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Vorrichtung zum Einspeisen von Schüttgut in eine
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pneumatische Druckförderanlage Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Einspeisen von Schüttgut in eine pneumatische Druckförderahlage mit einer jeweils
eine Schüttgutladung aufnehmenden Schleusenkammer, die eine mittels einer Verschlußeinrichtung
verschließbare Zufuhröffnung und eine mittels einer Verschlußeinrichtung verschließbare,
zur Druckförderanlage führende Auslaßöffnung aufweist.
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Das Schüttgut, das in der Förderleitung einer Druckförderanlage durch
ein unter Druck stehendes Druckfördermedium, beispielsweise Druckluft, gefördert
werden soll, muß zunächst gegen den in der Förderleitung anstehenden Druck in die
Förderleitung eingespeist werden. Es ist bekannt, hierzu Schleusen unterschiedlicher
Bauart zu verwenden, beispielsweise Zellenradschleusen. Allen hierfür verwendeten
Schleusenbauarten ist gemeinsam, daß eine Strömung des Druckfördermediums aus der
Förderleitung der Druckförderanlage in die
Schleusenkammer hinein
erfolgt, sobald die Verbindung zwischen der Schleusenkammer und der Druckförderanlage
geöffnet wird. Diese dem Schüttgutstrom entgegengerichtete Strömung des Druckfördermediums
behindert nicht nur den Schüttgutstrom, sondern bereitet auch wegen der notwendig
werdenden Staubabsoheidung Schwierigkeiten, da das unter Druck stehende Volumen
der Schleusenkammer beim Öffnen der Schleusenkammer zu der drucklosen Seite hin
expandiert und dabei Staubpartikel aus dem Schüttgut mitnimmt.
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Bei der Verwendung von zwei parallelgeschalteten, abwechselnd geleerten
Druckbehältern zur Aufnahme jeweils einer Schüttgutladung erfolgt zwar keine unmittelbare
Expansion des Schleusenkammervolumens in die Umgebung bzw. in den Zufuhrtrichter
für das Schüttgut; wenn aber hierbei das Schüttgut aus einem der Druckbehälter vollständig
abgezogen ist, muß das Volumen dieses Druckbehälters ebenfalls expandiert werden,
bevor der Druckbehälter erneut gefüllt werden kann. Außerdem sind derartige Druckbehälter
wegen des geforderten Fassungsvermögens verhältnismäßig groß, so daß die Einspeisung
von Schüttgut über geschlossene Druckbehälter in eine pneumatische Druckförderanlage
in denjenigen Fällen erschwert oder ausgeschlossen ist, in denen nur sehr wenig
Platz zur Verfügung steht, beispielsweise beim Untertagebetrieb. Die im Untertagebetrieb
verwendeten Druckförderanlagen müssen häufig umgestellt werden, wobei nicht davon
ausgegangen werden kann, daß an der Einspeisungsstelle ausreichender Platz für Druckbehälter
zur Verfügung steht. Andererseits ist gerade im Untertagebetrieb eine Staubentwicklung
besonders
störend oder gefährlich und muß daher vermieden werden.
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Bei einer Vorrichtung zum Einspeisen von Schüttgut der eingangs genannten
Art ist schon versucht worden, einer Staubentwicklung und Behinderung des Schüttgutstroms
dadurch entgegenzuwirken, daß die Schleusenkammer, die zwischen zwei Verschlußeinrichtungen
liegt, über ein Gebläse od. dgl. entlüftet wird, bevor die in der ufuhröffnung der
Schleusenkammer liegende Verschlußeinrichtung geöffnet wird. Hierbei bleibt aber
die Schwierigkeit, daß die aus der Schleusenkammer beim Entlüften abgezogene Luft
mit Staub beladen ist, der eine aufwendige Entstaubung notwendig macht. AuBerdem
ist bei vielen der transportierten Materialien die mechanische Verschleißwirkung
sehr hoch, so daß der Staubanteil in der Entlüftungseinrichtung, beispielsweise
einem Gebläse, zu einem hohen Verschleiß führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß eine Behinderung des durch die Schleusenkammer
eingespeisten Schüttgutstroms verhindert und eine Entlüftung der Schleusenkammer
mit den damit verbundenen Staubproblemen überflüssig wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schleusenkammer
nach Art eines Quetschventils ausgeführt ist, dessen Innenwand mindestens teilweise
von einer von außen beaufschlagbaren flexiblen Membran gebildet wird.
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Bei geöffneter Auslaßöffnung wird das in der Schleusenkammer enthaltene
Schüttgut ohne Behinderung durch eine Gegenströmung vollständig in die Druckförderanlage
eingespeist.Durch Beaufschlagung der Membran des Quetschventils wird das Schleusenkammervolumen
in die Druckförderanlage hinein verdrängt. Nachdem die Auslaßöffnung verschlossen
ist, wird die Zufuhröffnung geöffnet und die nächste Schüttgutladung gelangt in
die Schleusenkammer,wobei deren flexible Membran wieder in ihre Ausgangsstellung
zurückkehrt, ohne daß dabei eine Strömung aus der Schleusenkammer heraus auftritt.
Die Schleusenkammer muß auch nicht entlüftet werden, so daß kein mit Staub beladenes
Druckfördermedium anfällt, das gereinigt werden müßte.
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In konstruktiv besonders einfacher Weise ist gemäß einer Ausgestaltung
des --findungsgedankens die flexible Membran als ein die Zufuhröffnung mit der Auslaßöffnung
verbindender Quetschventilschlauch im Inneren eines Schleusenkammergehäuses ausgeführt,
wobei der Raum zwischen der Wand des Schleusenkammergehäuses und dem Quetschventilschlauch
durch ein Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, belaufschlagbar ist. Diese als Quetschventil
bekannte und bewährte Ausführung beansprucht bei größtmöglichem Schleusenkammervolumen
nur sehr wenig Platz. Die Beaufschlagung des Quetschventilschlauchs erfolgt ohne
mechanisch bewegte Teile, wodurch der Verschleiß sehr niedrig gehalten wird.
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Stattdessen kann die flexible Membran aber auch mittels eines mechanisch
bewegbaren Stempels von außen beaufschlagt werden.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Verschlußeinrichtung der Zufuhröffnung und/oder der Auslaßöffnung
eine um eine Achse schwenkbare Verschlußklappe aufweist. Diese um 90° schwenkbare
Verschlußklappe stellt ein besonders zweckmäßiges Verschlußglied dar, um auch verhältnismäßig
große Öffnungen sehr rasch zu öffnen und zu schließen. In der geöffneten Stellung
behindert die in Strömungsrichtung stehende Verschlußklappe die Schüttgutströmung
nur sehr wenig.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens
ist vorgesehen, daß zwischen der Auslaßöffnung und der Druckförderanlage eine Schüttgut-Dosiereinrichtung
angeordnet ist, durch die die aus der Schleusenkammer abgegebene Schüttgutladung
in der für den Fördervorgang optimalen Weise in die Druckförderanlage eindosiert
werden kann. Diese Schüttgut-Dosiereinrichtung kann beispielsweise eine Rohrschleuse,
eine Zellenradschleuse oder ein mittels eines beweglichen Verschlußkörpers verschließbarer
Druckbehälter sein.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, zwei abwechslend betätigbare
Quetschventil-Schleusenkammern parallelzuschalten, um eine raschere Folge von Einspeis-Impulsen
zu erhalten. Damit kann auch eine prak -tisch kontinuierliche Einspeisung des Schüttguts
erreicht werden, insbesondere wenn die beiden Quetschventil-Schleusenlsammern über
eine gemeinsame Schüttgut-Dosiereinrichtung mit der Druckförderanlage verbunden
sind. Dann steht der Dosiereinrichtung an deren
Einlaß ständig
Schüttgut zur Verfügung, das ohne Druckunterschied und damit ohne gegen den Schüttgutstrom
gerichtete Verlustströmung kontinuierlich eingespeist werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es zeigt: Fig. 1 in einer besonders einfachen Ausführungsform eine
Vorrichtung zum Einspeisen von Schüttgut in eine pneumatische Druckförderanlage,
bestehend aus einer Quetschventil-Schleusenkammer, deren Zufuhröffnung und Auslaßöffnung
jeweils mit einer Verschlußklappe verschließbar ist, Fig. 2 eine Ausführung ähnlich
der Fig. 1, jedoch mit einer zwischen der Auslaßöffnung der Schleusenkammer und
der Druckförderanlage angeordneten Zellenradschleuse, Fig. 3 eine aus zwei parallelgeschalteten
Quetschventilschleusenkammern gemäß Fig.1 und einem nachgeschalteten gemeinsamen
Druclsbehälter mit querschnittsverändernder Dosiereinrichtung bestehenden Vorrichtung,
Fig. 4 eine Vorrichtung ähnlich der Fig. 3, wobei die Dosiereinrichtung am Auslaß
des Druckbehälters jedoch eine Zellenradschleuse ist, Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform,
bei der zwei parallelgeschaltete Schleusenkammern zwischen sich eine gemeinsame
flexible Membran aufweisen,und Fig. 6 eine Ausführungsform ähnlich Fig. 4, jedoch
mit Verschlußschiebern und Rohrschleusen.
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Alle Figuren sind stark vereinfachte Darstellungen in senkrechten
Schnitten.
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Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Einspeisen von Schüttgut in
eine pneumatische Druckförderanlage 1, von der nur ein Abschnitt der Förderleitung
angedeutet ist, weist einen das einzuspeisende Schüttgut aufnehmenden Zufuhrtrichter
2 auf, der an eine mittels einer schwenkbaren Verschlußklappe 3 verschließbare Zufuhröffnung
4 an eine Quetschventil-Schleusenkammer 5 angeschlossen ist. Diese besteht aus einem
Schleusenkammergehäuse 6, in dem ein flexibler Quetschventilschlauch 7 die Zu-Suhröffnung
5 mit einer Auslaßöffnung 8 verbindet. Die Auslaßöffnung 8 ist'mittels einer schwenkbaren
Verschlußklappe 9 verschließbar und mündet in die Förderleitung der Druckförderanlage
1.
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Der zwischen dem Schleusenkammergehäuse 6 und dem Quetsch ventilschlauch
7 liegende Raum 10 ist durch eine Leitung 11 beispielsweise über einen (nicht dargestellten)
Kompressor mit einem Druckmedium beaufschlagbar, beispielsweise Druckluft, um den
Quetschventilschlauch 7 in der in Fig. 1 gezeigten Weise zusammenzudrücken, so daß
der Quetschventilschlauch 7 das Innenvolumen der Schleusenkammer 5 weitgehend verdrängt.
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Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Stellung wird zunächst die Auslaßöffnung
8 mittels der Verschlußklappe 9 verschlossen und die Zufuhröffnung 4 wird mittels
der Verschlußklappe 3 geöffnet. Eine Schüttgutladung gelangt in die Schleusenkammer
5, wobei der Quetschventilschlauch 7 ungefähr die gestrichelt angedeutete Stellung
einnimmt; der Raum 10 ist dabei nicht mit Druckmedium beaufschlagt. Dann wird die
Verschlußklappe 3 der Zufuhröffnung 4 geschlossen und die Ver-
schlußklappe
9 der Auslaßöffnung 8 wird geöffnet. Der Raum 10 wird mit Druckmedium beaufschlagt
und der Quetschventilschlauch 7 verdrängt das in der Schleusenkammer 5 enthaltene
Schüttgut in die Druckförderanlage 1, ohne daß dabei Druckfördermedium aus der Druckförderanlage
1 in die Schleusenkammer 5 eindringen kann, da diese weitestgehend durch den Quetschventilschlauch
7, der von außen beaufschlagt wird, ausgefüllt wird. Die Vorrichtung hat jetzt wieder
die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung erreicht und der Vorgang
wiederholt sich.
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Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ist gegenüber der in Fig. 1 dargestellten
Vorrichtung noch dahingehend abgewandelt, daß zwischen der Auslaßöffnung 8 der Schleusenkammer
5 und der Förderleitung der Druckförderanlage 1 als Schüttgutdosiereinrichtung eines
drehangetriebene Zellenradschleuse 12 angeordnet ist, die für eine gleichmäßig dosierte
Einspeisung des Schüttguts sorgt.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 sind zwei Vorrichtungen der in Fig.
1 beschriebenen Art, die auch mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, nebeneinander
angeordnet und in der Weise parallelgeschaltet, daß die Auslaßöffnungen 8 beider
Schleusenkammern 5 in einen gemeinsamen Druckbehälter oder Zwischenspeicher 13 münden,
dessen Auslaßöffnung 14 mit der Förderleitung der Druckförderanlage 1 in Verbindung
steht. Zur Dosierung des aus dem Druckbehälter 13 abgegebenen Fördergutstroms dient
ein doppelkegelförmiger Verschlußkörper 15, der über eine Betätigungsstange 16 von
einer Antriebseinrichtung 17, beispielsweise einer Kolben-Zylinder-
Einheit,
betätigt wird.
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Man erkennt schon aus den in Fig. 3 dargestellten Stellungen der Verschlußklappen
3 und 9 und der Quetschventilschläuche 7 der beiden Schleusenkammern 5, daß diese
beiden Schleusenkammern 5 abwechselnd betätigt werden. In der in Fig. 3 gezeigten
Stellung ist die linke Schleusenkammer 5 zur Aufnahme von Schüttgut geöffnet, während
die rechte Schleusenkammer 5 gerade vollständig entleert wurde.
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Die Ausführung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen
Ausführung nur dadurch, daß die Dosierung des aus dem Druckbehälter 13 an die Druckförderanlage
1 abgegebenen Schüttguts durch eine Zellenradschleuse 12 erfolgt.
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Die Ausführung nach Fig. 5 ist gegenüber der Ausführung nach Fig.
4 dahingehend abgewandelt, daß die beiden parallelgeschalteten Schleusenkammern
5 in einem einzigen, gemeinsamen Schleusenkammergehäuse 6 angeordnet sind, das durch
eine flexible Membran 7' unterteilt ist. Beide Schleusenkammern 5 sind in der vorher
beschriebenen Weise nach oben und unten durch schwenkbare Verschlußklappen 3 und
9 abwechselnd verschließbar.
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Die an ihrem Rand im Gehäuse 6 zwischen den beiden Schleusenkammern
5 eingespannte Membran 7' ist in ihrem mittleren Bereich zwischen zwei Membrantellern
18 aufgenommen, die mit einem Stößel 19 verbunden sind, der durch eine seitlich
am Gehäuse 6 angebrachte Betatigungseinrichtung 20, beispielsweise eine druckmittelbetätigte
Kolben-Zylinder-Einheit
in der Weise bewegt wird, daß die Membran 7' abwechselnd das Volumen der linken
und der rechten Schleusenkammer 5 verdrängt. Beide Schleusenkammern 5 sind auch
hierbei über eine gemeinsame Zellenradschleuse 12 an die Druckförderanlage 1 angeschlossen.
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Anstelle der beschriebenen, um horizontale Achsen schwenkbaren Verschlußklappen
3 und 9 können auch andereVer-Verschlußelemente verwendet werden, beispielsweise
Versqhlußschieber 3a bzw. 9a, wie in Fig. 6 gezeigt, oder ein Kugelhahn. An die
Stelle der beschriebenen Zellenradschleusen 12 können auch herkömmliche Rohrschleusen
12a treten, wobei in dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel jeder der beiden Schleusenkammern
5 eine Rohrschleuse 12a zugeordnet ist, die auf einer gemeinsamen Welle sitzen und
von einem Stellmotor 12b betätigt werden.
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