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Verfahren zum pneumatischen Fördern von feinkörnigen Feststoffen Die
Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum pneumatischen Fördern
von feinkörnigen Feststoffen, die üblicherweise dazu neigen, sich in den Leitungen
abzusetzen und diese damit zu verstopfen.
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Trotzdem die pneumatische Förderung beträchtliche Vorteile besitzt,
ist sie bisher nur in sehr beschränktem Umfang anwendbar. Druckluftförderer sind
brauchbar für verschiedene frei fließende Stoffe, wie Zement, Sägemehl, Holzspäne,
Kunststoffgranulat, Federn und Metallspäne. Die pneumatische Förderung war jedoch
bisher auf frei fließende Stoffe beschränkt, die also die Rohre nicht verstopfen
und sich vom Trägergas leicht trennen lassen.
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Eine weitere Schwierigkeit bei nicht frei fließenden, feinteiligen
Feststoffen in pneumatischen Fördersystemen besteht darin, daß die Feststoffe in
der Aufgabevorrichtung leicht »hängenbleiben« und nicht gleichmäßig weiterbewegt
werden. Es kommt zu ungleichmäßiger, stockender Aufgabe, zu einer Kanalbildung oder
auch zum Durchblasen.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Fördern von breiartigen oder
halbfiüssigen Massen bekanntgeworden (österreichische Patentschrift 193 799), wobei
ein elastischer Schlauch für das Fördergut von einem starren Mantel umgeben ist
und der Zwischenraum zwischen Schlauch und Mantel über eine Druckquelle durch Zufuhr
eines Druckmediums periodisch in seinem Querschnitt verändert wird und es damit
zu einem Weiterschieben des Fördergutes kommt. Auch wurde eine Förderleitung für
die pneumatische Förderung bekannt (USA.-Patentschrift 2478 326), wobei sich in
einem starren Rohr ein dehnbarer Schlauch befindet und der Schlauchquerschnitt durch
Einführung eines Druckmediums in den Zwischenraum zwischen Rohr und Schlauch verändert
werden kann. Diese Methode erfordert komplizierte Armaturen zur Aufbringung, Konstanthaltung
und Regelung des in dem Zwischenraum zwischen starrem Rohr und dehnbarem Schlauch
erforderlichen Gegendruckes. Abgesehen davon ist bei dieser Konstruktion eine beträchtliche
Querschnittverringerung des elastischen Schlauches infolge der starren Fixierung
an dem Metallrohr nicht möglich. Es können also nur relativ geringe Bewegungen ausgeführt
werden.
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Stark backende, also weitgehend nicht frei fließende Pulver würden
bei einer solchen Vorrichtung nicht mit Sicherheit an einem Zusetzen der Förderleitung
gehindert werden können.
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Ein anderes System zur pneumatischen Förderung (britische Patentschrift
535 648) besteht darin, daß einem sich in einem starren Rohr befindlichen,
flexiblen
Schlauch eine schlagende Bewegung versetzt wird. Durch dieses Vibrieren der Wände
des Förderschlauches soll ein Ansetzen des Fördergutes vermieden werden. Auch bei
diesem Verfahren würde die dem biegsamen Schlauch versetzte Bewegung nicht ausreichen,
um einen relativ festgebackten Ansatz aus z. B. Ruß zu entfernen und die Bruchstücke
des Ansatzes zusammen mit dem Fördergut aus dem Gefahrenbereich zu entfernen.
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Es darf nicht außer acht gelassen werden, daß die hier beschriebene
Vorrichtung zum Fördern von Erdreich und Abraum im Bergbau dient. Es wird sich also
dabei nie um ein außerordentlich feines, flockiges, staubendes Material handeln,
welches infolge seiner Neigung zum Zusammenbacken zu Schwierigkeiten im pneumatischen
Fördersystem führt; das aus Erdreich und Abraum sowie auch Stollenaushub u. dgl.
zu fördernde Feingut wird weitgehend frei rieselnd und daher leichter beweglich
sein.
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Eine Vorrichtung dieser beiden obigen Konstruktionen würde also aus
oben dargelegten Gründen für die erfindungsgemäßen Zwecke, also für das pneumatische
Fördern
von zum Zusammenbacken neigenden Pulvern wie Pigmente, insbesondere Titandioxyd
und Ruß, ungeeignet sein.
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Erst mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt die störungsfreie
Förderung von nicht frei fließendem Gut, wie z. B. Titandioxydpigmente oder Ruß.
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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum pneumatischen Fördern
von feinkörnigen Feststoffen, wie z. B. Titandioxydpigmente oder Ruß, in einem elastischen
Schlauch innerhalb eines starren Mantels und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
solcher elastischer Schlauch angewendet wird, der im Ruhezustand nicht an dem starren
Mantel anliegt, und daß zum Entfernen eines sich bildenden Feststoffansatzes an
dem Schlauch dieser von Zeit zu Zeit durch Veränderung des Förderdruckes bis auf
den Querschnitt des Mantels gedehnt wird. Die Veränderung des Förderdruckes und
somit das Ausdehnen des Schlauches kann von Zeit zu Zeit oder periodisch erfolgen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung
mit einem dehnbaren Schlauch als Förderleitung, wobei der dehnbare Schlauch innerhalb
eines starren Mantels mit Abstand angeordnet ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann auch eine Vorrichtung mit einem dehnbaren Schlauch zur Anwendung
kommen, bei der die Außenfläche des dehnbaren Schlauches mit einem biegsamen, jedoch
nicht dehnbaren band- oder fadenförmigen Material belegt ist, und zwar derart, daß
dieses in gestrecktem Zustand eine weitere Dehnung des Schlauches ähnlich wie der
starre Mantel verhindert. Schließlich ist der Schlauch von mehreren Stegen umgeben,
die in seiner Längsrichtung verlaufen und die über seinen Umfang mit Abstand verteilt
sind, wobei die Längsdehnung des Schlauches verhindert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 schematisch eine Seitenansicht - teilweise
im Schnitt - eines erfindungsgemäßen Fördersystems, F i g. 2 einen Querschnitt entlang
der Linie A-A in Fig. 1 mit dem elastischen Schlauch in dem nicht aufgeblasenen
Zustand mit Feststoffansatz, Fig.3 den gleichen Querschnitt wie Fig.2, jedoch mit
bis zum Mantel aufgeblasenem Schlauch und abgefallenem Feststoffansatz.
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In dem erfindungsgemäßen Fördersystem liefert ein Gebläse 1 die Förderluft
für den feinteiligen Feststoff, der über die Aufgabevorrichtung3 zugeführt wird.
Der Förderdruck wird durch ein in einer Nebenleitung angeordnetes Ventil 2 gesteuert.
Das Fördergut gelangt über einen luftdichten Abschluß 15 in den elastischen Schlauch
4, der über den luftdichten Abschluß 16 mit dem Zyklonabscheider 6 verbunden ist.
Der Schlauch 4 wird von einem starren Mantel 5 umgeben und gewährleistet die Verbindung
der Aufgabevorrichtung 3 mit dem Zyklonabscheider 6.
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Der Mantel 5 steht durch eine Öffnung (nicht gezeigt) mit der Atmosphäre
in Verbindung. Das Fördergut gelangt von dem Zyklonabscheider 6 durch eine Zellenradschleuse
11 in den Vorratsbehälter 13. Das Feingut gelangt aus dem Abschneider durch eine
Leitung 7 in einen Staubbehälter8, scheidet sich dort und an einem Filter 9 ab und
fließt schließlich über eine Zellenradschleuse 17 in einen Behälter 14.
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Dem Mantel 5 kommt die Aufgabe zu, die Ausdehnung des elastischen
Schlauches 4 so zu begrenzen, daß er bei höherem Druck nicht platzen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist der Schlauch
4 mit dem Mantel 5 fest verbunden, ohne jedoch die Dehnung bis zum Ausfüllen des
Mantels, d. h. bis zum Anlegen an der Innenfläche des Mantels, zu behindern. Der
Mantel 5 kann z. B. aus einer Schicht von Nylonfäden oder -fadenbündeln bestehen,
die rund um den Schlauch 4 an dessen Außenseite gewunden, z. B. sinusförmig, aufgelegt
sind. Die Dehnung des Schlauches wird bis zum Strecken der Fäden oder Fadenbündel
gestattet, eine weitere Dehnung jedoch verhindert. Diese Nylonfäden können auch
in der äußeren Schicht des Schlauches eingebettet sein.
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Um ein einwandfreies Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur pneumatischen Förderung von nicht frei fließendem Gut zu gewährleisten, ist
dafür Sorge zu tragen, daß eine Längsdehnung des elastischen Schlauches weitgehend
vermieden wird. Bevorzugt weist der erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende elastische
Schlauch über den Umfang im Abstand voneinander angeordnete Versteifungsteile, wie
Rippen od. dgl., auf. Damit wird die Längsdehnung verhindert oder zumindest weitgehend
eingeschränkt, jedoch die Querdehnung des Schlauches nicht beeinträchtigt.
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Für den elastischen Schlauch eignen sich Elastomere, die durch Erhöhen
des Förderdruckes aufblasbar sind, z. B. Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk
wie Styrol-Butadien-Copolymere, Butylkautschuk, Polyvinylelastomere und sulfochlorierte
Polyäthylenelastomere. Sulfochloriertes Polyäthylen ist ein besonders bevorzugtes
Material, da es seine elastischen Eigenschaften auch bei erhöhten Temperaturen beibehält.
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In F i g. 2 sieht man den Schlauch 4 in Ruhestellung, er liegt an
dem Mantel 5 nicht an. Einen Ansatz 17 aus einem nicht frei fließenden Fördergut
hat sich an ihm gebildet und angesetzt. Wird nun der Förderdruck erhöht und damit
der Schlauch 4 bis auf die Größe des Mantels 5 gedehnt (Fig. 3), so fällt der Feststoffansatz
18 von dem Schlauch ab und kann von dem Fördergut-Luft-Gemisch wieder mitgenommen
werden.
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Die Veränderung des Förderdruckes für das zeit weise Ausdehnen des
elastischen Schlauches kann durch Veränderung der Gebläseleistung, Abzweigen eines
Teiles der Förderluft über das Ventil 2 oder durch zeitweises oder periodisches
Rückstauen über die Austragsleitungen, Filter u. dgl. erreicht werden.
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Ist der Mantel 5 in den Figuren starr, wie z. B. ein Rohr, kann die
Dehnung des elastischen Schlauches auch durch Evakuieren des Zwischenraumes zwischen
der Innenwand des Mantels 5 und der Außenwand des elastischen Rohres 4 erfolgen.
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In der Praxis wurde manchmal festgestellt, daß die durch den Feststoffansatz
am elastischen Mantel verursachte Erhöhung des inneren Druckes bereits zum Ausdehnen
des Förderschlauches ausreicht, wogegen die Entfernung des Ansatzes den Druck innerhalb
der Leitung so herabsetzt, daß der Schlauch wieder seinen ursprünglichen Durchmesser
annimmt.
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Es ist augenscheinlich, daß beim abwechselnden Ausdehnen und Zusammenziehen
des elastischen Schlauches die Perioden zwischen diesen Maßnahmen allmählich verkürzt
werden können, so daß praktisch
ein beinahe kontinuierliches Ausdehnen
und Zusammenziehen stattfindet und sich keine Ablagerung von beträchtlicher Stärke
im elastischen Schlauch bilden kann.
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Als Fördermedium dient im allgemeinen Luft, für spezielle Fälle auch
andere Gase, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd.
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Zur Ergänzung der Erfindung sei folgendes Beispiel noch genannt:
Beispiel Ein Kautschukschlauch von etwa 5 cm lichter Weite, etwa 0,3 cm Wandstärke
und 28,8 m Länge war von einem äußeren starren Rohr - 10,2 cm lichte Weite - umgeben.
Der Schlauch war in vier gleiche Abschnitte unterteilt: einen horizontalen, einen
vertikalen und einen 300 gegen die Horizontale geneigten, über Krümmer angeschlossenen
Abschnitt und schließlich einen weiteren horizontalen Abschnitt vor dem Eintritt
in den Abscheider. Es war ein Gebläse vorhanden, um Luft in die Leitung vor einen
luftdicht abgeschlossenen Zuteiler einzubringen.
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Zwischen Gebläse und dem Zuteiler war ein Druckmesser und ein Ablaßventil
eingebaut. Es wurde ein feinkörniger Feststoff, und zwar Titandioxydpigment, mit
Luft längere Zeit gefördert, und zwar 9 t des Stoffes pro Stunde. Während dieses
Versuches war das Ablaßventil aus dem Schlauch abwechselnd 2 Sekunden geöffnet und
4 Sekunden geschlossen.
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Dies bewirkte ein Pulsieren des Schlauches. Es wurde festgestellt,
daß dieses Ausdehn- und Zusammenziehprogramm nach Belieben verändert werden konnte.
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Für einen zufriedenstellenden Betrieb der Vorrichtung kann das Ausdehnen
und das Zusammenziehen in irgendwelchen regelmäßigen Abständen erfolgen.
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Zufriedenstellende Ergebnisse wurden erhalten bei Zeiten zum Zusammenziehen
von 0,5 bis 4 Sekunden.
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Es wurde eine motorgetriebene Steuerung für das Öffnen und Schließen
des Ventils verwendet.
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In weiteren Versuchen wurde festgestellt, daß Titandioxyd auch ohne
Fremdsteuerung des Druckes im elastischen Schlauch gut gefördert werden konnte.
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Die Ansatzbildung bewirkte eine genügende Druck-
änderung im Schlauch,
um ihn auszudehnen und wieder zusammenzuziehen.