DE202004018887U1

DE202004018887U1 - Pneumatic transport system for heavy powder material especially metal powder has the powder moved in an inner tube inside an outer gas filled tube and with small apertures in the inner tube

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Publication number: DE202004018887U1
Application number: DE202004018887U
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Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2014-12-08

Abstract

A pneumatic transport system for heavy powders, e.g. metal powders, has the powder (3) moved inside an inner tube (1) positioned on spacers (7) inside an outer tube (4) filled with gas or compressed air. Apertures (6) in the inner tube allow gas to enter the inner tube and move the powder. In the event of a blockage the gas pressure progressively removes the powder starting at the downstream end and working backwards.

Description

Pulver verschiedenster Materialien fließen als körniges Schüttgut in der Regel umso schwerer je feiner sie sind. Das beginnt beim Austrag aus einem Vorratsbehälter, wo man mittels Austragshilfen durch Rütteln, pneumatisches Auflockern durch flexible Kissen im Silokonus, mechanische Räumvorrichtungen in Schnecken- oder Drehtellerform das Aneinanderhaften zu überwinden sucht. Doch dann beginnt die Schwierigkeit der Förderung in Leitungen oder in Gerinnen. Bei Gerinnen haben sich Schwingförder durchgesetzt, die das pulverige zusammenbackende Material in Wurfparabeln in die gewünschte Förderrichtung bringen. Schwieriger ist es, Pulver in Rohrleitungen zu fördern. Auch nahezu streng kugelförmige Pulver backen zusammen, sie klumpen, bilden in Leitungen Pfropfen, setzen diese zu und widerstehen einer Förderung. Mechanische Rüttelvorrichtungen und dergleichen scheiden aus.powder As a rule, the most varied materials flow more heavily as granular bulk materials the finer you are. This begins with the discharge from a storage container, where by means of discharge aids by shaking, pneumatic loosening thanks to flexible cushions in the silo cone, mechanical clearing devices in snail or turntable form to overcome the sticking together examined. But then begins the difficulty of promotion in lines or channels. For channels, vibratory conveyors have prevailed, the powdery caking material in throwing parabolas in the desired conveying direction bring. It is more difficult to convey powder in pipelines. Also almost strictly spherical Powder cake, they lump, graft into lines, set these up and resist promotion. Mechanical vibrators and the like issue.

Bei schwer fließenden körnigen Gütern hat sich die pneumatische Förderung durchgesetzt, sowohl bei Granulaten in geregelter Form als auch aus Zerkleinerungsmaschinen kommenden körnigen Gütern ungleicher Form, vornehmlich auch solchen wie sie in der Natur anfallen wie Sand bis hin zu feinen Pulvern und Stäuben. Hier unterscheidet man die Flugförderung, bei der das zu fördernde Gut voll durch eine Gasströmung, vornehmlich Luft, aber wenn Reaktion mit Sauerstoff zu vermeiden ist, mit Inertgasen wie Stickstoff in der Schwebe gehalten wird. Das hat den Nachteil eines hohen Energieaufwandes, vergleicht man das insbesondere mit frei durch Rohrleitungen rieselnden Schüttgütern, und der Abnutzung der leitenden Rohrwände, aber auch der Staubbildung aus dem Fördergut und dies besonders, wenn es sich um unregelmäßige, mit Spitzen besetzte Einzelkörner handelt. Sanftere Förderung geschieht, wenn man sie fluidisiert nach Art einer Wirbelschicht, was aber über längere Laufstrecken schwierig zu gestalten ist. Eine spezielle Form der pneumatischen Förderung ist die Pfropfenförderung, bei der in Takten das körnige Gut in eine Strömung eindosiert wird. Der Energieaufwand ist geringer als bei der Flugförderung und man kann die fluidisiert strömenden Güter in den Pfropfen so bemessen, dass es zu keinen Verstopfungen kommt. Dies erfordert eine zusätzliche Dosiereinrichtung, die in Takten das zu fördernde Gut aufgibt. Wenn das Fördergut, wie es sich im industriellen Bereich häufig ergibt, seine Eigenschaften hin und wieder ändert, sei es in der Körnung, Korngrößenverteilung oder Feuchtigkeit, kann es dennoch zu Verstopfungen kommen. In vielen Anwendungsfällen will man kleinere Mengen auch dosiert störungsfrei fördern zur Versorgung direkt sich anschließender Verarbeitung. Dieses ist eine Forderung, die bei Metallpulvern, aber auch bei Keramikpulvern häufig gestellt ist. Dabei haben Metallpulver noch die Erschwernis der größeren Gewichte, so dass es bei nicht richtig bemessener Strömung zu Ablagerungen kommt, an denen sich dann häufig die Verstopfungen bilden.at heavy flowing grained goods has become the pneumatic promotion enforced, both in granules in a controlled form as well From granulators coming granular goods uneven shape, mainly even those found in nature such as sand and fine powders and dusts. Here one differentiates the flight promotion, in which the to be promoted Good full by a gas flow, primarily air, but when to avoid reaction with oxygen is held in suspension with inert gases such as nitrogen. This has the disadvantage of a high energy expenditure, one compares in particular with freely flowing through pipelines bulk materials, and the Wear of the conductive pipe walls, but also the formation of dust from the conveyed material and this in particular if it is irregular, with Pointed single grains is. Gentler promotion happens when you fluidize them in the manner of a fluidized bed, but over long distances difficult to shape is. A special form of pneumatic conveying is the plug promotion, at which in turns is the grainy one Well metered in a flow becomes. The energy expenditure is lower than with the flight promotion and you can fluidize the flowing Goods in size the plug so that there are no blockages. This requires an extra Metering device that gives up in cycles the good to be promoted. If that Conveyed goods, like It often results in the industrial sector, its properties changes every now and then, be it in the grain, Particle size distribution or moisture, it can still lead to blockages. In many applications If you want to promote smaller quantities also dosed trouble-free for supply directly subsequent Processing. This is a requirement with metal powders, but also with ceramic powders often is placed. Here are metal powder still the aggravation of larger weights, so that it comes to deposits not properly sized flow, which then often form the blockages.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches System zur Förderung von Pulvern, insbesondere Metallpulvern zu schaffen, ohne dass es zu Verstopfungen kommt. Einsatzpunkte sind Pulvermetallurgie und Keramikherstellung, aber auch andere des Verbrauches von Pulvern. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einer inneren Leitung, Rohr oder Schlauch, das Pulver strömt, welche umgeben ist von einer äußeren Leitung und zwischen beiden ein Druck eines Gases besteht, wobei die innere Leitung Öffnungen als Bohrungen oder Schlitze oder sonstiger Form hat, durch die das Gas aus dem Raum zwischen den beiden Leitungen in die innere Leitung strömen kann und dadurch das Pulver bei einer Druckdifferenz zwischen Aufgabestelle und Entnahmestelle Richtung letzterer durch Auflockerung und Schub fördert. In dieser einfachen Form gelingt es, Verstopfungen zu vermeiden. Diese treten erst dann auf, wenn der Gasdruck nicht hoch genug ist, um eine entsprechende Pulvermenge zu fördern, diese also für den angesetzten Gasdruck zu hoch ist. Sobald man die Aufgabe verringert, arbeitet sich das innere Rohr wieder frei, beginnend von seinem Ende her, indem es einzelne Pfropfen oder Wolken aus Gut und Gas gemischt Zug um Zug wieder abströmen lässt. Kommt es zu einer Verstopfung, so füllt sich das innere Rohr und die Beschickung an seinem Anfang aus einem Vorratsbehälter (Silo) kommt zum Stillstand. Durch den Gasdruck arbeitet sich die Entleerung in der beschriebenen Weise nach rückwärts stromauf, also entgegen der Förderungsrichtung frei.aim The present invention is to provide a simple system for conveying to create powders, especially metal powders without it comes to constipation. Starting points are powder metallurgy and Ceramic production, but also others of the consumption of powders. The task is solved by that in an inner pipe, pipe or hose, the powder flows, which surrounded by an outer pipe and between both a pressure of a gas, wherein the inner Pipe openings as holes or slots or other shape through which the Gas from the space between the two pipes in the inner pipe stream can and thereby the powder at a pressure difference between Aufgabestelle and removal point towards the latter by loosening and thrust promotes. In this simple form, it is possible to avoid blockages. These occur only when the gas pressure is not high enough to To promote a corresponding amount of powder, so this for the scheduled Gas pressure is too high. Once you reduce the task, works the inner tube is free again, starting from its end, by mixing individual plugs or clouds of good and gas Pull out again and again. comes it becomes a constipation, so fills the inner tube and the feed at the beginning of a reservoir (Silo) comes to a halt. Due to the gas pressure works the Emptying in the manner described backwards upstream, so contrary the direction of funding free.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit seinen Vorrichtungen eignet sich zur sehr genauen Zufuhr von Metallpulvern, aber auch sonstiger Pulver an einzelne Verbraucher, ohne dass es dort zu Störungen und damit zu Fehlstellen im Endprodukt kommt. Dieses ist ein besonderes Erfordernis bei Verfahren, wo die Pulver direkt an die Stellen geleitet werden, wo sie z.B. miteinander versintern oder verschmelzen sollen und ohne Unterbrechungen ankommen müssen. Wenn dieses taktweise zur Teileherstellung geschieht, muss die Förderung störungsfrei für die Erzeugung des nächsten Teiles wieder anlaufen. Dieses ist beim Verfahren des Lasersintern, auch Laserschmelzen genannt, ein Erfordernis. Andere Beispiele sind die Lebensmittelindustrie, die pharmazeutische Industrie und andere mehr, sowohl in der stetigen, als auch portionsweisen Zufuhr von Pulvern.The inventive method with its devices is suitable for very accurate supply of Metal powders, but also other powders to individual consumers, without it there to interference and This leads to defects in the final product. This is a special one Requirement in process where the powder is passed directly to the bodies where they are e.g. to sinter or merge with each other and arrive without interruptions. If this is intermittent For parts production, the promotion must be trouble free for the production of the next part start again. This is in the process of laser sintering, too Called laser melting, a requirement. Other examples are the Food industry, the pharmaceutical industry and others more, both in the steady, as well as portionwise supply of Powders.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfüllung des genannten Zweckes. In einer inneren Leitung 1, meistens wird es sich um ein Rohr mit dem Durchmesser d handeln und soll als solches auch im Folgenden genannt werden, strömt das körnige Gut angedeutet durch die Punkte 2 in Richtung des Pfeils 3 zum Pfeil 3'. Dies geschieht dadurch, dass eine Leitung 4 mit dem größeren Durchmesser D, im Folgenden auch als Rohr bezeichnet, obwohl auch andere Querschnitte vorkommen können, das Rohr 1 umschließt und ein Gasdruck in dem Raum 5 zwischen beiden besteht, wodurch das Gas durch Öffnungen 6 in das innere Rohr einströmen kann und durch Auflockerung und Schubwirkung das Gut 2 in Richtung der Pfeile 3, 3' fördert. Dabei nimmt der Druck und die für die Förderung benötigte Energie vom Pfeil 3 zum Pfeil 3' ab. Dieser Druckabfall bestimmt die Menge des geförderten Gutes. Kommt es zu Verstopfungen, so setzt von der stromabwärts gelegenen Verstopfungsstelle nach und nach stromaufwärts wandernd die Lockerung und der Abtransport des Gutes ein. Damit ein Raum 5 zwischen den beiden Leitungen/Rohren zuverlässig eingehalten werden kann, werden Distanzhalter zwischen beide gebracht. Das können wie hier der Anschaulichkeit halber gezeigte einzelne nadelförmige Stäbe 7 sein, einfacher aber parallel zur Rohrachse verlaufende Stäbe oder Drähte von der Dicke etwa des Abstandes zwischen den Rohren 1 und 4, wobei drei, meistens zwei schon genügen. Es kann aber auch einer gewendelt den Zwischenraum zwischen beiden ausfüllen, so dass auch die Gasströmung diesen so folgen muss und es nicht darauf ankommt, wenn dabei hin und wieder einzelne Bohrungen überdeckt werden, wenn nur eine genügende Zahl von ihnen angebracht ist, um die für die Gutförderung notwendige Gasmenge in das Innenrohr einströmen zu lassen. 1 shows an apparatus for fulfilling the stated purpose. In an inner pipe 1 , Usually it will be a pipe with the diameter d and should be mentioned as such in the following, the granular material flows through the points indicated 2 in the direction of the arrow 3 to the arrow 3 ' , This happens by having a line 4 with the larger diameter D, hereinafter also referred to as tube, although other cross sections may occur, the tube 1 encloses and a gas pressure in the room 5 between the two, causing the gas through openings 6 can flow into the inner tube and by loosening and thrusting the good 2 in the direction of the arrows 3 . 3 ' promotes. At the same time, the pressure and the energy required for the conveyance decreases 3 to the arrow 3 ' from. This pressure drop determines the amount of the promoted good. If it comes to blockages, then starting from the downstream blockage site gradually migrating up the loosening and removal of the goods. With it a room 5 between the two pipes / tubes can be reliably maintained, spacers are brought between the two. This can be as shown here for the sake of clarity, individual needle-shaped rods 7 be simple but parallel to the tube axis extending rods or wires of the thickness about the distance between the tubes 1 and 4 , where three, usually two are enough. But it can also be a coiled fill the space between the two, so that the gas flow must follow this so and it does not matter if this occasional holes are covered, if only a sufficient number of them is appropriate to the for to allow the Gutförderung necessary gas flow into the inner tube.

Die Abstandhalterung zwischen beiden Rohren braucht nicht sehr exakt zu sein, das Gas kann durchaus in Spalten zwischen äußerem Rohr und Abstandhalterung oder dieser und dem inneren Rohr an Stellen durchströmen. Es findet seinen Weg und bläst sich die Öffnungen frei, sollen sie an der Innenwand des äußeren Rohres 4 anliegen. Wichtiger ist, dass aus den Öffnungen, wenn diese zu groß bemessen sind, feines Pulver ausrieseln kann, besonders an Umlenkstellen durch Zentrifugalkräfte. Da aber eine Strömung im Raum 5 vorherrscht, wird in der Regel das Pulver auch wieder vom Gasdruck durch die Öffnungen 6 in den Hauptstrom eingetragen. Sollte dies nicht genügen und sich der Raum 5 langsam füllen, so muss dafür Sorge getragen werden, dass an der Abnahmestelle von Zeit zu Zeit, also zwischen einzelnen Betriebsfördertakten, dort der Raum 5 entleert wird, was wiederum der Gasdruck bewirkt.The spacer between the two tubes need not be very accurate, the gas may well in gaps between the outer tube and spacer or this and the inner tube to flow through in places. It finds its way and blows open the openings, they should be on the inner wall of the outer tube 4 issue. It is more important that out of the openings, if they are too large, it is possible for fine powder to trickle out, especially at deflecting points due to centrifugal forces. But there is a current in the room 5 In general, the powder is also returned to the gas pressure through the openings 6 entered in the main stream. If this is not enough and the room 5 fill slowly, so must be taken to ensure that at the collection point from time to time, ie between individual operating promotion files, there the room 5 is emptied, which in turn causes the gas pressure.

In 2 ist ein Fördersystem gezeigt, bestehend aus einem Vorratsbehälter 10, welcher nach außen hin geschlossen ist, hier durch einen Deckel 11, durch den über nicht gezeichnete bekannte Organe wie Zellradschleusen das zu fördernde Gut nachgefüllt werden kann. Es fließt im Innern des Behälters 10 durch einen Konus nach unten ab, wobei hier angenommen wurde, dass keine besonderen Austragshilfen nötig sind, die aber in bekannter Weise angebracht werden können, und strömt in eine Leitung 12 mit den Merkmalen der Erfindung entsprechend 1 bis zu seiner Abnahmestelle 13 gemäß Pfeil 3. Das Gas wird in den Ringspalt zwischen beiden Rohren bei 14 unter Druck eingegeben.In 2 a conveyor system is shown, consisting of a storage container 10 , which is closed to the outside, here by a lid 11 , can be refilled through the not shown known organs such as rotary valves, the product to be conveyed. It flows inside the container 10 through a cone down, here it was assumed that no special Austraghilfilfen are necessary, but which can be mounted in a known manner, and flows into a pipe 12 according to the features of the invention 1 until his delivery point 13 according to arrow 3 , The gas is added to the annular gap between the two tubes 14 entered under pressure.

Hier wird man im Regelfalle nicht das von der Gasströmung begleitete Pulver einfach ausblasen können, weil es sich dann im anschließenden Raum unkontrolliert verteilt, sondern beispielsweise durch eine Abtrennvorrichtung wie in einem Zyklon 15 durch Zentrifugalkräfte von der Gasströmung trennen und durch Schwerkraft nach unten ausströmen lassen, wobei das Gas, Luft oder Inertgas, diesen bei 16 verlässt. Auch andere Abtrennvorrichtungen mit Sieben oder Prallabscheidern sind denkbar, aber der Darstellung des Erfindungsgedankens untergeordnet.As a rule, one will not be able to easily blow out the powder accompanied by the gas flow, because it will then be distributed uncontrollably in the adjoining room, but for example by means of a separating device, as in a cyclone 15 separated by centrifugal forces from the gas flow and let flow by gravity down, the gas, air or inert gas, this at 16 leaves. Other separation devices with sieves or impact separators are conceivable, but subordinate to the representation of the inventive concept.

Beispielexample

In einem Rohrsystem nach 1 mit einem Innenrohr des äußeren Durchmessers d von 12 mm und einem Innendurchmesser von 9 mm, einer Wandstärke also von 1,5 mm, einem äußeren Rohr mit dem Außendurchmesser D von 24 mm und einem Innendurchmesser von 20 mm, eine Wandstärke also von 2 mm, werden zur Bildung des Raumes 5 mit einer lichten Weite von 4 mm für die begleitende Gasströmung zwei parallel zur Rohrachse eingelegte Drähte von 2,5 mm Durchmesser eingelegt. Diese konnten je nach Führung des gesamten Rohrsystems von Zeit zu Zeit untereinander auf Abstand gehalten werden durch einfache Verbindungen mittels Klebebändern oder Drähten, wobei sich zeigte, dass die Bildung eines exakten Ringspaltes gleicher Weite zwischen beiden Rohren auf die Förderwirkung praktisch keinen Einfluss hatte. In Abständen von 50 mm waren Bohrungen von 1,5 mm Durchmesser in das innere Rohr 1 eingebracht. Bei beiden Rohen handelte es sich um flexible Schläuche aus PVC. Je mehr das Material zum Klumpen und damit zur Pfropfenbildung neigt, desto enger müssen diese Bohrungen gesetzt werden und ihr Öffnungsquerschnitt oder auch ihre Anzahl mit zunehmendem Durchmesser des Gesamtsystems d und D auch wachsen, damit in die fördernde Leitung 1 genügend Gas eingedrückt werden kann.In a pipe system 1 with an inner tube of the outer diameter d of 12 mm and an inner diameter of 9 mm, a wall thickness of 1.5 mm, an outer tube with the outer diameter D of 24 mm and an inner diameter of 20 mm, a wall thickness of 2 mm, become the formation of space 5 with a clear width of 4 mm inserted for the accompanying gas flow two parallel to the tube axis inserted wires of 2.5 mm diameter. These could, depending on the leadership of the entire pipe system from time to time be kept at a distance by simple connections using adhesive tapes or wires, which showed that the formation of an exact annular gap of equal width between the two tubes had practically no influence on the conveying effect. At intervals of 50 mm, holes of 1.5 mm diameter were in the inner tube 1 brought in. Both raw materials were flexible PVC hoses. The more the material tends to lump and thus plug formation, the closer these holes must be set and their opening cross-section or their number with increasing diameter of the overall system d and D also grow, so in the conveying line 1 enough gas can be pressed.

Kupferpulver mit einem mittleren Durchmesser von d₅₀ = 12 μm in kugeliger Form wurde in einen Behälter 10 entsprechend dem in 2 gezeigten eingebracht und rieselte über das Absperrorgan 9 in das Rohrleitungssystem 12. Luft wurde in den Raum 5 gemäß 1 zwischen den beiden Schläuchen in nicht näher gezeigter Weise in einem Kupplungsstück zum Absperrorgan 9 und der Befestigung der beiden Schlauchenden bei 14 unter einem Druck von 1 bar eingegeben. Das nachrieselnde Pulver wurde über eine Länge von 2 m sicher zur Abnahmestelle 13 gefördert, wobei Höhen zwischendrin von über 1,5 m sicher überwunden wurden. Der Durchsatz betrug 300 g/min bei diesem Pulver und diesem Luftdruck und konnte durch Steigerung des Luftdrucks bis auf 1 kg/min gesteigert werden. Größere Mengen erfordern größere Luftmengen, nicht unbedingt Luftdrücke, und größere Schlauch- bzw. Rohrdurchmesser.Copper powder with a mean diameter of d ₅₀ = 12 μm in spherical form was placed in a container 10 according to the in 2 introduced and trickled over the obturator 9 into the piping system 12 , Air was in the room 5 according to 1 between the two hoses in a manner not shown in detail in a coupling piece to the obturator 9 and the attachment of the two hose ends at 14 entered under a pressure of 1 bar. The nachrieselnde powder was over a length of 2 m safely to the collection point 13 promoted, where heights were safely overcome in between of more than 1.5 m. The throughput was 300 g / min at this powder and this air pressure and could be increased by increasing the air pressure up to 1 kg / min. Larger quantities require larger quantities of air, not necessarily air pressures, and larger hose or pipe diameters.

Die Vorrichtung eignete sich ebenso zur stetigen Förderung wie zur intermittierenden, indem die Luft an- und abgeschaltet wurde.The Device was equally suitable for continuous promotion as for intermittent by switching the air on and off.

Claims

Device for conveying heavy flowing granular or powdery goods by the action of a gas stream, characterized in that the powder flows in an inner conduit which is surrounded by an outer, and between the two lines a space for a gas flow, preferably air or inert gas, under elevated Pressure exists, wherein the gas can enter through openings in the wall of the inner conduit and promotes the powder by the pressure difference of the gas between the task of the powder and its removal at the end of the two lines.

Device according to claim 1, characterized in that that the pipes are pipes or hoses.

Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the space between inner and outer conduction through spacers like two or more wires is set.

Device according to one of the preceding claims, in the equipment for the supply of goods separated from the environment under the same or slightly lower gas pressure as the beginning the conveyor according to claim 1.

Device according to one of the preceding claims, in the gas pressure switched on or off at intervals can be.