DE19654648A1 - Pneumatic conveying device for powder material - Google Patents
Pneumatic conveying device for powder materialInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum pneumatischen Fördern pulverförmiger Stoffe eines spe zifischen Gewichts unter etwa 15,0 g/cm3 sowie mit einem Korngrößenbereich zwischen 0,1 und 300 µm unter Einsatz von Filtern in Rohrsystemen. Zudem erfaßt die Erfindung die Verwendung dieser Vorrichtung und/oder dieses Verfahrens.The invention relates to a device and a method for the pneumatic conveying of powdery substances of a specific weight below about 15.0 g / cm 3 and with a grain size range between 0.1 and 300 microns using filters in pipe systems. The invention also covers the use of this device and / or this method.
Solche Vorrichtungen werden vor allem in der chemischen, pharmazeutischen und der Lebensmittelindustrie für das För dern pulverförmiger Stoffe eingesetzt. Der große Vorzug dieser Fördersysteme liegt darin, daß damit diese Stoffe in einer kontrollierten Atmosphäre transportiert zu werden vermögen.Such devices are mainly used in chemical, pharmaceutical and food industries for f powdered materials. The big advantage of these conveyor systems is that these substances in to be transported in a controlled atmosphere capital.
Die bekannten Anlagen zum Fördern pulverförmiger Werkstoffe dieser Art sind zumeist in der Konstruktion auf das nach träglich zu fördernde Produkt abgestimmt; bei diesen Anla gen handelt es sich um Einzelanfertigungen, die hohe Anla gekosten bedingen. Als weiterer Nachteil ist bei den be kannten Anlagen u. a. anzusehen, daß die erforderlichen Filter bereits nach einer kurzen Betriebszeit verstopfen. Infolge dieses Problems treten in der Produktion der pulverförmigen Stoffe oftmals Störungen auf, die zu kostenträchtigen Produktionsausfällen führen. Diese Mängel konnten bis zum heutigen Tage nicht behoben werden.The known systems for conveying powdery materials This type is mostly based on the construction coordinated product to be funded; on these occasions conditions are custom-made, high-volume to incur costs. Another disadvantage of the be knew plants u. a. consider that the necessary Block the filter after a short period of operation. As a result of this problem occur in the production of Powdery substances often cause interference lead to costly production downtimes. These shortcomings have not been resolved to date.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Nachteile zu beseitigen und ein kostengünstiges Fördern pulverförmiger Stoffe der eingangs beschriebenen Art zu ermöglichen.Knowing these facts, the inventor did it Aim set to eliminate the identified disadvantages and a Inexpensive conveying of powdery substances at the beginning to enable described type.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre nach den unabhän gigen Patentansprüchen, die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. The teaching according to the independent leads to the solution of this task current patent claims, the subclaims give favorable Training courses.
Erfindungsgemäß ist bei der erwähnten Vorrichtung zum pneumatischen Fördern pulverförmiger Stoffe eines spezifischen Gewichtes von 0,1 bis 15, g/cm3 sowie einem Korngrößenbereich zwischen 0,1 und 300 µm als Fördergut in Rohrsystemen das Verhältnis der Länge eines eine Pumpenkammer bildenden Behälters zur zeitweiligen Aufnahme des Fördergutes zu seinem inneren Durchmesser größer als 0,5; zudem soll die Weite eines zwischen einer Vakuumpumpe zum Ansaugen des Fördergutes und dem Behälter vorgesehenen Filters höchstens dem vom Behälterdurchmesser bestimmten Querschnitt entsprechen.According to the invention in the above-mentioned device for the pneumatic conveying of pulverulent substances with a specific weight of 0.1 to 15, g / cm 3 and a grain size range between 0.1 and 300 μm as conveyed material in pipe systems, the ratio of the length of a container forming a pump chamber to the temporary one Absorption of the conveyed material to its inner diameter greater than 0.5; in addition, the width of a filter provided between a vacuum pump for sucking the conveyed material and the container should at most correspond to the cross section determined by the container diameter.
Als günstig hat sich ein solches Verhältnis von Behälter länge zu Behälterdurchmesser im Bereich zwischen 0,5 und 10,0 - bevorzugt zwischen 2,0 und 8,0 - erwiesen. Der Be hälterdurchmesser selbst liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 500 mm, insbesondere 50 und 400 mm, die Behälterlänge zwischen 200 und 100 mm, insbesondere zwischen 400 und 900 mm. Die Filtergröße wird bevorzugt vom Durchmesser des Behälters bestimmt.Such a ratio of containers has proven favorable length to container diameter in the range between 0.5 and 10.0 - preferably between 2.0 and 8.0 - proved. The Be container diameter itself is advantageously between 10 and 500 mm, especially 50 and 400 mm, the Container length between 200 and 100 mm, in particular between 400 and 900 mm. The filter size is preferred from Determines the diameter of the container.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Vorrichtung mit einem Druck zum Ansaugen des Fördergutes zwischen 1 und 25 mbar- vor allem 5,0 bis 20 mbar - zu fahren. Der Überdruck zum Austragen des Fördergutes soll dazu zwischen 0,5 und 5,0 bar - insbesondere 1,0 und 3,0 bar - betragen.It is within the scope of the invention to provide the device with a Pressure to suck in the conveyed material between 1 and 25 mbar especially 5.0 to 20 mbar - to drive. The overpressure to For this purpose, the conveyed goods should be between 0.5 and 5.0 bar - in particular 1.0 and 3.0 bar.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll das Filter derart ausgelegt werden, daß an seiner der Vakuumpumpe abgewandten Seite ein Differenzdruck zwischen 100 bis 300 mbar entsteht.According to a further feature of the invention, the filter be designed so that at its the vacuum pump a pressure difference between 100 and 300 mbar arises.
Als vorteilhaft hat sich zudem ein flaches Gitter erwiesen, das vakuumseitig dem Filter als Stützeinrichtung zugeordnet wird. Dessen bevorzugte Maschenweite soll zwischen 5 und 50 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 40 mm, liegen. Auch an der anderen Filteroberfläche kann ein Gitter vorgesehen sein. A flat grid has also proven to be advantageous, the vacuum side assigned to the filter as a support device becomes. Its preferred mesh size should be between 5 and 50 mm, preferably between 10 and 40 mm. Also at the other filter surface, a grid can be provided.
Außerdem kann jenes Gitter an einen Vibrationsantrieb angeschlossen und so als Vibrationsquelle für das Filter ausgebildet sein.In addition, that grid can be connected to a vibration drive connected and thus as a vibration source for the filter be trained.
Reinigungshalber wird dem Filter erfindungsgemäß ein Luftstrahl zugeordnet, der in Zeitintervallen steuerbar ist; ein solcher Luftstrahl kann an beiden Filteroberflächen vorgesehen werden.For cleaning purposes, the filter is used according to the invention Air jet assigned, which can be controlled at time intervals is; such an air jet can blow on both Filter surfaces are provided.
Im Unterschied zu den bisherigen Vorrichtungen und Anlagen sind bei Beachtung der erfindungsgemäßen Vorgaben geringere Abmessungen möglich, so daß kostenträchtige Raumprobleme entfallen.In contrast to previous devices and systems are lower if the specifications according to the invention are observed Dimensions possible, so that costly space problems omitted.
Von besonderer Bedeutung ist die Möglichkeit, zur Erhöhung des Durchsatzes mehrere dieser Vorrichtungen ohne Schwierigkeiten gemeinsam - beispielsweise als Tandemanlage - einzusetzen. So werden etwa mehrere der Vorrichtungen nebeneinander im gleichen Rhythmus oder im wechselnden Rhythmus gefahren.Of particular importance is the opportunity to increase throughput of several of these devices without Difficulties together - for example as Tandem system - to be used. For example, several of the Devices side by side in the same rhythm or in changing rhythm.
Jedoch liegt es auch im Rahmen der Erfindung, zum Abändern des Mischungsverhältnisses der pulverförmigen Stoffe wenigstens zwei Vorrichtungen nebeneinander mit unterschiedlichen Rhythmen zu fahren.However, it is also within the scope of the invention for modification the mixing ratio of the powdery substances at least two devices side by side with driving different rhythms.
Bevorzugt wird zum pneumatischen Fördern der pulverförmigen Stoffe gereinigte Druckluft eingesetzt, ein reaktives Gas oder ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff.Preference is given to the pneumatic conveying of the powder Purified compressed air is used, a reactive gas or an inert gas, especially nitrogen.
Das beschriebene System ermöglicht das Fördern von pulverförmigen Produkten über eine Filtermembrane und zwei Absperrklappen in einem Rohrsystem. Bei abwechselndem Einsetzen von Druck und Vakuum kann das Pulver problemlos von einem Punkt zum anderen befördert werden. Die Filtermembrane bewahrt die Saugkraft des Systems. Die automatische Reinigung der Filtermembrane kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen mit jeglichem Gas ausgeführt werden (Druckluft, Stickstoff od. dgl.).The system described enables the conveyance of powder products over a filter membrane and two Butterfly valves in a pipe system. With alternating Applying pressure and vacuum, the powder can easily be transported from one point to another. The Filter membrane maintains the suction power of the system. The automatic cleaning of the filter membrane can in Depends on the operating conditions with any gas be carried out (compressed air, nitrogen or the like).
Dank dieser Maßgaben können die meisten Probleme im Zusammenhang mit Transport und Dosierung von - feinen, klebrigen, kontaminierten - Pulvern gelöst werden.Thanks to these measures, most problems in the Connection with transport and dosing of - fine, sticky, contaminated powders.
Als besondere Vorteile sind anzusehen:
The following are special advantages:
- - mobiles und kompaktes System;- mobile and compact system;
- - sehr einfaches Reinigen;- very easy to clean;
- - wirtschaftliche Installation;- economical installation;
- - keine Zerstörung des Pulvers während des Förderns;- no destruction of the powder during conveying;
- - völlig abgedichtetes System; keine Staubbildung;- fully sealed system; no dust formation;
- - keine Sauerstoffzufuhr in geschlossenen Behälter.- no oxygen supply in closed containers.
Zudem vermindert das System beträchtlich die Explosionsgefahr während des Einführens von Pulvern in Reaktoren oder ähnliche Gefäße, die brennbare Gase/Dämpfe enthalten. Da das Pulverfördern durch Ansaugen erzielt wird, vermindert sich das Explosionsrisiko in der Förderleitung beträchtlich. Das Verhältnis Pulver/Sauerstoff befindet sich in den meisten Fällen außerhalb des Explosionslimits. Da keine drehbaren Teile vorhanden sind, scheidet auch jede Art von Zündung, Explosionsgefahr durch Reibung aus.The system also significantly reduces the Risk of explosion during powder introduction Reactors or similar vessels containing flammable gases / vapors contain. Because powder delivery is achieved by suction the risk of explosion in the Delivery line considerably. The relationship Powder / oxygen is in most cases outside the explosion limit. Because there are no rotating parts there is also any kind of ignition, Risk of explosion due to friction.
Diese Technik ermöglicht es, Pulver aus Säcken, Big-Bags oder Silos in einen unter Druck stehenden Behälter abzufüllen und entspricht somit völlig den Erwartungen in Bezug auf die Sicherheitsvorkehrungen in der chemischen sowie pharmazeutischen Industrie. Am Eingang der Pumpkammer wird der Sauerstoff vom Pulver getrennt und durch Inertgas ersetzt.This technique allows powder from sacks to big bags or silos in a pressurized container to fill and thus fully meets the expectations in Terms of safety precautions in chemical as well as pharmaceutical industry. At the entrance to the pump chamber the oxygen is separated from the powder and by inert gas replaced.
Der erfindungsgemäße Einsatz der beschriebenen Vorrichtung bzw. des Verfahrens erfolgt bevorzugt in der chemischen Industrie oder der Lebensmittel-Industrie, in der pharmazeutischen Industrie oder der Farben und Lacke erzeugenden Industrie. The inventive use of the device described or the method is preferably carried out in the chemical Industry or the food industry in which pharmaceutical industry or of paints and varnishes manufacturing industry.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils in schematischer Darstellung inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this each shows a schematic representation in
Fig. 1 eine Vorrichtung zum pneumatischen För dern pulverförmiger Stoffe in Seitenan sicht; Figure 1 shows a device for pneumatic För powdery materials in Seitenan view.
Fig. 2 ein vergrößertes Detail aus Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1;
Fig. 3 ein Zwillingsaggregat in Seitenansicht; . Figure 3 is a twin unit in side view;
Fig. 4 die Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 3; Fig. 4 is a top view of the device of Fig. 3;
Fig. 5 eine Teilschrägsicht auf einen Filtereinsatz. Fig. 5 is a partial oblique view of a filter insert.
Eine Vorrichtung 10 zum pneumatischen Fördern von pulver förmigen Stoffen des spezifischen Gewichtes von 0,1 bis 15,0 g/cm3 und einem Korngrößenbereich zwischen 0,1 und 300 µm weist einen zylindrischen Behälter 12 - aus elektrolytisch poliertem Edelstahl - einer Länge a von hier 850 mm, dessen Innenraum eines inneren Durchmessers d von 300 mm als Pumpkammer 13 dient, sowie einen Ansatzstutzen 14 a für eine - ein Schmetterlingsventil 16 enthaltende - Zuführleitung 14 für anzusaugendes Fördergut auf.A device 10 for the pneumatic conveying of powdery substances of specific gravity from 0.1 to 15.0 g / cm 3 and a grain size range between 0.1 and 300 microns has a cylindrical container 12 - made of electrolytically polished stainless steel - a length a here 850 mm, the interior of which has an inner diameter d of 300 mm as the pump chamber 13 , as well as an attachment piece 14 a for a feed line 14 - containing a butterfly valve 16 - for material to be sucked in.
Über dem in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit in Ab stand zum Behälter 12 skizzierten Behälterboden 18 ist an einen Zwischenring 20 eine Austragsleitung 22 angeschlos sen, die ebenfalls ein Schmetterlingsventil 16 a enthält. Parallel zur Behälterachse A gerichtete Hakenglieder 19 des Behälterbodens 18 dienen zu dessen lösbarer Befestigung mittels einer Verriegelungseinrichtung 24 des Behälters 12. Above in Fig. 1 for reasons of clarity from the container 12 outlined container bottom 18 is a discharge line 22 is ruled out to an intermediate ring 20 , which also contains a butterfly valve 16 a . Hook members 19 of the container base 18 directed parallel to the container axis A serve for the releasable fastening thereof by means of a locking device 24 of the container 12 .
Nach oben hin endet der Behälter 12 an einem Filtereinsatz 26, der von einem - axial mit einem T-förmigen Anschluß rohr 28 versehenen - Domdeckel 30 überspannt wird. Dieser ist mit einer weiteren Verriegelungseinrichtung 24 a an Zughaken 32 des Behälters 12 verspannt. Dessen oberer Abschnitt wird in Fig. 1 - zusammen mit der beschriebenen Behälterabdeckung 26, 30 - von einem Haubengestell 34 umgeben.At the top, the container 12 ends at a filter insert 26 which is spanned by a - axially provided with a T-shaped connection tube 28 - dome cover 30 . This is clamped to a pulling hook 32 of the container 12 with a further locking device 24 a . Its upper section is surrounded in FIG. 1 - together with the described container cover 26 , 30 - by a hood frame 34 .
Von jenem Anschlußrohr 28 geht in Fig. 2 zum einen eine Vakuumleitung 27 a für eine Vakuumpumpe 27 ab sowie anderseits eine Gasleitung 29 a für eine Fördergasquelle 29.From that connecting pipe 28 in Fig. 2 on the one hand a vacuum line 27 a for a vacuum pump 27 and on the other hand a gas line 29 a for a conveying gas source 29 .
In Fig. 3 sind zwei der Vorrichtungen 10 parallel nebeneinander auf Trägern 36 angebracht; ihre Zuführleitungen 14 münden in ein gemeinsames Mündungsrohr 38 mit Anschlußflansch 40 für eine in der Zeichnung vernachlässigte weiterführende Förderleitung.In Fig. 3, two of the devices 10 are mounted in parallel side by side on supports 36 ; their feed lines 14 open into a common outlet pipe 38 with a connecting flange 40 for a further delivery line neglected in the drawing.
In einem Ringrahmen 42 des Filtereinsatzes 26 ist gemäß Fig. 5 eine Filtermembrane 44 mit vakuumseitig zugeordnetem flachem Gitternetz 46 geringer Maschenweite als Stützelement zugeordnet. Dieses kann mit einem nicht gezeigten Vibrationsantrieb verbunden sein und dessen Schwingungen auf die Filtermembrane 44 übertragen. Letztere wird von einem - in Zeitintervallen gesteuerten - Luft strahl gereinigt; möglich sind auch mehrere solcher Luft strahlen, die auf beide Oberflächen der Filtermembrane 44 gerichtet sind. Ein weitmaschiges Stabgitter 48 kann diese zudem an der jenem Gitternetz 46 abgekehrten Oberfläche 45 zusätzlich stützen.In a ring frame 42 of the filter insert 26 , according to FIG. 5, a filter membrane 44 with a flat mesh 46 assigned on the vacuum side is assigned as a small mesh as a support element. This can be connected to a vibration drive, not shown, and transmit its vibrations to the filter membrane 44 . The latter is cleaned by an air jet - controlled at time intervals; several such air jets are also possible, which are directed onto both surfaces of the filter membrane 44 . A wide-meshed bar grid 48 can additionally support this on the surface 45 facing away from that grid 46 .
Das Verhältnis der Länge a zum Durchmesser d des Behälters 12 liegt zwischen 0,5 bis 10, vorzugsweise 2 bis 8; bei diesen konstruktiven Vorgaben ist bei einem Druck zwischen 1 bis 25 mbar - vorzugsweise 5 bis 20 mbar - auf der Ansaugseite und einem Druck von 0,5 bis 5 bar - vor zugsweise 1 bis 3 bar - zum Ausstoßen des pulverförmigen Stoffes das problemlose Fördern von großen Mengen bis zu mehreren Tonnen pro Stunde möglich.The ratio of the length a to the diameter d of the container 12 is between 0.5 to 10, preferably 2 to 8; with these design specifications, at a pressure between 1 to 25 mbar - preferably 5 to 20 mbar - on the suction side and a pressure of 0.5 to 5 bar - preferably 1 to 3 bar - for ejecting the powdery substance, the problem-free conveyance of large quantities of up to several tons per hour are possible.
Wie Untersuchungen gezeigt haben, kann man bei dem be schriebenen Pumpensystem oder Förderer auch eine Dosierung einer guten Genauigkeit von < 10% vornehmen.As studies have shown, the be wrote pump system or conveyor also a dosage with a good accuracy of <10%.
Bevorzugte Abmessungen des Behälters bei vorgegebenen Be triebsparametern sind der nachstehenden Tabelle zu entneh men:Preferred dimensions of the container for a given loading drive parameters are shown in the table below men:
Tabelle 1Table 1
Claims (30)
Fördern der pulverförmigen Stoffe gereinigte Druckluft oder ein inertes Gas oder ein reaktives Gas zugeführt wird. 29. The method according to at least one of claims 18 to 25, characterized in that for pneumatic
Conveying the powdery substances cleaned compressed air or an inert gas or a reactive gas is supplied.
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DE19654648A DE19654648A1 (en) | 1996-10-22 | 1996-12-28 | Pneumatic conveying device for powder material |
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