DE1949173B2

DE1949173B2 - Verfahren und vorrichtung zur foerderung kohaesiven teilchenmaterials

Info

Publication number: DE1949173B2
Application number: DE19691949173
Authority: DE
Inventors: Robert James; Mawson Brian Stanley; Stevenage Hertfordshire Flain (Großbritannien)
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1968-10-02
Filing date: 1969-09-29
Publication date: 1977-12-29
Also published as: DE1949173A1; GB1248614A; FR2019681B1; SE356729B; FR2019681A1; JPS494914B1; US3604758A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung kohäsiven Teilchenmaterials von einem Aufgabetrichter durch ein Forderrohr zu einer Entnahmesteile, wobei Druckgas oberhalb des Materials und nahe der Auslaßmündungsöffnung in den Aufgabetrichter und außerdem in der Nähe der Auslaßrnündungsöffnung in das Förderrohr eingeleitet wird.

Ein Verfahren dieser Art bzw. eir.e nach einem solchen Verfahren arbeitende Vorrichtung ist aus der US-PS 3210131 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Förderanlage, die insbesondere zur Förderung von Formsand vorgesehen ist, wird Förderluft an der Auslaßmündungsöffnung des Aufgabetrichters in den Trichterauslaß und eine kurze Strecke stromab der Auslaßmündungsöffnung in das Forderrohr jeweils tangential eingeleitet, so daß die Förderluft das Forderrohr etwa schraubenlinienförmig durchströmt. Die an der Auslaßmündungsöffnung des Aufgabetrichters eingeleitete Luft soll dabei eine Brückenbildung des Fördergutes über der Auslaßmündungsöffnung verhindern und das Fördergut mit Luft durchsetzen, während die stromab der Auslaßmündungsöffnung in das Förderrohr eingeleitete Luft in der Hauptsache den Transport des Fördergutes bewerkstelligt. Beider bekannten Förderanlage wird die Förderluft mit einem Druck von etwa 7 kp/cm² zugeführt, und das Fördergut wird mit beträchtlicher Geschwindigkeit durch das Förderrohr transportiert.

Eine sehr ähnliche und im wesentlichen nach dem gleichen Verfahren arbeitende Förderanlage ist aus der CH-PS 345 844 bekannt. Bei dieser weiteren bekannten Anlage wird die Förderluft wiederum an der Auslaßmündungsöffnung des Aufgabetrichters sowie an zwei weiteren, mit verschiedenen Entfernungen stromab der Auslaßmündungsöffnung gelegenen Stellen in das Förderrohr jeweils tangential/axial eingeblasen, womit erreicht werden soll, daß das im Förderrohr eine schraubenlinienförmige Bahn beschreibende Fördergut hauptsächlich in der Mitte des Förderluftstromes transportiert wird. Auch bei dieser Anlage wird mit verhältnismäßig hohem Druck der Förderluft gearbeitet, und das Fördergut wird mit hoher Geschwindigkeit durch das Forderrohr transportiert.

Bei den beiden bekannten Anlagen bzw. den dadurch bekannten Förderverfahren wird das Fördergut in einem völlig luftdurchwirbelten und fein verteilen Zustand gefördert. Das hat aber zur Folge, daß wegen der Arbeitsweise mit hohem Förderluftdruck und großer Strömungsgeschwindigkeit zur Förderung einer bestimmten Menge Fördergutes große Luftmengen benötigt werden, was beträchtliche Betriebskosten verursacht. Außerdem lassen sich nur Materialien fördern, die sich im Luftstrom wirklich fein verteilen lassen. Stark kohäsive Pulvermaterialien erfüllen diese Forderung nicht. Die bei den bekannten Verfahren angewandte große Fördergeschwindigkeit, d. h. die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Förderluft/Föidergut-Gemisches, bedingt außerdem die Notwendigkeit einer besonderen Einrichtung zum Trennen der Förderluft vom Fördergut am Ende des Förderrohres und wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer des Förderrohres aus, da das schnell strömende, zerstäubte Fördergut die Innenwandungen des Förderrohres insbesondere an Krümmungen desselben stark abnützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch stark kohäsives Teilchenmaterial auf einfache Weise und wirtschaftlicher zu fördern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Verfahrensmaßnahmen gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also das Fördergut nicht in einem luftdurchwirbelten und fein verteilten Zustand, sondern in seiner sogenannten dichten Phase gefördert, wobei das Fördergut haupt-

sachlich durch das oberhalb des Materials in den Aufgabetrichter eingeleitete Druckgas transportiert wird, das nur einen verhältnismäßig geringen Druck aufweist, während das nahe der Auslaßmünduugsöff nung in den Aufgabetrichter eingeleitete Druckgas ebenso wie bei den bekannten Verfahren die Brückenbildung des Materials verhindert und wobei das stromab der Auslaßmündungsöffnung in das Förderrohr eingeleitete Druckgas die Trennung der Materialsäule im Förderrohr in einzelne Säulenabschnitte bewerkstelligt.

Damit wird der technische Fortschritt erzielt, daß zum Transport einer verhältnismäßig großen Menge Fördergutes nur eine sehr geringe Druckgasmenge erforderlich ist, die das Verfahren ausführende Vorrichtung mit sehr geringem Druck arbeitet und durch den geringen Druckgasbedarf nur geringe Betrieb?kosten anfallen. Wegen der verhältnismäßig niedrigen Fördergeschwindigkeit unterliegen die Innenwandungen des Förderrohres nur geringem Verschleiß und eine besondere Einrichtung zum Trennen der Förderluft vom Fördergut ist nicht erforderlich. Sehr wesentlich ist auch die Tatsache, daß sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch stark kohäsive Teilchenmaterialien fördern lassen, die für einen Transport im luftdurchwirbelten, fein verteilten Zustand nach den bekannten Verfahren nicht geeignet sind.

Die intermittierende Einleitung von Druckgas in ein Förderrohr zum Transport von Teilchenmaterial ist aus der US-PS 3380780 an sich bekannt.

Bevorzugte Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 4. Die Ausbildung eines Abschnitts der Förderrohrwandung als gasdurchlässige Buchse zur Gaseinleitung ist aus der DL-PS 16977 an sich bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Förderanlage, und

Fig. 2 einen Schnitt durch den Druckgaseinlaß des Förderrohres.

Die in Fig. 1 gezeigte Förderanlage weist einen Aufgabetrichter I auf, der einen sich verjüngenden unteren Teil 2 besitzt und im Betrieb oben mittels eines Deckels 3 gasdicht verschlossen ist. An das untere Ende des sich verjüngenden Trichterteils 2 scnließt sich ein kurzer gekrümmter Rohrabschnitt 4 an. Der Rohrabschnitt 4 ist über einen Gaseinlaßabschnitt 6 mit einem Förderrohr 7 verbunden, das zu einer nicht dargestellten Entnahmestelle verläuft.

Eine Druckgasquelle 8 versorgt über eine sich verzweigende Rohrleitung 9 eine in den oberen Teil des Aufgabetrichters 1 führende Leitung 10, weiter eine in der Nähe der Auslaßmündungsöffnung 5 des Aufgabetrichters führende Leitung 11 und eine zum Gaseinleitungsabschnitt 6 des Förderrohres 7 führende Leitung 12 mit Druckgas. In jede der Leitungen 10, 11 und 12 ist ein Regulierventil 14 bzw. 15 bzw. 16 geschaltet, und an jede dieser Leitungen ist ein Druckmesser 17 bzw. 18 bzw. 19 angeschlossen. Der Gaseinlaßabschnitt 6 des Förderrohres wird über ein von einem elektrischen Impulsgeber 21 gesteuertes Magnetventil 20 intermittierend mit Druckgas ge-Der GaseinlaÜabschnitt 6 ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einer gasdurchlässigen Buchse 29, die beispielsweise aus Sinterbronze besteht, und einem diese mit Abstand um-■> gebenden Mantel 26, durch welchen hindurch die Leitung 12 in den zwischen dem Mantel und der gasdurchlässigen Buchse gebildeten Ringraum einmündet. Außerdem weist der Gaseinlaßabschnitt 6 zwei Stirnplatten 24 und 25 auf, die jeweils eine den Mantel

πι 26 aufnehmende Ringnut 27 bzw. 28 und an ihren inneren Rändern einen die poröse Buchse 29 aufnehmenden Absatz besitzen. Die Stirnplatten 24 und 25 liegen an Flanschen 22 und 23 des Rohrabschnittes 4 und des Förderrohres 7 an und sind mittels Schrauben

I") 30 mit diesen verbunden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Förderanlage kurz beschrieben:

Die Druckgasquelle 8 liefert Gas mit einem Druck von etwa 0,42 atü bis 0,70 atü, der über die

2<> Leitung 10 auf die gestrichelt angedeutete Oberfläche 31 des im Aufgabetrichter 1 befindlichen Materials einwirkt und dieses dadurch nach unten drückt. Der gleiche Gasdruck ist auch in der Leitung 11 vorhanden, die zur Steile 13 nahe des unteren Aufgabetrich-

2) terendes führt. Das an der Stelle 13 eintretende Gas dient der Verhinderung einer Brückenbildung des Teilchenmaterials am Trichterauslaß. Die Strömungsmenge des durch die Leitung 11 eingeleiteten Gases beträgt nur etwa ein Viertel der Strömungsmenge des

jo Gases durch die Leitung 10 hindurch.

Die aus dem Aufgabetrichter 1 auf Grund des über die Leitung 10 erzeugten treibenden Gasdruckes in den gekrümmten Rohrabschnitt 4 gedruckte Materialsäule wird während ihres Durchganges durch den

j> Gaseinlaßabschnitt 6 durch das intermittierend unter der Steuerung des Ventils 20 eingeleitete Gas in einzelne Säulenabschnitte unterteilt, die jeweils durch ein Gaskissen voneinander getrennt sind. Die Dauer jedes Gaseinleitungsimpulses bestimmt die Länge der Gas-

w kissen zwischen den einzelnen Säulenabschnitten. Die optimale Länge der Säulenabschnitte hängt von der Eigenart des jeweils zu fördernden Teilchenmaterials ab. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der zum Hindurchtreiben eines Säulenabschnittes durch das För-■> derrohr erforderliche Druck sich mit dem Quadrat der Länge des Säulenabschnittes erhöht.

Für eine zufriedenstellende Förderung von sich in seiner dichten Phase befindendem kohäsivem Teilchenmaterial müssen die Längender Säulenabschnitte

■in verhältnismäßig klein sein. Beispielsweise hat sich bei der Förderung von Calcit gezeigt, daß bei einer Säulenabschnittlänge von etwa 0,30 m nur ein Druck von etwa 0,05 atü erforderlich ist, um das Material aus dem Ruhezustand in Bewegung zu setzen, und daß nur etwa ein Drittel dieses Druckes erforderlich ist, um das Material in Bewegung zu halten.

Das Ein-Aus-Zeitverhältnis des Magnetventils 20 beträgt typischerweise etwa 1:1, wobei die Impulsfrequenz etwa einen Impuls pro Sekunde beträgt. Als

bo Druckgas dient im allgemeinen Luft.

Nachstehend sind noch drei Beispiele angegeben, die sich unter Verwendung eines verhältnismäßig kleinen Versuchsmodells der Förderanlage ergeben haben. Dabei betrug der Durchmesser des Aufgabe-

b5 trichters 457 mm, die Höhe des oberen zylindrischer. Teils und des unteren konischen Teils des Aufgabetrichters jeweils 762 mm und das Fassungsvermögen etwa 136 kg Pulvergut. Der Innendurchmesser des

1949

Material

Calcit, Korngröße ">

20

Beispiel II

Material

Calcit, Korngröße

173 ,^r

trichter

0,61 atü

Material

Portland-Zemen

5

ca. 55 μνη

ca. 55 μητι

¹ 6

Ein-Aus-Zeitverhältnis

Länge des Förderrohres 7

7,62 m

Rohrabschnittes 4 und des 1

Förderrohres 7 betrug je-

Länge des Förderrohres 7

7,62 m

Länge des Förderrohres 7

9,14 m

des Ventils 20

0,5 s : 0,5 s

Förderhöhe

3,34 m

weils 51 mm.

Förderhöhe

3,34 m

Förderhöhe

6,68 m 2")

Pulverdurchsatz

14,79 kg/min

Gasdruck im Aufgabe

Gasdruck im Aufgabe-

Luftdurchsatz

0,05 mVmin

trichter

0,49 atü

Beispiel 1

trichter (Leitung 10)

0,56 atii i<>

Hierzu 1 Blatt

Volumenverhältnis Luft/

Ein-Aus-Zeitverhältnis

Pulver

2,94

des Ventils 20

0,5 s : 0,5 s

des Ventils 20

0,5 s : 0,5 s

Massenverhältnis Pulver/

Pulverdurchsatz

94,35 kg/min

Pulverdurchsatz

52,16 kg/min
0,16 mVmin

Luft

250

Luftdurchsatz

0,18 nrVmin

Luftdurchsatz

Nutzleistung

99 kpm/min

Volumenverhältnis Luft/

2,15

Pulver

2,2

Pulver

Beispiel III

Massenverhältnis Pulver/

345

Luft

400

Luft

234 kpm/min

Nutzleistung

316 kpm/min

Nutzleistung

Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Förderung kohäsiven Teilchenmaterials von einem Aufgabetrichter durch ein Förderrohr zu einer Entnahmestelle, wobei Druckgas oberhalb des Materials und nahe der Auslaßmündungsöffnung in den Aufgabetrichter und außerdem in der Nähe der Auslaßmündnngsöffnung in das Förderrohr eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Aufgabetrichter oberhalb des darin befindlichen Materials eingeleitete Druckgas einen Druck in der Größenordnung von 0,4...0,7 atü aufweist und das Material in seiner sogenannten dichten Phase mit einem Massenverhältnis fest/gasförmig in der Größenordnung von 250 bis 400 gefördert wird, daß weiter das in das Förderrohr eingeleitete Gas zwecks Unterteilung der Materialsäule im Förderrohr in einzelne Säulenabschnitte in an sich bekannter Weise intermittierend eingeleitet wird, und daß die durchschnittliche Menge des intermittierend in das Förderrohr eingeleiteten Gases in der Größenordnung von einem Fünftel der durchschnittlichen Menge des im Förderrohr geförderten Teilchenmaterials Hegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das intermittierend in das Förderrohr eingeleitete Gas mit einem Ein-Aus-Zeitverhältnis von etwa 1:1 und mit einer Frequenz von einem Impuls pro Sekunde eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Menge des nahe der Auslaßmündungsöffnung in den Aufgabetrichter eingeleiteten Gases höchstens ein Viertel der Menge des im Förderrohr geförderten Teilchenmaterials beträgt.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Aufgabetrichter und einem Förderrohr sowie einer Druckgasanlage zum Einleiten von Druckgas in den ALifgabetrichter oberhalb des darin befindlichen Materials» und nahe seiner Auslaßmündungsöffnung und außerdem in das Förderrohr in der Nähe der Auslaßmündungsöffnung des Aufgabetrichters, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Einleitung des Druckgases in das Förderrohr (7) ein kurzer Abschnitt der Förderrohrwandung in an sich bekannter Weise als gasdurchlässige Buchse (29) ausgebildet ist, die von einem Mantel (26) umgeben ist, durch welchen ein Gaseinlaßkanal (12) hindurchführt, und daß zwischen den genannten Gaseinlaßkanal und die das Druckgas liefernde Druckgasquelle (8) ein intermittierend öffnendes und schließendes Ventil (20) geschaltet ist, das von einem Impulsgeber (21) gesteuert wird.