DE19503204A1 - Vorrichtung zum Eintragen von Schüttgut o. dgl. Fördergut in ein Fördersystem und Verfahren dazu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintragen von Schüttgut od. dgl. Fördergut in ein Fördersystem, insbesondere in eine Förderleitung, mit einem von einem Schwingungserzeuger bewegbaren und pneumatisch beaufschlagbaren Druckgefäß zur zeitweiligen Aufnahme des darin druckbelastbaren Fördergutes, das durch einen Austragstutzen vom Druckgefäß zum Fördersystem geführt wird. Außerdem erfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Eintragen des Schütt- oder Fördergutes.

Eine Vorrichtung dieser Art beschreibt die DE-PS 31 14 579 anhand eines auf Federn schwingend gelagerten Behälters mit sich zum Austragstutzen konisch verjüngendem Austragboden sowie wenigstens einem in der Behälterachse - gegebenenfalls schwenkbar - angebrachten Vibrator. Setzt man nach diesem Prinzip gebaute Druckgefäßförderer beispielsweise für sehr feinkörnige Stäube ein, die sich nicht oder nur schlecht fluidisieren lassen, so ist der Austrag in die Förderleitung ungleichmäßig oder der Austragsbereich verstopft gar. Dies hat sich bei Förderversuchen mit Kupolofenstäuben gezeigt.

Die DE-PS 21 22 858 offenbart ebenfalls ein solches Druckgefäß, bei dem das Schüttgut über eine Schleuse einem Behälter zugeführt wird, den man nach seinem Verschließen unter Druck setzt. Nun wird das Schüttgut über eine Rohrleitung in einen weiteren Behälter gefördert. Um den Austrag des Schüttguts in fließfähigen Zustand zu versetzen, bewirkt eine in Richtung des Austrittsstutzens des Druckbehälters gerichtete Belüftung einen Massefluß ohne Auflockerung des Schüttguts. Auch hier ist an der Behälteraußenseite mindestens ein Vibrator - höhenverstellbar und zusätzlich verschwenkbar - vorgesehen; die Vibrationen können den Gegebenheiten des auszutragenden Materials so angepaßt werden, daß es fließfähig wird. Nachteiligerweise muß der an der Außenseite des - durch Luft, Gas, Dampf oder Hydraulikflüssigkeit als Druckmittel beaufschlagten - Behälters angeordnete Vibrator so stabil ausgebildet sein, daß er dem Innendruck und den durch die Vibrationen entstehenden Kräften zu widerstehen vermag. Mit zunehmender Schüttgutlast können die Vibrationen zudem so gedämpft werden, daß sie nicht mehr voll wirksam sind.

Durch die DE-PS 24 06 874 der Anmelderin ist ein an eine pneumatische Förderleitung angeschlossener Mischer bekannt geworden, bei dem das Austragen des Mischgutes in jene Förderleitung durch Druck und Vibration erfolgt.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, einen pneumatischen Druckgefäßförderer ohne die erkannten Mängel zu schaffen, der für Fördergüter unterschiedlichster Fließeigenschaften geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß ist im Innenraum - also dem Fließquerschnitt - des Druckgefäßes wenigstens ein diesen verändernder Staukörper angebracht. Zudem soll an dem/den Staukörper/n zumindest ein Teil der Förderluft gesteuert einführbar sein. Der Staukörper vermindert den Fließquerschnitt und beeinflußt den Fördergut- oder Produktzulauf vom Druckgefäß zur Förderleitung, die Einleitung der Förderluft erfolgt abhängig von den Produkteigenschaften und dem Fördertaktverlauf.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung teilt der Staukörper - oder die Gruppe von Staukörpern - das Druckgefäß innere in einen einlaufnahen Gefäßinnenraum und einen auslaufnahen Raum. Beide Innenraumabschnitte sind durch jenen Bereich verminderten Querschnitts verbunden. Letzterer kann ein Förderspalt sein, den der Staukörper mit dem Druckgefäß bildet.

Bei einem Druckgefäß mit sich konisch zum Austragstutzen verjüngendem Austragstrichter begrenzt im Rahmen der Erfindung der Staukörper mit dem Druckgefäß oder einem Bodenanschlußteil des Druckgefäßes als Bereich verminderten Querschnitts einen Ringspalt. Der Staukörper ist dabei durch Radialstege mit dem Druckgefäß verbunden.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Einbauten oder Staukörper starr mit dem Druckgefäß zu verbinden und mit diesem gemeinsam schwingen zu lassen. Zur Bildung eines Ringspaltes kann der Staukörper beispielsweise durch Radialstege mit dem Druckgefäß verbunden sein.

Bei anderen Ausführungen ist es aber auch möglich, die Staukörper von außen durch elastische Elemente von Schwingantrieben anzuregen. Letztere können aber auch innerhalb des Druckgefäßes angeordnet werden.

Bei einer besonderen Ausgestaltung ist der Staukörper etwa in Form einer Kegelspitze eintragsseitig glockenartig konvex und bildet zum Austragstutzen hin eine Kaverne.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, unterhalb des Staukörpers - insbesondere innerhalb jener Kaverne - eine Blasleitung für steuerbare Blasluft münden zu lassen, die bevorzugt von einem mit einem Teil der Förderluft beaufschlagten Taktgeber ausgeht; der Hauptstrom der Förderluft wird im übrigen so zu wenigstens einer Düse des Austragstutzens geleitet, daß sie einen Auslaufdurchbruch des Druckgefäßes tangiert.

Während der Hauptstrom am Gefäßauslauf konstant gehalten wird, speist man den zweiten - vom Druck im Druckgefäß abhängig - getakteten Blasluftstrom unterhalb des Staukörpers ein.

Durch die Wahl von Frequenz und Schwingweite kann der Förderer den Produkteigenschaften gut angepaßt werden. Es ist auch möglich, Frequenz und/oder Schwingweite während des Fördertaktes zu regeln. Als Führungsgrößen finden dann etwa der Förderdruck oder die beispielsweise mit einer Waage zu bestimmende Austragsmenge Verwendung.

Ist der am Ende der Förderleitung befindliche Empfänger z. B. ein Reaktor, so können auch dort meßbare Größen als Führungsparameter für den Förderer eingesetzt werden. Als solche eignen sich die gleichen Werte, die zur Steuerung von Frequenz bzw. Schwingweite angegeben wurden.

Bei der bevorzugten Anordnung der Vorrichtung ist das Druckgefäß über elastische Elemente mit seiner Stützkonstruktion verbunden. Produktzuführung und Anbindung an die Förderleitung sind ebenfalls mit einem elastischen Zwischenglied versehen.

Als Antriebe eignen sich besonders rotierende Schwingantriebe, die elektrisch, pneumatisch oder ähnlich erregt werden. Es ist aber auch möglich, lineare Schwingantriebe zu verwenden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihren beiden Figuren jeweils einen schematisierten Querschnitt durch einen pneumatischen Druckgefäßförderer in unterschiedlichen Betriebszuständen.

Von einem kesselartigen Druckgefäß 10 mit im oberen Bereich zylindrischer Gefäßwandung 11 und anschließendem, sich zu einem unteren Austragstutzen 12 hin konisch verjüngenden Bodenanschlußteil 14 ragen radial zur Längsachse A - bevorzugt drei - kurze Tragprofile 17 ab, die sich über Schraubenfedern 18 od. dgl. Kraftspeicher an ortsfesten Konsolen 20 elastisch abstützen.

Die domförmig gewölbte Gefäßdecke 22 durchgreift neben einem zentrischen Einlaufventil 24 für ein Fördergut eine Füllstandsonde 26. Zudem ist bei 27 ein Entlüftungsventil für den Gefäßinnenraum 28 vorgesehen.

In Abstand h zum Deckenzenit durchsetzt die Längsachse A im Druckgefäß 10 eine konstruktive Querebene Q rechtwinkelig, in welcher ein - den Austragstutzen 12 tragender - Austragtrichter 30 mit jenem trichterartigen Bodenanschlußteil 14 durch Außenflansche 15, 31 verschraubt ist. Am Außenflansch 15 des oberen Gefäßabschnitts 14 ist ein seitlicher Unwuchtmotor 32 festgelegt.

An der Querebene Q zwischen dem oberen Gefäßinnenraum 28 sowie dem Trichterraum 34 ragen vom Austragtrichter 30 Radialstege 36 ab als starre Verbindung zu einer aufwärts ragenden Kegelspitze als Staukörper 38. Dessen Außendurchmesser d ist etwas länger gewählt als der halbe innere Gefäßdurchmesser e in jener Querebene Q.

Der in der Querebene Q einen zylindrischen Ringabschnitt 16 bildende Bodenanschlußteil 14 begrenzt in der Querebene Q mit jenem Staukörper 38 einen - von den Radialstegen 36 ununterbrochenen - Ringspalt 40 der Spaltweite f zwischen dem oberen Gefäßinnenraum 28 und dem Trichterraum 34 des Austragtrichters 30. Die Höhe des den Ringspalt 40 begleitenden zylindrischen Ringabschnitts 16 wird von der Gesamtdicke der Außenflansche 15, 31 der beiden Gefäßteile 14 und 30 bestimmt.

An den im gewählten Ausführungsbeispiel an die abwärts weisende Spitze des Austragtrichters 30 bzw. einen dort vorgesehenen Durchbruch 13 angesetzten sowie nach einer Krümmung parallel zur Querebene Q verlaufenden Austragstutzen 12 ist mittels eines Flanschpaares 15 _a ein elastischer Leitungsanschluß 42 für eine aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung vernachlässigte Förderleitung angefügt. Dem Leitungsanschluß 42 liegt in der Krümmung des Austragstutzens 12 eine Düse 44 für einen Förderluftstrom gegenüber, die über ein elastisches Zwischenglied 46 - unter Zwischenschaltung eines Ventils 48 - von einer Förderluftzuführung 50 gespeist wird.

Die Förderluftzuführung 50 umfaßt einen an einem Seitenrohr 51 festliegenden Taktgeber 52, von dem ein Blasrohr 54 mit elastischem Zwischenabschnitt 53 ausgeht; die Mündung 56 des Blasrohres 54 steht innerhalb des sie glockenartig überspannenden Staukörpers 38 in der Längsachse A und bläst einen getakteten Luftstrom gegen die Innenfläche der Staukörperspitze 39. Die Linie Z deutet die Rückführung des Förderdruckes zum Taktgeber 52 an.

Durch die unterhalb des Austragstrichters 30 - des elastisch aufgehängten und bewegten Druckgefäßes 10 - vorgesehene Düse 44 wird ein konstanter Luftstrom in die Förderleitung eingespeist, gleichzeitig wird der vom Druck im Druckgefäß 10 abhängige getaktete Teilstrom unterhalb des Staukörpers 38 in diesen aufgegeben.

Bei Zugabe von Druckluft steigt der Druck im Druckgefäß 10 auf einen vorwählbaren Druck an, bei dessen Erreichen die Zufuhr unterbrochen wird, bis der Druck wieder auf einen vorwählbaren Wert abgesunken ist. Der Druck unterhalb des Staukörpers 38 fällt durch die Förderleitung schneller ab als der Druck im Gefäßinnenraum 28 oberhalb des Staukörpers 38, denn der mit Produkt oder Fördergut gefüllte, relativ enge Ringspalt 40 zwischen Staukörper 38 und Bodenanschlußteil 14 bremst den Luftstrom. Durch den entstehenden Differenzdruck zwischen dem oberen Gefäßinnenraum 28 und dem unteren Trichterraum 34 strömt die Luft fallend durch den Ringspalt 40 in den Trichterraum 34 und unterstützt die Fließbewegung des zu fördernden gutes.

Den Fluß eines sich zwischen der Wandung des Bodenanschlußteils 14 und dem Staukörper 38 befindlichen Schüttgutes od. dgl. Fördergutes F durch den Ringspalt 40 läßt Fig. 2 erkennen; das Fördergut F wird nach dem Ringspalt 40 zu einem an der Innenfläche des Austragtrichters 30 abwärts fließenden Mantel, dessen Dicke i durch die aus dem Blasrohr 54 zugeführte Taktluft verändert zu werden vermag.

Bei "gutmütigeren" Produkten konnte in Versuchen die Vibration sehr stark gedrosselt werden, bei gutfluidisierbaren Stoffen war es möglich, einen Austrag durch das Zusammenwirken von Staukörper 38, Ringspalt 40 und der beschriebenen Steuerung der Förderluft - mit den sich daraus ergebenen Strömungsverhältnissen - ohne Vibration zu erreichen.

Bei nicht dargestellten Beispielen kann die Gestalt der Staukörper 38 eben, kegelig, gewölbt oder ähnlich ausgeführt sein. Zudem können einstückige oder mehrgliedrige Staukörper 38 bzw. auch siebartige Staukörper Verwendung finden.

Die Form des Druckgefäßes 10, insbesondere seines Auslaufbereiches, kann kegelig, zylindrisch, gewölbt oder ähnlich gewählt werden.

In dem Druckgefäß 10 einer weiteren Ausführung können an dessen Innenfläche und an dem/den Staukörper/n 38 zusätzliche Belüftungsflächen vorgesehen werden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Eintragen von Schüttgut od. dgl. Fördergut in ein Fördersystem, insbesondere in eine Förderleitung, mit einem von einem Schwingungserzeuger bewegbaren und pneumatisch beaufschlagbaren Druckgefäß zur zeitweiligen Aufnahme des darin druckbelastbaren Fördergutes, das durch einen Austragstutzen vom Druckgefäß zum Fördersystem führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Fließquerschnitt des Druckgefäßes (10) wenigstens ein den Fließquerschnitt verändernder Staukörper (38) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Staukörper (38) oder einer Gruppe von Staukörpern zumindest ein Teil der Förderluft gesteuert einführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) oder die Gruppe von Staukörpern das Druckgefäß innere in einen einlaufnahen Gefäßinnenraum (28) und einen auslaufnahen Raum (34) teilt, wobei beide Innenraumabschnitte durch einen Bereich (40) verminderten Querschnitts verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) oder die Gruppe von Staukörpern mit dem Druckgefäß (10) zumindest einen Förderspalt (40) als Bereich verminderten Querschnitts begrenzt.

5. Vorrichtung mit sich konisch zum Austragstutzen verjüngendem Austragtrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) oder die Gruppe von Staukörpern mit dem Druckgefäß (10) oder einem Bodenanschlußteil (14) des Druckgefäßes einen Ringspalt (40) als Bereich verminderten Querschnitts begrenzen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) oder eine Gruppe von Staukörpern mit dem Druckgefäß (10) fest verbunden und mit ihm bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) durch Radialstege (36) mit dem Druckgefäß (10) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Staukörper 38) an Schwingantriebe gekoppelt sind, die außerhalb des Druckgefäßes (10) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (38) eintragsseitig konvex ist und zum Austragstutzen (12) hin eine Kaverne bildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Staukörper (38) in Form einer hohlen Kegelspitze.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Staukörper (38) und/oder den Innenflächen des Druckgefäßes (10) Belüftungsflächen vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, aß unterhalb des Staukörpers (38), insbesondere innerhalb seiner Kaverne, eine Blasleitung (54) für steuerbare Blasluft mündet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasleitung (54) an einen Taktgeber (52) angeschlossen und dieser aus einer Förderluftzuführung (50) speisbar angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderluftzuführung (50) mit wenigstens einer Düse (44) des Austragstutzens (12) verbunden ist und der Blasweg der Förderluft den Austragtrichter (30) bzw. dessen Durchbruch (13) tangiert.

15. Verfahren zum Eintragen von Schüttgut od. dgl. Fördergut in ein Fördersystem, insbesondere in eine Förderleitung, mit einem von einem Schwingungserzeuger bewegbaren und pneumatisch auf einem vorwählbaren Druck beaufschlagbaren Druckgefäß zur zeitweiligen Aufnahme des darin druckbelastbaren Fördergutes, das durch einen Austragstutzen vom Druckgefäß zum Fördersystem geführt wird, insbesondere mit einer Vorrichtung nach wenigstens einem der voraufgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem oberen und einem unteren Raum die durch einen Bereich geringeren Querschnitts getrennt sind, ein Differenzdruck hergestellt und die Fließbewegung des Fördergutes vom höherliegenden in den tieferliegenden Raum vermehrt wird, wobei durch getaktet in dem tieferliegenden Raum eingebrachte Blasluft die Druckdifferenz gesteuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Austragstutzens an der Innenfläche des Druckgefäßes ein Mantel aus Fördergut erzeugt wird.