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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur pneumatischen Befüllung von Schüttgutsilos nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Wenn mehrere Silos in Reihe angeordnet sind und über eine gemeinsame Förderleitung befüllt werden ist es erforderlich, an einem Siloanschlussstutzen Kompensatoren vorzusehen. Die Kompensatoren werden benötigt, um die Bewegungen, die sich aus einer Wärmedehnung der Förderleitung bzw. des Silos ergeben und die Bewegungen, besonders die Vibrationen, die durch Impulse aus der pneumatischen Förderung des Schüttgutes entstehen, aufzunehmen. Durch den Einbau von Kompensatoren können Schäden an der Förderleitung und/oder an den Silos, insbesondere am Silostutzen vermieden werden. Durch die Wärmedehnung der Förderleitung können in Abhängigkeit der Anzahl und Größe der Silo sowie in Abhängigkeit der Schüttguttemperatur große Längenänderungen entstehen. In typischen Polyolefin-Anlagen mit Schüttguttemperaturen von 60 bis 100°C ist es erforderlich beispielsweise Längenänderungen x bis 100 mm aufzunehmen. In PTA/CTA(gereinigte Terephthalsäure, Purified Terephtalic Acid/ungereinigte Terephtalsäure, Crude Terephtalic Acid)-Anlagen mit Schüttguttemperaturen von 100 bis 150°C können dies beispielsweise Längenänderungen, beispielsweise in einer x-Richtung, bis 300 mm sein.
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Durch Impulse aus der Förderung kann die Förderleitung alle 1 bis 20 Sekunden mit Bewegungsausschlägen bis +/–30 mm in allen Richtungen (x, y und z) vibrieren. Diese zusätzliche Bewegung muss ebenfalls vom Kompensator aufgenommen werden. Weiters ist es erforderlich, die Impulskräfte gedampft in den Stahlbau bzw. Silo über die Rohrleitungsbefestigungen einzuleiten.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befüllvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch größere Relativbewegungen der Zuführleitungsabschnitte zu den Silostutzen aufgenommen bzw. kompensiert werden können.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Befüllvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Die erfindungsgemäße Dämpfungslagereinrichtung nimmt Kräfte auf, die aus einer Relativverlagerung des jeweiligen Zuführleitungsabschnitts zum jeweiligen Silostutzen herrühren und leitet diese Kräfte über den Tragrahmen ab, sodass eine entsprechende Krafteinleitung über den Silostutzen vermieden ist. Dies ermöglicht es, insbesondere Impulsüberträge, die über den Zuführleitungsabschnitt ansonsten in den Silostutzen eingetragen werden, zu verringern oder ganz zu vermeiden. Eine Weichenanordnung und eine Anordnung nachgeordneter Abzweigleitungsabschnitte kann so sein, dass eine Anordnungsebene dieser Komponenten vertikal oder horizontal ist.
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Mit der Dämpfungslagereinrichtung nach Anspruch 2 kann ein Verlagerungsweg des Zuführleitungsabschnitts relativ zum Tragrahmen aufgenommen bzw. kompensiert werden, der größer ist als 10 mm, der bis zu 30 mm betragen kann, der größer ist also 50 mm, der bis zu 60 mm betragen kann, der bis zu 90 mm betragen kann, der größer ist als 100 mm, der größer ist als 200 mm, und der auch größer sein kann als 300 mm. Eine Aufnahme bzw. Kompensation von Relativbewegungen des Zuführleitungsabschnitts relativ zum Tragrahmen auch in einer zweiten Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung durch den Zuführleitungsabschnitt ist möglich. Ein maximal aufnehm- bzw. kompensierbarer Verlagerungsweg in dieser zweiten Richtung kann kleiner sein als in einer ersten Haupt-Aufnahme- bzw. Kompensationsrichtung.
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Eine gemeinsame Verbindungskomponente nach Anspruch 3 kann insbesondere einen Anschweißflansch umfassen, der fest mit dem Zuführleitungsabschnitt verbunden ist.
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Mindestens ein Elastomerlager nach Anspruch 4 führt zu einer effektiven Dämpfung.
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Zwei Elastomerlager nach Anspruch 5 ermöglichen gleichzeitig eine gedämpfte Stützung eines Gewichts von Leitungselementen des zuführseitigen Förderwegs und andererseits eine Dämpfung der Rückstoßkraft, die bei der pneumatischen Förderung bei einer Entspannung eines Druckluftpolsters zwischen zwei Schüttgutpfropfen beim Austritt aus dem Zuführleitungsabschnitt in den Silostutzen erfolgen kann. Eine Zugbelastung der Elastomerlager kann vermieden werden.
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Eine Vorspannung nach Anspruch 6 verringert ansonsten auftretende Vibrationen. Der Tragrahmen bzw. eine Profilkomponente des Tragrahmens kann jeweils zwischen zwei Elastomerlagern angeordnet sein. Eine Vorspannungs-Einstellung kann über ein Einstellgewinde erfolgen.
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Eine Gleitplatte nach Anspruch 7 kann das Gleitmittel zur Verlagerung des Zuführleitungsabschnitts relativ zum Tragrahmen darstellen.
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Eine Halteverbindung nach Anspruch 8 kann als Abhebesicherung, beispielsweise als Abhebesicherungsplatte oder als Abhebesicherungsgewindestange, ausgeführt sein.
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Eine Dämpfungseinheit nach Anspruch 9 vermeidet eine Beschädigung der Halteverbindung im Falle eines Kontakts mit dem Tragrahmen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch eine Gruppe von drei lediglich in einem oberen Abschnitt dargestellten Schüttgutsilos mit einer Vorrichtung zur pneumatischen Befüllung dieser Silos;
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2 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Vorrichtung zur pneumatischen Befüllung der Schüttgutsilogruppe;
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3 einen axialen Längsschnitt durch einen Leitungsabschnitt der Befüllvorrichtung für eines der Schüttgutsilos im Bereich eines Übergangs zwischen einem Überleitungsabschnitt der Befüllvorrichtung und einem Silostutzen, wobei insbesondere Details einer Dämpfungslagereinrichtung sichtbar sind;
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4 eine Aufsicht auf den Zuführleitungsabschnitt der Befüllvorrichtung nach 3 mit der Dämpfungslagereinrichtung aus Richtung IV in 3; und
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5 eine Seitenansicht des Zuführleitungsabschnitts einschließlich der Dämpfungslagereinrichtung aus Blickrichtung V in 3.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur pneumatischen Befüllung einer Gruppe von Schüttgutsilos 2, 3, 4. Die Schüttgutsilos 2 bis 4 sind in Reihe nebeneinander angeordnet und jeweils über einen Silostutzen 5 befüllbar.
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Oberhalb der Schüttgutsilos 2 bis 4 läuft eine Haupt-Förderleitung 6. Diese steht mit den Schüttgutsilos 2 und 3 über Weichen 7, Abzweigleitungsabschnitte und Zuführleitungsabschnitte 8 in Strömungsverbindung. Das im Förderweg letzte Schüttgutsilo 4 steht mit der Förderleitung 6 über einen Endbogen 9 und den nachfolgenden Zuführleitungsabschnitt 8 in Strömungsverbindung.
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Die Zuführleitungsabschnitte 8 stehen mit den zugeordneten Silostutzen 5 über Kompensatoren 10 in Strömungsverbindung.
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Grundsätzlich ist eine pneumatische Befüllvorrichtung
1 im vorstehend erläuterten Umfang bekannt aus der
DE 100 64 613 C1 .
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Eine räumliche Anordnung der Weichen 7 und der Zuführleitungsabschnitte 8 ist grundsätzlich in zwei Geometrien möglich. Um die nachfolgende Erläuterung zu erleichtern, wird ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingeführt. Die x-Achse verläuft längs der Förderrichtung der Haupt-Förderleitung 6 in horizontaler Richtung. Die y-Achse verläuft senkrecht hierzu ebenfalls in horizontaler Richtung. Die z-Achse verläuft vertikal entgegen der Schüttgutförderrichtung in den Zuführleitungsabschnitten 8.
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In der Anordnung nach 1 sind die Weichen 7, die nachfolgenden Abzweigleitungen und im Förderweg nachfolgende Zuführleitungsbögen 11 in einer vertikal verlaufenden xz-Ebene angeordnet. Ein Bogenwinkel der Zuführleitungsbogen 11 ist kleiner als 90°.
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Bei der Anordnung nach 2 verlaufen Abzweig-Leitungsabschnitte 12 nach den Weichen 7 zunächst in einer horizontalen xy-Ebene und gehen dann über 90°-Zuführleitungsbogen 13 bzw. den Endbogen 9 in den Zuführleitungsabschnitt 8 über.
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Die Zuführleitungsabschnitte 8 sind über jeweils eine Dämpfungslagereinrichtung 14 mit einem externen Tragrahmen 15 verbunden. Der Tragrahmen 15 ist gebildet durch zwei nebeneinander horizontal verlaufende H-Profile einer Stahlrahmenkonstruktion. Diese H-Profile sind in der Zeichnung lediglich abschnittsweise dargestellt.
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Gemeinsam mit dem jeweiligen Kompensator 10 sorgt die jeweilige Dämpfungslagereinrichtung 14 für eine Kompensation auftretender Relativverlagerungen zwischen der Haupt-Förderleitung 6 sowie den Zuführleitungsabschnitten 8 relativ zu den Silostutzen 5. Hauptursachen für derartige Relativverlagerungen sind in den 1 und 2 durch Pfeile angedeutet:
- – Mit W ist eine Bewegungsrichtung der Haupt-Förderleitung 6 aufgrund einer Wärmedehnung bezeichnet. W kann in der x-Richtung oder entgegen der x-Richtung verlaufen.
- – Mit IF ist eine Hauptbewegungsrichtung der Haupt-Förderleitung 6 aufgrund von Impulsüberträgen aufgrund der pneumatischen Förderung bezeichnet. IF verläuft bei der Ausführung nach 1 in der x-Richtung. Bei der Ausführung nach 2 verläuft IF in Richtung der Abzweig-Förderleitungsabschnitte 12, also in der xy-Ebene unter einem Winkel einerseits zur x-Achse und andererseits zur y-Achse.
- – Mit RIE ist ein Rückstoß-Impuls aufgrund einer Entspannung eines Schüttgutpfropfens beim Austritt aus dem Zuführleitungsabschnitt 8 bezeichnet. RIE verläuft vertikal nach oben, also in der z-Richtung.
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Bei der Anordnung nach 1 muss die Kombination aus dem Kompensator 10 und der Dämpfungslagereinrichtung 14 also Relativerlagerungen hauptsächlich in der x-Richtung und in der z-Richtung aufnehmen bzw. kompensieren. Bei der Anordnung nach 2 müssen Relativverlagerungen hauptsächlich in der x-Richtung, Verlagerungsbeiträge zusätzlich in der y-Richtung und auch in der z-Richtung aufgenommen bzw. kompensiert werden.
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Anhand der 3 bis 5 werden Details insbesondere der Dämpfungslagereinrichtung 14 näher erläutert. Die Dämpfungslagereinrichtung 14 hat, zugeordnet jeweils zu einem H-Profil 16 des Tragrahmens 15 zwei Elastomerlager, nämlich ein unteres Elastomerlager 17 und ein oberes Elastomerlager 18. Die Elastomerlager 17, 18 sind jeweils mit zwei in z-Richtung übereinanderliegenden Elastomerkörpern ausgestaltet. Kräfte werden gedämpft über die Elastomerlager 17 und 18 auf den separaten Tragrahmen 15 übertragen und somit wird der Silostutzen 5 entlastet. Der Tragrahmen 15 kann über ein Silodach ggf. an verstärkten Bereichen oder bevorzugt über eine Silowand abgestützt werden, um Schäden am Silo zu vermeiden.
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Ein Anschweißflansch 19 ist fest mit dem Zuführleitungsabschnitt 8, beispielsweise über eine Schweißverbindung, verbunden. An dem Anschweißflansch 19 sind der Kompensator 10 und die Dämpfungslagereinrichtung 14 mit einer Schraubverbindung 20 fest verbunden. Der Kompensator 10 ist mit einer Schraubverbindung 21 mit dem Silostutzen 5 verbunden, wenn der Silostutzen geflanscht ist. Es ist auch möglich, Silostutzen ohne Flansche, sprich als Rohrstutzen auszuführen. In diesem Fall wird der Kompensator 3 mit Schlauchschellen mit dem Silostutzen 5 verbunden. Gemeinsam mit dem Anschweißflansch 19 stellt die Schraubverbindung 20 eine gemeinsame Verbindungskomponente für die Dämpfungslagereinrichtung 14 und für den Kompensator 10 dar.
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Über den Anschweißflansch 19 werden die Bewegungen und Kräfte, die in der Förderleitung 6 entstehen auf die Dämpfungslagereinrichtung 14 und den Kompensator 10 direkt übertragen.
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Die Elastomerlager 17 und 18 sind mit Gleitplatten 22 (z. B. aus Polyoxymethylen, POM, oder PTFE) versehen, sodass die Dämpfungslagereinrichtung 14 am Tragrahmen 15 in x- und y-Richtung gleiten kann, um die Bewegungen aus der Wärmedehnung und Impulskräften aufnehmen zu können. Die Gleitplatten 23 stellen ein Gleitmittel dar, mittels dem die Dämpfungslagereinrichtung 14 sowohl in der x- als auch in der y-Richtung, also senkrecht zur Strömungsrichtung z des Schüttguts, durch die Zuführleitungsabschnitte 8 eine Verlagerung des jeweiligen Zuleitungsstutzens 8 relativ zum Tragrahmen 15 ermöglicht.
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Das obere Elastomerlager 18 ist mit einer oberen Halteplatte 23 fest verbunden, beispielsweise über eine Schraubverbindung. Das Elastomerlager 17 ist mit einer unteren Halteplatte 24 fest verbunden, beispielsweise über eine Schraubverbindung. Die untere Halteplatte 24 ist fest, beispielweise über die Schraubverbindung 20, mit dem Anschweißflansch 19 verbunden.
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Die obere Halteplatte 23 und die untere Halteplatte 24 werden über eine innere Abhebesicherungsplatte 26 miteinander verbunden, beispielsweise über Schweißverbindungen. Die innere Abhebesicherungsplatte 26 ist so ausgeführt, dass die beiden Elastomerlager 17 und 18 vorgespannt auf dem Tragrahmen 15 gleiten. Die Vorspannung dient dazu, die Vibrationen die in der Förderleitung vorhanden sind zu dampfen. Durch die Vorspannung wird eine Relativbewegung aufgrund einer derartigen Vibration um bis zu 50% oder in sogar noch größerem Ausmaß verringert. Aus einer derartigen Vibration resultierende Kräfte werden entsprechend reduziert. Die innere Abhebesicherungsplatte 26 ist im unteren Bereich mit einer Elastomerplatte 27 ausgerüstet. Diese Elastomerplatte 27 dient dazu, Bewegungen in y-Richtung dämpfend auf den Tragrahmen 15 zu übertragen, falls die Bewegungen in y-Richtung größer sind als der Abstand zwischen dem Elastomerlager 27 und dem Tragrahmen 15. Die obere und untere Halteplatte 23, 24 sind zusätzlich über eine äußere Abhebesicherungsplatte 28 fest verbunden. Die äußere Abhebesicherungsplatte 28 ist über Schraubverbindungen 29 mit den Halteplatten 23, 24 verbunden. Bei der Montage kann somit die Dämpfungslagereinrichtung 14 ohne die äußere Abhebesicherungsplatte 28 über den Tragrahmen 15 geschoben werden.
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Optional ist es möglich, anstatt der Abhebesicherungsplatten 26, 28 Gewindestangen vorzusehen. Diese bieten den Vorteil, dass über Verstellmuttern, die Vorspannung der Elastomerlager 17, 18 eingestellt werden kann und eine Anpassung an den Stahlbau möglich ist.
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Es ist auch denkbar, über eine nicht dargestellte Verstelleinheit, zum Beispiel Verstellschrauben aus Gewindebolzen, das obere Elastomerlager 17 mit der oberen Halteplatte 23 zu verbinden. Damit ist ebenfalls eine Einstellbarkeit der Vorspannung und eine Anpassung an den Tragrahmen 15 möglich.
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Aufgrund der gleitenden Verbindung der Elastomerlager 17, 18 mit dem Tragrahmen 15, dessen H-Profile 16 in der x-Richtung verlaufen, kann die Dämpfungslagereinrichtung 14 größere Relativverlagerungen des Zuführleitungsabschnitts 8 zum Silostutzen 5 aufnehmen bzw. kompensieren. Auch eine Aufnahme bzw. Kompensation von Relativverlagerungen des Zuführleitungsabschnitts 8 zum Silostutzen 5 in der y-Richtung ist durch diese Gleitverbindung möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10064613 C1 [0002, 0026]
- DE 10024951 C2 [0005]
- DE 102007074193 A1 [0005]
