen Mediums (5). Um eine zeitgleiche Einleitung eines Transportgases zum Transport des Mediums (5) durch eine Förderleitung (6) und eines Kompressionsgases zur Stabilisierung eines Siloinnendrucks zu ermöglichen, weist die erfindungsgemäße Fördervorrichtung (1) einen Volumenstrombegrenzer (3) auf und ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein mengenbegrenztes Einleiten an Kompressionsgas zwischen einem minimalen Volumenstrom und einem maximalen Volumenstrom vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung und ein Verfahren zur Förderung eines in einem Silo vorgehaltenen Mediums.
Die Fördervorrichtung weist eine Förderleitung, durch welche das Medium transportierbar ist, und eine Mischeinheit, welche mit einem ersten Ende der Förderleitung verbunden ist, auf. Insbesondere kann ein zweites Ende der Förderleitung mit einer Verarbeitungseinheit verbindbar oder verbunden sein. Die erfindungsgemäße Fördervorrichtung weist einen Kompressor zum Einleiten eines Transportgases auf, welcher, insbesondere über eine Gasförderleitung, mit der Mischeinheit verbunden ist. Die Fördervorrichtung hat weiter eine Gaszufuhrleitung, mittels welcher ein Kompressionsgas in das Silo einleitbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Förderung eines in einem Silo vorgehaltenen Mediums über eine Förderleitung, insbesondere zu einer Verarbeitungseinheit, ist vorgesehen, dass das Medium durch ein in die Förderleitung eingeleitetes Transportgas durch die Förderleitung transportiert wird, und dass ein Kompressionsgas in das Silo eingeleitet wird.
Derartige Fördervorrichtungen und Verfahren sind bereits bekannt, weisen jedoch den Nachteil auf, dass eine Einleitung von Kompressionsgas in das Silo nur in Förderpausen des Mediums, das heißt, wenn kein Medium durch die Förderleitung transportiert wird, möglich ist. Ein zeitgleiches Einleiten von Transportgas und Kompressionsgas war bisher nicht möglich, insbesondere wenn beide Gase durch einen gemeinsamen Kompressor eingeleitet wurden. Bei vorbekannten Fördervorrichtungen ist ein zeitgleiches Einleiten daher nicht möglich, da bei einem Druckabfall innerhalb des Silos, beispielsweise durch die Bildung von Leerlaufkanälen im Medium im Siloinneren, es bei zeitgleichem Einleiten der Gase ebenfalls zu einem Druckabfall in der Förderleitung kommen kann. Dies führt dann dazu, dass weniger Medium und im schlechtesten Fall kein Medium mehr durch die Förderleitung gefördert werden kann, da der Förderdruck dazu zu gering ist. Um also den Förderdruck innerhalb der Förderleitung sowie den Siloinnendruck stets möglichst konstant halten zu können, das heißt auch während eines plötzlichen Druckabfalls im Silo, ist ein zeitgleiches Einleiten von Transportgas zur Förderung des Mediums und von Kompressionsgas zur Komprimierung des Mediums im Siloinneren bisher nicht möglich. Bei vorbekannten Fördervorrichtungen und Verfahren kann es außerdem vorkommen, dass eine Zeitspanne einer Förderpause, in welcher kein Transportgas in die Förderleitung eingeleitet wird, zeitlich gesehen nicht lange genug ist, um den Siloinnendruck durch das Einleiten des Kompressionsgases wieder auf einen Idealwert zu erhöhen.
Es besteht daher die Aufgabe eine Fördervorrichtung der eingangs erwähnten Art und/oder ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchen/welcher/welchem die zuvor genannten Nachteile ausgeräumt sind.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mittels der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung durch die Merkmalskombination nach Anspruch 1 und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Merkmalskombination nach Anspruch 12 gelöst. Insbesondere wird neben den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass die Gaszufuhrleitung der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung einen Volumenstrombegrenzer aufweist. Insbesondere wird neben den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, dass das Einleiten des Kompressionsgases in das Silo zeitgleich mit der Einleitung des Transportgases in die Förderleitung vorgenommen wird, wobei ein eingeleiteter Volumenstrom an Kompressionsgas mengenbegrenzt, insbesondere mittels des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer, wie hierin beschrieben und beansprucht, mengenbegrenzt, wird.
Durch die erfindungsgemäße Fördervorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, ein Kompressionsgas in das Silo und zeitgleich ein Transportgas in die Förderleitung einzuleiten, insbesondere wobei ein Siloinnendruck und/oder ein Transportdruck in der Förderleitung konstant eingestellt werden kann/können oder einstellbar ist/sind. Dadurch muss die Förderung von Medium nicht mehr für eine Zeitspanne pausiert werden, um während dieser Zeitspanne Kompressionsgas in das Silo einzuleiten. Somit ist ein kontinuierliches Austragen von Medium aus dem Silo und ein kontinuierlicher Transport von Medium durch die Förderleitung möglich, obwohl gleichzeitig Kompressionsgas in das Silo eingeleitet wird oder einleitbar ist. Dies erhöht eine durch die Förderleitung transportierte Maximalmenge an Medium pro Zeiteinheit im Vergleich zu vorbekannten Fördervorrichtungen und Verfahren.
Durch eine Mengenbegrenzung, insbesondere durch Einsatz des Volumenstrombegrenzers in der Gaszufuhrleitung, bei der Einleitung des Kompressionsgases in das Silo kann verhindert werden, dass der Förderdruck unter einen kritischen Schwellenwert sinkt, in welchem der Förderdruck zu niedrig ist, um das Medium durch die Förderleitung zu transportieren. Durch die Mengenbegrenzung ist es also möglich, den Transportdruck in der Förderleitung stets annährend konstant zu halten, unabhängig davon, ob der Druck innerhalb des Silos abfällt, so dass eine hohe Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Förderleitung und dem Siloinnendruck entsteht. Bei Eintreten eines Druckabfalls innerhalb des Silos wird aufgrund der Druckdifferenz Kompressionsgas durch die Gaszufuhrleitung in das Silo eingeleitet. Dies kann beispielsweise durch einen Volumenstrombegrenzer erreicht werden, der in Reihe in die Gaszufuhrleitung angeordnet ist. Die Mengenbegrenzung kann beispielsweise in einem Volumenstrom-Druck-Diagramm als von einem linearen Zusammenhang zu kleineren Volumenströmen abweichende, beispielsweise für große Drücke auf eine Asymptote, die eine Obergrenze beschreibt, einbiegende Kurve beschrieben werden.
Eine weitere unabhängige Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe wird daher durch den erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer mit der Merkmalskombination nach Anspruch 5 bereitgestellt. Insbesondere wird dabei erfindungsgemäß zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Volumenstrombegrenzer zur, insbesondere einstellbaren, Begrenzung eines Volumenstroms eines Gases durch eine Gaszufuhrleitung vorgeschlagen, mit einem Gehäuse, das eine Durchströmöffnung aufweist, und mit einem entlang eines Stellweges, entgegen einer, insbesondere durch ein Rückstellelement erzeugten, Rückstellkraft verstellbar geführten Stellelement, wobei das Stellelement ein, insbesondere in der Durchströmöffnung angeordnetes, Regelelement aufweist, wobei ein freier Öffnungsquerschnitt der Durchströmöffnung durch Verstellen des Stellelements gegen die Rückstellkraft verkleinerbar und durch Verstellen des Stelleelements in Richtung der Rückstellkraft vergrößerbar ist.
Der erfindungsgemäße Volumenstrombegrenzer weist den Vorteil auf, dass damit der Volumenstrom durch die Durchströmöffnung abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem zum Volumenstrombegrenzer zuströmseitig und einem abströmseitig anliegenden Leitungsdruck, vorzugsweise automatisch, regelbar ist oder geregelt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzers bildet das Regelelement mit der Durchströmöffnung eine Düse, insbesondere eine Ringdüse, aus. Mit der Düse ist ein Unterdruck hinter dem Regelelement aufbaubar, durch welchen das Regelelement verstellt wird.
Alternativ oder ergänzend kann ferner erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Rückstellkraft entgegen einer durch die Düse vorgegebenen Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Somit ist eine selbsttätige Rückstellung erreichbar, wenn der Unterdruck abklingt.
Das Regelelement kann einen in Richtung der Rückstellkraft über seine Länge zunehmenden Querschnitt aufweisen. Somit ist einfach eine Verengung des freien Querschnitts der Durchströmöffnung erreichbar.
Alternativ oder ergänzend kann es zweckmäßig sein, wenn das Regelelement eine Strömungsfläche bildet, an welcher der Volumenstrom vorbeiströmt, wobei die Strömungsfläche in einer Strömungsrichtung länger als die Durchströmöffnung ist. Somit sind günstige Strömungs- und/oder Druckverhältnisse erreichbar, die insbesondere für eine Mengenbegrenzung oder Mengenregelung von strömenden Gasen von Vorteil sind.
Das Gehäuse kann in der bereits genannten oder einer Strömungsrichtung hinter der Durchströmungsöffnung eine Querschnittserweiterung bilden. Mit der Querschnittserweiterung, insbesondere in Kombination mit der bereits erwähnten Düse, ist ein Unterdruck zur Verstellung des Regelelements einfach erzeugbar, insbesondere bei kompressiblen Fluiden wie Gasen. Bei einer Ausgestaltung kann das Stellelement weiter beidseits der Durchströmöffnung gelagert und/oder geführt sein. Somit ist eine definierte Führung längs des Stellwegs auch bei hohen Drücken erreichbar.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzers, wie hierin beschrieben und beansprucht, kann ein, vorzugsweise verstellbares, Begrenzungselement zu einer Begrenzung des Stellwegs an einem in Richtung der Rückstellkraft hinteren Ende eingerichtet sein. Somit ist ein Festklemmen des Regelelements in der Durchströmöffnung vermeidbar.
Alternativ oder ergänzend dazu kann das Stellelement in einer Strömungsrichtung vor und/oder hinter dem Regelelement stabförmig ausgebildet sein. Somit ist das Stellelement auch bei hohen Drücken gut führbar und umströmbar.
Insbesondere ist der Volumenstrom mittels des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzers derart regelbar, dass die Durchströmöffnung mittels des Regelelements verkleinert wird oder verkleinerbar ist, wenn der abströmseitige Druck fällt, beispielsweise unter einen Schwellenwert, vorzugsweise wobei der zuströmseitige Druck konstant bleibt oder konstant gehalten wird, oder wenn der Druckabfall über dem Volumenstrombegrenzer zunimmt. Das Rückstellelement kann beispielsweise als Federelement, insbesondere als Schraubenfeder, ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die durch das Rückstellelement erzeugte Rückstellkraft einstellbar.
Die Begriffe „zuströmseitig“ und „abströmseitig“ beziehen sich in Bezug auf die Strömungsrichtung eines Gases auf die Lage relativ zum Volumenstrombegrenzer gesehen, wobei ein Zustrom einen Volumenstrom bezeichnet, welcher in den Volumenstrombegrenzer hinein und ein Abstrom einen Volumenstrom bezeichnet, welcher aus dem Volumenstrombegrenzer heraus strömt.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltung der Fördervorrichtung kann vorsehen, dass das Transportgas und das Kompressionsgas durch einen gemeinsamen Kompressor einleitbar sind. Insbesondere bei der Einleitung durch einen gemeinsamen Kompressor bestehen die eingangs genannten Nachteile, wobei der Einsatz eines gemeinsamen Kompressors daher bevorzugt ist, da dies die Anschaffungs- und Betriebskosten der Förderanlage herabsetzt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindungsgegenstände ist es jedoch möglich, erfindungsgemäß auch einen gemeinsamen Kompressor zum Einleiten beider Gase einzusetzen, ohne dass die eingangs genannten Nachteile auftreten.
Alternativ oder ergänzend zu den zuvor genannten Merkmalen kann es bei der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung vorteilhaft sein, wenn die Gaszufuhrleitung ein Rückschlagventil aufweist. Vorzugsweise ist dieses Rückschlagventil dem Volumenstrombegrenzer in Strömungsrichtung vorgelagert. Durch den Einbau eines Rückschlagventils in die Gaszufuhrleitung kann ein Druckabfall, insbesondere durch einen Rückfluss von in das Silo eingeleitetem Kompressionsgas entgegen einer Strömungsrichtung, verhindert werden. Ein Zurückströmen kann beispielsweise dann vorkommen, wenn es zu einem Druckabfall in der Förderleitung kommt, insbesondere wenn kein Medium in der Förderleitung enthalten ist. Durch das Zurückströmen des Kompressionsgases aus dem Silo käme es dann zu einem ungewollten Druckausgleich, der einen Abfall des Siloinnendrucks zur Folge hätte. Ein konstanter Siloinnendruck über einem bestimmten Schwellenwert hat den Vorteil, dass ein Austrag von Medium aus dem Silo besonders homogen erfolgt.
Weiter kann es zweckmäßig sein, wenn die Fördervorrichtung derart eingerichtet ist, dass eine Förderung von Medium durch die Förderleitung zeitgleich mit der Einleitung von Kompressionsgas in das Silo stattfindet. Alternativ oder ergänzend kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Medium pulverförmig oder körnig, insbesondere Trockenmörtel, ist.
Um einen besonders homogenen Austrag des Mediums aus dem Silo zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, wenn über einen eine Silowand des Silosdurchdringenden, insbesondere im oberen Drittel des Silos und/oder oberhalb eines maximalen Füllstandes des Silos endenden, Gaszufuhranschluss das Kompressionsgas in das Silo einleitbar ist. Der Gaszufuhranschluss kann beispielsweise als Anschlussstutzen ausgestaltet sein, welcher über eine Kupplung mit der Gaszufuhrleitung verbindbar oder verbunden ist. Alternativ oder ergänzend zu den zuvor genannten Merkmalen kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung ein Silo und/oder eine Verarbeitungseinheit aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer, wie hierin beschrieben und beansprucht, kann weiter derart ausgestaltet sein, dass das Regelelement zumindest teilweise aus einem steifen und/oder unelastischen Material, insbesondere zumindest einem Metall, besteht. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Regelelement zumindest teilweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann das Regelelement einen Kegelwinkel von 2 Grad oder weniger, vorzugsweise zwischen 1,25 Grad und 1,75 Grad, aufweisen. Vorzugsweise ist das Regelelement derart angeordnet, dass sich sein Querschnitt in Strömungsrichtung verjüngt.
Um ein zu tiefes Eindringen des Stellelements, insbesondere des Regelelements, in die Durchströmöffnung oder ein Festklemmen zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, wenn der Stellweg des Stellelements zumindest abströmseitig und/oder zuströmseitig durch ein Begrenzungselement begrenzt ist. Das Begrenzungselement kann ferner verhindern, dass bei Auftreten einer hohen Druckdifferenz zwischen Silo und Förderleitung und/oder Gasförderleitung das Stellelement zu tief in die Durchströmöffnung gepresst und dadurch verklemmt wird. Vorzugsweise ist das Begrenzungselement als Mutter mit einem Gewinde ausgebildet, die auf einem passenden Gegengewinde geführt ist.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Fördervorrichtung, wie hierin beschrieben und beansprucht, einen erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer, wie hierin beschrieben und beansprucht, aufweist.
Bei einer bestimmten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie hierin beschrieben und beansprucht, kann es zweckmäßig sein, wenn das Transportgas und das Kompressionsgas durch einen gemeinsamen Kompressor eingeleitet werden. Die Einleitung beider Gase mittels eines gemeinsamen Kompressors ist grundsätzlich bevorzugt, da somit Anschaffungskosten und Betriebskosten eingespart werden können.
Weiter kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig sein, wenn der mengenbegrenzte Volumenstrom an Kompressionsgas abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem Siloinnendruck und einem Förderleitungsdruck geregelt, insbesondere automatisiert geregelt, wird. Vorzugsweise wird der Volumenstrom dabei derart reguliert, dass dieser Volumenstrom verringert wird, wenn der Siloinnendruck unter einen Schwellenwert sinkt, vorzugsweise wobei der Förderleitungsdruck konstant bleibt. Wie bereits zuvor in Bezug auf die erfindungsgemäße Fördervorrichtung erläutert wurde, ist dies vorteilhaft, da durch eine derartige Mengenbegrenzung der Förderleitungsdruck innerhalb der Förderleitung konstant gehalten werden kann und zeitgleich eine Einleitung des Kompressionsgases in das Silo möglich ist, wodurch der Siloinnendruck beispielsweise nach einem Druckabfall wiederherstellbar ist. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn stets zumindest ein minimaler Volumenstrom an Kompressionsgas in das Silo, insbesondere bei einem Druckabfall im Silo, eingeleitet wird, wobei die übrige Gaseinleitung, insbesondere mittels eines gemeinsamen Kompressors, zur Stabilisierung des Förderleitungsdruck in die Förderleitung einleitbar ist oder eingeleitet wird. Da der Förderleitungsdruck zum Transport des Mediums eingesetzt wird, kann er auch als Transportdruck bezeichnet sein.
Allgemein kann gesagt werden, dass der erfindungsgemäße Volumenstrombegrenzer eine mechanische und/oder elektronikfreie Regelung des Volumenstroms ermöglicht.
Um einen stetigen und homogenen Austrag an Medium aus dem Silo und dessen Transport durch die Förderleitung zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, wenn ein Siloinnendruck und/oder ein Förderleitungsdruck während der Förderung von Medium, insbesondere durch die durchgehende Einleitung von Gas, konstant gehalten wird/werden.
Ein geeignetes Transportgas und/oder ein geeignetes Kompressionsgas zur Einleitung mittels eines gemeinsamen Kompressors und/oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann/können beispielsweise Luft oder ein anderes Gas sein. Der Begriff „Gas“ kann sich auf Gase aus einem chemischen Element oder einer chemischen Verbindung und/oder auf Gasgemische aus mindestens zwei verschiedenen chemischen Elementen oder chemischen Verbindungen beziehen. Luft hat gegenüber anderen Gasen den Vorteil, dass sie fast überall, schier unbegrenzt zur Verfügung steht, so dass dadurch zum Beispiel keine weiteren Kosten für die Bereitstellung und Lagerung anfallen. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten sind Gase kompressibel, was bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer eine Rolle spielt. Die Erfindung hat somit erkannt, dass eine Mengenbegrenzung für kompressible Fluide vorteilhaft verwendbar ist.
Die Erfindung betrifft also eine Fördervorrichtung und ein Verfahren zur Förderung eines in einem Silo vorgehaltenen Mediums. Um eine zeitgleiche Einleitung eines Transportgases zum Transport des Mediums durch eine Förderleitung und eines Kompressionsgases zur Stabilisierung eines Siloinnendrucks zu ermöglichen, weist die erfindungsgemäße Fördervorrichtung einen Volumenstrombegrenzer auf und ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein mengenbegrenztes Einleiten an Kompressionsgas reguliert zwischen einem minimalen Volumenstrom und einem maximalen Volumenstrom vorgesehen.
Die Formulierungen „es kann vorgesehen sein“, „es kann zweckmäßig sein“ oder „es kann vorteilhaft sein“ beschreiben jeweils spezielle Ausführungsformen der Erfindung.
Die Erfindung wird nun anhand eines illustrierenden Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigt:
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung in schematischer Darstellung,
2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer im Querschnitt,
3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzer im Längsschnitt.
In 1 ist ein bestimmtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung dargestellt, die im Ganzen als 1 bezeichnet ist. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Fördervorrichtung 1 in dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie hierin beschrieben und beansprucht, verwendet werden.
Die Fördervorrichtung 1 ist zur Förderung eines in einem Silo 4 vorgehaltenen Mediums 5 eingerichtet und weist eine Förderleitung 6 auf, durch welche das Medium 5 transportierbar ist. Ferner hat sie eine Mischeinheit 2, welche mit einem ersten Ende der Förderleitung 6 verbunden ist, und einen Kompressor 11 zum Einleiten eines Transportgases in die Förderleitung 6, der mit der Mischeinheit 2 über eine Gasförderleitung 21 verbunden ist. Die Fördervorrichtung 1 weist weiter eine Gaszufuhrleitung 8 auf, mittels welcher ein Kompressionsgas in das Silo 4 einleitbar ist, wobei die Gaszufuhrleitung 8 von der Gasförderleitung 21 abzweigt. Die Gaszufuhrleitung 8 weist einen Volumenstrombegrenzer 3 auf, durch welchen nur ein, insbesondere einstellbarer, maximaler Volumenstrom und/oder ein minimaler Volumenstrom an Kompressionsgas fließen kann. Um ein Zurückfließen des in das Silo 4 eingeleiteten Kompressionsgases zu verhindern, ist dem Volumenstrombegrenzer 3 in Strömungsrichtung 16 des Kompressionsgases ein Rückschlagventil 10 vorgeschaltet, welches einen Volumenstrom nur in Strömungsrichtung 16 zulässt.
Die Mischeinheit 2 ist T-förmig mit drei Leitungsanschlussstellen ausgestaltet, wobei sie dazu eingerichtet ist, dass darin ein Gemisch aus Medium 5 und dem Transportgas herstellbar ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass ein Anschlussrohr 23 der Mischeinheit 2, welches mit einem Ende mit einem Siloauslass 14 verbindbar oder verbunden ist, senkrecht zu einem Förderrohr 22 der Mischeinheit 2 ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist ein Teil des Anschlussrohrs 23, mit welchem es in das Förderrohr 22 mündet, im Vergleich zum übrigen Teil des Anschlussrohres 23 abgewinkelt, insbesondere in einer Förderrichtung der Förderleitung 6 abgewinkelt. Die Mischeinheit 2, insbesondere das Anschlussrohr 23, weist zumindest ein Sperrventil 9 auf, durch welches Sperrventil 9 der Austrag an Medium 5 aus dem Silo 4 unterbrechbar ist, indem das Sperrventil 9 geschlossen wird. Das Sperrventil 9 der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 kann beispielsweise als ein Quetschventil ausgestaltet sein, dessen Offen- und Schließstellung, vorzugsweise elektronisch, durch Luftbeschickung steuerbar ist. Wie in 1 gezeigt ist, kann das Sperrventil 9 mittels der durch einen Kompressor 11 erzeugten Druckluft geschlossen werden.
Der Volumenstrombegrenzer 3 kann beispielsweise der erfindungsgemäße Volumenstrombegrenzer 3 sein, wie er hierin beschrieben und beansprucht ist (siehe 2 und 3). Der durch den Volumenstrombegrenzer 3 fließende Volumenstrom wird durch eine Durchströmöffnung 27, die durch ein Gehäuse 26 ausgeformt ist, und ein Stellelement 29 maßgeblich beeinflusst, wobei durch das Stellelement 29 zumindest teilweise die Größe der Durchströmöffnung 27, insbesondere durch Einstellen eines Abstands zwischen Durchströmöffnung und Stellelement 29, regelbar ist oder geregelt wird. Das Stellelement 29 weist ein kegelförmiges oder kegelstumpfförmiges Regelelement 30 auf, welches Regelelement 30 aus einem steifen Material, insbesondere aus Metall, besteht. Das Regelelement 30 bildet mit seinem Kegelmantel eine Strömungsfläche aus, an welcher der Volumenstrom vorbeiströmt, wobei die Strömungsfläche in einer Strömungsrichtung länger als die Durchströmöffnung 27 ist. Das Regelelement 30 hat einen Kegelwinkel der zwischen 1,25 Grad und 1,75 Grad beträgt, wobei das Stellelement 29 innerhalb des Gehäuses 26 derart angeordnet ist, dass sich das Regelelement 30 in Strömungsrichtung 16 verjüngt. Das Regelelement 30 bildet gemeinsam mit der Durchströmöffnung 27 eine Düse 34, hier eine Ringdüse, aus, durch welche das Gas in eine durch das Gehäuse 26 ausgebildete Querschnittserweiterung 35 eintreten kann oder eintritt. Hierdurch bildet sich hinter dem Regelelement 30 ein Unterdruck aus. Das Regelelement 30 weist eine abströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 32 und eine zuströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 33 auf. Die abströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 32 wird dabei durch einen Siloinnendruck und die zuströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 33 durch einen Förderleitungsdruck beaufschlagt.
Das Stellelement 29 ist entlang eines Stellweges, entgegen einer durch ein Rückstellelement 28 erzeugten Rückstellkraft verstellbar durch zwei, insbesondere in Strömungsrichtung vor und nach dem Regelelement 30 angeordnete, Lager 36 geführt, wobei das Regelelement 30 in die Durchströmöffnung 27 eindringen kann und somit einen durch die Durchströmöffnung 27 fließenden Volumenstrom begrenzen kann. Das Stellelement 29 ist in der Strömungsrichtung 16 vor und hinter dem Regelelement 30 stabförmig ausgebildet, wobei es mittels dieser stabförmigen Teile in den beiden Lagern 36 geführt ist. Dabei gilt, je weiter das Regelelement 30 in die Durchströmöffnung 27 eingedrungen ist und/oder je geringer der Abstand zwischen der Durchströmöffnung 27 und dem Stellelement 29 ist, desto kleiner ist die Durchströmöffnung 27 und umso geringer ist der durch die Durchströmöffnung 27 fließende Volumenstrom. Der Volumenstrombegrenzer 3 ist derart eingerichtet, dass die Größe der Durchströmöffnung 27 mittels des Regelelementes 30 in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen einem zum Volumenstrombegrenzer 3 zuströmseitig und einem abströmseitig anliegenden Leitungsdruck, insbesondere automatisch, einstellbar ist oder eingestellt wird, beispielsweise wobei die Durchströmöffnung 27 mittels des Regelelements 30 verkleinert wird oder verkleinerbar ist, wenn der abströmseitige Druck (hier der Siloinnendruck) unter einen Schwellenwert fällt, wobei der zuströmseitige Druck (hier der Förderleitungsdruck) vorzugsweise annähernd konstant bleibt. Durch den Volumenstrombegrenzer 3 der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 ist jedoch selbst in dessen maximaler Schließstellung ein minimaler Volumenstrom an Kompressionsgas durch den Volumenstrombegrenzer 3 möglich, so dass jederzeit zumindest ein minimaler Volumenstrom an Kompressionsgas in das Silo 4 einleitbar ist oder eingeleitet wird.
Die erfindungsgemäße Fördervorrichtung ist derart eingerichtet, dass beispielsweise bei einem Druckabfall innerhalb des Silos 4 vorgesehen ist, dass das Stellelement 29 entlang des Stellweges durch eine resultierende Kraft aus der Summe der Kraft, die auf die zuströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 33 wirkt, und die Rückstellkraft in Strömungsrichtung 16 des Kompressionsgases bewegt wird, so dass die Durchströmöffnung 27 mittels des Regelelementes 30 verkleinert und dadurch der Volumenstrom eingedämmt wird. Allerdings fließt weiterhin zumindest ein minimaler Volumenstrom an Kompressionsgas in das Silo, wodurch sich der Siloinnendruck wieder erhöht. Hat sich der Siloinnendruck erneut über einen Schwellenwert erhöht, wodurch eine höhere Kraft auf die abströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche 32 wirkt, wird die Durchströmöffnung 27 durch eine Verstellung des Stellelementes 29 entgegen der Strömungsrichtung 16 vergrößert, insbesondere wobei der Förderleitungsdruck in der Förderleitung 6 stets annähernd konstant gehalten wird.
Das Rückstellelement 28 des erfindungsgemäßen Volumenstrombegrenzers 3 ist als ein Federelement, insbesondere als Schraubenfeder, ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Federhärte einstellbar ist.
Damit es nicht zu einem Verklemmen des Regelelementes 30 in der Durchströmöffnung 27 kommen kann, weist der Volumenstrombegrenzer 3 einen, insbesondere das Stellelement 29, ein Begrenzungselement 31 auf, welches den Stellweg des Stellelementes 29, insbesondere abströmseitig, begrenzt, so dass das Begrenzungselement 31 einen Gehäuseteil in der maximalen Schließstellung der Durchströmöffnung 27 beaufschlagt.
Das Transportgas, welches in die Förderleitung 6 zum Transport des Mediums 5 eingeleitet wird oder einleitbar ist, und das Kompressionsgas, welches in das Silo zur Stabilisierung des Siloinnendrucks eingeleitet wird oder einleitbar ist, kann, wie in 1 gezeigt ist, durch einen gemeinsamen Kompressor 11 einleitbar sein oder eingeleitet werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Fördervorrichtung 1 mit einem Volumenstrombegrenzer 3 ist es möglich, dass eine Förderung von Medium 5 durch die Förderleitung 6 zeitgleich mit der Einleitung von Kompressionsgas in das Silo 4 stattfindet.
Die Gaszufuhrleitung 8 der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 ist über einen eine Silowand 15 durchdringenden Gaszufuhranschluss, der im oberen Drittel 20 des Silos 4 und somit oberhalb eines maximalen Füllstandes des Silos 4 endet, mit dem Silo 4 verbunden oder verbindbar, so dass das Kompressionsgas in das Silo 4 einleitbar ist.
Eine weitere spezifische Ausführungsform der Erfindung kann ein Silo 4 und/oder eine Verarbeitungseinheit 7 aufweisen. Das Silo 4 ist mittels eines Hahnes 13, insbesondere eines Kugelhahnes, verschließbar. Ein zweites Ende der Förderleitung 6 kann, wie hier in 1 gezeigt ist, mit einer Verarbeitungseinheit 7 verbindbar oder verbunden sein. Die Gasförderleitung 21 ist wiederum mit einem Kompressor 11 verbunden, mittels welchem Kompressor 11 ein Transportgas zum Transportieren des Mediums 5 in die Förderleitung 6 einleitbar ist. Die Verarbeitungseinheit 7 kann derart eingerichtet sein, dass damit ein vorzugsweise pulverförmiges oder körniges Medium 5, insbesondere ein Trockenmörtel, mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, vorzugsweise im richtigen Verhältnis und/oder automatisiert, mischbar ist, insbesondere zu einem Mörtel 25 verarbeitbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fördervorrichtung
2: Mischeinheit
3: Volumenstrombegrenzer
4: Silo
5: Medium
6: Förderleitung
7: Verarbeitungseinheit
8: Gaszufuhrleitung
9: Sperrventil
10: Rückschlagventil
11: Kompressor
12: Austragungsrichtung des Mediums
13: Hahn
14: Siloauslass
15: Silowand
16: Strömungsrichtung des Kompressionsgases
17: Gaszufuhranschluss
18: Druckmesseinheit
19: Druckspeicher
20: oberes Drittel des Silos
21: Gasförderleitung
22: Förderrohr
23: Anschlussrohr
24: Magnetventil
25: Mörtel
26: Gehäuse
27: Durchströmöffnung
28: Rückstellelement
29: Stellelement
30: Regelelement
31: Begrenzungselement
32: abströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche
33: zuströmseitige Druckbeaufschlagungsfläche
34: Düse
35: Querschnittserweiterung
36: Lager

Claims

Fördervorrichtung (1) zur Förderung eines in einem Silo (4) vorgehaltenen Mediums (5), mit einer Förderleitung (6), durch welche das Medium (5) transportierbar ist, mit einer Mischeinheit (2), welche mit einem ersten Ende der Förderleitung (6) verbunden ist, und wobei ein Kompressor (11) zum Einleiten eines Transportgases mit der Mischeinheit (2) verbunden ist, wobei die Fördervorrichtung (1) eine Gaszufuhrleitung (8) aufweist, mittels welcher ein Kompressionsgas in das Silo (4) einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhrleitung (8) einen Volumenstrombegrenzer (3) aufweist.
Fördervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportgas und das Kompressionsgas durch einen gemeinsamen Kompressor (11) einleitbar ist/sind und/oder dass die Gaszufuhrleitung (8) ein, vorzugsweise dem Volumenstrombegrenzer (3) vorgelagertes, Rückschlagventil (10) aufweist.
Fördervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (1) derart eingerichtet ist, dass eine Förderung von Medium (5) durch die Förderleitung (6) zeitgleich mit der Einleitung von Kompressionsgas in das Silo (4) stattfindet und/oder dass das Medium (5) pulverförmig oder körnig, insbesondere Trockenmörtel, ist.
Fördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über einen eine Silowand (15) des Silos (4) durchdringenden, insbesondere im oberen Drittel (20) des Silos (4) und/oder oberhalb eines maximalen Füllstandes des Silos (4) endenden, Gaszufuhranschluss (17), das Kompressionsgas in das Silo (4) einleitbar ist und/oder dass die Fördervorrichtung (1) ein Silo (4) und/oder eine Verarbeitungseinheit (7) aufweist.
Volumenstrombegrenzer (3) zur, insbesondere einstellbaren, Begrenzung eines Volumenstroms eines Gases durch eine Gaszufuhrleitung (8), mit einem Gehäuse (26), das eine Durchströmöffnung (27) aufweist, und mit einem entlang eines Stellweges entgegen einer Rückstellkraft verstellbar geführten Stellelement (29), wobei das Stellelement (29) ein, insbesondere in der Durchströmöffnung (27) angeordnetes, Regelelement (30) aufweist, wobei ein freier Öffnungsquerschnitt der Durchströmöffnung (27) durch Verstellen des Stellelements (29) gegen die Rückstellkraft verkleinerbar und durch Verstellen des Stelleelements (29) in Richtung der Rückstellkraft vergrößerbar ist.
Volumenstrombegrenzer (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (30) mit der Durchströmöffnung (27) eine Düse (34), insbesondere eine Ringdüse, bildet und/oder dass die Rückstellkraft entgegen einer durch die Düse (34) vorgegebenen Strömungsrichtung (16) ausgerichtet ist.
Volumenstrombegrenzer (3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (30) mit einem in Richtung der Rückstellkraft über seine Länge zunehmenden Querschnitt ausgebildet ist und/oder dass das Regelelement (30) eine Strömungsfläche bildet, an welcher der Volumenstrom vorbeiströmt, wobei die Strömungsfläche in einer Strömungsrichtung länger als die Durchströmöffnung (27) ist.
Volumenstrombegrenzer (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (26) in der oder einer Strömungsrichtung (16) hinter der Durchströmöffnung (27) eine Querschnittserweiterung (35) bildet und/oder dass das Stellelement (29) beidseits der Durchströmöffnung (27) gelagert und/oder geführt ist.
Volumenstrombegrenzer (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein, vorzugsweise verstellbares, Begrenzungselement (31) zu einer Begrenzung des Stellwegs an einem in Richtung der Rückstellkraft hinteren Ende eingerichtet ist und/oder dass das Stellelement (29) in einer Strömungsrichtung (16) vor und/oder hinter dem Regelelement (30) stabförmig ausgebildet ist.
Volumenstrombegrenzer (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (30) zumindest teilweise aus einem steifen und/oder unelastischen Material, insbesondere aus Metall, besteht und/oder zumindest teilweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, insbesondere derart, dass ein Kegelwinkel 2 Grad oder weniger, vorzugsweise zwischen 1,25 Grad und 1,75 Grad, beträgt, insbesondere wobei sich das Regelelement (30) in Strömungsrichtung (16) verjüngt, und/oder dass der Stellweg, insbesondere abströmseitig, durch ein Begrenzungselement (31) begrenzt ist.
Fördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (1) einen Volumenstrombegrenzer (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 10 aufweist und/oder dass das Transportgas und/oder das Kompressionsgas Luft oder ein anderes Gas ist/sind.
Verfahren zur Förderung eines in einem Silo (4) vorgehaltenen Mediums (5) über eine Förderleitung (6), wobei das Medium (5) durch ein in die Förderleitung (6) eingeleitetes Transportgas durch die Förderleitung (6) transportiert wird, und wobei ein Kompressionsgas in das Silo (4) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des Kompressionsgases in das Silo (4) zeitgleich mit der Einleitung des Transportgases in die Förderleitung (6) vorgenommen wird, wobei ein eingeleiteter Volumenstrom an Kompressionsgas mengenbegrenzt, insbesondere mittels des Volumenstrombegrenzers (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 10 mengenbegrenzt, wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportgas und das Kompressionsgas durch einen gemeinsamen Kompressor (11) eingeleitet werden und/oder dass der mengenbegrenzte Volumenstrom an Kompressionsgas abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem Siloinnendruck und einem Förderleitungsdruck geregelt, insbesondere automatisiert, bevorzugt mechanisch selbsttätig, geregelt, wird, insbesondere derart, dass der Volumenstrom verringert wird, wenn der Siloinnendruck sinkt, vorzugsweise wobei der Förderleitungsdruck konstant bleibt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Siloinnendruck und/oder ein Förderleitungsdruck während der Förderung von Medium (5) konstant gehalten oder aufgebaut wird/werden und/oder dass als Kompressionsgas und/oder als Transportgas Luft oder ein anders Gas verwendet wird.