DE2102301B2 - Vorrichtung zum pneumatischen oder hydraulischen Fordern von Schuttgut - Google Patents

Vorrichtung zum pneumatischen oder hydraulischen Fordern von Schuttgut

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    • B65G53/34Details
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum pneumatischen oder hydraulischen Fördern von staubförmigem, pulverigem oder körnigem Schüttgut, bestehend aus einer Förderrohrleitung mit rohrparallelen Abzweigleitungen, die beidendig in das Förderrohr einmünden, wobei viele kurze Abzweigleitungen in Längsrichtung der Rohrleitung hintereinander angeordnet sind und die Austrittsöffnung jeder Abzweigleitung dicht vor der Eintrittsöffnung der in Strömungsrichlung gesehen nächsten Abzweigleitungen mündet und die Abzweigleitungen aus einem innerhalb des Förderrohres an dessen Wand befestigten Nebenrohr kleineren Durchmessers bestehen, dessen freier Querschnitt 10 bis 2O°/o des freien Querschnitts des Förderrohrcs betriigt.
Nach einem bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 1 174 256) kann man staubförmiges, pul- "rigcs oder körniges Gut ohne Vcrslopfungsgefahr mit einem Bruchteil der bisher üblichen FördcrmiUelmengen und Fordermittelgeschwindigkeiten fördern, wenn der das Gut-Fördermittelgemisch in der Rohrleitung bildende Hauptstrom in Längsrichtung der Strömung an vielen, in geringen Abständen aufeinanderfolgenden Stellen teilweise abgezweigt und der die jeweilig? Abzweigung getrennt vom Hauptstrom durchfließende Teilstrom kurz vor der in Strömungsrichtung gesehen nächsten Abzweigstelle wieder in den Hauptstrom geleitet wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wurde eine
ίο Vorrichtung mit einer Förderleitung mit rohrparallelen Abzweigleitungen vorgeschlagen, die beidendig in das Förderrohr einmünden, wobei viele kurze Abzweigleitungen in Längsrichtung der Rohrleitung hintereinander angeordnet sind, indem die Austrittsöffnung jeder Abzweigleitung dicht vor der Eintrittsöffnung der im Strömungsrichtung gesehenen nächsten Abzweigleitung mündet. Dabei sind die Abzweigleitungen vorzugsweise innerhalb des Förderrohres angeordnet, oder sie sind aus einem innerhalb der Förderleitung angeordneten in Abständen gekröpften Rohr gebildet, das an den KröpfungÄStellen zur Bildung von Abzweigöffnungen angeschnitten ist.
Um einen sicheren pneumatischen oder hydraulischen Transport von Schüttgütern zu erreichen, muß der Widerstand, der beim Durchströmen des Fördcrmittels durch die Abzweigleitung aufgebracht werden muß, wesentlich größer sein, als der Strömungswiderstand, der dem Hauptstrom in der Förderleitung enlgcgengerichtet ist. Andernfalls würde das Strömungsmittel ganz oder zum großen Teil ohne sich an dem Fördervorgang zu beteiligen, die Abzweigleitung durchströmen. Die Mindestdruckdifferenz zwischen den statistischen Drücken vor und hinter einem bei der pneumalischen Förderung häufig sich bildenden Gutpfropfen, die zu dessen Weitertransport erforderlich ist, steigt mit zunehmender Pfropfcnlänge progressiv an infolge der Keilwirkung der Gutteilchen gegeneinander und gegen die Wand. Bei einem überlangen Guipfropfen reicht in den meisten Fällen der zur Verfügung stehende Förderdruck nicht mehr aus, um die Druckdifferenz zum Verschieben des Gutpfropfens aufzubringen. In diesem Fall strömt das Fördermittel schlagartig von der in Strcmungsrichtung gesehen vor dem Gutpfropfen befindlichen Eintrittsöffnung in und durch die Abzweigleitung. Dabei wird dem Gutpfropfen durch die von ihm verschlossenen Austritts- und F.intrittsoffnungen der Abzweigleitung der jeweils um den Strömungswiderstand des Abzweigleilungsabschnittes verminderte statische Druck in Strömungsrichtung vor dem Guipfropfen liegenden unverstopften Förderlei'ung aufgeprägt. Der statische Druck vor dem Gutpfropfen ist zwar nicht in der Lage, den gesamten Guipfropfen weiterzuschieben, zum Abtrennen des, in Strömungsrichtung gesehen, letzten Pfropfenabschnittes, der sich maximal über eine Länge im Abstand zweier Austrittsöffnungen der Abzweigleitung erstreckt, reicht der Druck aus, wenn der Strömungswiderstand der durch das letzte Pfropfenslück führenden Abzweigleitung größer ist, als der Widerstand der zum Verschieben des Pfropfenstückes erforderlich ist. 1st das letzte Stück des Gutpfropfens abgespalten und abtransportiert, dann wiederholt sich der Trennvorgang beim davorliegenden Teilstück des Pfropfens usw.
Es sind verschiedene Ausführungen der Abzweigleitungen aus der deutschen Patentschrift 1 174 256 zu entnehmen, die zum Teil innerhalb und zum Teil außerhalb des Förderrohres angeordnet sind. Der
erforderliche Strömungswiderstand der Abzweigleitung jeweils zwischen zwei Abzweigöffnungen, der sich durch den erforderlichen Verschiebebdruck eines dazwischen befindlichen Gutpfropfens ergibt, wird hier durch einen sehr kleinen Querschnitt der Abzweigleitung erreicht.
Eine sichere pneumatische oder hydraulische Förderung bei niedrigen Fördermittelgeschwindigkciten ist nur gewährleistet, solange die relativ engen Abzweigleitungen frei von Gutablagerungen bleiben. Das ist allerdings nur bei nichthaftendem, gut rieselfähigem feinkörnigem Schüttgut der Fall. Bei Schüttgut, das zur Bildung eines leichten Wandansatzes neigt, oder dessen Kornspektrum Teilchen von einigen mm Durchmesser umfaßt, verstopfen die engen Abzweigleitungen leicht und werden damit wirkungslos.
Der schweizerischen Patentschrift 459 060 sind Abzweigleitungen mit größerem Querschnitt zu entnehmen, die einerseits durch Aufschweißen eines U-formigen Nebenkanals auf das Förderrohr oder andererseits durch Einschieben und Verschraubcn eines Bleches in das Förderrohr, durch das ein Kreisabschnitt der Leitung abgetrennt wird, gebildet werden. Innerhalb des U-förmigen Nebcnkanals sind Abzweigöffnungen durch die Wand des Förderrohres gebohrt. Beim kreisabschnittsförmigen Nebenkanal sind die Abzweigöffnungen als Bohrungen im eingeschobenen Blechstreifen vorgesehen. Der erforderliche Mindestdruckverlusl des Nebenkanals wird durch den Einbau von Schikanen zwischen jeweils zwei Abzweigöffnungen erreicht.
Die letztgenannten Ausführungsformen des Nebenkanals gestatten ein sehr sicheres Fördern bei kleinem Fördermilteldurchsatz und bei niedrigen Förderdrücken. Ein leichler Wandansatz und auch größere Gutteilchen, die in den Nebenkanal gelangen, führen zu keinerlei Störungen.
Allerdings sind die Herstellungskosten der Förderleitungen mit aufgeschweißtem oder durch Einschieben des Blcchstreifens angefertigten Nebenkanals so hoch, daß insbesondere bei Förderanlagen mit kleinen und mittleren Guidurchsalzmengen der Mehraufwand an Kosten durch die Energieersparnis gegenüber einer Förderanlage konventioneller Bauweise nicht gedeckt werden. Bei dem kreisabschnittsförmigem Nebenkanal ist es von besonderem Nachteil, daß ein erheblicher Teil des Förderleitungsquerschnittes vom Nebenkanal beansprucht wird. Weiter ist es sehr schwierig, die Kanten des eingeschobenen Bleches an der Rohrwand gut dichtend zu befestigen.
»Fs ist auch schon ein pneumatisches Förderrohr bekannt, das ein am Außenrohr befestigtes Innenrohr aufweist. Dabei dient entweder das Außenrohr oder das Innenrohr der Gutförderung während das entsprechende andere Rohr jeweils für die Luftzufuhr vorgesehen ist. Dieses Förderrohr arbeitet jedoch nach dem Auflockerungsprinzip, da die Luft in fein verteilter Form eingeführt wird. Eine gezielte Förderung des Gutes in Form von. Pfropfen ist damit nicht möglich und an eine solche Förderung ist auch nicht gedacht.«
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere sowie einfach und billig anzufertigende Ausfüinungsform einer Förderleitung mit Ncbcnkanai vorzuschlagen.
Hierfür ist die erfindungsgemäße Ausbildung darin zu sehen, daß die Eintritts- und Auslriilsöffnungen aus radialen Einschnitten in der Wand des Nebenrohres gebildet sind, wobei jeweils die in Förderrichtung gesehen hinter den Einschnitten angrenzenden Rohrwandenden als Zungen in das Nebenrohr entgegen der Hauptförderrichtung weisend hineinragen und 10 bis 90 % des freien Querschnitts des Nebenrohres versperren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Nebenrohr in Förderrichtung gesehen, jeweils hinter einer Austrittsöffnung in einem
ίο dem ein- bis zweifachen Innendurchmesser des Nebenrohres entsprechenden Abstand die zugeordnete Eintrittsöffnung vorgesehen.
In vorteilhafter Weise verschließen die Zungen der Austrittsöffnungen den freien Querschnitt des Nebenrohres zu 30 bis 90 0Io.
Ähnlich vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Zungen der Eintrittsöffnungen den freien Querschnitt des Nebenrohres zu 10 bis 70 % verschließen.
Alle diese besonderen Maßnahmen tragen dazu bei, daß sich im Nebenrohr fürdieFörderwirkung besonders günstige Druckbedingungen aufbauen und eine Gutablagerung im Nebenrohr weitgehend vermieden wird. Die für jedes Fördergut am besten geeigneten Bedingungen lassen sich jeweils durch Versuche ermitteln.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Nebenrohres kann bei Bildung eines längeren Gutpfropfens in der Förderleitung das Fördermittel durch die in Strömungsrichtung gesehen vor dem Pfropfen befindlichen Abzweigöffnungen in das Nebenrohr eindringen. Infolge des relativ großen Nebenrohrquerschniiis besteht keine Verstopfungsgefahr für das Nebenrohr. Durch das Nebenrohr transportiertes Gut wild vorwiegend als Strähne auf dessen Boden fortbewegt. Durch die in das Nebenrohr gedrückte Zunge der nächstfolgenden Ausirittsöffnung wird diese Gutsträhne »abgeschält« und in das Förderrohr zurückgeleitet. Das Fördermittel mit dem als Flugwolke transportierten Gut dagegen kann fast ungehindert das Nebenrohr durch den unvcrsperrten Querschnitt durchströmen. Als besonders vorteilhaft ist hier, daß das durch das Nebenrohr geförderte GuI keine enge Drosselstelle passieren muß und damit die Gefahr einer Verstopfung ausgeschlossen ist.
Herkömmliche, bekannte Ausführungsformen des Nebenrohres haben, jeweils zwischen zwei Austrittsöffnungen gemessen, einen konstanten Druckvcrlustbeiwcrt, der unabhängig von der Strömungs- bzw. Fördergeschwindigkeit ist. Bei der Erfindung dagegen wird der Druckverluslbciwert der einzelnen Nebenrohrabschnitte automatisch dem jeweiligen Förderzustand angepaßt. Bei gleichmäßiger Gutförderung herrscht im Nebenrohr infolge des höheren Druckverlustbeiwcrtes eine wesentlich kleinere Strömungsgeschwindigkeit als im Förderrohr. Erst bei Bildung eines Guipfropfens strömt das Fördermittel schlagartig durch die in Förderrichtung gesehen vor dem Gutpfropfen befindlichen Eintritts- und Austriltsöffnungcn in das Nebenrohr. Der in Förderrichlung vor dem Gutpfropfen herrschende statische Druck wird dem Guipfropfen durch die folgende von ihm verschlossenen Austritlsöffnung des Nebenrohres aufgeprägt. 1st der Gutpfropfen kurz, wird der in Strömungsrichlung hinter der AustrittsölTnung liegende Teil abtransportiert, erstreckt sich der Pfropfen dagegen über mehrere Nebcnrohrabschnitte, dann kann das Fördermittel dagegen oberhalb der in das Nebenrohr hineinragenden Zungen der Austritts- und Eintrittsöffiuingcn weiter durch das Nebenrohr strömen.
Die in dem Nebenrohr gegen die Strömungsrichtung gerichtete Zunge der Auslrittsöffnung bewirkt ein starkes Einschnüren der Strömung im nachfolgenden Abschnitt des Nebenrohres. Es bildet sich, ähnlich wie in einem Injektor, ein scharfer Treibstrahl aus. Der durch ihn in seiner Umgebung hervorgerufene Unterdruck bewirkt, daß aus dem Guipfropfen etwas Gut durch die den Austritlsöffnungen nachgcordneten EinlrittsöfTnungen in das Nebenrohr gesaugt wird. Dadurch, daß das eingesaugte Gut in Förderrichtung beschleunigt werden muß, erhöht sich der Druckverluslbciwerl des nachfolgenden Nebenrohrabschnitts. Der Gutpfropfen wird durch Absaugen des Gutes allmählich ausgehöhlt. Infolgedessen kann nun ein Teil des Fördermittel aus dem Nebenrohr durch die Austrittsöffnung aus- und durch die Eintrittsöffnung wieder einströmen. Dadurch wird wiederum noch mehr Gut abgetragen und der Kanal bzw. die Kerbe im Guipfropfen vergrößert sich und erleichtert ein Abspalten des in Strömungsrichtung folgenden Pfropfenabschnitts. Reicht der statische Druck dazu nicht aus, kommt die Gutförderung vom Gutpfropfen in das Nebenrohr nach einiger Zeit zum Erliegen, da der Querschnitt der ausgehöhlten Stelle im Gutpfropfen zu groß und damit die Strömungsgeschwindigkeit in dieser zu klein geworden ist, um noch Gutteilchen mitzureißen. Der Druckverlustbeiwert der Auslriltsöffnung sinkt wieder und das Fördermittel kann fast ungehindert der nächsten Austrittsöffnung zuströmen, wo sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
Ist das in Strömungsrichtung gesehen letzte Pfropfenteilslück abgespalten, vermindert sich der Druckverlust des Nebenrohres um den Rohrleitungswiderstand des vorher vom Pfropfen umschlossenen Nebenrohrabschnitts. Infolgedessen strömt nun eine erhöhte Fördermittelmenge durch das Ncbenrohr, das wiederum zur Folge hat, daß Schüttgut aus den bereits ausgehöhlten Kanälen unterhalb der Eintrittsöffnungen durch diese in den in Förderrichtung gesehen vor dem Pfropfenende befindlichen Teil des Nebenrohres gesaugt wird.
Auf diese Weise steigt der Druckverlust der Nebenrohrabschnille wieder an und es wird dadurch vermieden, daß das Fördermittel den restlichen Gutpfropfen ungehindert durch das Nebenrohr umströmt.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Nebenrohres zeichnet sich gegenüber den bekannten Vorrichtungen nicht nur durch hohe Betriebssicherheit aus, sondern die Herstellungskosten der Förderleitung mit fertig montiertem Nebenrohr konnten auf diese Weise sogar auf ein Viertel gesenkt werden, so daß der Einsatz des bekannten Verfahrens zum Trennen von Gutsäulen beim pneumatischen oder hydraulischen Fördern von Schüttgut jetzt fast in jedem Fall auch wirtschaftlich gerechtfertigt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt und
F i g. 2 diese Vorrichtung im Querschnitt gemäß der Linie A-A in F i g. 1.
Gemäß den F i g. 1 und 2 besteht die Vorrichtung aus einer Förderleitung 1, die in ein Forderrohr 2 und ein darin angeordnetes, an der höchsten Stelle 3 punktweise angeschweißtes Nebenrohr 4 unterteilt ist. Die freien Querschnitte von Förderrohr 2 und Nebenrohr 4 verhalten sich zueinander etwa wie 10 zu 1. Die Förderleitung 1 weist eine Verbindungsstelle 5 auf, an der das Förderrohr 2 seine Verbindung über Flansche 6, 7 erfährt und das Nebenrohr 4 eine Steckverbindung 8, 9 aufweist. Das Nebenrohr 4 ist mit Einschnitten 10«, 10 b, 10c, 1Oi/ und 11«, 11 />, lic, Hi/ versehen, wobei die Einschnitte 10α, 10Λ, 1Oi/ als »Austrillsöffnungen« zu bezeichnen sind, weil im Regelfalle aus ihnen das Fördermittel aus dem Ncbenrohr 4 in das Förderrohr 2 austritt, und wobei die Einschnitte 11 ti, 11 b, lic und IJi/ »Einlrittsöffnungen« genannt werden, weil durch sie das Fördermittel aus dem Förderrohr 2 in das Nebenrohr 4 eintritt. In Förderrichlung gesehen, ragen die folgenden Rohrwandenden als eingedrückte Zungen 12«, 12 ft, 12c und 12t/ in den freien Querschnitt des Nebenrohres hinein und verschließen diesen zu etwa 50 0Zo, wobei die hochstehenden Enden der Zungen 12 α bis 12 d der HauptförderrichUing entgegengerichtet sind. In gleicher Weise sind die eingerückten Zungen 13«, 136, 13c und 13t/ der EinlrillsölTnungen 11« bis Hd gestaltet. Jedoch verschließen sie den freien Querschnitt des Nebenrohres 4 nur zu 30 0O.
Bei Bildung eines längeren Gutpfropfens 14 im Förderrohr 2 strömt das Fördermittel hier ausnahmsweise durch die Austrittsöffnung 10 a und die Eintritlsöffnung 11 α in und durch das Nebenrohr 4. Die Pfeile 15, 16, 17, 18 und 19 sollen die Fördermittel-Strömungen an den einzelnen Finlritts- und Austrittsöffnungen 10« bis 10t/ und 11« bis lld verdeutlichen. Unterhalb der Austrittsöffnung 10 5 ist bereits ein Teil des Gutes aus dem Gutpfropfen 14 abgetragen. Der Querschnitt des so entstandenen Kanals 20 ist bereits so groß, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Fördermittels im Kanal 20 nicht mehr ausreicht, um weiteres Gut mitzureißen. Das Fördermittel strömt nun, wie die Pfeile 16 veranschaulichen, zum Teil durch den oberen Abschnitt des Nebenrohres 4 und zum anderen Teil aus der Austrittsöffnung 10 b durch den Kanal 20. Durch die Eintrittsöffnung Hb tritt das Fördermittel dann wieder in das Nebenrohr 4 ein. Durch diese Aufteilung des FördermiUelslromcs auf eine relativ große Querschnittsflächc wird der Strömungswiderstand, der durch die Zungen 12 Λ und 13 b im Nebenrohr 4 erzeugt wird, herabgesetzt.
An der Auslrittsöffnung 10 c dagegen wird das Fördermittel, solange der Gutpfropfen 14 die Öffnung 10 c verschließt, beim Umströmen der Zunge 12 c infolge der Querschnittsverengung des Nebenrohrcs 4 auf höhere Geschwindigkeit beschleunigt. Ähnlich wie bei einem Injektor wird daher Gut 21 durch die Eintrittsöffnung lic in das Nebenrohr 4 gesaugt und darin ebenfalls stark beschleunigt. Dadurch erhöht sich der Druckverlust im nachfolgenden Abschnitt des Nebenrohres 4. Das Erhöhen des Druckverlustes hat die gleiche Wirkung, wie ein teilweises Verschließen dieses Abschnittes des Nebenrohres 4. Das durch das Nebenrohr 4 in der Hauptsache als Strähne 23 transportierte Gut wird von der Zunge 12 d der Austrittsöffnung 1Od abgeschält und in das Förderrohr 2 zurückgeleitet.
Der in Förderrichtung vor dem Gutpfropfen 14 herrschende statische Druck, der nur um den relativ niedrigen Strömungswiderstand der Austrittsöffnung 10 a und Eintrittsöffnung 11 α vermindert ist, wird nun dem in Strömungsrichtung zwischen den Ab zweigöffnungen 10 c und 10 t/ befindlichen Pfropfen teilstück über das Nebenrohr 4 durch die Austrittsöffnung 10 c aufgezwungen. Durch diesen Druck, der zwar nicht ausreicht, um den gesamten Gutpfropfen
14 weiterzuschieben, wird nun das letzte Pfropfenstück entlang der gestrichelten Linie 22 abgespalten.
Die Pfeile 18 verdeutlichen den Strömungsvorgang, an der dem Pfropfenende nächstliegenden Austrittsöffnung 10 d. Nach dem Abtrennen des Pfropfenstücks zwischen den Austrittsöffnungen 10 c und 10 d strömt fast das gesamte Fördermittel aus der öffnung 10 c in das Förderrohr 2. Der Druckverlust des Nebenrohres 4 wird um den Leitungswiderstand des oberhalb des abgetrennten Pfropfens 14 befindlichen Nebenrohrabschnittes verringert. Die Abnahme des
Druckverlustes bewirkt eine Zunahme des Fördermittelstromes durch das Nebenrohr 4. Infolgedessen erhöht sich die Fördermittelgeschwindigkeit im Nebenrohr 4 und im Kanal 20. Es wird nun wieder Fördergut durch die Eintrittsöffnung 11 b in das Nebenrohr 4 gesaugt und das Abtrennen des in Strömungsrichtung gesehen letzten Pfropfenstückes erfolgt so, wie es bereits für den Rohrabschnitt zwischen den Öffnungen 10 c und 10 d beschrieben wurde. Dieser Vor-
o gang wiederholt sich nun laufend entgegen der Strömungsrichtung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum pneumatischen oder hydraulischen Fördern von staubförmigem, pulverigem oder körnigem Schüttgut, bestehend aus einer Förderrohrleitung mit rohrparallelen Abzweigleitungen, die beidendig in das Förderrohr einmünden, wobei viele kurze Abzweigleitungen in Längsrichtung der Rohrleitung hintereinander angeordnet sind und die Austrittsöffnung jeder Abzweigleitung dicht vor der Eintrittsöffnung der in Strömungsrichtung gesehen nächsten Abzweigleitung mündet, und die Abzweigleitungen aus einem innerhalb des Förderrohres an dessen Wand befestigten Nebenrohr kleineren Durchmessers bestehen, dessen freier Querschnitt 10 bis 2O°/o des freien Querschnitts des Förderrohres beträgt, d a durch gekennzeichnet, daß die Eintritts-(11 a Wb, lic, lid) und Austrittsöffnungen (10a, 10b, 10c, lOd) aus radialen Einschnitten in der Wand des Nebenrohres (4) gebildet sind, wobei jeweils die in Förderrichtung gesehen hinter den Einschnitten angrenzenden Rohrwandenden als Zungen (12 a, 12 b, 12 c, 12 a"; 13 a, 13 b: 13 c, 13 a") in das Nebenrohr (4) entgegen der Hauptförderrichtung weisend hineinragen und 10 bis 90% des freien Querschnitts dos Nebenrohres (4) versperren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenrohr (4), in Förderrichtung gesehen, jeweils hinter einer Austrittsöffnung in einem dem ein- bis zweifachen Innendurchmesser des Nebenrohrcs (4) entsprechenden Abstand die ihr zugeordnete Eintrittsöffnung vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß die Zungen der Austrittsöffnungen den freien Querschnitt des Nebenrohres (4) zu 30 bis 90 °/o verschließen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen der Eintrittsöffnungen den freien Querschnitt des Nebenrohres (4) zu 10 bis 7O°/o verschließen.
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