DE2621270A1

DE2621270A1 - Ventil fuer eine pneumatische, pulsierende fliessfoerderanlage

Info

Publication number: DE2621270A1
Application number: DE19762621270
Authority: DE
Inventors: Otto Rusterholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1976-11-25
Also published as: CH598099A5; IT1038174B; CA1037085A; US4036531A

Description

"Ventil für eine pneumatische, pulsierende Pließförderanlage."

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil für eine pneumatische Förderanlage nach der pulsierenden Art.

Im Schweizer Patent Nr. 558.296 ist ein pneumatisches Föderverfahren sowie eine dieses Verfahren ausführende Anlage beschrieben und beansprucht, die kurz;.::efasst darin besteht, dass längs einer Förderlinie eine Folge pneumatischer Stosswellen

809848/0702

übertragen v/erden. Für eingehendere Erklärungen wird auf das oben angegebene Patent hingewiesen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Ventilaufhaus, gekennzeichnet durch ein Paar von im allgemeinen sektorenförmigen Flügeln, die auf einer gemeinsamen Welle und zu einander im allgemeinen parallel angebracht sind, einen dritten sektorenförmigen Flügel, der gleichfalls auf derselben Welle verkeilt und auf analoge weise gegenüber den oben erwähnten Flügeln versetzt ist, wobei die ersten zwei Flügel und der dritte Flügel jeweils fähig sind, Durchgänge für die För.der druckluft i-*; und/oder für das geförderte Schüttgut zu versperren oder frei-zugeben je nach den Erfordernissen des Arbeitsganges der pulsierenden, pneumatischen Förderung.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine in den anliegenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 einen Ausgleichsbehälter, der mit erfindungsgemässen Ventilmitteln versehen ist;

Figur 2 einen im Bereich der Ventilmittel ausgeführten Schnitt zur besseren Darstellung dieser letzteren;

Figur 3 die Gestalt einer pneumatischen Förderanlage in einem bestimmten Zeitpunkt des Arbeitsgangs;

Figur 4 mehrere Schaubilder,die den Druckverlauf längs der Leitung in den Stellungen der Figur 3 und

609848/0702

Figur 5 j sowie in einer* kitt eist ellung zeigen;

Figur 5 die Gestalt der Anlage wie in Figur 3, jedoch an einem darauffolgenden Zeitpunkt;

Figur 6, 7 und 8 sind zu den Figuren 3, 4 und 5 analog, wobei jedoch auch der 'Teil zur Anfangsspeisung der Transportleitung dargestellt ist.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2, ist mit der ßezugsziffer 1 ein Ausgleichsbehälter im allgemeinen angegeben. Der Ausgleichsbehälter 1 ist zylinderförmig

I!

ausgebildet und mit einem kegelförmigen Übergang versehen, in dessem Innern sich aufgrund von Reibkräften das untere Ende eines Rohrs 5 anpasst, kit der Bezugsziffer 4 ist im allgemeinen die erfindungsgemässe Ventilvorrichtung angegeben, die nachstehend näher beschrfeben wird. Es ist naheliegend, dass die Ventilvorrichtung 4 gleich stromabwärts vom Ausgleichsbehälter liegt. In diesem letzteren ist das Rohr 5 vorzugsweise von einem, ringförmigen oder besser zylinderförmigen, eine obere Platte .6 aufweisenden Umlenker umgeben. Das Rohr 5 wird mit Hilfe einer Hebvorrichtung 9 angehoben oder abgesenkt, die im vorliegenden Beispiel ein pneumatisch betätigbarer Kolben ist. Es liegt jedoch nahe, dass auch andere Antriebssysteme angewandt werden können und überdies kann die Aufgabe des Umlenkers ό auch von einer Vorrichtung nach der Art eines drehbaren Ventils übernommen werden,ohne deshalb das Arbeit sprinzip der Erfindung zu .schwächen. In Figur 1

609848/0702

ist das Rohr 5 auf den unteren, verengten Abschnitt des Ausgleichsbehälters 1 aufgeschoben und in dieser Stellung ist der Bereich 2 der Leitung 3 mit dem oberen Ende des Ausgleichsbehälters 1 und überdies mittels eines "By-pass" 8, mit dem oben genannten Ventilaggregat 4 verbunden. Ist das Rohr 5 vollständig angehoben, nachdem es eine mit "ni" angegebene Verschiebung nach oben ausgeführt hat, kann das im Behälter enthaltene Material in den Bereich 2 der Leitung 3 fallen und dort vorwärts geleitet v/erden, während die Verbindung zwischen dem Behälter 1 und dem Ventilaggregat 4 unterbunden wird, wobei der "By-Pass" 8 gesperrt wird, da die obere Platte 6 des Ümlenkers auf dem unteren Rand eines Rings 7 zum Anschlag kommt, der oberhalb und gleichachsig zum Rohr 5 und dem zylindrischen Ablenker 6 angeordnet ist.

Das Ventilaggregat 4 besteht aus einer im allgemeinen dreieckigen Kammer 10, in derem unteren Teil eine Schrägebene oder Rutsche 11 liegt,und einer Zwischenplatte, die mit einer Öffnung V] zur Durchbringung des zu transportierenden, körnigen Materials, mit einer

tt ti

Öffnung l8 zur Entlüftung und mit einer Öffnung 19 zur Ausladung des Staubs längs der Schrägebene versehen ist. Ein Enddeckel IS schliesst das Ventil an der Vorderseite im Vorrücksinn des Materials ab. Das bewegliche Umschaltorgan ist eine Welle 13 ₃ die drei koaxial auf derselben verkeilte Flügel 14, 16 und 20 trägt. Genauer

609848/0702

genommen sind die Flügel 16 und 20 sektorenförmig und im allgemeinen zueinander parallel und zweckinässig mit Abstand versetzt, während der gleichfalls sektorenförmige Flügel 14 (aus Figur 2 besser ersichtlich) beispielsweise in einer diametral entgegenliegenden Richtung gegenüber den Flügeln 16 und 20 versetzt angebracht ist. Ein durch ein zweckmässiges Antriebsfluid und eine an und für sich herkömmliche Gelenkverbindung angetriebener Kolben 22 ruft die teilweise Drehung des Ventils 4 hervor, so dass die Stellungen der verschiedenen Organe wie folgt sind. An einem bestimmten Augenblick schliesst der Flügel 14 die Förderleitung 3, während der Flügel 20 den Lufteinlass 25 für die Schrägebene 11 schliesst,wobei jedoch die Verbindung zum Entlüfter 18 und die Verbindung 8 mit dem Ausgleichsbehälter 1 offen bleiben (oder mit dem in Figur 1 nicht gezeigten, aus den Figuren 6 und 8 links ersichtlichen Speisebehälter). Der Flügel 16 erlaubt indessen die Verbindung zwischen der Kammer des Ventils und dem Entlüfter 23> der endseitig mit einem Filter 24 (Figur l) verbunden ist. Das Ventil 4 führt in seiner Gesamtheit einen Lauf mit einer Winkelweite "n" in einem oder anderem Sin aus. In der gegenüber der Figur 1 umgekehrten Stellung, d.h. nach einem, wie oben erwähnten V/inkell auf "n", versperrt der Flü-

Ii
gel 14 nichtymehr die Offnungen 17 und 19 und der

Flügel 20 wird die Verbindung mit dem "By-Pass" 8

609848/0702

schliessen, !fahrend er die Eintrittsstelle 25 der Ergänzungsluft zum Entladen des Staubes von der Schrägebene 11 in die Leitung 3 offen lassen wird. Der Flügel 16 verhindert die Entlüftung, da er die

Öffnung lS versperrt. Im Raum zwischen den Flügeln 16 und 20 kann, wenn diese sich, in der Stellung der Figur 1 befinden, ein Umlenker 21 angebracht werden, um den durch die Entlüftungsluft mitgerissenen Staub niederzuschlagen und ihn auf der Schrägebene 11 zum Fall zu bringen. Die Reinigung des Filters 24 kann mit Hilfe eines Luftstrahls erfolgen, der mit den Bewegungen der anderen beweglichen Organe der Einrichtung synchronisiert ist und dadurch erhalten wird, dass ein am Filter 24 angebrachtes Ventil Y schnell geöffnet wird. Ein durch das Ventil Y gesteuerter Luftstrahl unterstützt das Absinken des Materials längs der Schrägebene 11 sowie aus dem Ausgleichsbehälter 1. Der Luftstrahl aus Y kann mit periodischer Folge eingeleitet werden. Dank der Tatsache, dass die Flügel 14, l6 und 20 auf den mit ihnen zusammenwirkenden Sitzen gleiten um den Durchfluss des Materials und des einwirkenden Fluids (Luft) zu versperren oder freizugeben, gewährleistet das erfindungsgemässe Ventil eine no^-h zufriedenstellendere Abdirchtung. Wie der Figur 1 entnehmbar wird nämlich der Flügel 14 _s wenn Druckluft über das Ventil V₀ eingeleitet wird, gegen seinen Sitz,

d.h. gegen die Platte 12 des Vearülgehäuses (Pfeil F )

609848/0702

gedrückt. In der umgekehrten Stellung, d.h. jene die mit einer Winkelverschiebung "n" der Welle 13 erhalten wird, drückt der in der Ventilkammer 10 herrschende Druck den Flügel 16 gegen den Sitz 18 und auch in diesem Fall liegt eine einwandfreie Abdichtung (Pfeil F) vor. Um dieses Abdichtungsmerkmal besser ausnützen zu können, wird die Welle 13 auf ihren Lagern derart angebracht, dass ein gewisser "freier Lauf" in Längsrichtung erlaubt wird, d.h. die Welle ist in Längsrichtung schwimmend gelagert. Auf diese Weise erfolgt der Ausgleich des Spiels unverzüglich und automatisch und auch der etwaige Verschleiss der rotierenden Körper (Flügel) und der mit ihnen in Berührung stehenden Sitze wird ausgeglichen. Am "By-Pass" 8 sowie an den Abzweigungen der Leitung 25 können schliesslich Drosselorgane vorgesehen sein, wie dies in Figur 1 angedeutet ist.

Im Grenzfall können die Flügel 16 und 20 zu einem einzigen bei besonders günstigen Betriebsbedingungen vereint werden.

Nach der Erläuterung des Aufbaus und der Betriebsweise des erfindungsgemässen Ventils ist es nun zweckmässig, einige weitere auf grund der Erfindung angewandte,neue Merkmale zu prüfen.

Bei Betrachtung des Ausglexchsbehälters 1 und dessen Hilfsorgane ist entnehmbar, dass nun das automatische

609848/0702

Offnen und Scliliessen des "By-Pass" 8 zugleich mit dem Anheben snd Absenken des Rohrs S erfolgt. Auf diese Weise wird die Betriebsweise der gesamten Anordnung beim heiklen Augenblick der Stellungsumkehrung der Ventilorgane verbessert, wobei aas Druckgefälle und damit der Strom des Gemisches zwischen Leitfluid (Luft) und dem Schüttgut virtuell konstant gehalten wird. Die Verstopfungsmöglichkeiten werden überdies praktisch unterdrückt,was besonders in den vertikalen Abschnitten der Rohrleitung (risers) vorteilhaft ist. Da eine Schliessung des "By-Pass"8 im voraus ausgeführt werden kann, wird der'Vorteil einer erleichterten Reinigung der Filter wie 24 erzielt, dajder Reinigungsstrahl nicht gehindert wird. Die voreilige Unterbrechung des "By-Pass" 8 bietet auch den günstigen Vorteil eines Druckaufbaus im Ausgleichsbehälter und in der Rohrleitung stromaufwärts des Ventils 4 und diesjerlaubt es das sich in Stockung befindliche Material wieder aufzuwerfen oder dessen Bewegung längs der Förderleitung zu bremsen. Die oben erwähnten Drosselorgane bieten schliesslich, wenn sie vorgesehen sind, eine weitere Möglichkeit einer Feineinstellung des Betriebs der gesamten Anordnung.

Es wurde schoß das den Hauptgegenstand der Erfindung bildende Ventilaggregat 4 behandelt. Die rotierende Betriebsweise anstelle der abwechselnden Hin-und Herbewegung bietet eine grössere Zuverlässigkeit und

- δ

609848/0702

erlaubt es, die heikle Ubergangsphase, die der Stellungsumkehr der eigentlichen Ventilelemente entspricht, besser unter Kontrolle zu halten.

Da so zum Beispiel der Flügel 20 die unmittelbare Verbindung zwischen dem Deckel 15 und der Entlüf/fcungs-

II

mündung 23 (Figur l) während der Schliess-und Offnungsbewegung der Leitung 3 verhindert, \iird ein grosses Betriebsproblem beseitigt. Bei der Konstruktion können schliesslich die Ausbildung und die Winkelweite der Flügel bequem je nach den Erfordernissen und immer innerhalb der Erfindung, die Lageverhältnisse zwischen den rotierenden Organen des Ventilaggregates 4 und den von denselben zu versperrenden oder freizugeben-

den Offnungen im Synchronismus mit dem Arbeitsgang der gesamten Anordnung der Förderanlage verändert werden.

Il

Diese Vorteile und Merkmale können nun in Übereinstimmung mit den Figuren 3, 4 und 5 besser beurteilt werden.

In Figur 3 ist skizzenhaft eine lange, pneumatische Förderleitung gemäss der Erfindung dargestellt, die mit Ausgleichsvorrichtungen für das Material wie schon in der Einleitung der Beschreibung beschrieben, ausgestattet ist. Die verschiedenen Organe sind, wenn auch skizzenhaft, klar feststellbar/ Die mit χ angegebenen Positionen bezeichnen die Vorrichtungen bei denen die Förderrohrleitung nicht abgesperrt x-:±:

609848/0702

während der Buchstabe Y jene Ausgleichsvorrichtungen angibt, die sich in Absperrungstellung der Leitung befinden. Figur 5 erläutert dx3 Stellung der Leitung und der verschiedenen Organe an einem darauffolgenden Augenblick, bei dem die Stellungen der beweglichen Organe umgekehrt werden und dieser Umstand ist durch entsprechende Buchstaben X¹ und Y¹ angegeben. Die Skizzen der Figuren 3 und 5 sind für den restlichen Teil ohne Zuhilfenahme von weiteren Zeichenerklärungen vollständig verständlich.

In Figur 4 ist ein Schaubild der Betriebsdrücke dargestellt und das Schaubild entspricht, was die Abszissen betrifft, d&n Stellungen der Organe der Anlage, wie in den Figuren 3 und 5· Genauer genommen bezieht sich das Kurvenbild A, Punkt für Punkt, auf die Stellungen der Figur 3j das Kurvenbild B auf je-ne der Figur 5 und das Kurvenbild (strichliert) C auf den Augenblick, bei dem der Stellungswechsel der beweglichen Ventilelemente vorgenommen wird. Die dargestellten Kurvenbilder sind beispielshaft und ni^ht bindend und dienen nur dazu, um zu erläutern wie praktisch an jedem Augenblick des Betriebs der Anlage das Druckgefälle in jeder entsprechenden Stellung der beweglichen Organe virtuell konstant gehalten wird, was gerade das ist, was man mit dem erfindungsgemässen, drehbaren Ventil und den weiteren oben beschriebenen Verbesserungen erzielen wollte.

Von einem Druckgefälle wie A, über das Druckgefälle C

Io

609848/0702

auf das Druckgefälle B wird gemäss der folgenden Reihenfolge übergegangen:

Unterbindung der Luftstrahlen in den Vorrichtungen Y der

11

Figur 3, Absperrung der Leitung und Öffnung des Förderluftstromes in den Vorrichtungen X; gleichzeitig v/erden das Rohr 5 abgesenkt und die Verbindung mit dem "By-Pass" 8 in den Vorrichtungen wie X geöffnet, während in den Vorrichtungen Y das Rohr 5 angehoben, die entsprechende Verbindung mit dem entsprechenden "By-Pass" 8 unterbrochen und die Transportlextung in den Vorrichtungen Y ge ö f fη et werden.

Diese Vorgänge erfordern eine sehr kurze Zeit in der Grössenordnung eines Sekundenbruchteils und werden über eine Steuerzentrale C zweckmässig synchronisiert.

Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen eine beispielhafte Variante der in den Figuren 3> 4 und 5 dargestellten Anlage. Aus den Figuren 6 und 8 links gehen insbesondere die Organe zur Anfangsspeisung der Anlage hervor.

Es ist zu bemerken, dass analog wie bei den Figuren 3 und Si die Figuren 6 und 8 die Förderleitung in zwei nacheinanderfolgenden Arbeitsstellungen zeigen.

Insbesondere besitzen Y und Y¹ in den Figuren 6 und 8 genau dieselbe Bedeutung, die sie in den Figuren 3 und hatten und dasselbe gilt auch für die Organe X und X¹. In diesem Fall ist nur zu bemerken, dass der Materialausgleich bzw.-aufspeicherung mit Hilfe einer vereinfachten

609848/0702

Vorrichtung erfolgt. Diese umfasst ein Netz S, das das körnige Material zurückhält(die nun betrachtete Variante ist insbesondere für körniges Gut geeignet),jedoch die Luft hitLurchlässt. Die Luft entweicht über einen "By-pass" 8a (analog zum "By-pass"aus Figur l), der einen äusserst einfachen Aufbau besitzt, wie in Figur 1, ist der "Bypass" mit dem Ventilgehäuse (Χ,Χ¹, Y₃Y') verbunden. Die Wirkungsweise ist jener beschriebenen unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 5 ähnlich und wird daher nicht \ieiters beschrieben. Dasselbe gilt auch für die zentralisierte Steuerung Co.

Das Schaubild der Figur 7 ist jenem der Figur 4 ähnlich, jedoch mit dem Unterschied, dass nun das Druckgefälle im Anfangsabschnitt der Zufuhr-bzw. Speiseleitung ersichtlich ist. Vor allem bezieht sich das Kurvenbild nun auf die Stellung der Figur 6, während sich das Kurvenbild B auf die Stellung der Figur 8 bezieht. Das Kurvenbild der Figur 7 stellt den Druckverlauf längs der Förderleitung dar und es ist ersichtlich, dass die Druckverlauf slinien in den jeweiligen Stellungen der Figur 6 (Linie A) und der Figur 8 (Linie B) verschoben sind, (im Gegenteil zur Figur 4j wo die Linien A und B praktisch die gleichförmige Abstandsversetzung zwischen den nacheinanderfolgenden Stationen (X, Y, X¹, Y¹) wiedergeben), da ;man es vorgezogen hat, die Stäionen X, Y, X*,Y¹ längs der Leitung praktisch paarweise d.h. in angenäherten Gruppen von zwei Stationen X, Y anzunähern.

- 12 - ■

609848/0702

Damit wird eine grössere Wirkleistung der Anlage in ihrer Gesamtheit erzielt.

Abschliessend wird bemerkt, das die erfindungsgemässen Ventile ohne weiteres nicht nur längs der Leitung paar weise oder aucrth als längs der Leitung gleichförmig versetzte Einheiten angebracht werden können, sondern vor allem im Zufuhranfangsabschnitt der Leitung, wobei das Ventil selbst mit der Speisevorrichtung (Füllbehälter und dessen anliegende Teile) gekoppelt werden kann.

609848/0702

Claims

PATENTANSPRÜCHE

UlJ Ventilvorrichtung zur periodischen Absperrung des Stroms eines Leitfluids (Luft) und eines Schüttguts in einer pneumatischen Förderanlage, bei der der Vorschub des genannten Fluids und des genannten Schüttguts aufgrund von periodischen, pulsierenden Stössen erfolgt, gekennzeichnet durch ein Paar von im allgemeinen sektorenförmigen Flügeln (l6,2O) die auf einer gemeinsamen Welle (13) angebracht und zueinander parallel sind, sowie einen dritten, sektorförmigen Flügel (14), der gleichfalls auf derselben Welle angebracht und gegenüber den genannten beiden anderen, Flügeln winkelversetzt ist, wobei die beiden ersten Flügel und der dritte Flügel jeweils dazu geeignet sind Durchgänge (17,19,8, 25,18) für die Förderdruckluft und/oder das zu fördernde Schüttgut je nach den Erfordernissen des Arbeitsganges des pneumatischen, pulsierenden Transportes abzusperren oder freizugeben.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

tt gekennzei chnet, dass sie zwei Offnungs- bzw. Schliessstellungen besitzt,wobei die genannten beiden Stellungen gegenseitig mit einem bestimmten Drehwinkelabstand (n) der Welle (13), auf der die genannten

609848/0702

Flügel angebracht sind, versetzt sind.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte, die Flügel (I4j 16-20) tragende Welle derart schwimmend gelagert ist, dass ihr eine leichte, achsiale Längsverschiebung ermöglicht wird, um den Flügeln zu erlauben, das Fluid und das Schüttgut gegen die Sitze, mit denen die genannten Flügel jedesmal in Berührung kommen, abzudichten.

Leerseite