DE3000906A1

DE3000906A1 - Geraet zum ueberpruefen von feststoffen

Info

Publication number: DE3000906A1
Application number: DE19803000906
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-13
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DK2980A; GB2042641B; ES8100211A1; NO800065L; JPS5596400A; ES487653A0; GB2042641A

Description

HOFPMANN · EITLE & PARTNER 3 Q Q Q 9 Q g

PATENTANWÄLTE

DR, ING. E. HOFFMANN (1930-1976) ■ DIPL.-I N G. W.EITLE · DR. RER. NAT.K. HOFFMANN - DIPL.-1NG.W. LEHN

DIPL.-ING. K.FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MD N C H EN 81 · TELEFON (089) 911087 - TELEX 05-29619 (PATH E)

32 936 p/wa

1. TAKESHI HAYASHI, NARUTO-SHI / JAPAN

2. AKIRA. MORIMOTO, TOKUSHIMA-SHI / JAPAN

Gerät zum Überführen von Feststoffen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Überführen, von Feststoffen, wie Frischfisch, lebende Fische, Wurst oder Fleisch, unter Verwendung eines Stromungsmittels, wie Wasser oder Luft, als Uberführungsmedium.

Ein Gerät zum Überführen von Feststoffen unter Verwendung von Wasser oder eines anderen Strömungsmittelüberführungsmediums soll die Überführung so vornehmen, dass die

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Feststoffe bzw. Festkörper nicht beschädigt werden. Ein. Gerät, welches diese Erfordernisse nicht erfüllt, kann nicht für einen derartigen Zweck verwendet werden, auch wenn dieses Gerät andere Vorteile hat. Wenn die meisten Pumpen zum Fördern einer Flüssigkeit oder eines Gases mittels eines Drehpropellers das Strömungsmittel beschleunigen können, so v/erden allerdings die Feststoffe, welche diese Pumpe durchlaufen, vom Propeller beschädigt. Daher sind derartige Pumpen nicht dazu geeignet, die vorgenannten Feststoffe bzw. Festkörper zu überführen. Konsequenterweise muss eine Pumpe, die geeignet ist zum Überführen derartiger Feststoffe, unter Verwendung eines Strömungsmittelüberführungsmediums, mit einem Propeller besonderer Form versehen sein. Dieser Propeller hat eine spiralförmige Strömungspassage von der Mitte zur äusseren Umfangsflache. Der Propeller dieser Form kann das in die Mitte angesaugte Strömungsmittel durch die bei der Drehung des Propellers erzeugte Zentrifugalkraft zum äusseren Umfang hin beschleunigen. Das durch den Propeller beschleunigte Strömungsmittel wird in ein Abgaber ohr überführt, welches mit einer Öffnung in Verbindung steht, die an der äusseren Umfangsflache des Propellers vorgesehen ist. Eine mit einem Propeller dieser Form versehene schaufellose Pumpe stellt eine Überführungspumpe dar, die für die Überführung von Feststoffen geeignet ist, so dass eine vergleichsweise geringe Beschädigung der Feststoffe bzw. Festkörper erfolgt. Jedoch kann diese Pumpe nicht die Anforderungen erfüllen, die an eine FeststoffÜberführungspumpe gestellt werden. Der grösste Nachteil einer schafellosen Pumpe besteht darin, dass eine durch die schaufellose Pumpe immer noch auftretende Beschädigung nicht vernachlässigbar ist, und

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dass eine schaufellose Pumpe nicht geeignet ist, alle Arten von Feststoffen zu überführen, obwohl eine geringere Beschädigung der Feststoffe vorliegt als bei anderen Pumpen, die geeignet sind, mittels eines Propellers anderer Art eine Beschleunigung hervorzurufen. Wenn beispielsweise lebende Fische zusammen mit Wasser durch eine schaufellose Pumpe überführt werden, werden diese Fische beträchtlich verletzt und geschwächt, während sie durch die Pumpe gefördert werden. Insbesondere wenn sie auf eine grosse Höhe gefördert werden müssen, treten beträchtliche Verletzungen auf. Durch diese Pumpe geförderte lebende Fische erleiden erhebliche Schocks, da sie im Propeller mit sehr hoher Geschwindigkeit gedreht werden. Insbesondere wenn der Förderhöhenbereich einer Pumpe sehr gross wird, verbleiben die Feststoffe länger in der spiralförmigen Passage des Propellers, so dass sie auf bemerkenswerte Weise verletzt werden. Die im Propeller mit sehr hoher Geschwindigkeit gedrehten lebenden Festkörper stehen unmittelbar nach der Abgabe aus dem Propeller unter erheblicher Schockeinwirkung. Dies liegt daran, dass die Drehung der Festkörper, d.h. der lebenden Fische, ziemlich plötzlich angehalten wird, wenn diese von dem Propeller in die ausserhalb des Propellers befindliche, kaum sich drehende Flüssigkeit abgegeben werden. Weiterhin werden beispielsweise Festkörper mit schlankem Körper mehr beschädigt, während sie durch die Pumpe gelangen. Dies ist aus der Art und Weise verständlich in der der Propeller das Strömungsmittel beschleunigt. Wenn nämlich ein Teil eines schlanken Festkörpers sich innerhalb des Propellers befindet und mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, während der andere Teil des schlanken Körpers ausserhalb des Propellers sich

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befindet und nicht gedreht wird, wird der Festkörper in den genannten Teilen bemerkenswert unterschiedlich bewegt oder einer bemerkenswert starken Zug- oder Torsionskraft unterworfen, wodurch eine ganz erhebliche Beschädigung auftritt. Eine schaufellose Pumpe dieser Art vibriert während des Betriebes erheblich. Es ist theoretisch extrem schwierig, diese Vibrationen zu beseitigen. Derartige Vibrationen werden dadurch verursacht, dass der Propeller kaum ausgewuchtet werden kann, weil dieser eine spiralförmige Passage aufweist. Wenn nämlich ein Propeller mit einer derartigen von der Mitte zum äusseren Umfang verlaufenden spiralförmigen Passage keine um die Drehachse symmetrische Form hat, besteht keine Möglichkeit, den Propeller auszuwuchten. Wegen dieser Nachteile ist die Verwendung einer schafellosen Pumpe begrenzt. Eine derartige Pumpe kann nur zum Überführen von Feststoffen verwendet werden, die schwer verletzbar sind oder bei denen eine gewisse Verletzung bzw. Beschädigung in Kauf genommen werden kann.

Die Erfinder haben ein Vakuumtank-Überführungsgerät entwickelt, welches für Zwecke verwendbar ist, für die die schaufellose Pumpe nicht geeignet ist. Bei diesem Uberführungsgerat werden Feststoffe bzw. Festkörper zusammen mit der Flüssigkeit in einen Vakuumtank gesaugt und dann aus diesem abgegeben und überführt. Ein Uberführungsgerat entsprechend der Erfindung umfasst einen Vakuumtank, eine mit dem oberen Abschnitt des Vakuumtanks in Verbindung stehende Vakuumpumpe, ein über ein Rückschlagventil mit dem Vakuumtank verbundenes Saugrohr und eine über ein anderes Rückschlagventil mit dem Vakuumtank verbundene Abgabeleitung. Die Vakuumpumpe kann Luft aus dem

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Vakuumtank abgeben und saugt die Festkörper zusammen mit Wasser durch das Saugrohr. In diesem Zustand ist das mit dem Abgaberohr verbundene Rückschlagventil geschlossen. Nachdem der Vakuumtank mit Festkörpern und Wasser gefüllt ist, wird der Betrieb der Vakuumpumpe beendet und die Festkörper und die Flüssigkeit werden durch die Abgabeleitung mittels der Öffnung des oberen Teils des Vakuumtanks oder mittels eingeführter Druckluft in den Vakuumtank abgegeben. In diesem Zustand ist das mit dem Saugrohr verbundene Rückschlagventil geschlossen.

Ein derartiges Überführungsgerät weist keinen Propeller zur Beschleunigung der Festkörper und der Flüssigkeit auf. Die Flüssigkeit wird mittels eines Unterdrucks im. Vakuumtank in diesen gesaugt, so dass Beschädigungen an den Festkörpern beträchtlich eingeschränkt werden können. Jedoch können mit diesem Apparat Beschädigungen der Festkörper nicht in zufriedenstellender Weise herabgesetzt werden. Dieser Apparat erfordert notwendigerweise Rückschlagventile auf der Saug- und Druckseite des Vakkumtanks, wenn die Festkörper und die Flüssigkeit in den Vakuumtank gesaugt und von diesem zur Überführung abgegeben werden.

Die Rückschlagventile werden beim Übergang zwischen der Saug- und der Abgabewirkung geschlossen. Wenn sich ein Festkörper zu diesem Zeitpunkt im Rückschlagventil befindet, so wird der Festkörper vom Ventil eingefangen und erheblxchbeschädigt. Da das mit der Abgabeöffnung des Vakuumtanks verbundene Rückschlagventil nach der vollständigen Abgabe der Feststoffkörper und der Flüssigkeit aus dem Vakuumtank geschlossen wird, fängt dieses

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Rückschlagventil keine Festkörper ein. Da jedoch das mit der Saugseite des Vakuumtanks verbundene Rückschlagventil geschlossen wird nachdem der Vakuumtank mit den Pestkörpern und der Flüssigkeit gefüllt wird und die Festkörper während der Schliesswirkung des Ventils durch das Rückschlagventil gelangen können, fängt dieses Rückschlagventil manchmal nachteilig Festkörper ein. Kon.sequenterweise kann ein solches Gerät zum Überführen von Festkörpern Festkörper mit geringer Beschädigung überführen, wenn das Rückschlagventil keine Festkörper einfängt. In der Praxis jedoch besteht diese ernsthafte Beschädigungsgefahr durch das Rückschlagventil, so dass einige Prozent der überführten Festkörper erheblich beschädigt werden. Dieses Problem kann theoretisch nicht gelöst werden und stellt den grössten Nachteil eines derartigen Gerätes dar.

Weitere theoretisch unlösbare Probleme eines Überführungsgerätes dieser Art sind folgende: Da die Festkörper und die Flüssigkeit eingesaugt und von einem Vakuumtank zur Überführung abgegeben werden, erfordert der Vakuumtank ein grosses Volumen, so dass das Gerät keine kompakte Form. haben kann; da der Betrieb des Vakuumtanks einen Wechsel zwischen dem Saug- und dem Abgabebetrieb erfordert, können die Festkörper nicht kontinuierlich überführt werden; und da die Festkörper und die Flüssigkeit mittels Luft überführt werden, ist die Energieausnutzung relativ gering.

Entsprechend der vorangehenden Beschreibung besteht das bedeutendste Merkmal eines idealen Festkörper-Überführungs— gerätes darin, dass die Beschädigung der Festkörper auf ein Minimum reduziert werden kann.

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Die Erfinder haben ein Überführungsgerät entwickelt, bei dem Flüssigkeit in Richtung der Überführung des flüssigen Mediums in die Leitung gestrahlt wird, so dass das flüssige Überführungsmedium durch die kinetische Energie der eingestrahlten Flüssigkeit beschleunigt wird. Bei einem derartigen Überführungsgerät können die Festkörper mit einer geringen Beschädigung derselben überführt v/erden. Jedoch kann ein solches Überführungsgerät die Festkörper nicht zu einer bemerkenswert entfernt und/oder hoch liegenden Stelle überführen. Dies liegt daran, dass das Einstrahlen der Flüssigkeit in die Passage eine bemerkenswert unterschiedliche Durchflussleistung der Flüssigkeit auf der Saug- und der Abgabeseite des Überführungsgerätes verursacht. Eine zu hohe Durchflussleistung auf der Abgabeseite verursacht eine Zunahme des Widerstandes in der Leitung. Wenn beispielsweise die gleiche Flüssigkeitsmenge durch die Düse in die Leitung gestrahlt wird wie an der Saugseite des Gerätes angesaugt wird, beträgt die Durchflussleistung des Flüssigkeitsstromes an der Abgabeseite des Gerätes das zweifache der an der Saugseite, wodurch der Widerstand in der Leitung bemerkenswert erhöht wird. Wenn die mit der Abgabeseite verbundene Abgabeleitung im Durchmesser grosser ist als das Saugrohr, kann ein derartiger Energieverlust in der Leitung vermindert werden. In der Praxis jedoch können Rohre mit derartig unterschiedlichen Durchmessern nicht mit der Saug- bzw. der Abgabeseite verbunden werden. Insbesondere wenn der Förderhöhenbereich gross wird, tritt eine grössere Beschädigung der Festkörper auf. Um daher die Überführung der Festkörper zu einer weit entfernt liegenden und/oder hoch liegenden Stelle zu überführen, ist es notwendig, eine Vielzahl von Geräten dieser Art in Reihe miteinander zu

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verbinden. Wenn konsequenterweise die Geräte in Reihe und in vielen Stufen miteinander verbunden sind, wird der Endabschnitt des Abgaberohres bemerkenswert dick.

Bei dem zuvor erläuterten Gerät erfolgt eine geringere Beschädigung der überführten Festkörper, wenn die Durchflussleistung der in die Passage eingestrahlten Flüssigkeit gering ist. Keine geringere Flüssigkeitsmenge als die des flüssigen Überführungsmediums soll in die Passage gestrahlt werden, um effektiver die Festkörper und das flüssige Überführungsmedium zu beschleunigen. Daraus resultiert, dass bei einem derartigen Gerät die Strömungsmenge auf der Abgabeseite grosser ist als auf der Saugseite, wodurch der Widerstand in der Leitung erhöht wird.

Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, ein Gerät zum Überführen von Festkörpern bzw. von Feststoffen zu schaffen, welches weitgehend eine Beschädigung der Festkörper vermeidet, zumindest in einem erheblich grösseren Masse als bei den bekannten Geräten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Ausstossen eines Strömungsmittels in eine Leitung in Richtung der Überführung der Feststoffe und eines Strömungsmitte lübe rf ührun gsmediums eine Düse vorgesehen ist, dass stromabwärts der Düse ein Halsrohr angeordnet ist, durch welches das von der Düse abgegebene Strömungsmittel und das Strömungsmittelüberführungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck strömt, dass stromabwärts des Halsrohres eine Expansionskammer angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, welcher grosser ist als der des Halsrohres, so dass der Druck des Strömungsmitte !stromes durch das Halsrohr bei hoher Geschwindigkeit

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und bei niedrigem Druck auf einen wirksamen Arbeitsdruck veränderbar ist, dass die Expansionskammer mit einer Gegendrucköffnung zur Abgabe des Strömungsmittels aus der Leitung für die Feststoffe versehen ist, und dass zwischen der Passage für die Feststoffe innerhalb der Expansionskammer und der Gegendrucköffnung der Expansionskammer zur Verhinderung der Abgabe der Feststoffe durch die Gegendrucköffnung eine poröse Platte angeordnet ist,in deren Bereich das von der Düse ausgestossene Strömungsmittel die Feststoffe und das Strömungsmittel-Überführungsmedium auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, wobei ein Teil des Strömungsmittels durch die Gegendrucköffnung der Expansionskammer abgegeben wird,, wodurch die Feststoffe und das Strömungsmittel für die Überführung mit der notwendigen Energie versorgt werden können.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch dieses erfindungsgemässe Gerät gelöst. Durch das erfindungsgemässe Gerät kann im Vergleich zu herkömmlichen Strahlpumpen eine grössere Strömungsmittelmenge abgestrahlt werden, um wirkungsvoll die Festkörper und das Strömungsmittelüberführungsmedium zu beschleunigen, ohne den Widerstand in der Leitung auf der Abgabeseite, d.h„ auf der Druckseite, zu erhöhen, so dass Festkörper zu einer entfernt und hochliegenden Stelle überführt werden können.

Das erfindungsgemässe Gerät ist gegenüber den einen Vakuumtank verwendenden Geräten hinsichtlich der Grossengestaltung klein und kompakt, leicht, hinsichtlich der Konstruktion einfach und hinsichtlich der Herstellung preisgünstig. Die Festkörper und das Strömungsinittelüberführungsmedium können mit dem erfindungsgemässen Gerät

kontinuierlich und mit erheblichem Wirkungsgrad überführt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Gerätes zum Überführen von Feststoffen, mit einem Diffusor, dessen Durchmesser in überführungsrichtung graduel1 ζ un immt,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Überführungsgerätes, bei dem innerhalb des Diffusors eine zylindrische poröse Platte mit Kreisquerschnitt vorgesehen ist, deren Innendurchmesser dem der Leitung entspricht,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Überführungsgerätes,, bei dem Innerhalb des Endteiles des Diffusors, welcher nicht-konisch verläuft, eine zylindrische poröse Platte enthalten ist, die einen ziemlich grossen Durchmesser hat,

Fig. 5 eine Schnittansicht mit der Darstellung des inneren Aufbaus des Überführungsgerätes gemäss Fig. 6,

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Fig. 6 eine Seitenansicht einer aus zwei Gerätesätzen bestehenden Überführungseinrichtung,, wobei die beiden Überführungsgeräte in Reihe geschaltet sind, und

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Überführungsgerätes, bei dem in der porösen Platte in Richtung der überführung der Feststoffe eine längliche Wasseröffnung vorgesehen ist-

Eine in Fig. 1 dargestellte Strahlpumpe ist mit einer Düse 1 versehen, mit der Flüssigkeit in Richtung der Überführung der Feststoffe und des flüssigen Überführungsmediums ausgestossen v/erden kann. Die Pumpe ist ebenfalls mit einem Halsrohr versehen, durch welches die aus der Düse 1 ausgestossene Flüssigkeit und das flüssige Überführungsmedium mit hoher Geschwindigkeit und unter ni-edrigem Druck durchströmen kann. In Strömungsrichtung vor dem Halsrohr 2 ist eine Expansionskammer angeordnet, deren Durchmesser grosser ist als der des Halsrohres, um den Druck des Flüssigkeitsstromes, welcher das Halsrohr mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck durchströmt hat, auf einen wirksamen Druck zu ändern. Die Expansionskammer 4 ist zur Abgabe der Flüssigkeit aus dem Rohr mit einer Gegendrucköffnung 3 und einer porösen Platte 5 versehen, durch die die Flüssigkeit, nicht aber die Feststoffe, gelangen kann. Die poröse Platte 5 verläuft entlang der Innenseite der Expansionskammer 4 und verhindert so, dass die Feststoffe durch die Gegendrucköffnung 3 austreten können.

Die Düse 1 ist um die äussere ümfangsfläche der Leitung

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offen, um so den durch die Leitung strömenden Feststoffstrom nicht zu beeinträchtigen. Die Düse 1 steht mit einer Druckkammer 7 in Verbindung, welche ausserhalb der Leitung angeordnet ist und aus der die Druckflüssigkeitsversorgung erfolgt. Die Druckkammer 7 ist mit der Druckseite der Pumpe 6 verbunden, die die Druckflüssigkeitsversorgung vornimmt. Die von der Pumpe kommende Flüssigkeit wird von der Düse 1 von links nach rechts (Fig. 1) in die Leitung ausgestossen. Bei der meist bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Flüssigkeit durch die Düse 1 ausgestossen, welche von der Gegendrucköffnung 3 abgesaugt wurde. Daher sind die Gegendrucköffnung 3 und die Druckkammer 7 oder die Düse 1 über ein Rückstromrohr 8 miteinander verbunden. In dieser Rückstromleitung 8 oder am Ende derselben ist die Pumpe 6 angeschlossen, welche die Flüssigkeit von der Gegendrucköffnung 3 absaugt und der Druckkammer 7 zuführt, wonach diese Flüssigkeit von der Düse 1 in der beschriebenen Weise abgegeben wird.

Bei dem Gerät, bei dem die von der Gegendrucköffnung 3 abgesaugte Flüssigkeit wie zuvor beschrieben von der Düse 1 ausgestossen wird, beträgt die Menge der von der Düse abgegebenen Flüssigkeit der Menge der von der Gegendrucköffnung 3 abgesaugten Flüssigkeit- Somit wird durch das Ausstossen der Flüssigkeit in die Leitung nicht die Strömungsmenge in der Leitung erhöht. Dies bedeutet, dass die Strömungsmenge auf der Saug- und auf der Druckseite der Strahlpumpe gleich ist. Daher können auf der Saug- und auf der Druckseite Rohre gleichen Durchmessers angeshlossen sein. Dadurch kann der Druckverlust im Abgaberohr vermindert werden.

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Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt, gemäss denen ein Strömungsmittel obligatorisch durch eine in einer Expansionskammer vorgesehenen Gegendrucköffnung durch die Saugwirkung einer Pumpe abgegeben wird. Ebenfalls fallen Geräte in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, bei denen beispielsweise eine Gegendrucköffnung so ausgebildet ist, dass sie sich nur von der Leitung nach aussen öffnet. Dabei wird das Strömungsmittel in der Expansionskammer mittels des Druckunterschiedes zwischen dem Druck in der Expansionskammer und dem Umgebungsdruck ausserhalb der Leitung abgegeben.

Die Expansionskammer 4 kann die Durchflussleistung der das Halsrohr 2 mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck durchströmenden Flüssigkeit herabsetzen, indem das Gefälle der Strömung durch das Halsrohr auf ein wirksames Gefälle geändert wird. Die Expansionskammer 4 in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 hat eine zylindrische Form mit einem gegenüber dem Halsrohr grösseren Durchmesser. Innerhalb der Expansionskammer verläuft die poröse Platte 5 unter Bildung eines Zylinders mit einem Durchmesser, welcher dem Durchmesser des Halsrohres entspricht. Die Expansionskammer 4 dieser Form ist am einfachsten herzustellen.

Die in Fig. 2 dargestellte Expansionskammer 4 umfasst einen zylindrischen Teil und einen konischen Teil. Das linke Ende des konischen Teils ist am Halsrohr 2 angeschlossen. Der konische Teil ist so ausgebildet, dass sein Durchmesser in Richtung der Flüssigkeitsüberführung so graduell zunimmt, dass die Flüssigkeit, welche das

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Halsrohr mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck durchströmt hat, graduell auf eine niedrigere Durchflussleistung verzögert wird, ohne dass jedoch infolge einer Wirbelströmung ein Energieverlust auftritt. Innerhalb des zylindrischen Teils der Expansionskammer ist eine poröse Platte 5 vorgesehen, die dahingehend konisch ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser in Richtung der Flüssigkeitsüberführung graduell hinsichtlich ihres Durchmessers abnimmt. Die poröse Platte 5 ist koaxial mit dem Diffusor angeordnet- Das Rohr auf der Abgabeseite ist mit dem dünnen hinteren Ende der porösen Platte 5 verbunden.

Die in Fig. 3 dargestellte Expansionskammer besteht, ähnlich wie die in Fig. 2, aus einem zylindrischen und einem konischen Teil. Eine zylindrische poröse Platte 5 mit einem dem der Leitung entsprechenden Durchmesser ist innerhalb und koaxial mit der Expansionskammer angeordnet. Die in Fig. 4 dargestellte Expansionskammer umfasst weiterhin, ähnlich wie die in Fig. 2 und 3, einen konischen und einen zylindrischen Teil, wobei der Innendurchmesser des zylindrischen Teils grosser ist als der grösste Innendurchmesser des konischen Teils. Innerhalb des zylindrischen Teils und koaxial mit diesem ist eine poröse Platte 5 vorgesehen, die einen Innendurchmesser aufweist, welcher mit dem grössten Innendurchmesser des konischen Teils übereinstimmt. Am hinteren Ende des zylindrischen Teils ist ein umgekehrter konischer Teil angeschlossen, dessen Durchmesser in Richtung der Flüssigkeitsüberführung graduell abnimmt, wobei das hintere Ende dieses umgekehrten konischen Teils an die Leitung der Abgabeseite angeschlossen ist.

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In jeder Expansionskammer 4, wie sie in Fig. 2 bis 4 dargestellt sind, ist der mit dem Halsrohr 2 verbundene Teil konisch ausgebildet, wodurch, ähnlich wie bei herkömmlichen Strahlpumpen, der Flüssigkeitsstrom, welcher das Halsrohr 2 mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck durchströmt hat, ohne Energieverlust infolge einer Wirbelströmung auf einen wirksamen Arbeitsdruck gebracht werden kann, wodurch die Kapazität der Pumpe insgesamt verbessert wird.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 bis 4 ist die Gegendrucköffnung 3 vorzugsweise so angebracht, dass sie am hinteren Ende der Expansionskammer 4, d.h. stromabwärts der Flüssigkeitsüberführung, mündet.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 bis 5 sind vorzugsweise der Durchmesser des Halsrohres 2 und der porösen Platte 5 derselbe wie der der Leitung, so dass die gesamte Feststoff-Überführungspassage denselben Durchmesser hat. Daraus resultiert, dass die Feststoffe geradlinig und weich, d.h. ohne Anschlagen an die Innenseite der Leitung, überführt werden, wodurch eine Beschädigung der Feststoffe und ein Verstopfen der Leitung minimal gehalten werden können.

In Fig. 6 sind zwei Gerätesätze dargestellt, von denen jeder eine Düse 1, ein Halsrohr 2 und eine Expansionskammer 4 entsprechend der Darstellung in Fig. 5 aufweist, wobei beide Geräte in Reihe geschaltet sind. Das Strahlpumpengerät zum überführen der Feststoffe gemäss dieser Konstruktion wird dazu verwendet, die Feststoffe zu einer entfernt liegenden und/oder hochliegenden Stelle zu

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überführen- In Fig. 6 sind zwei Geräte in Reihe miteinander verbunden. Jedoch können auch noch mehr Geräte in Reihe geschaltet werden.

Eine aus mehreren Geräten -bestehende überführungseinheit, die stufenweise und in Reihe geschaltet ist, kann durch eine einzelne Pumpe angetrieben werden. Eine derartige Überführungseinheit ist in Fig. 6 in unterbrochenen Linien dargestellt. Bei einer Pumpe 61 ist die Saugseite in zwei Arme aufgeteilt, von denen einer an den Diffusor 4 und der andere an den Diffusor 41 angeschlossen ist. Die Druckseite der Pumpe ist ebenfalls in zwei Arme aufgeteilt, von denen einer mit der Druckkammer 7 und der andere mit der Druckkammer 71 verbunden ist. Die Pumpe 61 kann Flüssigkeit von den beiden Diffusoren 4, 41 ansaugen und mit dieser Flüssigkeit die Druckkammern 7, 71 durch die beiden Düsen versorgen. Steuerventile 15, 16, 17, 18 sind zwischen der Saugseite der Pumpe 61 und den Diffusoren 4, 41 bzw. zwischen der Druckseite der Pumpe 61 und den Druckkammern 7, 71 eingeschaltet. Diese Steuerventile 15, 16,- 17, 18 werden so gesteuert, dass die Feststoffe mit hohem Wirkungsgrad und geringster Beschädigung überführt werden können. Im allgemeinen werden die Steuerventile 15, 16, 17, 18 so gesteuert, dass dieselbe Flüssigkeitsmenge von den beiden Diffusoren 4, 41 angesaugt wird und dass dieselbe Flüssigkeitsmenge von den beiden Düsen abgegeben wird.

Wenn die beiden Diffusoren 4, 41 an der Saugseite der Pumpe 61 angeschlossen sind, kann eines der beiden Steuerventile 15, 16 gedrosselt oder vollständig geschlossen werden, während die Zufuhr der Flüssigkeit durch die Düsen

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aufrechterhalten wird. Durch Drosseln des Ventils wird eine verringerte Flüssigkeitsmenge oder überhaupt keine Flüssigkeit vom mit diesem Ventil verbundenen Diffusor abgegeben, wodurch verhindert werden kann, dass die Feststoffe von der porösen Platte adsorbiert werden.

Sollen die Festkörper in eine beachtliche Höhe überführt werden, wird die Durchflussleistung durch den Diffusor klein, so dass manchmal Feststoffe von der porösen Platte adsorbiert werden.

Die an der porösen Platte adsorbierten Feststoffe können durch Drosseln der Steuerventile 14, 15 entfernt werden. Durch alternatives Drosseln oder Öffnen der Steuerventile für eine vorbestimmte Zeit kann verhindert werden, dass Feststoffe von der porösen Platte adsorbiert werden, wenn der Förderhöhenbereich der Feststoffe hoch ist.

Bei einer in Fig. 7 dargestellten Strahlpumpe befindet sich innerhalb der Expansionskammer 4 eine zylindrische poröse Platte 5. Diese poröse Platte 5 ist mit einer Wasseröffnung 9 in Form eines länglichen Schlitzes versehen. Die Längsrichtung des Schlitzes verläuft in der Richtung der Feststoffüberführung. Der Schlitz ist so schmal ausgebildet, dass die Feststoffe nicht durch diesen Schlitz gelangen können. Bei Verwendung einer derartigen porösen Platte können die Feststoffe weich und wirksam entlang der Wasseröffnung 9 in Form eines Schlitzes durch den porösen Plattenzylinder überführt werden, wobei die Beschädigung der Feststoffe auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Gegendrucköffnung 3 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die durch die Gegendrucköffnung 3

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abgegebene Flüssigkeit nicht ein Adsorbieren der Feststoffe auf einem Teil der porösen Platte 5 verursachen kann und dass die Flüssigkeit gleichförmig durch die gesamte poröse Platte 5 abgesaugt werden kann. Derartige bevorzugte Ausführungsformen sind in Fig. 1 und 7 dargestellt. Bei diesem Gerät ist die Gegendrucköffnung 3 teilweise auf der Abgabeseite der Expansionskammer 4 angeordnet. In dem Teil innerhalb der Expansionskammer 4, wo die Gegendrucköffnung 3 angeschlossen ist, d.h. auf der rechten Seite des Diffusors 4 in Fig. 1 und 4, ist koaxial mit der Expansionskammer 4 ein zylindrischer Rohrabschnitt 10 vorgesehen, welcher für Wasser undurchlässig ist. Die poröse Platte 5 in Form eines Zylinders mit demselben Durchmesser wie der des zylindrischen Rohrabschnittes 10 ist mit dem zylindrischen Rohrabschnitt 10 so verbunden, dass eine kontinuierliche, lineare Passage der Feststoffe durch die poröse Platte 5 und den zylindrischen Rohrabschnitt 10 erfolgen kann. Am linken Ende des zylindrischen Rohrelementes 10 ist dort, wo die poröse Platte 5 angeschlossen ist, ein Kragen 11 befestigt. Dieser Kragen 11 begrenzt einen Zwischenraum, wo ein Widerstand zur Auswirkung kommt, wenn die Flüssigkeit zwischen der Innenseite der Expansionskammer 4 und dem zylindrischen Rohrabschnitt 10 strömt. Durch Vorsehen dieses Kragens 11 auf dem zylindrischen Rohrabschnitt wird die Flüssigkeit gleichförmiger nicht nur über den gesamten Umfang, sondern ebenfalls über die gesamte Länge der porösen Platte 5 abgesaugt. Daraus resultiert in vorteilhafter Weise, dass die Feststoffe nicht von einigen Abschnitten der porösen Platte 5 adsorbiert und so beschädigt werden. Die Flüssigkeit kann gleichförmig vom Feststoffstrom durch die Gegendrucköffnung 3 abgegeben werden.

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Bei einer derartigen Pumpe werden die Bedingungen für das Ausstossen der Flüssigkeit durch die Düse von der Art der Feststoffe, der Überführungsentfernung, der Fallhöhe, der Überführungsmenge pro Zeiteinheit usw. bestimmt. Beim Gerät gemäss Fig. 1 und 7 wird ein Rohrabschnitt 12, dessen Ende zur Düse 1 ausgebildet ist, in die Druckkammer 7 so eingesetzt, dass der Rohrabschnitt 12 in axialer Richtung bewegbar ist, wodurch die Flüssigkeits-Ausstossgeschwindigkeit und die Strömungsmenge durch die Düse 1 eingestellt werden können.

Entsprechend der vorangehenden Beschreibung wird Flüssigkeit als Strömungsuberführungsmittel und für das aus der Düse ausgestossene Strömungsmittel verwendet. Jedoch kann.auch mit derselben Wirkung ein Gas verwendet werden. Bei der Verwendung von Gas als Strömungsmittel wird natürlich anstelle einer Pumpe ein Gebläse verwendet.

Bei einem Festkörper-Überführungsgerät entsprechend der Erfindung gelangen die Feststoffe weder durch einen Rotor, in dem die Festkörper mechanisch in Drehung versetzt werden, noch durch ein Rückschlagventil, durch welches die Festkörper eingefangen bzw. erfasst werden können. Jedoch werden die Festkörper mittels des Strömungsmittels mit Energie zugeführt und überführt. Daher erfüllt das erfindungsgemässe Gerät die bedeutendsten Anforderungen, die an ein solches Gerät gestellt werden. Diese Anforderungen bestehen darin, dass die Festkörper mit geringstmöglicher Beschädigung überführt werden. Beim erfindungsgemässen Überführungsgerät wird die Strömungsmenge auf der Abgabeseite nicht durch die von der Düse abgegebene Strömungsmenge erhöht, da die

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durch die Gegendrucköffnung des Diffusors abgesaugte Flüssigkeit verwendet wird. Daher kann eine grosse Flüssigkeitsmenge durch die Düse abgegeben werden, um die Festkörper wirksam zu beschleunigen. Wenn das Strömungsmittel mit zu hoher Durchflussleistung durch die Düse abgegeben wird, kann eine Beschädigung der Festkörper durch das ausgesbossene Strömungsmittel erfolgen. Beim Gerät gemäss der Erfindung kann jedoch eine grosse Strömungsmittelmenge von der Düse abgegeben werden, wodurch die Durchflussleistung des Strömungsmittels vermindert v/erden kann. Dadurch kann weiterhin die Beschädigung der Feststoffe herabgesetzt werden.

Bei einem·Überführungsgerät gemäss der Erfindung kann die Kapazität des Überführungsgerätes bemerkenswert verbessert werden, da die Flüssigkeit durch die Gegendrucköffnung abgegeben wird. Dies liegt daran, weil bei einer herkömmlichen Strahlpumpe das Gefalle der Durchflussleistung durch das Halsrohr auf ein Druckgefälle geändert wird. Beim erfindungsgemässen Gerät jedoch wird die hohe Geschwindigkeit und der niedrige Druck der durch das Halsrohr gelangenden Strömung so eingestellt, dass sich durch die Abgabe der Flüssigkeit durch die Gegendrucköffnung in der Expansionskammer ein wirksamer Arbeitsdruck einstellt.

Da das durch die Düse eingebrachte Strömungsmittel keine oder nur eine geringe Erhöhung der Strömungsmenge auf der Druckseite der Überführungspumpe bringt, kann der Widerstand gegen den Strömungsmittelstrom durch die mit der Überführungspumpe verbundene Abgabe oder dergleichen herabgesetzt werden. Eine grosse von der Düse abgegebene

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Strömungsmittelmenge kann dazu beitragen, die Feststoffe an eine weit entfernte und/oder hochliegende Stelle zu überführen.

Weiterhin erfordert das Gerät gemäss der Erfindung weder eine Vakuumpumpe grossen Volumens noch irgendwelche mechanisch beweglichen Teile. Daher kann das erfindungsgemässe Überführungsgerät vorteilhafterweise klein und leicht konstruiert v/erden, wobei der konstruktive Aufbau einfach ist. Die Herstellung des Gerätes kann mit niedrigen Kosten erfolgen_/ wobei gewährleistet ist, dass die Feststoffe kontinuierlich und leicht überführt werden können, insbesondere, wenn mehrere Geräte in Stufen oder in Reihe hintereinander geschaltet sind.

Insgesamt ist also davon auszugehen, dass das erfindungsgemässe ÜberJTührungsgerät Feststoffe unter Verwendung eines Überführungsströmungsmittels überführt. Das Gerät umfasst eine Düse sum Ausstossen eines Strömungsmittels mit hoher Geschwindigkeit in eine Leitung zur Überführung der Feststoffe in Richtung der Überführung der Feststoffe und des Überführungsmediums, Weiterhin umfasst das Gerät ein Halsrohr in dem das aus der Düse ausgestossene Strömungsmittel und das Überführungsmedium vermischt werden und in dem das Strömungsmittel mit einer hohen Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck strömt. An das Halsrohr schliesst sich ein Diffusor an, dessen Durchmesser grosser ist als der des Halsrohres, um so den Druck des Strömungsmittelflusses durch das Halsrohr mit hoher Geschwindigkeit und bei niedrigem Druck auf einen wirksamen Arbeitsdruck zu verändern. Der Diffusor ist mit einer Gegendrucköffnung versehen, welche der Abgabe

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der Flüssigkeit dient und von einer porösen Platte abgedeckt ist, so dass nur Flüssigkeit oder Gas, nicht aber die Feststoffe abgegeben werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. ING. E, HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL.-I NG. W.EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N - D IPL.-ING. W. LEH N DIPL.-1NG. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N CH EN 81 · TELEFON (089) 9Π0Β7 · TELEX 05-29619 (PATH E) 32 936 p/wa

1. TAKESHI HAYASHI, NARUTO-SHI / JAPAN

2. AKIRA MORIMOTO₁, TOKUSHIMA-SHI / JAPAN

Gerät zum überführen von Feststoffen

PATENTANSPRÜCHE

Gerät zum Überführen von Feststoffen, dadurch gekennzeichnet , dass zum Ausstossen eines Stömungsmittels in eine Leitung in Richtung der Überführung der Feststoffe und eines StrÖmungsmittelüberführungsmediums eine Düse (1) vorgesehen ist, dass stromabwärts der Düse (1) ein Halsrohr (2) angeordnet ist, durch welches das von der Düse abgegebene Strömungsmittel und das Strömungsmxtteluberführungsmedium mit einer hohen Geschwindigkeit und bei niedrigem

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Druck strömt, dass stromabwärts des Halsrohres (2) eine Expansionskaitimer (4) angeordnet ist und einen Durchmesser auf v/eist, welcher grosser ist als der des Halsrohres (2), so dass der Druck des Strömungsmittelstromes durch das Halsrohr bei hoher Geschwindigkeit undbei niedrigem Druck auf einen wirksamen Arbeitsdruck veränderbar ist, dass die Expansionskammer (4) mit einer Gegendrucköffnung (3) zur Abgabe des Strömungsmittels aus der Leitung für die Feststoffe versehen ist, und dass zwischen der Passage für die Feststoffe innerhalb der Expansionskammer (4) und der Gegendrucköffnung (3) der Expansionskammer zur Verhinderung der Abgabe der Feststoffe durch die Gegendrucköffnung (3) eine poröse Platte (5) angeordnet ist, in deren Bereich das von der Düse (1) ausgestossene Strömungsmittel die Feststoffe und das Strömungsmittelüberführungsmedium auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, wobei ein Teil des Strömungsmittels durch die Gegendrucköffnung (3) der Expansionskammer (4) abgegeben wird, wodurch die Feststoffe und das Strömungsmittel für die Überführung mit der notwendigen Energie versorgt werden können.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der.Düse (1) abgegebene Strömungsmedium und das Strömungsmittelüberführungsmediuiti eine Flüssigkeit ist.

3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Düse (1) so ausgerichtet ist, dass das Strömungsmittel von der äusseren Umfangsflache des Rohres in Richtung der FeststoffÜberführung abgegeben werden kann.

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4. Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Gegendrucköffnung (3) und die Düse (1) derart über eine Rückstromleitung (8) mit einer Pumpe (6) verbunden sind, dass die Düse (1) mit der Druckseite der Pumpe (6) und die Gegendrucköffnung (3) mit der Saugseite der Pumpe (6) verbunden ist, wodurch das aus der Gegendrucköffnung (3) von der Pumpe angesaugte Strömungsmittel durch die Düse (1) ausgestossen wird.

5. Gerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Innendurchmesser des Halsrohres (2) derselbe ist wie der der Leitung, während die poröse Platte (5) in Form eines Zylinders denselben Innendurchmesser hat wie die Leitung, wobei die poröse Platte (5) koaxial zur Leitung angeordnet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diffusor die Form eines Zylinders hat, dessen Durchmesser grosser ist als der des Halsrohres.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionskammer (4) konisch ausgebildet ist und dass der Durchmesser in Richtung der FeststoffÜberführung zunimmt.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendrucköffnung (3) am stromabwärtsliegenden Ende der Expansionskammer (4) vorgesehen ist.

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9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Pumpengeräten in Reihe geschaltet sind, wobei jedes Gerät eine Düse (1), ein Halsrohr (2) und eine Expansionskammer (4) aufweist.

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