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Saugluft-Förderanle e fUr den pneumatischen
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Transport von Schüttgut, insbesondere beim Entladen von Schiffen
Saugluft-Förderanlage
fUr den pneumatischen Transport von Schüttgut, insbesondere beim Entladen von Schiffen
Die Erfindung betrifft eine Saugluft-Förderanlage für den pneumatischen Transport
Von Schüttgut von einer Einführungsstelle zu einer versetzt höher gelegenen Austragstelle,
mit wenigstens einer an einen Abscheider mit nachgeschaltetem Saugpumpenaggregat
angeschlossenen Förderrohrleitung, die an ihrem freien Ende eine Saugdüse zum Aufnehmen
von Schüttgut trägt und einen von der Saugdüse zu einem Rohrbogen aufsteigenden
vertikalen Leitungsabschnitt sowie einen vom Rohrbogen zum Abscheider hinführenden
horizontalen Leitungsabschnitt aufweist.
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Solche ortsfeste oder bewegliche Saugluft-Förderanlagen werden hauit
zum Entladen von Sch:iffèn éingesetzt, wobei die Förderrohrleitungen meist durch
eingesetzte flexible Zwischenstücke oder Gelenke für eine Anpassung an die jeweiligen
EAtlådègegebenhéiten ausreichend beweglich sind.
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Das von der Saugdüse aufgenommene Schüttgut wird vom angesaugten Luftstrom
durch die Förderrohrleitung zum Abscheider transportiert, wo für die Luftströmung
eine Richtungsänderung und eine beträchtliche Querschnittsvergrösserung vorgesehen
sind und infolge der dabei auftretenden starken Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit
das geförderte Schüttgut aus dem Transport-Luftstrom ausfällt. Das ausfallende Schüttgut
wird in einem Sammelbehälter mit konischem Boden aufgesammelt und mittels einer
Austragsvorrichtung, wie z.B. einem Zellenrad, ausgetragen und auf ein Transportband
aufgebracht oder direkt in Behälter eingebracht.
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Um Schüttgut durch die Förderrohrleitung zum Abscheider zu fördern
und insbesondere in dem vertikalen Leitungsabschnitt auf die jeweilige Höhe anzuheben,
ist eine verhältnismässig hohe Luftgeschwindigkeit erforderlich, die wesentlich
grösser als die Schwebegeschwindigkeit für die Schüttgutparttkel ist. Der Transport-Luftstrom
wird von einem an dem Abscheider angeschlossenen Saugpumpenaggregat aufrechterhalten,
für das staubfreie Luft vorgesehen sein muss, um Schäden auszuschliessen. Die Entstaubung
der Transportluft erfolgt mittels Zyklone und/oder Luftfilter, die meist in dem
Abscheider enthalten sind. An den Abscheider werden daher erhebliche Anforderungen
gestellt und, um aus dem mit hoher Geschwindigkeit einströmenden Luft-Schuttgutstrom
auf befriedigende Weise das Schüttgut abzuscheiden und die Transportluft zu entstauben,
ist für den Abscheider im allgemeinen eine voluminöse und verhältnismässig aufwendige
Konstruktion erforderlich.
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Den Vorteilen solcher Saugluft-Förderanlagen, wie insbesondere deren
leichtes Anpassen an die Entladebedingungen und das staubfreie Entladen, steht der
hohe Energiebedarf entgegen, der schon bei reiner Senkrechtförderung beachtlich
ist. Im den Uebergang vom vertikalen Leitungsabschnitt in den mehr oder weniger
waagrechten Leitungsabschnitt bildenden Rohrbogen, in dem waagrechten Leitungsabschnitt
selbst und in den Zyklonen und/oder Luftfiltern des Abscheiders treten Druckverluste
auf, die das Saugpumpenaggregat zusätzlich aufbringen muss.
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Es war Aufgabe der Erfindung, eine Saugluft-Förderanlage der vorstehend
genannten Art zu schaffen, bei welcher der Wirkungsgrad des Abscheiders vergrössert
und die Druckverluste in dem vom Rohrbogen zum Abscheider führenden horizontalen
Leitungsabschnitt
verringert sind, wodurch sich auch ein erweiterter Bereich für den vorteilhaften
Einsatz der Saugluft-Förderanlage ergibt.
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Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe besteht in der im unabhängigen
Anspruch 1 gekennzeichneten Saugluft-Förderanlage.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu
sehen, dass allein mit der im horizontalen Leitungsabschnitt zufolge der abnehmenden
Luftgeschwindigkeit stattfindenden Vorseparation von Transportluft und Schüttgut
sowohl eine Verbesserung des Abscheider-Wirkungsgrades wie auch eine Verminderung
der Druckverluste mit dem daraus resultierenden niedrigeren Energiebedarf erreicht
wird und das Vorsehen der Querschnittserweiterung in dem horizontalen Leitungsabschnitt
nur einen geringfügigen und kaum ins Gewicht fallenden zusätzlichen Aufwand bedeutet.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit
Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, auf welcher zeigen: Fig. 1
in schematischer Darstellung eine Saugluft-Förderanlage nach der Erfindung mit einem
horizontalen Leitungsabschnitt in einer ersten Ausführung beim Entladen eines Schiffes
und Fig. 2 in schematischer Darstellung einen horizontalen Leitungsabschnitt in
einer anderen Ausführung.
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Die in Fig. 1 gezeigte Saugluft-Förderanlage nach der Erfindung ist
vom ortsfesten Typ und zum Entladen von Schüttgut 4 aus einem Schiff 3 auf der Laderampe
einer Kaimauer 2 aufgestellt. Bei der insgesamt mit 1 bezeichneten Saugluft-Förderanlage
ist in einem Maschinengestell 5 ein zylindrischer Abscheider 6 fest angeordnet,
der als Zykonabscheider mit konischem Boden 6a ausgebildet ist und zoB.
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Filter 9 enthält. An der tiefsten Stelle des Abscheiderbodens 6a ist
eine Austragsvorrichtung 7 angeschlossen, die z.B. aus einem Zellenrad für Stetigaustrag
besteht und das geförderte Schüttgut 4 aus dem Abscheider 6 durch einen Auslass
8 z.B. auf ein unterhalb dieses befindliches Förderband 23 bringt. An den Abscheider
6 ist oben eine Rohrleitung 10 angeschlossen, die entstaubte Transportluft aus dem
Abscheider 6 zu einem Saugpumpenaggregat 11 führt. Das Saugpumpenaggregat 11 ist
von für solche Saugluftförderung üblicher Bauart und umfasst z.B. eine Kolbenpumpe
und einen Antriebsmotor.
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Vom Abscheider 6 weg führt eine Förderrohrleitung, die aus einem einen
horizontalen Leitungsabschnitt 13a, 13b enthaltenden Förderrohrabschnitt und einem
über einen Rohrbogen 14 daran angeschlossenen vertikalen Förderrohrabschnitt 15,
15a besteht. Der vertikale Förderrohrabschritt ist aus starren Rohrstücken 15 und
flexiblen Zwischenstücken 15oder Gelenken zusammengesetzt, wie es bei Saugluft-Förderanlagen
üblich ist, und trägt an seinem unteren Ende eine Saugdüse 16 herkömmlicher Bauart.
Der durch die flexiblen Zwischenstücke 15a ausreichend bewegliche vertikale Förderrohrabschnitt
15, 15a und der daran anschliessende Rohrbogen 14 weisen über die ganze Länge konstanten
Leitungsquerschnitt auf und sind an der Innenseite glatt, zum für das mit dem angesaugten
Luftstrom aufwärts getragene Schüttgut
(Pfeile) einen möglichst
geringen Strömungswiderstand zu ergeben.
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Der den horizontalen Leitungsabschnitt 13a, 13b enthaltende horizontale
Förderrohrabschnitt ist mittels einer Hubvorrichtung 19 beliebiger Bauart, wie z.B.
einem Rollenzug, einer Winde oder einem hydraulischen Zylinder, um eine horizontale
Drehachse 21 am Maschinengestell 5 auf und ab schwenkbar, um den vertikalen Förderrohrabschnitt
15, 15a mit der Saugdüse 16 auf die getrünschte Höhe einstellen und beim Entladen
nachführen zu können.
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Bei dem horizontalen Leitungsabschnitt 13a, 13b nimmt erfindungsgemäss
der Querschnitt in Strömungsrichtung, d.h. vom Rohrbogen 14 zum Abscheider 6 hin,
zu, wobei die Querschnitts erweiterung än sich auf beliebige Weise vorgenommen sein
kann, wie z.B. stetig auf die ganze Länge des Leitungsabschnittes, stetig in einem
oder mehreren Teilstücken des Leitungsabschnittes oder stufenweise. Bei der in Fig.
1 gezeigten Ausführung besteht der horizontale Förderrohrabschnitt aus einem Teleskop-Leitungsrohr
mit einem ein kegelstumpfförmiges Leitungsstück 13a enthaltenden ersten Leirungsrohrstück,
dessen kleiner Leitungsquerschnitt gleich dem des Rohrbogens 14 ist, an dem es befestigt
ist, und aus einem ein zylindrisches Leitungsstück 13b enthaltenden zweiten Leitungsrohrstck,
in welches das erste, das kegelstumpfförmige Leitungsstück 13a bildende Leitungsrohrstück
teleskopartig eingeschoben ist und dessen Leitungsquerschnitt dem grossen Leitungsquerschnitt
des kegelstumpfförmigen Leitungstückes 13a entspricht. Am anderen Ende mündet das
zylindrische Leitungsstück 13b in ein Gelenk oder ein flexibles Leitungsstück 12
ein, das z.B. aus mehreren schmalen zylindrischen Ringen zunehmenden Durchmessers
besteht, die
an den Verbindungsstellen beweglich übereinander liegen,
oder als ein luftdichter Federungskörper mit gleichbleibendem oder zunehmendem Querschnitt
ausgebildet ist, und das in einen vom Abscheider 6, vorzugsweise vom konischen Boden
6a des Abscheiders, abgehenden Rohrstutzen 6b entsprechender Oeffnungsweite übergeht.
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Zum Positionieren des vertikalen Förderrohrabschnittes 15, 15a auf
das aufzunehmende Schüttgut kann das kegelstumpfförmige Teilstück 13a mittels einer
Schubvorrichtung beliebiger Bauart aus dem zylindrischen Teilstück 13b herausgezogen
oder in dieses eingeschoben werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die
Schubvorrichtung aus einem Hydrozylinder 17, der am zylindrischen Teilstück 13b
befestigt ist und dessen nach vorne ausschiebbare Kolbenstange 18 am vorderen Ende
durch ein Verbindungsglied 18a mit dem Rohrbogen 14 verbunden ist. Am hinteren,
dem Maschinengestell 5 nahen Ende ist der Hydrozylinder 17 mit einem gabelförmigen
Träger 20 ausgerüstet, der um die horizontale Drehachse 21 schwenkbar in am-Maschinengestell
5 beidseits des flexiblen Leitungsstückes 12 sorhandenm Lagerböcken 22 drehbar gelagert
ist.
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Wenn bei einer gegebenen Saugluft-Förderanlage der horizontale Leitungsabschnitt
13a, 13b stets die gleiche Länge hat, kann dieser Leitungsabschnitt natürlich in
einem einstückigen Rohr ausgebildet sein und die Schubvorrichtung wegfallen. Der
horizontale Leitungsabschnitt kann dann auch einen stetig zunehmenden Querschnitt
aufweisen und kegel stumpfförmig sein.
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Fig. 2 zeigt einen horizontalen Leitungsabschnitt, der aus mehreren
zylindrischen Leitungsstücken 13'a, 13'b, 13'c, 13'd
zusammengesetzt
ist, die vom Bogen 14 zum Abscheider hin zunehmenden Durchmesser haben und teleskopartig
ineinanderschiebbar sind.
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Für den horizontalen Leitungsabschnitt können auch beliebige Kombinationen
von kegelstumpfförmigen und zylindrischen Leitungsstücken vorgesehen sein. Dabei
können die einzelnen Leitungsstücke gleiche oder verschiedene Länge und die kegelstumpfförmigen
Leitungsstücke gleiche oder unterschiedliche Oeffnungswinkel haben, wobei lediglich
dafür gesorgt ist, dass die Leitungsdurchmesser an den Stossstellen zwischen den
einzelnen Leitungsstücken vom Rohrbogen zum Abscheider hin grösser werden. Besteht
der horizontale Leitungsabschnitt aus einem Teleskop-Leitungsrohr, so kann jedes
der ineinanderschiebbaren, zylindrische Mantelflächen aufweisenden Leitungsrohrstücke
innen ein innen ein oder mehrere aufeinanderfolgende LeitungsstUcke umfassen, wobei
bei jedem Leitungsrohrstück, mit Ausnahme allenfalls des den Rohrbogen tragenden
ersten Leitungsrohrstückes, der von ihm gebildete Strömungskanal in Strömungsrichtung
mit einem zylindrischen Leitungsstück beginnt, in welchem das vorhergehende Leitungsrohrstück
luftdicht verschiebbar ist.
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Die vorstehend beschriebenen horizontalen Leitungsabschnitte werden
selbstverständlich so ausgebildet, dass die Druckverluste möglichst gering sind,
wie insbesondere durch Vorsehen von glatten Innenflächen und verlaufenden Uebergängen
zwischen den Leitungsstücken, wie es in der Strömungstechnik bekannt ist. Es ist
auch zu bemerken, dass der Ausdruck "kegelstumpffUrmig" hier in der allgemeineren,
sich auf das Aussehen und nicht auf die exakte geometrische Form beziehenden Bedeutung
verwendet ist, so dass der horizontale Leitungsabschnitt z.B. auch ein trompetenförmiges
Leitungsstück
enthalten kann, das als Ganzes nicht mehr als kegelstumpfförmig
bezeichnet werden kann, aber als eine koaxiale Aufeinanderfolge von mehreren kegelstumpfförmigen
Leitungsstücken aufgefasst wird.
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Ein idealer horizontaler Leitungsabschnitt nach der Erfindung; würde
in einer Saugluft-Förderanlage offensichtlich dann vorliegen, wenn im Betrieb die
Separation von Luft und Schüttgut gleich am Anfang dieses Leitungsabschnittes, also
unmittelbar nach dem Rohrbogen,einsetzt und an der Einlauföffnung des Abscheiders
Transportluft und gefördertes Schüttgut weitgehendst separiert sind und das separierte
Schüttgut sozusagen in den Auffangbehälter des Abscheiders hineinfällt. Im allgemeinen
wird es sich jedoch nur um eine Optimierung des horizontalen Leitungsabschnittes
handeln, wobei der Einlauf-Leitungsquerschnitt, Länge, Auszugslänge und eine obere
Grenze für den Auslauf-Leitungsquerschnitt vorgegeben sein können. Die Aufteilung
des horizontalen Leitungsabschnittes in aufeinanderfolgende Leitungsstücke ist für
die Erzielung niedriger Druckverluste nicht kritisch, so dass man meist mit einer
verhältnismässig groben, nur eine geringe Anzahl von Leitungsstücken umfassenden
Aufteilung auskommen wird, die bei einem Teleskop-Leitungsrohr durch dessen Konstruktion
bereits im wesentlichen nahegelegt ist. Bei festgelegter Aufteilung, d.h. Anzahl
und Länge der einzelnen Leitungsstücke, ist für diese auch eine zweckmässige Form,
Kegelstumpf oder Zylinder, leicht erkennbar, und zur Erzielung einer optimalen Ausbildung
werden nur wenige Aenderungen erforderlich sein, die sich in Versuchen ohne Schwierigkeiten
feststellen lassen.
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Bei dem an die Förderleitung anzuschliessenden Abscheider ist der
Typ, Abscheider mit Zyklonen und/oder Luftfilter, von der
Art des
zu fördernden Schüttgutes und die Grösse von der Förderleistung abhängig. Bei einer
Förderleitung mit einem horizontalen Leitungsabschnitt nach der Erfindung findet
auf jeden Fall am Einlauf jn den Abscheider eine mehr oder weniger starke Separierung
von Transportluft und Schüttgut statt, so dass der Abscheider selbst die vollständige
Separierung nur noch zu Ende führen muss. Wird an einen Abscheider statt der herkömmlichen
Förderleitung eine mit einem horizontalen Leitungsabschnitt nach der Erfindung angeschlossen,
so führt dies zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades des Abscheiders. Eine Saugluft-Förderanlage
nach der Erfindung kann daher mit einem kleineren Abscheidermodell ausgerüstet werden
als eine vergleichbare herkömmliche Saugluft-Förderanlage, so dass Einsparungen
nicht nur im Energiebedarf sondern auch in der Ausstattung erzieltlwerden.
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Die mit dem horizontalen Leitungsabschnitt nach der Erfindung erzielte
Erhöhung des Abscheider-Wirkungsgrades Energieeinsparung kann auch bei einer vorhandenen
Saugluft-Förderanlage herkömmlicher Bauart ausgenutzt werden, indem in der Förderleitung
der horizontale Leitungsabschnitt durch einen nach der Erfindung ersetzt wird, wobei
die damit gewonnene Energieeinsparung und Wirkungsgraderhöhung ausreichend sein
können, um das Anschliessen einer oder mehrerer zusätzlicher Förderleitungen zu
gestatten und damit eine beachtliche Leistungssteigerung der Förderanlage zu erreichen,
ohne dass Abscheider und Energieversorgung geändert werden müssen.