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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Staubbindung, insbesondere
bei einer Förderung von Schüttgut, mit zumindest
einem Gehäuse, in dem eine Elektrode angeordnet ist, um
ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode und dem Gehäuse
zu erzeugen. Außerdem wird ein Verfahren zur Staubbindung,
insbesondere bei einer Förderung von Schüttgut
beschrieben, bei dem eine in einem Gehäuse angeordnete
Elektrode ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode und dem Gehäuse
erzeugt und ladungstragende Partikel eines sich in dem Gehäuse
befindlichen Staub-Luft-Gemisches an einer Innenwand des Gehäuses
abgeschieden werden.
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Ein
elektrostatischer Staubabscheider ist beispielsweise aus der
DE 24 60 962 bekannt.
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Bei
der Förderung bzw. dem Transport von Schüttgut
entsteht oftmals Staub, insbesondere wenn das Schüttgut
von einer Transporteinrichtung übergeben wird, beispielsweise
an eine andere Transport- und/oder Lagereinrichtung. Die Staubentwicklung
wird hierbei noch verstärkt, wenn bei der Übergabe
das Schüttgut eine bestimmte Fallhöhe überwindet.
Die einzelnen Partikel des bei der Übergabe entstehenden Staubes
weisen eine nur sehr geringe Partikelgröße auf,
so dass die Partikel über einen längeren Zeitraum
hinweg in der Umgebung schweben können. Es bildet sich
dadurch ein Staub-Luft-Gemisch, das nicht nur auf den Förderprozess,
sondern auch auf die Umgebung, Personal und/oder Umwelt eine schädliche
Wirkung ausübt.
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Schließlich
ist der durch die Staubentwicklung auftretende Materialverlust des
Schüttgutes nicht unbeachtlich.
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Um
den Staub zu binden, sind mehrere Möglichkeiten bekannt,
beispielsweise kann das Staub-Luft-Gemisch durch geeignete Filtereinrichtungen
mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen geleitet werden, bei
denen die Staubpartikel sich in den Filtereinrichtungen an den Begrenzungen
der Öffnungen anlagern. Der Reinheitsgrad der entstaubten
bzw. gefilterten Abluft ist hierbei abhängig von einer
Feinheit der Filtereinrichtungen, der Größe und
Anzahl der Öffnungen, der Dicke des Filterkuchens und der Staubpartikelgröße.
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Da
sich bei dieser Filterung die Partikel des Staubes in den Filtereinrichtungen
ablagern, setzen sich die einzelnen Öffnungen mit der Zeit
immer weiter zu, bis die Filtereinrichtung schließlich
verstopft ist. Durch die sich verändernde Öffnungsgröße
sind die Filtereigenschaften auch nicht konstant. Weiterhin müssen
die mit den Staubpartikeln angefüllten bzw. verstopften
Filtereinrichtungen regelmäßig gereinigt oder
durch frische, unverbrauchte Filtereinrichtungen ersetzt werden.
Die ausgetauschten und ersetzten Filtereinrichtungen sind anschließend
entweder zu entsorgen, wobei die Menge der Staubpartikel dem Materialfluss
des Schüttgutes verloren gehen, oder sie müssen
aufwändig wieder aufbereitet werden, um die Staubpartikel
dem Materialfluss erneut zuzuführen oder als separiertes
Material mit einer bestimmten Partikelgröße anderen
Verwendungen zur Verfügung zu stellen.
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Nach
dem Durchströmen des Filtergehäuses tritt das
entstaubte Staub-Luft-Gemisch als Abluft, die noch einen Restanteil
an Staub enthält, aus dem Staubbindungssystem heraus. Obwohl
ein Großteil der Partikel herausgefiltert wurde, übt
die nicht vollständig gereinigte Abluft weiterhin auf die
Umgebung, das Personal und/oder die Umwelt eine schädliche
Wirkung aus.
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Um
den Staub an seinem Entstehungsort zu binden und anschließend
direkt in den Materialfluss zurückzuführen, wurden
Staubbindungssysteme entwickelt, die auf der Anwendung des elektrostatischen Prinzips
beruhen. Hierbei befindet sich das entstandene Staub-Luft-Gemisch
innerhalb eines Gehäuses, das oberhalb des übergebenen
Schüttgutes angeordnet ist und in welches das Staub-Luftgemisch aufsteigt.
In dem geerdeten Gehäuse ist eine Elektrode angeordnet,
die an einer entsprechenden Hochspannung angeschlossen werden kann.
Aufgrund des erzeugten elektrischen Feldes zwischen der Elektrode
und dem Gehäuse werden Partikel des Gemisches ionisiert
und ladungstragend.
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Diese
Partikel werden sich nun aufgrund der Ladung in dem elektrischen
Feld in Richtung des geerdeten Gehäuses bewegen. Sie lagern
sich beispielsweise an der geerdeten Innenwand des Gehäuses
ab und bilden dort Agglomerate. Aufgrund der zunehmenden Agglomeratgröße
und/oder durch eine geeignete mechanische Rüttelbewegung
des Gehäuses werden die Partikel von der Gehäuseinnenwand
wieder abgelöst, an der sie sich agglomeriert haben, und
sie fallen als Agglomerate zurück in das Schüttgut.
In dem Schüttgut sind im Allgemeinen Materialkörper
bzw. -partikel unterschiedlichster Größen miteinander
vermengt. Hierbei hat der Anteil von Partikeln bestimmter Größe
eine deutliche Auswirkung auf die Qualität und Einsatzvielseitigkeit
des transportierten Schüttgutes.
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Aus
der
GB 216,789 , der
GB 230,841 und der
GB 295,890 sind elektrostatische
Staubabscheider bekannt, deren Elektroden in Vibration versetzt werden.
Zur Übertragung der Vibrationen sind im Inneren des Gehäuses
Membranen vorgesehen. Zur Erzeugung der Vibrationen ist ein Elektromagnet oder ähnliches
vorgesehen.
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Eine
Aufteilung der Partikel in Abhängigkeit von deren Größe
ist beispielsweise mittels bekannter Windsichter möglich.
Hierbei wird herabfallendes Schüttgut von der Seite mit
Luft einer definierten Strömungsgeschwindigkeit angeblasen.
In Abhängigkeit der Partikelgröße bzw.
der Partikelmasse werden die einzelnen Partikel unterschiedlich
stark von der strömenden Luft abgelenkt, so dass in mehreren Auffangbehältern,
die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind,
jeweils Partikel bestimmter Größenordnungen sich
ansammeln. In der Abluft sind die kleinsten Partikel, beispielsweise
in der Größenordnung einiger weniger Mikrometer,
aber noch vorhanden.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Qualität und Einsatzvielseitigkeit eines Schüttgutes
zu verbessern bzw. zu steigern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Bei
einem System zur Staubbindung der eingangs beschriebenen Art ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein
Ableitelement vorgesehen ist, um Partikel aus einem Staub-Luft-Gemisch aus
dem Gehäuse heraus zu leiten und von dem Schüttgut
zu separieren.
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Der
Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Partikel des
aufsteigenden Staub-Luft-Gemisches herausgefiltert und dem Materialfluss
entnommen wird. Der Anteil der Partikel dieser bestimmten Partikelgröße
ist anschließend in dem verbleibenden Schüttgut
vermindert und die herausgefilterten Staubpartikel stehen für
eine anderweitige Verwendung zur Verfügung. Da gleichzeitig eine
Staubseparation und eine Staubbindung durchgeführt werden,
entsteht ferner auch keine schädliche Abluft.
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Bevorzugt
ist an einer Außenseite des Gehäuses zumindest
eine Rüttelvorrichtung vorgesehen, um durch eine Rüttelbewegung
den an einer Innenwand des Gehäuses abgeschiedenen und
elektrostatisch haftenden Staub mechanisch von dieser wieder zu
lösen. Besonders bevorzugt ist die Rüttelvorrichtung
ein Unwuchtmotor, der nur eine relativ geringe Leistungsaufnahme
erfordert.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Systems sieht vor, dass das Gehäuse oberhalb eines Abschnitts
eines Förderbandes anordnenbar ist und das Gehäuse
zu dem Förderband hin eine Öffnung aufweist. Bei
einer geeigneten Öffnungsgröße ist durch
diese Anordnung gewährleistet, dass der entstehende Staub nahezu
vollständig in dem Gehäuse aufsteigt und nur ein
geringer Teil in die Umgebung als schädliche und die Umwelt belastende
Abluft entweicht.
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In
vorteilhafter Weise ist an zwei einander gegenüberliegenden
Seitenrändern der Öffnung in Längsrichtung
des Gehäuses jeweils ein Ableitelement vorgesehen.
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Bevorzugt
ist das Ableitelement ein in Längsrichtung des Gehäuses
sich erstreckendes Ableitblech, das eine erste in das Innere des
Gehäuses weisende Längskante und eine zweite aus
dem Gehäuse herausragende Längskante aufweist.
Durch die flächige Ausgestaltung als Blech ist ein konstruktiv
einfacher Aufbau des Staubbindungssystems ermöglicht.
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Zur
Ausnutzung der Gravitationskraft ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Ableitblech unterhalb des Seitenrandes der Öffnung
und mit einer von dem Inneren des Gehäuses nach außen
abwärts ausgerichteten Neigung angeordnet ist.
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Um
das über das Ableitblech herausgeleitete und separierte
Staubmaterial einer geeigneten Sammelvorrichtung zuführen
zu können, ist bevorzugt unterhalb der zweiten Längskante
des Ableitbleches ein zusätzliches Seitenförderband
vorgesehen, welches die von dem Ableitblech herabfallenden Staubpartikel
weiterbefördert.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung
einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren beispielhaft näher erläutert, in denen:
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1 einen
Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
System zur Staubbindung zeigt, und
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2 einen
entsprechenden Querschnitt durch das erfindungsgemäße
Staubbindungssystem aus 1 wiedergibt.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Systems zur Staubbindung, welches in Verbindung mit einer Übergabe
von Schüttgut von einem ersten Förderband 1 auf
ein zweites Förderband 2 eingesetzt wird. Die
eingesetzten Förderbänder 1 und 2 sind
in bekannter Weise ausgebildet. Hierbei fällt das Schüttgut
(nicht dargestellt) von dem ersten Förderband 1 durch
eine Übergabeschurre 3 auf das zweite Förderband 2.
Die Förderrichtung des zweiten Förderbandes 2 ist
in der Figur durch den Pfeil 4 angedeutet. Über
den in Förderrichtung nach der Übergabeschurre 3 folgenden
Abschnitt des zweiten Förderbandes 2 ist das erfindungsgemäße Staubbindungsystem
angeordnet.
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Das
Staubbindungssystem weist ein Gehäuse 5 auf, in
dem ein Staub-Luft-Gemisch aufsteigt, das bei der Übergabe
und dem Herabfallen des Schüttgutes entsteht. In dem geerdeten
Gehäuse 5 ist eine Elektrode 6 angeordnet,
die mehrere voneinander beabstandete Elektrodenplatten 7 aufweist. Die
Elektrode ist mittels einer Halterung 8 an dem Gehäuse 5 befestigt.
Die Halterung 8 kann gegebenenfalls mit einer Isolationsschicht
versehen sein. Die Elektrode 6 ist mit einer geeigneten
Hochspannungszufuhr 9 verbunden, die über eine
zentrale Steuereinrichtung 10 angesteuert wird.
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Das
Gehäuse 5 erstreckt sich in Längsrichtung
entlang der Förderrichtung. An der Außenseite des
Gehäuses 5 ist ein Unwuchtmotor 11 angebracht,
der eine mechanische Rüttelbewegung des Gehäuses 5 bewirkt.
Hierbei reicht es aus, wenn der Unwuchtmotor 11 lediglich
periodisch für eine definierte Zeit angeschaltet wird.
Das An- und Abschalten des Unwuchtmotors 11 kann ebenfalls
mittels der zentralen Steuereinrichtung 10 gesteuert werden.
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Etwas
tiefer als das zweite Förderband 2 ist ein weiteres,
etwas kleiner dimensioniertes Seitenförderband 12 zu
erkennen, auf dem separierte Staubpartikel 13 einer Sammelvorrichtung 14,
beispielsweise einem geeigneten Container, zugeführt werden.
Das Seitenförderband 12 kann permanent zur Partikelbeförderung
sich bewegen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Stillstand
des Seitenförderbandes 12 zunächst darauf
separierte Staubpartikel 13 gesammelt werden und in definierten
Zeitabständen das Seitenförderband 12 anläuft,
um das zwischenzeitlich angesammelte Material der Sammelvorrichtung 14 zuzuführen.
Alternativ können die Staubpartikel 13 auch pneumatisch,
mit einer Förderschnecke oder ähnlichem der Sammelvorrichtung 14 zugeführt
werden.
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2 zeigt
eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A aus 1,
die wiederum eine Längsschnittdarstellung entlang der Linie
B-B aus 2 zeigt. In der 2 ist
eine von jeweils drei in an sich bekannter Weise nebeneinander und
mit einem bestimmten Winkel zueinander angeordneten Tragrollen 15 gebildete
Förderbandfläche des zweiten Förderbandes 2 mit
dem darauf befindlichen Schüttgut 16 zu erkennen.
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Oberhalb
des zweiten Förderbandes 2 ist das Gehäuse 5 und
die Elektrode 6 mit den sternförmig ausgebildeten
Elektrodenplatten 7 zu erkennen. Das Gehäuse 5 weist
im unteren Bereich eine Öffnung auf, unterhalb der das
zweite Förderband 2 mit dem darauf befindlichen
Schüttgut 16 entlangläuft.
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Das
aufsteigende Staub-Luft-Gemisch mit Staubpartikeln 17,
die in dieser Darstellung mittels der Punkte angedeutet sind, wird
durch eine an die Elektrode 6 angelegte Hochspannung ionisiert
und die nun ladungstragenden Staubpartikel 17 werden von
der Innenwand 18 des geerdeten Gehäuses 5 angezogen.
Sobald die dort abgeschiedenen Staubpartikel 17 ein Agglomerat
bestimmter Größe bilden, fallen die Agglomerate
aufgrund der Schwerkraft nach unten. Die Agglomerate können
bereits vorher unterstützt durch eine mechanische Rüttelbewegung des
Gehäuses 5 auf grund des Unwuchtmotors 11 (siehe 1)
sich von der Innenwand 18 ablösen und herunterfallen.
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Der
Umfang der Innenwand 18 des Gehäuses 5 kann
mittels der dargestellten Hilfslinie 19 in zwei Seitenabschnitte 20 und
einen mittleren Abschnitt 21 unterteilt werden. Bei diesen
drei Abschnitten 20, 21 nimmt jeder Abschnitt
in etwa ein Drittel der Fläche der Innenwand 18 ein.
Die herabfallenden Staubagglomerate des mittleren Bereiches 21 fallen zurück
auf das zweite Förderband 2 und das darauf befindliche
Schüttgut 16.
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Die
den beiden Seitenabschnitten 20 der Innenwand 18 herabfallenden
Staubagglomerate fallen jedoch jeweils auf ein Ableitblech 22.
Dieses weist eine erste Längskante 23, die zu
dem Inneren des Gehäuses 5 weist, und eine zweite
Längskante 24 auf, die nach außen aus
dem Gehäuse 5 herausragt. Das Ableitblech 22 ist
prinzipiell zwischen dem Seitenrand der Öffnung des Gehäuses 5 und
dem zweiten Förderband 2 angeordnet und im Wesentlichen parallel
zu dem Seitenrand in Längsrichtung des Gehäuses 5 ausgerichtet.
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Das
Ableitblech 22 ist weiterhin in Querrichtung des Gehäuses 5 derart
abwärts geneigt, dass die erste Längskante 23 höher
als die zweite Längskante 24 angeordnet ist. Dadurch
können die Staubpartikel 13 der Schräge
entlang auf dem Ableitblech 22 aus dem Gehäuseinneren
nach außen befördert werden. Zur Unterstützung
der Ableitung der Staubpartikel 13 ist an dem Ableitblech 22 jeweils
ein weiterer Unwuchtmotor 25 angeordnet, um sicherzustellen,
dass die Staubpartikel 13 nicht an dem Ableitblech 22 elektrostatisch
festhaften.
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Anschließend
fallen die Staubpartikel 13 auf die beiden Seitenförderbänder 12,
die seitlich neben dem zweiten Förderband 2, parallel
zu diesem und etwas tiefer angeordnet sind. Die Förderrichtung
der Seitenförderbänder 12 kann gleich
zu der Förderrichtung des Schüttgutes 16 (Pfeil 4 in 1)
oder entgegengesetzt dazu vorgesehen sein. Auch können die
beiden Seitenförderbänder 12 entweder
in die gleiche Richtung oder entgegengesetzt zueinander laufen.
Die separierten Staubpartikel 13 werden von den Förderbändern 12 zu
entsprechenden Sammelvorrichtungen 14, beispielsweise ein
geeigneter Container, befördert.
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Schließlich
sind in der 2 Tragsysteme 26 und 27 sowohl
für das zweite Förderband 2 als auch das
erfindungsgemäße System zur Staubbindung zu erkennen.
Das Tragsystem 26 weist einen Rahmen 28 auf, der
die Anordnung der Tragrollen 15 trägt. Der Rahmen 28 ist
mittels mehrerer Stützen 29 von einer Bodenfläche
(nicht dargestellt) beabstandet gehalten. Das zweite Förderband 2 kann
sowohl im Wesentlichen horizontal als auch mit einem entsprechenden
Neigungswinkel zur Horizontalebene ausgerichtet sein. Das Gehäuse 5 wird
von Tragarmen 30 gehalten, die über entsprechende
Tragstützen 31 von der Bodenfläche beabstandet
sind, so dass das Gehäuse 5 oberhalb des zweiten
Förderbandes 2 angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß finden
bei dem hier vorgestellten Staubbindungssystem und dem entsprechenden
Verfahren die Staubbindung zur Vermeidung von umweltschädlicher,
gesundheitsgefährdender und/oder umweltbelastender Abluft
und die Separation von Materialkörpern einer bestimmten
Partikelgröße, insbesondere in der Größenordnung
des Durchmessers von etwa 10 bis 100 μm, aus dem Materialfluss
gleichzeitig statt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2460962 [0002]
- - GB 216789 [0010]
- - GB 230841 [0010]
- - GB 295890 [0010]