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"Vorrichtung zum pneumatischen Fördern von Schüttgut" Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum pneumatischen Fordern von SchUttgut mittels ringfdrmig
in ein Eörderrohr injizierter Druckluft, wobei das SchUttgut pulverformige bis sehr
grobkbrnige Beschaffenheit haben oder auch aus sogenanntem Kleingut bestehen kann.
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Es sind bereits Vorrichtungen zum pneumatischen Fördern von Getreide
und dergleichen mlttels ringförmig in ein Förderrohr injizierter Druckluft bekanntgeworden,
die jedoch infolge geringer Saugwirkung und Förderleistung nur zum Fördern solchen
Gutes verwendet. werden konnten, dessen Teilchen im Verhältnls zu ihrem Volumen
ein geringes Gewicht aufwiesen. Wegen des geringen Wirkungsgrades mußten die einen
Ring bildenden einzelnen kleinen DUsenbohrungen unmittelbar am Mundstück des Förderrohres
angebracht werden, wobei diese sich dann bei Betriebsunterbrechungen sehr leicht
zusetzten und bei Wiederaufnahme des Betriebs einer Reinigung bedurften. Nachteilig
war dabei auch, daß die Druckluftleitungen bis an das MundstUck gefUhrt werden mußten.
Schließlich war von Nqchteil, daß die Druckluft mangels ausreichender Vergleichmäßigung
nicht in jedem Bereich des gedachten Ringes in gleicher Menge und Geschwindigkeit
injiziert wurde. Diese fielen von der Seite mit dem Druckluftanschluß zu der gegendberliegenden
soweit ab, daß weiter leistungsmindernde Wirbel verursacht wurden und nur ein Teil
des bereits aufgenommenen Gutes in und durch das Förderrohr gelangte.
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Es war auch schon versucht worden, die Förderleistung solcher
Vorrichtungen
dadurch zu erhöhen, daß der Druckluft bei der Invention mittels Leitschaufeln ein
Drall verliehen wurde, wodurch jedoch nur der Weg jades Tellchens des Schüttgutes
im Verhältnis zur Länge des eigentlichen Forderweges ohne jeden Nutzen erhöht wurde.
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Wie die Leitschaufeln, so bedeuteten auch bei einer anderen bereits
vorgeschlagenen Vorrichtung, bei der eine Vielzahl kleiner Düsonbohrungen ringformig
angeordnet war, die zwischen den Düsenbohrungen stehengebliebenen Stege Unterbrechungen
des injizierten Luftstromes, wodurch zumindest die Förderleistung erheblich mindernde
Wirbel entstanden.
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Schließlich, jedoch abweichend von vorstehend behandelten Vorrichtungen,
ist es noch bekanntgeworden, Schüttgut pneumatisch dadurch zu fdrdern, daß dieses
in gegen atmosphärischen Druck abschließbare Behälter, Silos oder dergleichen gegeben
und aus diesen durch Beaufsehlagung mit Druckuft durch eine unten in dem Behälter
vorgesehene Auslaßöffnung und daran angeschlossene Förderrohre bewegt bzw. entleert
wurde. Hierbei war aber von Nachteil daß die ganzen Behälter als Druckbehälter ausgebildet
werden mußten, an die aus Sicherheitsgründen hohe Anforderungen zu stellen sind.
Somit waren derartige Einrichtungen sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb
recht aufwendig, zudem für eine kontinuierliche Förderung nicht ohne besondere Vorkehrungen
verwendbar.
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Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der bisherigen Nachteile.
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Nach der Erfindung wird nun eine Vorrichtung zum pneumatischen Fördern
von SchUttgut mittels ringförmig in ein Forderrohr injizierter Druckluft vorgeschlagen,
bei der in dem FUrderrohr eine Ringspaltdüse angeorndet ist, die e äußere Begrenzung
des Ringspaltes der Innenwand des Forderrohres entspricht, ein der Ringspaltdüse
vorgeordneter, ringförmiger Luftkessel
eine der Förderrichtung entgegengerichtete,
ringspaltförmige Austrittaöffnung aufweist und die ringspaltförmige Austrittsöffnung
mit der Ringspaltdüse durch eine, einen etwa U-formigen umlaufenden Querschnitt
aufweisende, in ihrem Durchtrittsquerschnitt einstellbare Luftschleuse verbtmden
ist, wodurch erreicht wird, daß die Druckluft in einem geschlossenen Ring und am
ganzen Umfang gleicher Menge und Geschwindigkeit, damit ohne jegliche Wirbelbildung
in das Förderrohr injiziert wird, und zugleich eine Anpassung an die jeweiligen
durch Fördergut, Fördermenge und LAnge des Förderweges bestimmten Betriebsbedingungen
ermöglicht ist.
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Weiter weist erfindungsgemäß das Förderrohr im Anschluß an die RingspaltdUse
eine doppelkegelstumpfförmige Verengung auf, wodurch die durch den Ringspalt injizierte
Druckluft zunächst eine auf den Saugstutzen wirkende kräftige Vakuumglocke bildet
und eine zusätzliche Beschleunigung erfährt, während das durch diese Art Vakuumglocke
angesaugte Schüttgut durch die Beschleunigung eine hohe Anfangsgeschwindigkeit erhält.
Die dem Schüttgut auf diese Weise verliehene Beschleunigung reicht nun völlig aus,
um dieses in dem weiter folgenden Förderrohr mit größerem Querschnitt und etwas
geringerer Geschwindigkeit der Förderluft über weite Strecken zu fördern, Zugleich
besteht ein besonderer Vorteil darin, daß ohne großem Aufwand auch solches Schuttgut
pneumatisch gefördert werden kann, dessen Teile ein im Verhältnis zu ihrem Volumen
sehr hohes Gewicht haben, wie Gußspäne oder dergleichen, oder auch kompaktes Kleingut
bis zu AuBenabmessungen, die gerade noch einen Durchtritt durch den engsten Querschnitt
der doppelkegelstumpfförmigen Verengung gestatten.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in dem der Luftschleuse
bzw. der Ringspaltdüse voraufgehenden Saugstutzen, winklig zu dessen Achse eine
mittels eines Kugelhahnes regulier-und verschließbare Luftzutrittsöffnung vorgesehen
ist, wodurch es ermöglicht ist, zum Setzen neigendes pulverförmiges Schüttgut fließfähig
zu halten.
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Bine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in dem
Forderrohr im Anschluß an die doppelkegelförmige Verengung ein Kugelhahn angeordnet
ist, womit ermöglicht ist, durch dessen sehr kurzzeitiges Schließen, und falls die
Vorrichtung an einen Silo angeschlossen ist, das in diesem befindliche, meist pulverformige
Schüttgut, falls es sich gesetzt hat oder Brücken entstanden sind, fließbar zu machen.
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Schließlich sind nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Saugstutzen
und das Forderrohr durch eine, mittels eines Kugelhahnes verschließbare Saugleitang
verbunden, wodurch ermöglicht t ist, die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung, insbesondere
bei pulverformigem oder relativ feinkornigem oder solchem Gut, dessen Teilchen bei
großem Volumen ein geringes Gewicht aufweisen, vollauf auszunutzen und eine Steigerung
der Fordermenge zu erhalten.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Vorrichtung zum pneumatischen FUrdern, angeschlossen
an einen Silo, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Vorrichtung mit offenem Aufgabetrichter,
und Fig. 3 eine Vorrichtung zum Entnehmen offen gelagerten Schüttgutes in vertikaler
Richtung, im Schnitt.
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In Fig. 1 und Fig. 2 (teilweise nicht weiter dargestellt) setzt sich
ein Förderrohr 1 entgegen der Förderrichtung auBen in einer DruckluftanschluBbüchse
2 (in Fig. 2 um 90° versetzt dargestellt) mit einer Bohrung 3, einer Ausdrehung
4 und einem Gewindeteil 5 sowie innen in einer Führungshülse 6 mit einem einen etwa
U-förmigen, umlaufenden Querschnitt aufweisenden Wulst 7 und einer durch einen sich
verengenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 8 und einen sich erweiternden kegelstumpfförmigen
Abschnitt 9 gebildeten doppelkegelstumpfförmigen Verengung 8, 9 fort, wobei der
sich erweiternde kegelstumpfförmige Abschnitt 9 in einem sich mit
gleicher
Konizität bis auf den lichten Forderrohrquerschnitt erweiternden kegekstumpfförmigen
Abschnitt 10 des eigentlichen Förderrohres 1 seine Fortsetzung findet.
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Zwischen der Ausdrehung 4 der Druckluftanschlußbüchse 2 und der FUhrungahUlse
6, deren genauer Abstand zueinander durch einen durchbrochenen Distanzring 11 konzentrisch
gehalten ist, ist ein ringfdrmiger Luftkessel 12 mit einer der Forderrichtung entgegengerichteten,
ringspaltförmigen Austrittsöffnung 13 gebildet.
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Auf dem Gewindeteil 5 der Druckluftanschlußbüchse 2 sitzt dreh-und
in Förderrichtung einstellbar ein Schleusenring 14, der mit seiner keglig verlaufenden
Lippe 15 den Wulst 7 der Führungshülse 6 mit Abstand umschließt, wodurch eine einen
etwa U"förmigen, umlaufenden Querschnitt aufweisende Luftschleuse 16 gebildet ist,+)
Dem Schleusenring 14 sind unter Einschaltung eines sehr elastischen Dichtungsringes
17 ein Saugstutzen 18 und diesem unter Einschaltung einer Dichtungsscheibe 19 ein,
an seinem anderen erweiterten und mit einer Drosselklappe 20 versehenen Ende an
einem Silo 21 angeschlossener, Saugstutzen 22 nachgeordnet, wobei hier zum Ubergang
von diesem zu dem Saugstutzen 18 und der Lippe 15 des Schleusenringes 14 ein schnabelförmiges
Füllstück 23 vorgesehen ist. Zum Feststellen des Schleusenringes 14 und damit zur
sicheren Bestimmung des Durchtrittsquerschnittes der Luftschleuse 16 dienen Konterringe
24 und 25.
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Der Saugstutzen 18 weist eine mit einem Kugelhahn 26 regulier-und
verschließbare Luftzutrittsöffnung 27 auf.
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Die Druckluftanschlußbüchse 2 ist mit einem Kugelhahn 28 versehen,
wKhrend dem Förderrohr 1 ein Kugelhahn 29 und diesem ein weiterfUhrendes FUrderrohr
30 (Fig. 1), das anfangs als Schauglas ausgebildet sein kann, bzw. eine Schlauchkupplung
31 (Fig. 2) nachgeordnet sind.
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+) die in einer Ringspaltdüse 15a mündet.
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In Fig. 2 ist weiter anstelle des Silos 21 (nachFig.)ein in den Saugstutzen22mündender,offenerAufgabetrichter32
vorgesehen, welcher zusammen mit der suvor beschriebenen Vorrichtung auf einem mit
Laufrollen33versehenenGerüst34aowie einer ebenfalls mit einer Laufrolle 33 ausgestatteten
Stütze 35 ruht. t. Witer sind der Saugstuzen 22 und das Fördrrohr 1 durch eine mittels
eines Kugelhahnes 36 verschließbare Saugleitung 37 verbunden.
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Nach Fig. 3.besteht eine Vorrichtung zum pneumatischen Fördern aus
einem Forderrohr 38 mit einer Schlauchkupplung 39 : an der eine e Schlauchförderleitung
40 angeschlossen ist, an einem Ende und mit einer Gewindebohrung 41 am anderen Ende,
einer darin unter Beilage eines Dichtungsringes 42 befestigten Druckluftan-Schluwbüches
43 mit Ausdrehung 44, Gewindestück 45 und Anschlußbohrung 46, einer mit der Druckluftanschlußbüchse
43 durch Drehsicherungen 47 verbundenen und darin zentrisch aufgenommenen Führungshülse
48 mit in deren Bohrung gelegener doppelkegel- -stumpfförmiger Verengung 49 und
einem, einen etwa U-förmigen umlaufenden querschnitt aufweisenden Wulst 50 am freien
Ende, und einem auf dem Gewindestück 45 der Druckluftanschlußbüchse 43 gehaltenen,
dieser und der Führungshülse 48 gegenüber in axialer Richtung einstellbaren Saugstutzen
51, dessen der Führungs@@ hülse 48 zugekehrte Stirnseite deren Wulst 50 unter Einhaltung
eines geringen Abstandes angepaßt ist und in diese mit oiner konisch verlaufendenLippe52eingreift,wodurcheineineiner
Ringspaltdüse 53 mündende LuStschleuse 54 gebildet ist. de in ihrem Durchtrittsquerschnitt
durch Drehen des Saugstutzens 51 gegenüber der Druckluftanschlußbüchse 43 einstellbare
Luftschleuse 54 entspringt an der ringspaltförmigen Austrittsöffnung 55 eines zwischen
der Ausdrehung 44 der des Drucklufta-nsohlußbSchse 43 und der Führungahülse 48 vorgesehenen,
ringförmigen Luftkessels 56.
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Zwischen der Druckluftanschlußbüchse 43 und dem Saugstutzen 51 ist
eine sehr elastische Dichtung 57 angeordnet. In der AnschluB-bohrung
46
der Druckluftanschlußbüchse 43 ist ein Rohrnippel 58 zum Anschluß eines Ventils
59 mit Schlauchmuffe 60 zum Anschluß einer nicht weiter dargestellten Druckluftschlauchleitung
eingelassen. Schließlich ist der Saugstutzen 51 durch ein Saugrohr 61 verlingert.
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Gemäß der Erfindung ist folgende Wirkungsweise gegeben : Nach Fig.
1. und Fig. 2 wird zur Inbetriebnahme, bei geschlossener Drosselklappe 20 bzw. noch
unbeaufschlagtem Aufgabetrichter 32 durch Öffnen des Kugelhahnes 28 die Druckluft
durch die Bohrung 3 in den Luftkessel 12 geleitet, in dem dank seiner relativ engen,
ringspMtförmigen Austrittsöffnung 13 und insbesondere der ebenfalls relativ engen
Luftschleuse 16 ein in allen Abschnitten des Luftkessels 12 gleicher Druck aufgebaut.
Hierdurch gelangt die Druckluft durch die vergleichmäßigend wirkende Luftschleuse
16 und aus der Ringspaltdüse 15a in jedem derer Abschnitte ihres Umfanges mit gleicher
Menge und Geschwindigkeit, und bildet, geleitet durch die konisch verlaufende Lippe
15 und den sich verengenden kegelstumpfformigen Abschnitt 8 der Führungshülse 6,
zunächst eine etwa kegelförmige Vakuumglocke, um sodann durch den sich erweiternden,
kegelstumpfformigen Abschnitt 9 der Führungshülse 6 und den in Fortsetzung sich
erweiternden, kegelstumpfformigen Abschnitt 10 des För (lerrohres 1 in dieses, durch
den geöffneten ltugelhahn 29 und ein wei. terfUhrendes Förderrohr 30 zu fließen
und schließlich an dessen Mündung, beispielsweise durch einen Abscheider zu entweichen.
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Neben der vergleichmäßigenden Wirkung der Luftschleuse 16, bewirkt
diese zugleich durch die Verringerung ihres Durchtrittsquersclinittes von dem großen
durch den äußeren Schenkel des U-förmigen, umlaufenden Quersclunitts dargestellten
Ringspalt zu dem kleinen, durch den inneren Schenkel des U-förmigen, umlaufenden
Querschnitts dargestellten, in der Ringspaltdüse 15a mUndenden Ringspalt eine Beschleunigung
der hindurchgeleiteten Druckluft. Eine weitere Beschleunigung erfährt die Druckluft
im Bereich des kegelstumpfformigen Abschnitts 8 der Führungshülse 6. Da die Innenwand
des kegelstunpfförmigen Abschnitts 8 zugleich die äußere Begrenzung der Ringspaltdüse
15a darstellt,
ist jegliche nachteilige und die Förderleistung beeinträchtigende
Wirbelbildung ausgeschlossen.
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Nachdem auf die vorstehend beschriebene Weise der atmosphärische Druck
in dem Förderrohr 1, dem weiterführenden Forderrohr 30 und irgendwelchennachfolgendenEinrichtungenbeseitigtist,
wird die Drosselklappe 20 geöffnet und ggf. der Aufgabetrichter 32 mit Schüttgut
t beaufschlagt. Da @s im Silo 21 bzw. im Aufgabetrichter 32 befindliche Schüttgut
wird nun durch die Saugstutzen 22 und 18 angesawugt und in der Führungshülse 6,
die somit auch als s Mischdüse bezeichnet werden kann, mit der Druckluft gemischt.
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Dabei erhalten die Teilchen des Schüttguts eine sehr hohe Beschleunigung.
Die so beschleunigten Teilchen des Schüttgutz können nun ohne Schwierigkeit und
getragen durch die Druckluft Uber weite Strecken gefördert werden.
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Zur Anpassung an die jeweiligen, auch wechselnden, durch den Förderweg,
die gewünschte Fördermenge und die Beschaffenheit des Schüttguts bestimmten Betriebsbedingungen
wird nun zur Regelung der erforderlichen, durch die Ringspaltdüse 15a zu injizierenden
Menge Druckluft der Durchtrittsquerschnitt der Luftschleuse 16 durch Drehen des
Schleusenringes 14 und damit dessen axiale Verlagerung gegenüber der Druckluftanschlußbüchse
2 und der Fübrungshülse 6 eingestellt, wobei die Konterringe 24 und 25 zunächst
gelöst und nach Einstellen des Schleusenringes 14 wieder angezogen werden. Durch
diese Bestimmung der zu injizierenden Menge Druckluft wird ein bei allen Betriebsbedingungen
besonders gUnst1ger Wirkungsgrad, der sich in einem Verhältnis von Förderluft zu
Fördergut von etwa 1 : 1 zeigt, erreicht, der die wirtschaftliche Arbeitsweise der
Vorrichtung kenneichnet.
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Überdies gestattet die Vorrichtung durch ihre Ausbildung, insbesondere
die einstellbare Luftschleuse 16, erstmalig eine Anwendung als Dosiervorrichtung,
da das Verhältnis von injizierter Druckluft bzw. Förderluft und gefördertem Schüttgut
bzw. Fördergut bei Abweichungen von nur wenigen Prozenten durchaus als stabil bezeichnet
werden kann.
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Soll nun Schüttgut aus einem geschlossenen Silo 21 oder solches, dessen
Teilchen von sehr wenig oder praktisch keiner Luft umschlossen sind, das also nicht
fließfähig ist, gefördert werden, so kannte dies nicht angesaugt werden, d. h. es
würde durch die Virkung der injizierten Druckluft lediglich ein Vakuum in den Saugstutzen
18 und 22 erzeugt. Zur Aufhebung eines solchen Vakuums und damit zum Fließbarmachen
des Schüttguts wird durch Öffnen des Kugelhahnes 26 ein Eintreten awtmosphärischer
Luft durch die Luftzutrittsöffnung 27 in die Saugstutzen 18 und 22 ermöglicht.
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Sofern sich das SchUttgut in dem Silo 21 festgesetzt hat, oder bei
Brückenbildung, werden diese Störungen durch Schließen des Kugelhahnes 29 fUr einen
Zeitraum von wenigen Sekunden beseitigt, wobei die injizierte Druckluft in Richtung
auf den Silo 21 wirkt und das SchUttgut auflockert.
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Zur Stillsetzung der Vorrichtung empfiehlt es sich, zunächst die Drosselklappe
20, die dbrigens auch durch entsprechende Einstellung zur Regulierung der Fördermenge
herangezogen werden kann, zu schließen und vor Absperren der Druckluftzufuhr durch
den Kugelhahn 28 die Führungshülse 6, das Förderrohr 1, den Kugelhahn 29 und das
weiterführende Förderrohr 30 leerzublasen.
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Nach Fig. 2 ist dem Leistungsvermögen der Vorrichtung und den fUr
eine pneumatische Förderung gUnstigen Eigenschaften feinen SchUttguts bis zu einer
Korngröße von etwa 8 mm durch Einsatz der Saugleitung 37 Rechnung getragen. Es ist
dadurch möglich, bei feinem SchUttgut dessen Anteil zur Menge der injizierten Druckluft
von etwa 50 % auf etwa 70 % zu erhöhen.
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Die Wirkungsweise der etwas einfacher ausgebildeten Vorrichtung nach
Fig. 3 entspricht der bereits beschriebenen. Hier erfolgt die Einstellung dea Durehtrittsquerschnittes
der Luftschleuse54 durch Drehen und damit axiale Verschiebung des Saugstutzens 51
gegenüber der Druckluftanschlußbüchse 43. Wie das gegen Federkrawft
zu
betätigende Ventil 59 für die Druckluftzufuhr erkennen läßt, ist diese Vorrichtung
überwiegend für relative kurzfristigen oder intermittierenden Betrieb, wie zum Entladen
eines Uaggons, und vlelleicht zum Führer von Hand, gedacht, obwohl das Saugrohr
61 durchauseineLängevonbissueta20m haben kann.
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Wie aus den Beispielen zu ersehen ist, gestattet die erfindungsgemäße
Vorrichtung vielerlei Möglichkeiten der konstruktiven Ausbildung und Ausgestaltung
sowie Anwendung für Schüttgut unterschiedlichster Beschaffenheit bis zu Kleingut,
ggf. eben auch als Staubsauger, zumal in Betrieben, die ohnehin über ein Druckluftversorgungsnetz
verfügen. Selbstverständlich kann auch an Stelle von Druckluft ein anderes unter
Druck stehendes Medium verwendet sein. Schließlich können auch sehr lange Förderstrecken
dadurch bewxaltigt werden, daß auf der Förderstrekce eine oder mehrere der Vorrichtungen
nach der Erfindung eingeschaltet sind.