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" Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Fördern von staubförmigem
und körnigem Gut
Die erfindung betrifft ein Verfahren zum pneumatischen
fördern von staubförmigem und körnigem Gnt, insbesondere mit hoher Feststoffbeladung
des Gases und hohem Druck, mit dazugehörigen Vorrichtungen zur Durchführung dieses
Verfahrens Es sind Vertahren zur pneumatischen Förderung mit DruckluSt oder einem
anderen Gas bekannt. bei welchen das Fördergut, bevor es in die Fördergutschleuse
oder die Spindelpumpe gelangt, mittels eines Gases in einen aufgelockerten Zustand
versetzt wird. Es ist bekannt, das Gut auch innerhalb einer Schleuse, beispielsweise
einer Zellenrad-, Schlauchrad- oder Schneekenschleuse aufzulockern. Es wurde weiterhin
bereits vorgeschlagen, das Fördergut im Rohr durch Einblasen sehr geringer Luftmengen
im aufgelockerten Zustand zu halten oder zu versetzen.
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Bei Anwendung dieser Verfahrensschritte, unter Benutzung von Schleusen,
das sind Bauteile, die das Fördergut in das Rohr bringens aber keinen wesentlichen
Energieanteil zum Fördern im Rohr liefern, beispielsweise Zellenrad-, Schnecken-,
Behälter-, Kammer oder Injektorschleusen, liegt Verschleiß, Verklemmungsgefahr,
hoher Energiebedarf oder großes Bauvolumen vore Das Fördergas bricht durch den Feststoff,
auch wenn er kontinuierlich in das Förderrohr gegeben wird oder bereits in einem
mit dem Förderrohr
verbundenen Druckgefäß lagert, durch und bildet
im Förderrohr Luftblasen und Feststoffpfropfen0 Bei Benutzung von Spindeipumpen
wird Feststoff und Gas als homogene Mischung in das Förderrohr gebrachte Eine Kombination
dieses Verfahrensschrittes mit einer Auflockerung des allmählich absetzenden Gemisches
im Förderrohr wurde noch nicht bekannt, Die Mängel eines derartigen Verfahrens liegen
darin, daß in der Spindelpumpe ein starker Verschleiß starker Abrieb des Fördergutes
und dadurch die damit verbundene Abgabe von Reibungswarme einen nicht an der Förderung
beteiligten Energiebedarf verursacht.
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Der Zweck der Erfindung liegt darin, ein Förderverfahren zu verwirklichen,
bei welchen mit geringen Luftmengen, kleinem Energiebedarf und niedrigem Entstaubungsaufwand
staubförmige und körnige Güte gefördert werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Förderverfahren zu schaffen,
bei welchem Fördergut portionsweise einem Aufgabebehälter entnommen wird, in dem
es gegebenenfalls zuvor aufgelockert wurde, es portionsweise unter Zusatz einer
begrenzten Luftmenge in die Förderleitung einzuschleusen oder zu puppen und in diesem
stoßweise oder bei Zugabe von Gas mit abgeminderten Stößen zu einer Abgabestelle
zu transportieren.
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Eri.indungsgemaß wird das damit erreicht, daß das Fördergut mit einer
Kolbenpumpe angesaugt und dann im Pumpenraum und in besonderen Fällen auch im Druckstutzen
der Pumpe durch Zugabe von Gas aufgelockert oder, bei sehr starker Luftzugabe, bereits
bevor der Kolben es herausdrückt, aus diesem herausgeblasen wird.
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Fördergüter, die schlecht nachrieseln oder die über eine bestimmte
Höhe angesaugt werden sollen, werden vor Eintritt in die Pumpe durch Einblasen eines
Gases oder durch mechanisches Verwirbeln so aufgelockert, daß ein Gemisch mit flüssigkeits-
und gasähnlichen Eigenschaften entsteht.
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Dieses Vorbereiten verbessert auch in anderen Fällen das Ansaugverhalten
des Gutes, es verringert aber auch das angesaugte Festvolumen und soll dadurch auf
ein Mindestmaß beschränkt bleiben.
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Bei kurzen Förderwegen und langsam absetzenden Gütern ist die in den
vorangegangenen zwei Verfahrensschritten zugesetzte Luftmenge ausreichend, um das
Gut bis zu einem Abscheider durch die Rohrleitung zu schieben. Bei langen Förderwegen
oder häufigen Stillstandzeiten, vor denen der Rohrinhalt nicht Jedesmal ausgeblasen
werden soll, ist es vorteilhaft, das Fördergut durch Zuführung von Fördergas nach
bekannten Methoden in der Förderleitung
im aufgelockerten Zustand
zu halten oder in diesen zu versetzen. Werden zur Auf lockerung und förderung besondere
Gase verwendet, so können sie anschließend gereinigt und dann erneut verwendet werden.
Die Vorrichtung, welche die Durchführung des Verfahrens im wesentlichen ermöglicht,
ist vorzugsweise eine Membranpumpe, die jedoch, um einen hohen Druck erzeugen zu
kennen nur minimale schädliche Räume hat, die zweckmäßigerweise kleiner als das
Hubvolumen sind, und zwar ähnlich wie bei einem Gasverdichter. Die Membrane ist
in bekannter Weise z.B. schlauch-, platten, faltenbalgförmig usw. ausgebildet. Sie
wird von an sich bekannten Preßelementen oder einem Gas oder eine Flüssigkeit bewegt.
Die Flüssigkeit kann ton hin-und hergehenden Teilen, z.B. Kolben oder von rotierenden
Elementen, z.B. Umlaufkolben oder Olpumpen bzw. Flüssigkeitspumpen, bewegt werden.
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Ansaug- und Druckztutzen der Membranpumpe werden wechselweise mit
Ventilen oder anderen Absperrorganen geöffnet und geschlossen. Als vorteilhaft hat
sich ein Gummikugelventil erwiesen, das auf einem ebenfalls elastisch ausgebildeten
Dichtsitz anliegt-. In den Pumpenraum wird vorzugsweise nur während des Druckhubes
und je nach Förderguteigenschaften nur während eines kurzen Abschnittes des Druckhubes
Gas eingeblasen. Bei Kunststoffpulver wird beispielsweise durch Einblasen nur während
eines Drittels des Druckhubes, etwa in seinem mittleren Abschnitt, eine günstige
Arbeitsweise, insbesondere eine große Fördermenge erzielt. Die Spülgaszufuhr wird
mittels Kurvenscheibe, Endschalter und Magnetventil
gesteuert. Es
kann aber auch nach anderen bekannten Methoden, beispielsweise direkt vom Antrieb
der Pumpe mittels Schieber gesteuert, periodisch ugegeben werden. Das Spülgas wird
über einfache Rohranschlüsse, z. B. in den Pumpenraum tangential einmündende Rohre,
oder durch selbstschließende Blaselemente oder über poröse Einbauten eingeblasen.
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Die poräsen Einbauten können starr, beispielsweise als Sintermetallplatte,oder
beweglich, beispielsweise als gasdurchlässige Membrane ausgebildet sein. Hinter
den porösen Einbauten sind nur minimale Gasdurchtrittsspalte vorhanden, um den schädlichen
Raum nicht zu vergrößern und damit den erreichbaren Druck zu verringern. Da sich
eine Gewebemembrane an das Pumpengehäuse anschmiegen kann und beim Einblasen von
Gas aufgebläht wird, wobei gleichzeitig Fördergutanbackungen abgestoßen werden,
ist die@e als poröses Einbauteil besonders günstig.
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Auch die Pumpenmembrane kann gasdurchlässig ausgebildet werden. Die
Menge und der Druck des Spülgases wird entsprechend den Förderguteigenschaften,
dem Förderdruck und der konstruuti:t'on Gestaltung des Pumpeninnenraumes mit bekannten
Einrichtungen reguliert. Das steuerorganS welches die Spülluft periodisch in den
Pumpenraum einströmen läßt, ist zur Vermeidung von schädlichen Räumen möglichst
nahe an Pinapenraum angeordnet. Wird in die Spülgaszuleitung eine Rückschlagsicherung
eingebaut, so ist1 beispielsweise zum Entleeren der Förderleitung mittels eines,
Schwammgum@ ibulles £,)) Druck zu erreicien, der
durch Addition
der Drücke des Spülgases und des von der Pumpe erzeugten Maximaldruckes entsteht.
Am Pumpengehäuse werden Schau- und Ausblasöffnungen vorgesehen, um den Innenraum
zu kontrollieren und den Raum zwisched Gewebemembrane und Pumpengehäuse von Ablagerungen
freizuhalten.
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Durch geeignete Vorrichtungen, beispielsweise Schaltkontakte, die
beim Überschreiten des zulässigen Druckes hinter dem Membrankolben ansprechen, wird
der Pumpenantrieb abgestellt.
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Durch entsprechende Vorrichtungen, beispielsweise Manometer, kann
der auf den Membrankolben ausgeübte Preßdruck am Ende des Druckhubes, ohne Vorliegen
von Gegendruck in der Förderleitung, gemessen werden. Dieser MeBwert zeigt einen
richtig eingestellten Pumpenhub oRer das Vorliegen von Ablagerungen im Hubraum der
Pumpe. Bei ungünstigen Förderguteigenschaften, langen Förderentfernungen, zur Vermeidung
von ablagerndem Gut aus verfahrenstechnischen Gründen usw. wird in den Druckstutzen
der Pumpe Zusatzgas eingebracht, und zwar über einen einfachen Rohranschluß durch
selbstschließende Blaselemente oder über poröse Einbauten Die Einbringung ist hier
gunstiger als am Spülgasanschluß, da ein gleichmäßiger Förderfluß erzielt wird.
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Zur Erzielung größerer Förderentfernungen und Fördermengen können
mehrere Membranen oder Mernbranpumpen parallel-oder reihengeschaltet zusammenarbeiten.
Durch Schaugläser am örderleitungsbeginn könnan die Arbeitsweise der Pumpe, insbesondere
die Materialbeladung des Förderstromes eingeregelt und etwaige Membranbrüche erkannt
werden, wenn für diesen Zweck nicht andere Meß- und Warngeräte eingebaut sind.
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Die von der Pumpe erzeugte Ansaugwirkung kann genutzt werden, beispielsweise
bei einem Entladegerät. Diese Fördereinrichtung kann auch zum Dosieren von Materialmengen
benutzt werden.
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Die Erfindung ermöglicht eine Förderung mit geringeren Gasmengen als
bei bekannten Verfahren. Infolge des geringeren Druckgasverbrauches ist die aufzuwendende
Energie geringer.
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Der geringere Gaseinsatz ermöglicht es auch, den Entstaubungsaufwand
auf ein Minimum zu begrenzen. Beispielsweise können schwer aus Filtergeweben abzureinigende
Stäube ohne Schwierigkeiten gefördert werden Durch den geringeren Gaseinsatz können
auch die Kosten fur besondere Gase, z. 3. vorgetrocknete Luft, Stickstoff usw. verringert
werden. Infolge der geringeren Gas- und Fördergutgeschwindigkeit im Rohr wird das
Fördergut weniger zerrieben und das Rohr unterliegt geringerem Verschleiß In der
Pumpe sind keine aufeinander gleitenden Flächen zwischen dio das Fördergut eindringen
kann, vorhanden, so daß Verklemmungen und Verschleiß, beispielsweise wic bei Zellenrad-
und Schneckenschleusen, nicht auftreten können
Die Erfindung wird
nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: die Prinzipdarstellung
der einzelnen Verfahrensschritte; Fig. 2: einen Schnitt durch eine Membranpumpe
mit Hubkolbenantrieb; Fig. 3s einen Schnitt durch eine Membranpumpe mit federbelasteten
Ventilen; Fig. 4: einen Schnitt durch eine Membranpumpe mit zwei ebenen Membranen
; Fig. 5t eine Seitenansicht zu Fig, 4; Fig. 6s einen Schnitt durch eine Membranpumpe
mit schlauchförmigem Membrankolben; Fig. ?: einen Schnitt durch eine Schlauchmembrane
gemäß Fig. 6; Fig. 8: eine Prinzipdarstellung zu einer Doppel-Membranpumpe mit Umlaufkolbenpumpenantrieb.
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Nach Fig. 1 wird in einem Aufgabebehälter 1 das eingegebene Fördergut,
sofern es fluidisierbar ist, um es für die Förderung vorzubereiten, mit Auflockerungselementen
2 bekannter Ausführung mit Gas angereichert. Das Auflockerungs- und Fördergas wird
von einem Gasstromerzeuger 3, beispielsweise -einem Verdichter, zugeführt. In die
feststoff- und fördergasführenden Leitungen sind Absperrorgane 4 eingebaut. Das
Fördergemisch gelangt in die Pumpe 5, deren Kolben,
dargestellt
ist ein Membrankolben 6, von einem Antriebsaggregat 7 bewegt wird. Hinter dem Pumpenraum
8 schließt sich die Förierleitung 9 an, in die ebenfalls Auflockerungselemente 10
eingebaut sein können0 Die Gas zuleitung 11 gabelt sich in Anschlüsse für den Aufgabebehälter
1, den Pumpenraum 8, den Druckstutzen der Pumpe und die Auflockerungselemente 10
der Förderleitung 9.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Pumpe 5 Der Membrankolben
6 wird über eine Druckflüssigkeit 12 von einem Hubkolben 13 bewegt. Im Pumpenraum
8 befindet sich eine gasdurchlässige Membrane 14> unter die mittels der Gaszuleitung
11, dem Steuerventil 15, beispielsweise ein Magnetventil, ferner eine Rückschlagsicherung
16 und eine Druck- und Gasmengenregeleinrichtung 17 Gas zugeführt wird.
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Die Auflockerungselemente 2 des Aufgabebehälters 1 bersit-en das Gut
zur Förderung vor, bevor es durch Heben der Saugvertilkugel 18 in den Pumpenraum
8 gelangt. timer die Druckventilkugel 19 kommt das Gut in den Druckstutzen 20 «
Pumpe 5, wo es in besonderen Fällen noch zusätzlich mit Gas über die gasdurchlässigen
Auflockerungselemente 21 aufgelockert werden kann, bevor es in die Förderleitung
9 gedrückt wird. Der Raum zwischen der gasdurchlässigen Membrane 14 und dem Pumpengehäuse
kann mittels Gas, das über die Gaszuleitung 11 eingebracht wird, nach Entfernen
der Versohlußschraube 22 in größeren Abständen ausgeblasen werden. Ein Manometer
23 zeigt die Spannung der Membran@e
beispielsweise nach Einfüllen
des Öles, beim Abgang von Leckflüssigkeiten oder beim Vorliegen von Ablegerugen
im Pumpenraum 8 an.
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In Fig. 3 ist die Saugventilkugel 18 und die Druckventilkugel 19 in
federbelasteter ausführung dargestellt, um geringere schädliche Räume zu erreichen
und einen waagerecht liegenden Druckstutzen 20 der Pumpe 5 zu ermöglichen.
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Pigur 4 zeigt einen Schnitt durch eine Membranpumpe 25 mit zwei ebenen
mit vorgeformten Ringen versehenen Membrankolben 6. Die Saugventilkugel 18 ist hängend
ausgeführt.
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Figur 5 zeigt die Druckventilkugel 19 zu liner Pumpe 5 nach Figur
4 mit horizontal liegendem Druckstutzen der Pumpe 5.
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Figur 6 stellt eine Membranpumpe 25 mit schlauchförmigem Membrankolben
24 dar. Dieser kann, wie Figur 7 zeigt, um das Zusammendrücken zu erleichtern und
die Membrane zu schonen, in bekannter Weise vorgeformt sein.
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In Figur 8 sind zwei parallel arbeitende Membranpumpen 25 dargestellt,
die ihre Druckflüssigkeit von einer Umlaufkolbenpumpe 26 und das Gas von einem Gasstromerzeuger
3 beziehen, wobei die periodische Beaufschlagung mit Flüssigkatt und Gas durch eine
Steuereinrichtung 27 vorgenommen wird.