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Vorrichtung zum Fördern von pulverförmigem oder feinkörnigem Gut Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von pulverförmigem oder feinkörnigem
Gut in aufgelockertem Zustand von einem Vorratsbehälter über eine Förderleitung
zu einer beliebigen Abgabestelle mittels einer zwischen dem Vorratsbehälter und
der Förderleitung angeordneten Druckpumpe, wobei die Saugseite und- die Druckseite
der Pumpe luftdurchlässige Wände aufweisen sowie das Pumpengehäuse luftdurchlässig
ausgebildet ist und wobei die Förderleitung in Abständen mit porösen Leitungsabschnitten
versehen ist, über die Auflockerungsluft zuführbar ist.
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Die bisher bekannten Vorrichtungen zur Förderung von staubförmigen
Gütern durch Rohrleitungen weisen einen beträchtlichen Verbrauch von Druckluft auf,
welche das Fördergut aufwirbelt und vermittels des in den Leitungen entstehenden
Luftstromes befördert.
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Hierzu sind hoher Energie- und Materialaufwand nötig. Große Fördergeschwindigkeiten
bewirken ein Schleifen des Fördergutes an den Wandungen und somit eine starke Abnutzung,
insbesondere der Schnecken und Rohrkrümmer. Förderer mit Schneckenzuteilern, auch
Schneckenpumpen genannt, erfordern zudem noch einen großen Energieaufwand zur Überwindung
der Reibung des nötigen, von der Pumpe erzeugten Dichtungspfropfens. Es wurde auch
ein Schneckenzuteiler vorgeschlagen, bei dem das Gut im Einlauf und Auslauf durch
poröse Wände belüftet und fließfähig gemacht wird, während es im Schneckenzylinder
über poröse Wände von einer Vakuumpumpe wieder entlüftet und von der Schnecke zu
einem Dichtungspfropfen zusammengepreßt wird. Es sind auch Schneckenzuteiler bekannt,
bei denen das aus der Schnecke in den Mischraum eintretende Gut durch Luftstrahlen
aus Bohrungen der hohlen Schneckenwelle, eventuell des Zylinderendes, aufgewirbelt
wird.
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Bei einer anderen Ausführung wird das von der Schnecke zu einem Dichtungspfropfen
gepreßte Gut über eine poröse Wand im Förderleitungseintritt fluidisiert und von
einem Druckluftstrahl befördert.
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In einer weiteren Ausführung wird das Gut von einer Zuteilschnecke
zusammengepreßt und in eine sich erweiternde Leitung mit porösem Mantel befördert,
an die eine waagerechte oder ansteigende pneumatische Rinne anschließt. Das Gut
wird somit nach dem Schneckenauslauf und entlang der Rinne fluidisiert, wobei die
Luft aus dem reichlich belüfteten Gut durch den oberen Teil der Rinne entweichen
muß, was eine flüssigkeitsähnliche Förderung ausschließt.
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Alle Vorrichtungen, bei denen im Förderorgan ein Dichtungspfropfen
erzeugt wird oder die mit einem Druckluftstrom arbeiten, erfordern eine große Antriebsenergie
und bedingen eine starke Abnutzung, weshalb sie schwer und kostspielig sind.
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In einer weiteren Vorrichtung wird angestrebt, diesen Nachteil durch
Einblasen von Druckluft über Bohrungen im Zuteiler- und Schneckenzylinder zu verhindern.
Die aufwirbelnde Wirkung der Luftstrahlen behindert jedoch die Abdichtung und Druckerzeugung
der langsam laufenden Schnecke.
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Es wurde auch bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der das
Gut über seinen ganzen Weg durch eine Kreiselpumpe ununterbrochen belüftet wird.
Die auf diese Weise entstehende Überbelüftung läßt beim Prinzip einer bedingt rasch
laufenden Zentrifugalpumpe in einem an Luft zu reichen Gemisch nur eine unbeträchtliche
Drucksteigerung bei relativ großer Abnutzung zu. Die so entstehenden Luftpolster
behindern die Förderung. Diese vorgeschlagene Vorrichtung soll mittels Zentrifugalkraft
eine Drucksteigerung hervorrufen. Die Zentrifugalkraft ruft jedoch eine Entmischung
des Gut-Luft-Gemisches hervor, ähnlich wie bei Flüssigkeitszentrifugen Flüssigkeiten
verschiedener Wichte getrennt werden. Der unvergleichlich größere Unterschied im
spezifischen Gewicht zwischen Luft und Fördergut läßt eine praktische Ausnutzung
dieser Lösung nicht zu. Eine Kreiselpumpe eignet sich deshalb nicht zur Beförderung
von Staubgut in fluidisiertem Zustand.
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In einer anderen Anlage wird eine Aufwärtsförderung von Staubgut,
das durch eine pneumatische Rinne in die Druckleitung zugeführt wird, so bewerkstelligt,
daß die Rinne von der Druckleitung
durch ein Zuteilerrad dicht abgetrennt
ist. Die Druckleitung ist in der Eintrittskammer mit porösen Wänden versehen, über
welche die Förderdruckluft eintritt, das Gut auflockert und vermittels des entstandenen
Luftstromes befördert. Die Gutkonzentration im tragenden Förderluftstrom muß verhältnismäßig
niedrig gehalten werden, denn ein beträchtlicher Teil des Gut-Luft-Gemisches wird
zwangsweise in die Zufuhrtinne durch das Zuteilerrad zurückgetragen. Der Förderwirkungsgrad
ist deshalb unmittelbar durch das Verhältnis der Gutkonzentration im Förderrohr
und Förderrinne beeinflußt, so daß mit steigender Konzentration im Förderrohr die
Fördermenge sinkt. Das Zuteilerrad kann einen Druck nicht erzeugen.
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Die bekannten pneumatischen Förderrinnen dürfen vom Gut nicht ganz
ausgefüllt werden und können das Gut deshalb nur in abfallender Richtung vermittels
der Schwerkraft fördern. Die das Gut fluidisierende Luft muß ununterbrochen reichlich
zugeführt und deshalb auch gleich über dem Gutstrom abgeführt werden. Der obere
Teil des Förderrinnenquerschnittes muß deshalb für die abströmende Luft frei bleiben.
Es wurde auch schon eine ansteigende Förderrinne für kurze Abschnitte vorgeschlagen,
bei der in den freien Teil des Querschnittes ein stärkerer Luftstrom eingeführt
wird, der das fluidisierte Gut aufwirbelt und mitreißt. Es handelt sich wieder um
eine Förderung vermittels Druckluftstrom.
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Die Erfindung will eine Fördereinrichtung für pulverförmiges Gut
schaffen, für deren Betrieb nur wenig Energie und lediglich Druckluft von geringerem
Druck und in geringerer Menge benötigt wird als bei den bekannten Fördervorrichtungen.
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Um dieses Ziel zu erreichen, schafft die Erfindung eine Fördervorrichtung,
bei der das pulverförmige Fördergut unter allen Umständen in der Pumpe sowie in
der Druckleitung durch Einlagerung von gasförmigen Mitteln fließfähig gehalten wird.
Dabei kann der Auflockerungsgrad regulierbar sein. Die auf diese Weise herbeigeführte
Fließfähigkeit ergibt einen auffallend kleinen Durchflußwiderstand, so daß zur Förderung
des pulverförmigen Gutes in jeder Richtung nur ein Überdruck zur Überwindung der
hydrostatischen Höhe und des unbeträchtlichen Durchflußwiderstandes benötigt wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß als Druckpumpe eine Schnecke vorgesehen
ist, daß die die Schnecke umgebende Schneckenbüchse nur zonenweise zur Zufuhr von
Auflockerungsluft als gasdurchlässige Wand ausgebildet ist und daß die Schnecke
für einen Verdichtungsdruck ausgelegt ist, durch den die aus dem Gut und dem gasförmigen
Mittel bestehende Mischung auf ihrem Weg vom Vorratsbehälter durch die Schnecke
in die der Förderleitung vorgelagerte Kammer in einem fiüssigkeitsähnlichen Zustand
gehalten wird.
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An Stelle der Schneckenpumpe können auch andere Pumpen Verwendung
finden, z. B. Propellerpumpen bestimmter, den Schneckenpumpen ähnlicher Ausführung.
Da hierbei die Fördereinrichtung mit Druckluft von lediglich geringem Druck arbeitet,
wirkt das in der Schneckenpumpe geförderte pulverförmige Gut auch nicht mehr nur
noch als Dichtungspfropfen. Dadurch wird auch der Energieverbrauch für die Tätigkeit
der Schneckenpumpe herabgesetzt.
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Die Schneckenpumpe in der Erfindung kann dadurch noch zweckmäßig
ausgestaltet werden, daß in an sich bekannter Weise die Welle der Schnecke zur Zufuhr
von Auflockerungsluft hohl ausgebildet ist und die hohle Welle oder die als Hohlkörper
ausgebildete Schnecke im Bereich der Schneckenbüchse zonenweise gasdurchlässige
Abschnitte aufweist.
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Bei kurzen Förderstrecken können bekannte Förderleitungsrohre benutzt
werden. Um jedoch auf langen Förderstrecken den Druckluftverbrauch nicht unnötig
groß werden zu lassen, ist es zweckmäßig, wenn die porösen Leitungsabschnitte so
gestaltet sind, daß aus ihnen möglichst wenig Druckluft an den Stellen entströmt,
wo die Druckluft für die Fließfähigmachung des pulverförmigen Gutes nicht unbedingt
notwendig ist. Das läßt sich dadurch erreichen, daß bei längeren Förderleitungen
Belüftungsbüchsen mit poröser, gasdurchlässiger Wand, die sich über einen Teil des
Umfanges der Förderleitung erstreckt, vorgesehen sind. Bei horizontalen Rohren werden
die porösen Stellen im unteren Teil des Rohrumfanges angeordnet sein. In manchen
Fällen ist dabei auch eine andere Ausbildung der Förderleitung zweckmäßig: Diese
besteht darin, daß in die Förderleitung ein festes Belüftungsrohr mit zonenweise
angeordneten, porösen, gasdurchlässigen Wänden eingelegt ist, wobei das Belüftungsrohr
einen Querschnitt aufweist, der sich mit seinem unteren Teil an das Innere der Förderleitung
anschmiegt. Da die Fließfähigkeit von pulverförmigem Gut mit ständig steigendem
Luftgehalt nach Durchlaufen eines Optimums wieder schlechter wird, kann nicht unbegrenzt
in einer langen Förderleitung Druckluft zugeführt werden, ohne daß das Zuviel an
Druckluft irgendwie aus der Leitung wieder herausgelassen wird. Aus diesem Grunde
ist es notwendig, daß durch die in der Förderleitung vorgesehenen porösen Wandabschnitte
über Regulierventile die überschüssige Luft oder das überschüssige Gas ablaßbar
ist.
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Bei der auf diese Weise erzielten Fließfähigkeit des geförderten
Gutes wird die Durchflußgeschwindigkeit in den bei Flüssigkeiten üblichen Grenzen
gehalten, so daß die Schleifwirkung des Gutes gering bleibt. Das Gut fließt praktisch
durch den ganzen Querschnitt der Förderleitung, wobei die Auflockerungsluft das
Gut so durchdringt, daß die einzelnen Kerne voneinander durch mikroskopische Schichten
von Luft getrennt sind. Dadurch wird die Reibung zwischen den Kernen sowie zwischen
den Kernen und Wänden herabgesetzt. Hierdurch werden die Bedingungen für eine vorteilhafte
Förderung von staubförmigen Gütern geschaffen, wobei diese Förderung einer hydraulischen
Förderung ähnelt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Schema der Vorrichtung mit einer
Schneckenpumpe, F 1 g. 2 den Längsschnitt einer Förderleitung mit eingelegtem Belüftungsrohr,
F 1 g. 3 den Querschnitt hierzu.
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F i g. 1 veranschaulicht eine Anlage zur Beförderung von pulverförmigen
und feinkörnigen Massengütern mit einer Schneckenpumpe, in deren Schneckenbüchse
2 eine Schnecke 1 mit in Förderrichtung
abnehmender Steigung umläuft.
Die Schneckenbüchse 2 ist an der Saugseite mit einer trichterförmigen Kammer 3 a
für die Fördergutaufgabe und an der Druckseite mit einer Kammer 5 für den Weitertransport
des Gutes verbunden. Mit der Kammer 3 a steht eine Belüftungskammer 4 a und mit
der Kammer 5 eine Belüftungskammer 6 a über gasdurchlässige Wände 46 und 6 b in
Verbindung. An die Kammer 5 ist die Förderleitung 8 angeschlossen. Zwischen die
Förderleitung8 und die Kammer 5 kann nach Bedarf ein Belüftungseinsatz 7a mit poröser
Wand 7b und Regulierventil 7c montiert werden. Die Schneckel ist antriebsseitig
im Pumpengehäuse 3 b gelagert, das mit einer Stopfbüchse 3 c versehen ist. Die Belüftungskammern
4 a und 6 a sowie die Stopfbüchse 3 c sind an eine Druckgaszufuhrleitung 11 über
Regulierventile 12, 6c und 3d angeschlossen, so daß in den einzelnen Kammern verschiedene
Drücke eingestellt werden können. Die Förderleitung8 ist mit einem Belüftungseinsatz
9 a mit einer porösen, gas- und luftdurchlässigen, einen Teil der Leitung bildenden
Wand 9 b sowie einem Regulierventil 9 c versehen.
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Weiterhin ist in der Förderleitung 8 ein Entlüftungseinsatz 10a mit
einer entsprechenden porösen, gas-und luftdurchlässigen Wand 10 b und ein Auslaßregulierventil
10 c angebracht. Die Belüftungseinsätze 7 a und 9 a sind an die Druckleitungll vermittels
einer nicht veranschaulichten Leitung über Regulierventile 7 c und 9c angeschlossen.
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Bei pulverförmigen Gütern, die zum Verstopfen neigen, werden der
Schneckenbüchse 2 eine oder mehrere Belüftungskammern 14 und 15 zugeordnet, die
über in der Wand der Schneckenbüchse 2 vorgesehene poröse Abschnitte 13 mit dieser
verbunden sind. Die Belüftungskammern 14 und 15 sind über Regulierventile 12 an
die Druckgaszufuhrleitung 11 angeschlossen.
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Das pulverförmige oder feinkörnige Gut wird in die Kammer 3 a eingegeben,
wo es durch aus der gasdurchlässigen Wand 4 b nach oben ausströmende Luft in einen
fließfähigen Zustand versetzt wird, worauf es von der Schnecke 1 erfaßt und befördert
wird.
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In der Schnecke wird das Gut zugleich mit der eingelagerten Luft
bzw. dem Gas komprimiert. Die Luft bzw. das Gas hat keine Zeit und Möglichkeit zum
Entweichen, und die Schnecke 1 ist so ausgelegt, daß die Fließfähigkeit des Gutes
aufrechterhalten bleibt. Hierdurch wird eine entsprechende Drucksteigerung erzielt,
ohne daß der Reibungswiderstand des Gutes in der Schneckenpumpe übermäßig ansteigt.
In der Kammer 5 wird das schon unter Druck stehende Gut durch über die durchlässige
Wand 6 b eintretende Luft oder Gas weiter fluidisiert, so daß es eine erhöhte Fließfähigkeit
erhält und somit bei seinem Hindurchströmen durch die Förderleitung 8, wobei es
praktisch den ganzen Leitungsquerschnitt ausfüllt, einem herabgesetzten Förderwiderstand
ausgesetzt ist.
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Der Fließfähigkeitsgrad des in der Schneckenbüchse 2 komprimierten
fluidisierten Gutes kann durch Gas- oder Luftzufuhr, eventuell auch durch Ablassen
der Luft über die porösen Abschnitte 13 der Schneckenbüchse reguliert werden. Eventuell
sich einstellende Verstopfungen in dem Schneckenraum werden durch Einführen von
Druckgas oder -luft über die Kammern 14 und 15 beseitigt. Des-
gleichen werden Verstopfungen
in der Leitung 8 durch Einführen von Luft oder Gas über den Belüftungseinsatz 7
c behoben.
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Die Fig.2 und 3 zeigen als abgeänderte Ausführung eine waagerecht
oder ansteigend zu verlegende Förderleitung 17, wie sie bei größeren Förderlängen
vorgesehen werden kann. In die Förderieitung 17 ist ein Belüftungsrohr 16 a eingelegt,
das stellenweise gas- oder luftdurchlässige Wandab schnitte 16 b aufweist und das
mit einem Anschluß für Druckgas oder Druckluft versehen ist. Üm vorteilhafte Durchflußverhältnisse
zu schaffen, hat das Belüftungsrohr 16a einen ovalen Querschnitt, so daß das Rohr
sich mit seinem unteren Teil an das Innere der Förderleitung 17 anschmiegt. Hierdurch
wird eine gleichmäßige Aufteilung der über den Anschluß 16 c zugeführten Auffockerungsluft
oder -gas über den ganzen Querschnitt erzielt. Die Anordnung der gas- und luftdurchlässigen
Wandabschnittel6b gestattet auf einfache Weise das Gut weiterhin mit Gas oder mit
Luft zu durchsetzen, jedoch ohne Gefahr zu laufen, daß das Gut übermäßig belüftet
wird, wodurch sein vorteilhafter Fluß gestört würde.
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Mit Hilfe des Belüftungsrohres 16a können auch vorkommende Verstopfungen
behoben werden. Diese Ausführung gestaltet sich billiger und einfacher als die vorher
beschriebene, wobei der herabgesetzte Durchflußwiderstand praktisch nicht beeinflußt
wird.
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Die aus dem in der Förderleitung8 geförderten Gut abgeschiedene Luft
oder das Gas, welche bzw. welches bei längeren Förderleitungen störend wirken kann,
wird vermittels des Entlüftungseinsatzes 10 a durch die poröse Wand 10b und das
Regulierventil 10c abgelassen.
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Neben der dargestellten Ausbildung kann die Auflockerungsluft in
den Bereich der Schneckenbüchse auch durch die hohl ausgebildete und mit gasdurchlässigen
Wandungsabschnitten versehene Schneckenwelle oder durch die als Hohlkörper ausgebildete
Schnecke selbst zugeführt werden.