DE2457943B1 - Dreikammer-Rohraufgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydraulisehen Fördern von Kohle, Erzen oder ähnlichen Feststoffen über große Höhenunterschiede von beispielsweise 1000 m und große Entfernungen mittels eines Dreikammer-Rohraufgebers mit entgegengesetzter Füll- und Entleerungsrichtung, wobei an den Enden der Kammern Sperrorgane angeordnet sind.

Um eine hydraulische Förderung über große Entfernungen und Höhenunterschiede wirtschaftlich durchführen zu können, haben sich von vielen unterschiedlich entwickelten Aufgabevorrichtungen die Rohrkammeraufgeber am besten bewährt. Der Vorteil der Rohrkammeraufgeber besteht insbesondere darin, daß der Feststoff die Hochdruckpumpen nicht mehr durchläuft und daß mehrstufige Kreiselpumpen für hohe Drücke mit besseren Wirkungsgraden als Treibaggregate eingesetzt werden können.

Die bekannten Rohraufgeber bestehen im wesentlichen aus zwei oder mehr Rohrkammern, an deren Enden sich Hauptsperrorgane für das Füllen und das Entleeren der Kammern befinden. Weiterhin sind an den Enden der Kammern Druckausgleichs- und Druckentlastungssperrorgane angeordnet, durch welche die gefüllten Kammern ohne Wasserschläge auf den erforderlichen Betriebsdruck gebracht werden und die entleerten Kammern den Betriebsdruck ohne Wasserschläge abbauen, um sie zum Füllen drucklos zu machen. An den Kammern sind Druckmeßgeräte eingebaut. Außerdem weist eine derartige Fördereinrichtung eine Füllpumpe sowie eine Treibwasserpumpe und die entsprechenden Kontroll- und Regelorgane zur Variierung der Füll- und Fördergeschwindigkeit und ein Dichtmeßgerät zur Kontrolle der Trübekonzentration

Die bekannten Rohrkammeraufgeber arbeiten fast alle als Druckverstärker nach dem Schleusenprinzip, d. h., daß die Kammern drucklos gefüllt und unter Betriebsdruck entleert werden. Durch die Steuerung wird erreicht, daß in der Transport- oder abgehenden Förde leitung eine kontinuierliche Strömung herrscht, da sonst insbesondere bei Förderung über Höhenunterschiede bei stillstehender Trübe Sedimentierungen der Feststoffe einsetzen und auf diese Weise Verstopfungen eintreten können.

Nach der Füll- und Entleerungsrichtung der Kammern unterscheidet man zwischen deich- und Gegenströmungsrohraufgebern. Bei dem Gegenströmungsrohraufgeber wird eine vollständige Entleerung der Kammern von Trübe mit der gleichen Wassermenge dadurch erreicht, daß die großen und schweren Feststoffanteile, die beim Einfüllen einen großen Schlupf gegenüber der Wassergeschwindigkeit aufweisen, bei der Entleerung nur den kürzeren Weg zurückzulegen haben. Derartige Rohraufgeber werden im allgemeinen für eine nicht kontinuierliche Füllung gebaut. In den relativ langen Zeiten, in denen der Druckausgleich oder die Druckentlastung der Kammer stattfindet, kann nicht gefördert werden, da die Kammer nur drucklos gefüllt werden kann. In diesen Umschaltzeiten wird, um die Kontinuierlichkeit der Förderströmung zu gewährleisten, zusätzlich über die andere Kammer Wasser gefördert. Dieses bedeutet neben der Herabsetzung des Wirkungsgrades der Förderung eine zusätzliche Wasserbereitstellung. Auch wenn zwischen Treibwasserpumpe und Förderleitung ein Sperrorgan eingeschaltet ist, erbringt die enorme Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Füllen und Entleeren bei kurzer Kammern einen zusätzlichen Wasseraufwand.

Der Nachteil der bekannten Rohraufgeber liegl insbesondere darin, daß die Förderleistung durch die Verdünnung der Trübekonzentration wegen der erforderlichen zusätzlichen Wasserzufuhr während dei Umschaltzeiten stark herabgesetzt wird.

Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum hydraulischen Fördern von Feststoffen wie beispielsweise Kohle, zu schaffen, die eine größtmögliche Förderleistung mit nur geringem Treibwasserzusatz gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß zur Schaltung der Sperrorgane und der Druckaus gleichsorgane der Kammern zur kontinuierlicher Förderung und Füllung ein zentrales auf Zeitgliedei

abgestimmtes Steuersystem vorgesehen ist. in welches in den Kammern angeordnete Kontaktmanometer sowie in den Leitungen angeordnete Meß- und Rßgelorgane einzubeziehen sind.

Vorteilhafterweise ist das Steue system als Folgesteuerung ausgebildet, deren Signale von den Endschaltern der Sperrorgane, den Druckmeßgeräten und den Zeitgliedern ausgehen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen. da3 die Kammern als Zwischenverstärker in eine hydraulische Förderung einerseits oder andererseits in Zusammenwirkung mit einer Füll- und Dosieranlage als Aufgabevorrichtung vorgesehen sind.

Der technische Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß neben einer Steigerung der Förderleitung von ungefähr 25% ein geringerer Verschleiß an den bewegten Teilen der Schieber und der Sleuerhydraulik anzutreffen ist, wodurch auch die Betriebssicherheit sehr stark erhöht wird. Auch ergibt sich eine bessere Steuerung des Feststoff-Wasserverhältnisses beim Be!aden der Kammern bei nunmehr kontinuierlicher Füllung. Durch die kontinuierliche Förderung wiederum entfallen die Anlaufschwierigkeiten am Förderer vor der Füllpumpe, da sich insbesondere hier in den Todzeiten Berge aus der Rohkohle im Trübebecken abgesetzt haben und den Anlauf des Förderers blockierten.

Der wesentliche technische Fortschritt liegt jedoch neben der Verbesserung des Wirkungsgrades hinsichtlich der Förderleistung in der besseren Beherrschung der Trübeaufbereitung in der Wäsche wegen des höheren Feststoffanteils in der angelieferten Trübe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Dreikammer-Rohraufgebers für kontinuierliche Füllung und kontinuierliche Förderung und

Fig.2 ein Zeitdiagramm der Steuerung eines Dreikammer-Rohraufgebers mit kontinuierlicher Füilung und Förderung.

Die F i g. 1 zeigt in einem Schema den Aufbau eines Dreikammer-Rohraufgebers mit kontinuierlicher Füllung und kontinuierlicher Förderung nach dem Gegenstrom-Prinzip. An den Enden der Rohrkammern A. B und Csind Sperrorgane 1 bis 12 und Druckausgleichsorgane 7a bis 12a angebracht, die von einem zentralen Steuersystem betätigt werden. Die am Ende der Kammern A, B, Cangeordneten Kontaktmanometer 24, 25, 26 gehen in die Steuerung mit ein. Die Füll- und Fördergeschwindigkeiten werden durch die Meß- und Regelorgane 22, 23 erfaßt und ständig auf die Betriebsverhältnisse abgestimmt. Eine derartige Abstimmung ist sowohl von Hand als auch vollautomatisch möglich. Die Ständige Überwachung und Abstimmung ist erforderlich, weil Änderungen der Trübekonzentration und der Feststoffwichte eine Änderung des Betriebsdruckes zur Folge haben und damit eine Änderung der Geschwindigkeit eintreten könnte. Das Dichtemeßgerät 14 erfaßt die von der Füll- und Dosieranlage 30 gelieferte Trübekonzentration. Diese Trübekonzentration kann durch die Dosieranlage 30 optimal eingestellt werden, wobei wiederum eine Einstellung vollautomatisch oder durch Handbetätigung vorgesehen ist. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist es möglich, bei eventueller Überkonzentration der Trübe in die Förderleitung 35 durch öffnen des Snerroreans 13 Treibwasser direkt in die Förderleitung 35 zu pumpen. Dieser Vorgang ist von Hand durchführbar. Allerdings kann der Vorgang auch automatisch gesteuert werden, in Verbindung mit dem Meßorgan 23 und dem Druckmeßgerät 28. Bei einer ansteigenden hydraulischen Förderung besteht die Möglichkeit der Entleerung der Förderleitung 35 über das Sperrorgan 27 in den Trübebunker 29.

Bei Betreiben der Anlage als Zwischenverstärker kann die ankommende Förderung direkt über das Sperrorgan 16 und die Trübeleitung 33 in die Kammern A, B, C geführt werden. In diesem Falle sind die Sperrorgane 17 und 15 zu schließen. Das Sperrorgan 17 ermöglicht es, die ankommende Förderung in einen l'rübebunker 29 zu leiten.

Bei Betreiben der Anlage als Aufgabevorrichtung entfallen die ankommende Förderleitung 34 und somit auch die Sperrorgane 15, 16 und 17. Die Trübezufuhr von der Dosieranlage 30 bzw. vom Trübebunker 29 zu den Kammern A, B, Cerfolgt nun über die Pumpe 19.

In der F i g. 2 ist ein Schema des zeitlichen Ablaufs der Steuerung des in F i g. 1 dargestellten Dreikammer-Rohraufgebers wiedergegeben. Es handelt sich hierbei um eine Folgesteuerung, deren Signale von den Endschaltern der Sperrorgane 1 bis 12 und 7a bis 12a, den Druckmeßgeräten 24, 25, 26 und bestimmten Zeitgliedern Ad\ bis Ach, Bd\ bis B<h und Cd\ bis Cdi ausgehen. Andere für die Steuerung erforderliche Zeitglieder übernehmen gleichzeitig weitere Kontrollfunktionen.

Im folgenden wird ein vollständiges Förderspiel für alle Kammern A, B, Cbeschrieben.

Dabei wird von einer Situation ausgegangen, in der die Kammer A drucklos ist und zum Füllen bereitsteht, die Kammer B fördert und die Kammer C gefüllt wird. Zur besseren Darstellung sind die Einzelnen Schritte in der Fig.2 durch die Positionen 101 bis Ϊ27 gekennzeichnet.

Schritt 101: Die Sperrorgane 2 und 12 der Kammer A werden geöffnet. Gleichzeitig starten die Zeitglieder Ad\, Adi und Adi. Beim öffnen der Organe 2 und 12 setzt über die Pumpe 19 und die Trübeleitung 33 der Füllvorgang für die Kammer A ein. Schritt 102: Die geöffneten Sperrorgane 2 und 12 der Kammer A geben Signal zum Schließen der Sperrorgane 6, 8 und 8a der Kammer C. Während des Schließens dieser Sperrorgane wird der Füllvorgang in der Kammer Cbeendet. Schritt 103: Die geschlossenen Sperrorgane 6a, 8 und 8a der Kammer C geben Signal zum öffnen des Sperrorgans 7a. Durch dieses Druckausgleichsorgan wird die Kammer Cunter Druck gesetzt. Schritt 104: Das am Ende der Kammer C angeordnete Kontaktmanometer 24 erfaßt den erreichten Betriebsdruck. Schritt 105: Das Kontaktmanometer 24 gibt Signal zum öffnen des Sperrorgans 7, wodurch die Kammer Cförderbereit ist. Das Zeitglied Ad\ gibt nunmehr das Signal zum öffnen des Sperrorgans 5 an der Kammer C. Schritt 106: Durch das öffnen dieses Sperrorgans setzt der Fördervorgang für die Kammer Cein. Über die Treibwasserpumpe 18 und die Treibwasserleitung 32 wird Treibwasser aus dem Wasserbunker 31 auf die Kammer Cgedrückt.

Schritt 107: Während der Fördervorgang für die Kammer C einsetzt, gibt das geöffnete Sperrorgan 5 das Signal, die Sperrorgane 3 und 9 sowie 9a der kdmmer B zu schließen, wodurch der Fördervorgang in der Kammer ßbeendet wird.

Schritt 108: Die geschlossenen Organe 3, 9 und 9a geben wiederum ein Signal, das Druckausgleichsorgan 10a zu öffnen, um die Kammer ßvom Druck zu entlasten.

Schritt 109: Das Druckmeßgerät oder Kontaktmanometer 25 am Ende der Kammer B erfaßt den Entlastungszustand, so daß in diesem Moment die Kammer P zum Füllen wiederum bereit ist.

Das Zeitglied Adi gibt das Signal, die Sperrorgane 4 und 10 der Kammer Bzw öffnen.

Schritt 110: Beim öffnen der Organe 4 und 10 setzt der Füllvorgang für Kammer B ein. Gleichzeitig starten die Zeitglieder Bdi, Βώ und Bdi.

Schritt 111: Die geöffneten Sperrorgane 4 und !0 geben nunmehr das Signal, die zu Anfang des Förderspiels geöffneten Sperrorgane 2,12 und 12a zu schließen, wodurch der Füllvorgang für die Kammer A beendet wird.

Sollte die Beendigung des Füllvorgangs in Kammer A bei eventueller Störung ergeblich überschritten werden, so schaltet das Zeitglied Αώ die Füllpumpe 19 und die Dosieranlage 30 zur Vermeidung des Überfüllens ab. Gleichzeitig wird für das Bedienungspersonal ein Warnsignal abgegeben.

Schritt 112: Durch die geschlossenen Sperrorgane 2, 12 und 12a wird das Signal gegeben, das Druckausgleichsorgan lla zu öffnen, um die gefüllte Kammer A unter Druck zu setzen.

Schritt 113: Der erforderliche Betriebsdruck wird durch das Druckmeßgerät 26 erfaßt.

Schritt 114: Ein Signal vom Druckmeßgerät 26 erreicht ein öffnen des Sperrorgans 11 und die Kammer A ist zum Füllen bereit.

Über das Zeitglied Bd\ wird das Sperrorgan 1 geöffnet

Schritt 115: Mit dem Öffnen des Sperrorgans 1 setzt der Fördervorgang für die Kammer A ein.

Schritt 116: Gleichzeitig wird wiederum über das Sperrorgan 1 ein Signal an die Sperrorgane 5 und 7 sowie 7a übermittelt und diese Sperrorgane fließen, wodurch der Fördervorgang in der Kammer C beendet wird.

Schritt 117: Nach Schließen der Sperrorgane 5 und 7 sowie das Druckausgleichsorgan 7a wird ein Signal gegeben, das Druckentlastungsorgan 8a zu öffnen, um die Kammer Cvom Druck zu entlasten.

Schritt 118: Über das Druckmeßgerät 25 am Ende der Kammer Cwird der Entlastungszustand erfaßt und die Kammer C steht zum Füllen bereit.

Das Zeitglied Bdi gibt nun das Signal, die Sperrorgane 6 und 8 zu öffnen.

Schritt 119: Beim öffnen der Sperrorgane 6 und 8 setzt der Füllvorgang für die Kammer Cein. Gleichzeitig starten die Zeitglieder Cd), Cdi und Cdi.

Schritt 120: Die geöffneten Sperrorgane 6 und 8 geben Signal, die Sperrorgane 4 und 10 sowie 10a zu schließen. Beim Schließen

wird der Füllvorgang für die Kammer B beendet.

Sollte die Beendigung des Füllvorganges bei eventuellen Störungen erheblich überschritten werden, so ίο schaltet das Zeitglied Bdi, die Füllpumpe 19 und die Dosieranlage 30 zur Vermeidung des Überfüllens ab. Gleichzeitig wird wiederum für das Bedienungspersonal ein Warnsignal abgegeben.

Schritt 121: Die geschlossenen Sperrorgane 4, 10 sowie 10a geben nunmehr das Signal,

das Druckausgleichsorgan 9a zu öffnen.

wodurch die Kammer B unter Druck

gesetzt wird.

Schritt 122: Das Druckmeßgerät 25 erfaßt den erreichten Betriebsdruck.

Schritt 123: Ein Signal vom Druckmeßgerät 25 öffnet das Sperrorgan 9, wodurch die Kammer ßzum Fördern bereit ist. Das Zeitglied Cdi übermittelt ein Signal zum öffnen des Sperrorgans 3.

Schritt 124: Mit dem Öffnen des Sperrorgans 3 set7i der Fördervorgang für die Kammer B ein.

Schritt 125: Das geöffnete Sperrorgan 3 gibt Signal. die Sperrorgane 1, 11 und das Druck

ausgleichsorgan lla zu schließen, wodurch der Fördervorgang in Kammer A beendet wird.

Schritt 126: Die geschlossenen Sperrorgane wicderum ergeben das Signal, das Druckentlastungsorgan 12a zu öffnen, um die Kammer A vom Druck zu entlasten. Schritt 127: Das Druckmeßgerät 26 erfaßt wiederum den Entlastungszustand, in dem die Kammer A zum Füllen bereit ist. Das

Zeitglied Cdi gibt das Signal, die Sperrorgane 2,12 erneut zu öffnen, und das Beschriebene Förderspiel beginnt von neuem.

Im weiteren wiederholen sich die Schaltvorgänge periodisch, wie die vom Ausgangspunkt aus beschriebenen, wobei das Zeitglied Oh für die Kammer C die gleiche Kontrollfunktion ausübt wie das Zeitglied Adi für die Kammer A und das Zeitglied Βώ für die Kammer B.

Obwohl andere Steuerungsarten möglich sind, erscheint es im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft, die Steuerung elektro-hydraulisch aufzubauen. Die Vorteile einer derartigen Steuerung liegen in den kurzen Schaltzeiten der Sperrorgane und in der einwandfreien Erfaßbarkeit der Stellungen der Sperrorgane einschließlich der Rückmeldungen.

Es bietet sich weiterhin die Möglichkeit an, mit einem

hydraulischen Steuerorgan gleichzeitig mehrere Sperr-

60. organe mit gleichen oder verschiedenen Schließ- und

Öffnungszeiten mit Hilfe von Drosselrückschlagventilen zu betätigen.

Nach dem in F i g. 2 beschriebenen Zeitdiagramm der Steuerung werden die Organe für Druckausgleich und Druckentlastung jeweils zur Beendigung der Förderoder Füllvorgänge geschlossen. Dieses könnte für den Fördervorgang zu jedem Zeitpunkt nach der Kammerbereitstellung bei Beendigung des Fördervorganges und

für den Füllvorgangzujedem Zeitpunkt vom Beginn des Füllens bis zum Ende des Füllens geschehen.

Die Bereitschaftszeiten vor dem Fördern der Kammern werden von den Zeitgliedern Ad\, Bd\ und Cd\ bestimmt. Jedoch könnten diese nur dann Öffnungssignale geben, wenn die Bereitschaft als Folge der Schaltschritte ebenfalls erreicht ist. Die Bereitschaftszeiten vor dem Füllen der Kammern werden von den Zeitgliedern Adi, Bdi und Cdi bestimmt, jedoch können diese nur Öffnungssignale geben, wenn die Bereitschaft wiederum als Folge der Schalischritti erreicht ist.

Es bietet sich an, die Bereitschaftszeilen vor den Füllen und vor dem Fördern in etwa gleich zu verteiler Jedoch ist es möglich, die Bereitschaftszeiten aucl unterschiedlich zu verteilen. Die Zeiten der Zeitgliede für das Fördern und das Füllen ergeben sich aus dei gewählten Kammerlängen und den Strömungsge schwindigkeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum hydraulischen Fördern von Kohle. Erzen oder ähnlichen Feststoffen über große Höhenunterschiede von beispielsweise 10QOm und große Entfernungen mittels eines Dreikammer-Rohraufgebers mit entgegengesetzter Füll- und Entleerungsrichtung, wobei an den Enden der Kammern Sperrorgane angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaltung der Sperrorgane{l bis 12) und der Druckausgleichsorgane (7 a bis 12a) der Kammern (A, B, C) zur kontinuierlichen Füllung und Förderung ein zentrales auf Zeitglieder {Ach bis Αώ; Bd\ bis Bar, Cdi bis Cdi) abgestimmtes Steuersystem vorgesehen ist, in welches in den Kammern (A, B. CJ angeordnete Kontaktmanometer (24, 25, 26) sowie in den Leitungen angeordnete Meß- und Regeiorgane (14, 22,23,28) einzubeziehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem als Folgesteuerung ausgebildet ist, deren Signale von den Endschaltern der Sperrorgane (1 bis 12) den Druckmeßgeräten (24,25,26) und den Zeitgliedefn {Αώ bis Adv, Bd\ bis Bdr, Cdt bis GA) ausgehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtemeßgerät (14) zur Erfassung der von der Füll- und Dosieranlage (30) gelieferten Trübekonzentration vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trübekonzentration beim Füllen durch die Füll- und Dosieranlage (30) automatisch und von Hand einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überkonzentration der Trübe in der Förderleitung (35) eine Treibwasserzuführung über ein Sperrorgan (13) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach den vorangegangenen An-Sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entleerung der Förderleitung (35) ein Sperrorgan (27) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern A, B, CaIs Zwischenverstärker in einer hydraulischen Förderung vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (A, B, C) in Zusammenwirkung mit einer Füll- und Dosieranlage (30) als Aufgabevorrichtung vorgesehen sind.