DE3024568A1 - Verfahren und vorrichtung zur pneumatischen foerderung von materialien - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur pneumatischen foerderung von materialienInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur pneumatischen Förderung von pulver- und/oder granulatförmigen Schüttgütern
und/oder schwerfliessenden und/oder klebrigen und/oder
abrasiven und/oder empfindlichen und/oder feuchten Materialien
in einer rohrförmigen Förderleitung, die über ihre Länge aus
mehreren in Abständen hintereinander in die Förderleitung einmündenden Gasleitungen mit Gas versorgt wird, wobei die Gasleitungen
von einer By-pass-Leitung ausgehen. Es ist also an eine hinsichtlich Förderleistung und Wirtschaftlichkeit (vergleichsweise
niedriger Energieaufwand!) gegenüber anderen pneumatischen Förderverfahren sehr vorteilhafte sogenannte Dichtströmförderung
gedacht.
Ein Verfahren der vorbezeichneten Art ist z.B. durch die DE-PS 2657 677 bekannt geworden. Das bekannte Verfahren weist
den wesentlichen Nachteil auf, dass bei Entstehung eines Pfropfens in der Förderleitung das Gas aus der By-pass-Leitung durch
diejenigen Einlassquerschnitte in die Förderleitung strömt, welche ihm den geringsten Gegenstand entgegensetzen. Das Gas
wählt also den Weg des geringsten Widerstandes und entweicht über die relativ grossen By-pass-Einlassquerschnitte am Ende
der Leitung. Hieraus resultiert eine ungleichmässige Fördergaszuführung in die Förderleitung, und es besteht darüber
hinaus keinerlei Aussicht, dass der Pfropfen in der Förderleitung wieder aufgelöst wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, dass auch bei
Pfropfsr±ildungin der Förderleitung genau definierte Gasmengen
durch die einzelnen Gasleitungen in die Förderleitung gelangen und dass eine Auflösung des abgebildeten Pfropfens bewirkt
wird.
Das erfindungsgemässe Verfahrensmerkmal· besteht darin, dass
in jeder einzelnen Gasleitung an einer Stelle vor der Einmündung in die Förderleitung Schallgeschwindigkeit des Gases erzeugt
5/... ORIGINAL INSPECTED '""
ΟΠΟ/ *~ t~* Ci
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Durch die Erfindung ist die durch jede einzelne Gasleitung
strömende Gasmenge immer genau definiert. Auch wenn sich ein Pfropfen in der Förderleitung befindet, strömt bei dem erfindungsgemässen
Verfahren weiterhin Gas durch alle Gasleitungen in die:Förderleitung, und zwar auch durch diejenigen Gasleitungen,
welche sich im Bereich des betreffenden Pfropfens befinden. Hierdurch wird der gebildete Pfropfen wieder aufgelöst
und die Förderung kann weiterhin einwandfrei aufrechterhalten werden.
Durch die Erfindung ist es also möglich geworden, die der
Förderleitung durch die einzelnen Gasleitungen zugeführten Fördergasnengen (z.B. Druckluft) exakt zu definieren. Durch die
somit erstmals exakt definierte Fördergasmenge, in Zusammenhang mit dem bekannten Druckabfall pro Förderleitungsabschnitt
ist eine genaue Erweiterung des Förderleitungsquerschnittes bestimmbar. Hierdurch wird eine gleichmässige Fördergeschwindigkeit
gewährleistet (s. auch Fig. 3). Die Erweiterung der Förderleitungsquerschnitte kann z.B. stufenförmig erfolgen.
Infolge der hierdurch gegebenen gleichmässigen, stossfreien, langsamen Dichtstromförderung wird der Verschleiss an den Rohrwandungen
und am Fördergut auf ein Minimum reduziert. Ein weiterer durch die Erfindung erzielter, sehr wesentlicher Vorteil
ist in der Minimierung der Fördergasmengen zu sehen, was sich energie- und kostensparend auswirkt.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,
mit einer rohrförmigen Förderleitung und einer dieser parallelen By-pass-Leitung, von der einzelne Gasleitungen ausgehen,
die in Förderrichtung in Abständen hintereinander in die Förderleitung einmünden, gekennzeichnet durch ein überkritisches
Verhältnis des Druckes in der By-pass-Li' i t un<] /.um
Druck in der Förderleitung, und ferner dadurch, dass in den Gasleitungen jeweils eine Dosiereinrichtung angeordnet ist.
O vj Δ !Λ JOO
Vorzugsweise beträgt bei Verwendung von Druckluft als
Fördergas das Verhältnis des Druckes in der By-pass-Leitung zum Druck in der Förderleitung mindestens 2 : 1; es kann
also grundsätzlich auch ein grösseres Druckverhältnis gewählt werden. Sofern andere Gase (z.B. Argon) als Fördergase
verwendet werden, gilt natürlich - entsprechend der von Luft abweichenden Gaskonstanten - ein anderer Minimalwert für das
erfindungsgemässe überkritische Druckverhältnis.
Durch das erfindungsgemässe überkritische Druckverhältnis
ist in jedem Fall die in den Gasleitungen angestrebte Schallgeschwindigkeit
des Gases gewährleistet. Die Dosiereinrichtung, bei der es sich z.B. um eine Düse, eine Lochblende, ein geeichtes
Nadelventil oder dergleichen handeln kann, trägt hierbei wesentlich zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der Schallgeschwindigkeit
in den Gasleitungen bei. Ein geeichtes Nadelventil als Dosiereinrichtung hat den Vorteil, dass die zuzuführende
Gasmenge innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Fördervorrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Ausführungsform einer pneumatischen Fördervorrichtung, teilweise
in Schnittdarstellung,
Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse innerhalb der schematischen
Fördervorrichtung nach Fig. 1 (schematisch), und
7/,
ORIGINAL INSPECTED
Fig. 4 cin(! vergrößerte Schnittdarstellung
der in Fig. 2 mit "x" bezeichneten Einzelheit.
Nach Fig. 1 bezeichnet 10 eine aus mehreren, sich in Förderrichtung
11 im Durchmesser stufenartig vergrössernden Teilabschnitten 12 - 15 bestehende Förderleitung zur pneumatischen'
achtstrom'-Forderung von schüttfähigen oder pulverförmigen
Materialien, zähfliessenden Massen, Schlämmen oder dgl. Die Förderleitung 10 wird hinsichtlich des zu fördernden
Gutes von einem Aufgabesender (nicht dargestellt) versorgt, in den das zu fördernde Gut chargenweise eingespeist wird.
Eine definierte Produktaufgabe kann hierbei erfolgen entweder durch Druckdifferenz von der Förderleitung zum Aufgabesender
oder durch ein mechanisches Dosiersystem, wie Schnecke oder Schleuse oder durch einen Blasdosierschieber. Parallel zu
der rohrförmigen Förderleitung 10 sind zwei Hochdruck-By-pass-Speicher 16 und 17 angeordnet. Die Hochdruck-By-pass-Speicher
16, 17 sind grossvolumig ausgebildet und werden von einer Druckgasquelle (nicht gezeigt) , die - über eine Druck-Reduziervorrichtung
(nicht gezeigt) - auch zur Druckgasbeaufschlagung des Aufgabesenders dienen kann, oder hiervon unabhängig ist,
mit Druckgas (z.B. Druckluft) versorgt. Die Hochdruck-By-pass-Speicher 16 und 17 dienen zur Zuführung von Fördergas in die
Förderleitung 10. Zu diesem Zweck gehen von den Hochdruck-Bypass-Speichern
16, 17 jeweils mehrere einzelne Gasleitungen 18 aus, die unter einem Winkel von etwa 35° (vgl. hierzug Fig. 2)
in die Förderleitung 10 einmünden. Die beschriebene Anlage ist so konzipiert, dass bei Verwendung von Druckluft in den Hochdruck-By-pass-Speichern
16, 17 ein mindestens um den Faktor 2 höherer Druck herrscht als in der Förderleitung 10. Es handelt sich hierbei
um ein sogenanntes überkritisches Druckverhältnis, welches bewirkt, dass in den Gasleitungen 18 Schallgeschwindigkeit erzeugt
werden kann. Hierzu dient eine in jeder einzelnen Gasleitung angeordnete Dosiereinrichtung 19. Bei der Ausführungsform nach
Fig. 2 dient als Dosiereinrichtung eine Lochblende 20, die am Ende eines ersten Gasleitungsabschnittes 21 angeordnet ist. Die Loch-
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. - - - · ο υ L ^ υ ο ο
blende 20, welche in rückwärtiger Richtung von einer Verstärkungshülse
25 abgestützt wird/ besitzt eine enge Durchtrittsöffnung 26, durch deren Querschnittsfläche die hindurchströmende
Gasmenge genau definiert wird. Die zweite Grosse zur
genauen Definition der durch die Dosiereinrichtung hindurchströmenden Gasmenge ist die Gasgeschwindigkeit. Da nun - wie
bereits oben ausgeführt - zwischen By-pass-System 16, 17 und y order leitung 10 ein überkritisches Druckverhältnis P2^i
herrscht (vgl. auch Fig. 3), ist die Gasgeschwindigkeit in der Lochblende konstant, nämlich gleich Schallgeschwindigkeit.
Die Summe aller Blendenquerschnitte, multipliziert mit der
definierten Luft- oder Gasgeschwindigkeit (Schallgeschwindigkeit) ergibt somit die Förderluftgesamtmenge der Förderleitungen.
Die Förderluftmenge der Förderleitung plus die Senderluftmenge
ergeben den Gesamtluftverbrauch. (Anstelle der gezeigten Lochblende 20, 26 können aber auch andere Dosiereinrichtungen,
wie z.B. Düsen, geeichte Nadelventile oder dgl. zur Anwendung kommen).
Der Lochblende 20 ist in Förderrichtung 27 des Gases ein Filter 22 nachgeschaltet, um das Eindringen von Fördergut
in die Gasleitungen 18 zu vermeiden. Das Filter 22 ist in einem zweiten Gasleitungsabschnitt 23 angeordnet. Dieser besitzt
einen gegenüber dem Querschnitt der Lochblendenöffnung 26 wesentlich erweiterten Querschnitt, so dass die Gasgeschwindigkeit
am Eintritt 28 wieder stark reduziert ist. Hierdurch wird abrasiver Verschleiss an den Innenwandungen der Förderleitung
10 wie auch innerhalb des zu fördernden Gutes selbst
vermieden. Zur Minimierung des Verschleisses trägt ausserdem auch wesentlich die mit Bezug auf die Förderrichtung 29 innerhalb
der Förderleitung nahezu tangentiale Gaszuführung bei, wie sie in Fig. 2 verdeutlicht ist (Gas-Einblaswinkel 35°) .
9/.
ORIGINAL INSPECTED
24533
Die beiden Leitungsabschnitte 21, 23 sind durch eine dichtende
Verschraubung 24 miteinander verbunden, die in ihrem Aufbau im einzelnen in Fig. 4 veranschaulicht ist und die
gleichzeitig zur Fixierung der Lochblende 20 einerseits und des Filters 22 andererseits dient. Nach Fig. 4 besteht die
Verschraubung 24 im einzelnen aus einem Gewindeteil 30 mit Innengewinde 31, auf das eine Überwurfmutter 32 aufgeschraubt
ist. Die Überwurfmutter 32 weist eine zentrale Bohrung 33 auf, die von dem Gasleitungsteil 23 durchsetzt wird. Zwischen
einer Konischen Bohrung 34 des Gewindeteils 30 und dem in diese hineinragenden Ende des Gasleitungsteils 23 ist ein Schneidring
35 eingespannt, dessen Schneidkante 36 unter dem durch die Überwurfmutter bewirkten radialen und axialen Druck in
das Material des Gasleitungsteils 23 einschneidet und auf diese Weise eine dichtende Verbindung zwischen den Teilen 23, 30
herstellt. Die dichtende Verbindung zwischen dem anderen, mit 21 bezifferten Teil der Gasleitung 18 und dem Gewindeteil 30
erfolgt in entsprechender Weise. Ebenso der Anschluss der Gasleitung 18 an den Hochdruck-By-pass-Speicher 16, 17. Auch hier
ist eine entsprechende Verschraubung vorgesehen, die in Fig. 2 das Bezugszeichen 37 trägt. Das Schaubild nach Fig. 3 zeigt,
dass die Fördergeschwindigkeit in den einzelnen Abschnitten 12-15 der rohrförmigen Förderleitung 10 im wesentlichen konstant
bleibt, wohingegen der Druck P1 über die Förderlänge L
stetig abnimmt. Die Kurve P- kennzeichnet den Druck in den Hochdruck-By-pass-Speichern 16 und 17. Der oder die Hochdruck-By-pass-Speicher
16 bzw. 17 gewährleisten also über die gesamte Förderleitungslänge die definierte Gaszufuhr. Durch gleichbleibende
Druckverhältnisse wird die Einspeisung an jeder Stelle des Förderleitungssystems konstant gehalten.
Die gezeigte und beschriebene pneumatische Förderung kann für übliche pulverförmige und granulatförmige Produkte mit dem
Vorteil des geringen Energieaufwandes sowie des geringen Verschleisses
eingesetzt werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit
QftIGJNAL INSPECTED 10/ ...
ΟϋΛ^ϋϋϋ
liegt in der Förderung von schwierigen abrasiven, klebrigen,
feuchten und empfindlichen Produkten. Die Förderung derartiger Produkte war mit bisherigen pneumatischen Fördersystemen
zum Teil unmöglich. Das System kann auch zur Förderung von
Kohle bei z.B. Kohledruckvergasungsanlagen angewandt werden.
Kohle bei z.B. Kohledruckvergasungsanlagen angewandt werden.
ORIGINAL INSPECTED
Leerseite
Claims (15)
1. Verfahren zur pneumatischen Förderung von pulver-und/
oder granulatformigen Schüttgütern und/oder schwerfliessenden
und/oder klebrigen und/oder abrasiven und/oder empfindlichen und/oder feuchten Materialien in einer rohrförmigen
Förderleitung, die über ihre Länge aus mehreren in Abständen hintereinander in die Förderleitung einmündenden
Gasleitungen mit Gas versorgt wird, wobei die Gasleitungen von einer By-pass-Leitung ausgehen, dadurch gekennzeichnet,
dass in jeder einzelnen Gasleitung (18) an einer Stelle (19, 20) vor der Einmündung in die Förderleitung
(10) Schallgeschwindigkeit des Gases erzeugt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit einer rohrförmigen Förderleitung und einer dieser parallelen By-pass-Leitung, von der einzelne Gasleitungen
ausgehen, die in Förderrichtung in Abständen hintereinander in die Förderleitung einmünden, gekennzeichnet durch ein
überkritisches Verhältnis des Druckes in der By-pass-Leitung (16, 17) zum Druck in der Förderleitung (10), und
ferner dadurch, dass in den Gasleitungen (18) jeweils eine Dosiereinrichtung (19, 20) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Druckluft als Fördergas das Verhältnis
des Druckes in der By-pass-Leitung zum Druck in der Förderleitung mindestens 2 : 1 beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass in den Gasleitungen als Dosiereinrichtung jeweils eine Düse angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gasleitungen (18) als Dosiereinrichtung jeweils
eine.Lochblende (20) angeordnet ist.
6.. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch geknnzeichnet, dass die Dosiereinrichtung hinsichtlich
der durch sie hindurchströmenden Gasmenge verstellbar ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
in den Gasleitungen als Dosiereinrichtung jeweils ein geeichtes Nadelventil angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 - 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gasleitungen (18) jeweils aus einem ersten Leitungsabschnitt (21) mit
an dessen Ende angeordneter Dosiereinrichtung (2 0) und einem zweiten Leitungsabschnitt (23) mit an dessen Anfang angeordneten
Filter (22) bestehen und dass die beiden Leitungsabschnitte durch eine dichtende Verschraubung (24) lösbar
miteinander verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dichtende Verschraubung (24) zugleich zur Fixierung
der Dosiereinrichtung (20) einerseits und des Filters (22) andererseits dient (Fig. 2).
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die By-pass-Leitung (16, 17) als Hochdruck-By-pass-Speicher mit im Verhältnis
zu dem Gesamtvolumen aller einzelnen Gasleitungen (18) grossem Speichervolumen ausgebildet ist.
3/. . . ORIGINAL INSPECTED .
3S3
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11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgäbesender
für das zu fördernde Material einerseits und der Hochdruck-By-pass-Speicher andererseits (16, 17) von getrennten Druckgasquellen
gespeist werden.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabesender für das zu fördernde Material und der Hochdruck-By-pass-Speicher
(16, 17) aus einer gemeinsamen Druckquelle gespeist werden,
von der zwei Leitungszweige ausgehen, wobei der eine Leitungszweig unmittelbar zu dem Hochdruck-By-pass-Speicher und der
zweite Leitungszweig über eine Druckreduziervorrichtung zu dem Aufgabesender führt.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gasleitungsteil (23) hinter der Dosiereinrichtung (19) einen gegenüber dem Durchgangsquerschnitt
der Dosiereinrichtung erweiterten Querschnitt aufweist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Förderleitung
(10) angeschlossene, hinter der Dosiereinrichtung (19) liegende
Gasleitungsteil (23) als Rohrstutzen ausgebildet ist, der unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise unter 35°, zur
Förderrichtung (29) in die Förderleitung (10) einmündet (Fig. 2).
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der hinter der Dosiereinrichtung (19) liegende Gasleitungsteil (23) in einem Wirbelbläser
mündet, der mehrere über den Umfang der Förderleitunq verteilte KinbLasüf f nunqcTi v.ui (',«.l.T/.uf ührunq in dio Förch τ 1 c ί tune]
aufweist.
4/... ORIGINAL INSPECTED
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ID=6105910
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- 1981-06-26 WO PCT/DE1981/000098 patent/WO1982000132A1/en unknown
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- 1981-06-26 JP JP56502340A patent/JPS57501079A/ja active Pending
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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Owner name: ROTZINGER PNEUMACON AG, KAISERAUGST, CH |
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