DE2149139A1

DE2149139A1 - Ablenkvorrichtung zur Ablenkung eines in einem Schacht fliessenden Stromes von teilchenfoermigem Material

Info

Publication number: DE2149139A1
Application number: DE19712149139
Authority: DE
Inventors: George Dempster; Bink Werner R
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1970-10-01
Filing date: 1971-10-01
Publication date: 1972-04-06
Also published as: CA924254A; JPS5439757B1; YU248371A; FR2112233A1; FR2112233B1; OA03807A; AU3377171A; YU34104B; GB1328179A; ZA716327B; AU451392B2

Description

PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DIETER LOUIS
Dipl.-Phys. CLAUS PÖHLAU
Dipl.-Ing.FRANZ LOHRENTZ
8500 NÜRNBERQ
KESSLERPLATZ 1

SHERKITT GORDON MINES LIMITED, Toronto, Ontario, Kanada

Ablenkvorrichtung zur Ablenkung eines in einem Schacht fließenden Stromes von teilchenförmigen! Material

Die Erfindung betrifft eine Ablenkvorrichtung zur Ablenkung und gegebenenfalls zur Aufnahme eines in einer Rinne oder einem aufrechten Schacht nach unten fließenden Stromes von teilchenförmigen! Material. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen dieser Art, die eine Ablenkung des gesamten Förderströmes des teilchenförmigen Materials vorsehen.

Die Handhabung von durch Rinnen, Schächte und sonstige Förderleitungen strömendem oder fließendem Material erfordert es häufig, daß von dem strömenden Material Proben entnommen werden. Es sind bereits eine Anzahl von Einrichtungen hierzu vorgeschlagen worden, die speziell der Probenentnahme von Material aus durch Schächte fließenden Förderströmen dienen. So zeigt z,B. die USA-Patentschrift 1 966 eine Probenentnahmevorrichtung, die zur Probenentnahme/von

209815/1131

Korn dient. Dabei wird ein an einer Seite offenes Rohr in einen in einem Rohr mit größerem Durchmesser fließenden Kornstrom eingeschoben. Kur das Korn, das zufällig von dem eingeschobenen Rohr abgefangen wird, scheint in der Probe auf. Da die Fläche der Öffnung in dem eingeschobenen Rohr erheblich kleiner als der Querschnitt des größeren Rohres ist, das zur Förderung dient, würde jegliche Entmischung hinsichtlich der Korngröße zum Erhalt einer nicht repräsen- * tativen Probe führen.

Auch aus der USA-Patentschrift 2 370 260 geht das Einsetzen eines Rohres mit kleinem Durchmesser, das an einer Seite offen ist, in ein größeres Rohr zu dem Zweck hervor, einen Teil der hindurchfließenden feinen Partikel abzufangen. Die Partikel werden nicht für eine bestimmte Zeit in dem kleinen Rohr aufbewahrt, sondern gelangen durch dieses kleine Rohr zu einem Probenbehälter. Auch diese Vorrichtung gewährleistet nicht zwingend eine repräsentative Probe.

Aus der USA-Patentschrift 2 683 373 ist eine Vorrichtung ) bekannt, bei der ein an einer Seite offenes horizontales Rohr von kleinem Durchmesser in einen vertikalen Schacht oder eine Rinne eingeschwenkt wird, die herabfallendes Korn führt. Die Öffnung des kleinen Rohres weist innerhalb des Schachtes nach oben und das Rohr kann nach der Rückbewegung um 180° geschwenkt oder verdreht werden, um die Öffnung zum Zwecke der automatischen Leerung nach unten zu richten. Diese Entnahmevorrichtung fängt nicht nur lediglieh einen Teil des in dem Schacht enthaltenen Mate- rials ab, sondern ist auf Grund der vorgesehenen Schwenkbarkeit relativ kompliziert.

209815/1131

Die USA-Patentschrift 3 066 539 lehrt die Einführung eines genuteten Stiftes in eine Leitung, in der Holzpulpe unter Druck strömt. Die auf die Nut auftreffende Pulpe wird längs dieser abgelenkt und außerhalb der Leitung in einem Probenbehälter abgesetzt.

Die Strömung von trockenen teilchenförmigen Festkörpern durch Schächte, z.B. in Trocknungs- und Mischkreisläufen, wird gewöhnlich durch eine Anzahl von 2-Wege-Ventilen gesteuert. Derartige 2-Wege-Ventile sind zusätzlich zu ihrer Regelungsfunktion anwendbar für die probenweise Untersuchung des Förderströmes. Werden sie hierzu eingesetzt, so ergeben sich jedoch mit den herkömmlichen 2-Wege-Ventilen Probenentnahmen, die durch eine im Förderstrom auftretende Entmischung verfälscht sind. Diese Erscheinung stellt sich insbesondere in der Nähe der Schachtwände ein, wenn ein bestimmtes Spektrum hinsichtlich der Partikelgröße vorliegt. Hierfür ist eine Reihe von Paktoren verantwortlich, u.a. die Größe, das spezifische Gewicht und die Form der Teilchen des geförderten Materials, die Neigung des Schachtes, die Rauhigkeit der Schachtinnenflächen und der Reibungskoeffizient zwischen dem Schacht und den einzelnen Partikeln. Als Ergebnis der auftretenden Entmischung ergibt sich eine ungleiche Verteilung der Partikel gleicher Größe über dem Strömungsquerschnitt. Daraus folgt, daß bei der Probenentnahme mittels einer Vorrichtung, die lediglich einen Teil des Förderstromes im Schacht auffängt, Proben zustande kommen, die für den ganzen Bereich der im Förderstrom auftretenden Partikelgrößen nicht repräsentativ sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die ein-

209815/113

fach in ihrer Wirkung und Konstruktion ist und die vor allem eine tatsächlich repräsentative Probe des im Schacht geförderten Materials liefert, unabhängig davon, ob im Schacht eine Entmischung während der Förderung auftritt oder nicht. Weiterhin soll die Vorrichtung so gestaltet sein, daß sie leicht aus einer Ablenkvorrichtung in eine Probenentnahmevorrichtung oder umgekehrt umgebaut werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch eine Öffnung der Rinnen- oder Schachtwandung ein Schieber in der Rinne oder im Schacht zwischen einer Betriebsstellung, in der er weitgehend den Rinnen-' oder Schachtquerschnitt überdeckt, und einer Außerbetriebst ellung, in der er den Querschnitt praktisch frei hält, verschiebbar ist und daß zur Aufnahme des abgelenkten Stromes an teilchenförmigen! Material an eine weitere Öffnung in der Rinnen- oder Schachtwandung eine weitere Rinne oder ein Schacht angeschlossen ist.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß es möglich ist, den ganzen Förderstrom eines in einem Schacht geförderten Materials zum Zwecke der Regelung oder zur Erzielung voll repräsentativer Proben durch Anwendung eines einfachen, jedoch voll ausreichenden und wirkungsvollen Schiebers abzulenken. Die Vorrichtung ist grundsätzlich eine Ablenkvorrichtung, die jedoch durch Zusatz eines Probenentnahmebehälters oder eines sonstigen Probengefäßes als Probenentnahmevorrichtung eingesetzt werden. kann.

209816/1131

2U9139

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig«, 1 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtung;

Fig. 2 einen Vertikal schnitt der Ablenkvorrichtung in einer Position, in der keine Ablenkung erfolgt, und

Pig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Probenentnahmeschiebers, in der der Förderschacht strichpunktiert dargestellt ist.

Die Figur 1 zeigt einen aufrechtstehenden Schacht 10 von rechteckigem Querschnitt und mit mit Flanschen versehenen Enden. Der Schacht 10 enthält einen geneigten Schieber 12, der sich in seiner Betriebslage befindet, d.h. in der Lage, in der er die ganze Querschnittsfläche des Schachtes 10 überspannt. Der Schacht 10 weist weiterhin stromaufwärts von dem Schieber eine trichterartige Verengung 14 auf, die zur Verringerung der Querschnittsfläche des durch den Schacht geförderten Materials auf einen unter der Querschnittsfläche des Schachtes selbst liegenden Wert dient. Dies trägt dazu bei, Verluste an teilchenförmigen! Material, die zwischen dem Schieber 12 und den Schachtwandungen auftreten können, zu vermeiden. Der Schieber

209815/1131

besitzt ein Dichtelement 16, das gegen die der Öffnung 18 gegenüberliegende Wandung des Schachtes 10 gehalten wird» Der Schieber 12 gleitet durch die Öffnung 18. Das Dichtelement 16 verhindert, daß teilchenförmiges Material aus dem aufrechten Schacht 10 austritt, wenn der Schieber 12 in seine Außerbetriebsteilung bewegt wird, d.h_# in die Stellung, in der er praktisch nichts von der Querschnittsfläche des Schachtes 10 überdeckt. Zum Zwecke der luftdichten Abdichtung ist an dem Dichtelement 16 eine Scheibe 20 vorgesehen, die aus einem umlaufenden Streifen von Dichtmaterial besteht.

Der Schieber 12 besitzt Seitenwände 22, die an den Schieberkanten angeordnet sind, um zu verhindern, daß teilchenförmiges Material zwischen dem Schieber und den Schachtwandungen verloren geht. Die Oberkanten der Seitenwände 22, der Schieber 12 und das untere Ende der trichterförmigen Verengung laufen zueinander parallel. Je weiter das untere Ende der Verengung 14 herabreicht, desto weniger teilchenförmiges Material geht zwischen dem Schieber 12 und den Schachtwandungen verloren.

Der Schieber 12 erstreckt sich in einen zweiten Schacht oder eine Rinne 24 hinein, die das teilchenförmige Material aufnimmt, das durch den Schieber 12 abgelenkt wird. In dem zweiten Schacht 24 ist ein fest angeordneter Stab 26 vorgesehen, der das untere Ende des Schiebers 12 abstützt. Das andere Ende des Schiebers 12 wird durch eine Stange 28 gehalten, die durch die Schachtwandung gegenüber der Öffnung 18 hindurch verläuft. Die Stange 28 überträgt die Bewegung eines pneumatisch wirkenden Zylinders 30 auf den Schieber

209815/1131

über das Dichtelement 16.

Der Schacht 10 "besitzt Plansche 44 und 46 an seinem oberen bzw. unteren Ende, die eine rasche und einfache Montage und Demontage der ganzen Ablenkvorrichtung ermöglichen.

Die Figur 2 zeigt den Schieber 12 in der Außerbetriebsteilung, in der das Dichtelement 16 und die Dichtscheibe 20 ^v an der Öffnung 18 liegen und mit dieser übereinstimmen. Die Stange 28 verläuft durch einen abnehmbaren Wandabschnitt 32, nach dessen Entfernung der Schieber 12 aus der Ablenkvorrichtung entnommen werden kann.

Die trichterförmige Verengung 14 zeigt an ihrem oberen Ende eine sehr rasche Verengung und erstreckt sich dann bis zu ihrer Unterkante parallel zum Schieber 12. Die Unterkante der Verengung 14 ist weitestmöglich nach unten gelegt, so daß sie jedoch die Betätigung des Schiebers 12 oder die Förderung von teilchenförmigem Material in den Schacht 24 nicht beeinträchtigt.

Die Figur 3 zeigt in strichpunktierter Darstellung einen Teil des Schachtes 10, des unteren Flansches und des zweiten Schachtes 24. Zusätzlich zu dem Dichtelement 16 und . den Seitenwänden 22 ist an dem Schieber 12 eine endseitige Stirnwand 34 vorgesehen, die längs des Schiebers 12 fallendes oder strömendes teilchenförmiges Material aufhält. Der Schieber 12 bildet mit dem Dichtelement 16, den Seitenwänden 22 und der Stirnwand 34 einen Probenbehälter, in dem jegliches teilchenförmige Material zurückgehalten wird, das gerade bei der Bewegung des Schiebers 12 in seine Betriebstellung vorhanden ist. Wenn der "Schieber in die Außerbe-

209815/1131

triebst ellung,· die in Figur 3. dargestellt ist, bewegt wird, kann die Probe durch eine Klappe 36 im zweiten Schacht 24 entnommen werden.

Im Betrieb nimmt die Ablenkvorrichtung die in Figur 1 dargestellte Position ein.' Der Förderstrom des teilchenförmigen Materials tritt in die Verengung 14 ein, die seine Querschnittsfläche auf einen geringeren Wert als die des Schachtes 10 verringert. Anschließend wird dieser eingeschnürte Pörderstrom an teilchenförmigen! Material durch den Schieber 12 abgelenkt, wie das durch den Pfeil 38 angedeutet ist. Der abgelenkte Förderstrom bewegt.sich längs des Schiebers 12 in den zweiten Schacht 24 und durch diesen in Richtung des Pfeiles 40. Wenn eine weitere Ablenkung des Förderstromes in den Schacht 24 hinein nicht mehr gewünscht oder erforderlich ist, wird der Schieber 12 durch den pneumatisch wirkenden Zylinder 30 in die in Figur 2 dargestellte Außerbetriebsteilung bewegt. Nunmehr durchläuft der Förderstrom den Schacht 10 in Richtung des Pfeiles 42 nach unten und wird nur noch geringfügig durch die Stange 28 abgelenkt. Das Dichtelement 16 verhindert den Austritt von Teilchen durch die Öffnung 18. Der doppelt wirkende pneumatische Zylinder 30 bewegt den Schieber 12 erneut in seine Betriebstellung, wenn eine Ablenkung des Förderstromes von neuem erwünscht ist.

Wenn der Schieber 12 dahingehend modifiziert ist, daß er durch Vorsehen von Wänden zu einem Probenbehälter ausgebildet ist, läßt sich die Ablenkvorrichtung auch als Probenentnahmevorrichtung verwenden. Dabei wird der Schieber 12 durch den pneumatisch wirkenden Zylinder 30 für eine festgesetzte Zeitdauer in die Betriebstellung gefahren.

9815/1131

2U9139 - 9 -

Anschließend wird der Schieber 12 in die Außerbetriebstellung zurückbewegt und die Förderstromprobe durch die Klappe 36 entnommen« Da diese Probe den Förderstrom an durch den Schacht 10 fließendem teilchenförmigen! Material vollständig repräsentiert, erhält man auf diese Weise eine verläßliche quantitative Analyse»

Die Probenentnahmevorrichtung kann nicht nur zur Bestimmung der Zusammensetzung des durch den im wesentlichen aufrechtstehenden Schachte* strömenden Materials dienen, sondern kann auch dazu herangezogen werden, quantitativ den Durchsatz an solchem Material durch den Schacht zu bestimmen. Zu diesem Zweck wird die Zeitdauer der Probenentnahme genau bestimmt und durch Verwendung einer Zeitsteuereinrichtung exakt wiederholt, so daß auf diese Weise die Zeitdauer der Inbetriebstellung des Schiebers genau geregelt wird. Durch Wägen der innerhalb der gemessenen Zeitdauer entnommenen Probenmenge kann der Durchsatz, beispielsweise in Tonnen je Stunde, errechnet werden.

Der Schieber 12 ist in allen Figuren gegenüber der Horizontalen geneigt dargestellt. Um eine Strömung oder ein Fließen des teilchenförmigen Materials längs des Schiebers überhaupt zu provozieren, sollte der Neigungswinkel des Schiebers 12 größer als der, Schüttwinkel des geförderten teilchenförmigen Materials sein. Die Figuren zeigen außerdem, daß der Schieber 12 koaxial zu dem zweiten Schacht 24 be-,, wegt wird. Auch dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, vielmehr kann der Schieber 12 auch senkrecht zu der Ebene verschoben werden, die durch den aufrechten Schacht tO und den zweiten Sohaeht 24 gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform würde man ein Dichtelement am unteren Ende

20S81S/1131

der Außenfläche einer der Seitenwände 22 und senkrecht dazu anordnen, das mit der öffnung 18 übereinstimmt, wenn der Schieber 12 aus dem Schacht 10 herausgezogen wird.

In der Zeichnung ist weiterhin die trichterförmige Verengung 14 vollständig innerhalb des Schachtes 10 liegend dargestellt. Sie kann jedoch auch von dem' Schacht 10 getrennt angeordnet und an ihrem oberen Ende zur Umgebung hin offen sein.

In einer Anordnung, die keine trichterförmige Verengung erfordert, jedoch mechanisch äquivalent wirkt, endet der Schacht 10 gerade oberhalb des Schiebers 12 oder den Seitenwänden 22 oder des Dichtelementes 16, je nach dem, welches dieser Teile höher ist, und ist spitzwinkelig, ähnlich der Verengung 14, abgeschnitten. Ein anderer Schacht, der koaxial mit dem Schacht 10 liegt, verbreitert sich in Richtung auf den Schieber 12, ausgehend von einer Höhe von einigen Dezimetern über dem Schieber, und schließt diesen ein, so daß dadurch der Schieber 12 breiter als der Schacht 10 sein kann. Obwohl also keine trichterförmige Verengung im eigentlichen Sinne benötigt wird, erhält man eine äquivalente Betriebsweise.

Anstelle der Befestigung der Stange 28 an dem Dichtelement 16 kann diese auch unmittelbar am Schieber 12 befestigt sein.

Bei der Erfindung handelt es sich somit um eine Vorrichtung, insbesondere einen Schieber, zur Ablenkung und/oder Probenuntersuchung eines ganzen Förderstromes an teilchenförmigem

209815/1131

Material in einem aufrechten Schacht. Die Vorrichtung umfaßt einen Schieber, der so angeordnet ist, daß er gleitend aus einer Außerbetriebstellung, in der er den Querschnitt des Schachtes praktisch freihält, durch eine Öffnung in der Schachtwandung in eine Betrxebstellung geschoben werden kann, in der er praktisch den ganzen Querschnitt des Schachtes überdeckt. Vorteilhaft ist, daß die Vorrichtung nicht nur konstruktiv einfach und leicht zu handhaben ist, sondern daß die Probenentnahme mit größerer Verläßlichkeit auf die erhaltenen qualitativen und quantitativen Werte erfolgt.

209815/1131

Claims

Paten-tan.Sprüche

jAblenkvorrichtung zur Ablenkung und gegebenenfalls Auf-

^ ' nähme eines in einer Rinne oder einem aufrechten Schacht

nach unten fließenden Stromes von teilchenförmigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Öffnung (18) der Rinnen- oder Schachtwandung ein Schieber (12) in der Rinne oder dem Schacht (10) zwischen einer Betriebs st ellung, in der er weitgehend den Rinnen- oder Schachtquerschnitt überdeckt, und einer Außerbetriebsteilung, in der er den Querschnitt praktisch frei hält, verschiebbar ist und daß zur Aufnahme des abgelenkten Stromes an teilchenförmigem Material an eine weitere Öffnung in der Rinnen- oder Schachtwandung eine weitere Rinne oder ein Schacht (24) angeschlossen ist,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schacht (10) stromaufwärts von dem Schieber (12) eine Schachtverengung (H) vorgesehen ist.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) gegen die Horizontale unter einem Winkel geneigt ist, der größer als der Schüttwinkel des im Schacht (10) fließenden Stromes an teilchenförmigem Material ist.

4ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur luftdichten Abdichtung

209815/1 131

der weiteren Öffnung in der Schachtwandung im Schacht (10) ein Dichtelement (16) angeordnet ist, das in der Außerbetriebstellung des Schiebers (12) die weitere Öffnung überdeckt und mit dieser übereinstimmt und in der Betriebstellung des Schiebers (12) an der der weiteren öffnung gegenüberliegenden Schachtwandung flach anliegt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem parallel zur Strömungsrichtung des teilchenförmigen Materials liegenden Eand des Schiebers (12) mindestens eine sich ebenfalls parallel zur Strömungsrichtung des teilchenförmigen Materials erstreckende Seitenwand angeordnet ist«

6« Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch-gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von in die weitere Rinne oder den Schacht (24) abgelenktem Material ein Probenentnahmebehälter vorgesehen ist«,

7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Strömungsrichtung des teilchenförmigen Materials mindestens eine Wand (34) an dem Schieber (12) angeordnet ist, die in Verbindung mit mindestens einer Wand der weiteren Rinne oder dem Schacht (24) und dem Schieber (12) einen Probenbehälter bildet»

209815/1131

2H9139

-H-

Vorrichtung nach einem-oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) mindestens eine parallel zur Strömungsrichtung des teilchenförmigen Materials liegende Seitenwand (22) sowie eine, quer zur Strömungsrichtung liegende Stirnwand (34) aufweist und dadurch einen Prob enentnahmeb ehält er bildet.

k 9«. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß in der weiteren Rinne oder dem Schacht (24) ein Zugang (36) in deren bzw_e dessen Inneres vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (10) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

11. Vorrichtung nach einim oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (12) eben gestaltet ist«

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Schie bers (12) ein pneumatisch wirkender Zylinder (30) vorgesehen ist.

13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (18) zur Hindurchführung des Schiebers (12) und die zweite Öffnung, von der die weitere Rinne oder der Schacht (24) abzweigt, zu einer Öffnung zusammenfallen.

9 815/1131