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Die Erfindung betrifft eine Saugluft-Förderanlage für den pneumatischen Transport von Schüttgut von einer Einführungsstelle zu einer versetzt höher gelegenen Austragungsstelle, 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, welcher einen vom Rohrbogen zum Abscheider hin sich erweiternden Leitungsquerschnitt hat, so daß bei dem geförderten Luft-Schüttgutgemenge vor dem Einlaufen in den Abscheider infolge der durch die stetige Querschnittsvergrößerung erreichten Verringerung der Luftgeschwindigkeit eine Vorseparation von Luft und Schüttgut stattfindet.
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Solche ortsfesten oder beweglichen Saugluft-Förderanlagen werden häufig zum Entladen von Schiffen eingesetzt, wobei die Förderrohrleitungen meist durch eingesetzte flexible Zwischenstücke oder Gelenke für eine Anpassung an die jeweiligen Entladegegebenheiten ausreichend beweglich sind. 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 Austragvorrichtung, 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 Schüttgutpartikel 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-Schüttgutstrom 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 Übergang vom vertikalen Leitungsabschnitt in den mehr oder weniger waagerechten Leitungsabschnitt bildenden Rohrbogen, in dem waggerechten Leitungsabschnitt selbst und in den Zyklonen und/oder Luftfiltern des Abscheiders treten Druckverluste auf, die das Saugpumpenaggregat zusätzlich aufbringen muß.
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Eine bekannte Schiffsentladeanlage (DE-PS 12 58 334) weist einen schwenkbaren Ausleger und ein längs des Auslegers verlaufendes, teleskopartig auf seine halbe Länge verkürzbares, horizontales Saugrohr auf, welches an einem Ende mit einer vertikalen Saugleitung verbindbar und an dem anderen Ende an einer Abscheider- und Gebläseeinheit angeschlossen ist. Das Teleskoprohr besteht aus zwei zylindrischen Leitungsstücken und sein Querschnitt ist im wenigstens teilweise ausgefahrenen Zustand zum Abscheider hin erweitert, wobei die Querschnittserweiterung am Ende des inneren Teleskopabschnittes plötzlich eintritt. Die sprunghafte Querschnittserweiterung ist strömungstechnisch ungünstig, weil eine starke Verwirbelung des Schüttgutes mit der Luft durch Störung der laminaren Strömung an der Übergangsstelle eintritt, wodurch sich ein hoher Druckverlust und infolgedessen erhöhter Energiebedarf und Verschlechterung des Abscheiderwirkungsgrades ergeben.
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Auch ist die Verwendung eines teleskopierbaren horizontalen Leitungsabschnitts bekannt, bei dem zwei zylindrische Leitungsstücke mittels eines glockenförmigen Zwischenstückes zusammengesteckt sind (US-PS 17 96 747). Die Strömungsverhältnisse und Druckverluste sind hierbei ähnlich ungünstig wie bei der vorher erwähnten Anordnung, weil die Querschnittserweiterung ebenfalls abrupt erfolgt und außerdem noch ein Verwirbelungen fördernder Ringraum vorhanden ist, der das innere Rohr im Bereich seines Auslasses umgibt.
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Ferner ist eine Saugluft-Förderanlage bekannt, bei der der horizontale Leitungsabschnitt der Förderleitung einen vom Rohrbogen zum Abscheider hin sich kegelstumpfförmig erweiternden Leitungsquerschnitt hat. (DE-Z. "Hebezeuge, Fördermittel, Materialflußtechnik, Nr. 2 vom 07. 01. 1969, S. 29, Bild 2). Diese stetige Querschnittsvergrößerung führt durch Verringerung der Luftgeschwindigkeit zu einer Vorseparation von Luft und Schüttgut. Durch Aufrechterhaltung einer ungestörten laminaren Strömung werden Schüttgutverwirbelungen unterbunden und der Energiebedarf wird reduziert. Allerdings ist bei dieser Saugluft-Förderanlage die Unveränderlichkeit des horizontalen Leitungsabschnittes ungünstig, weil keine Anpassung an spezielle räumliche Bedürfnisse möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Saugluft-Förderanlage der eingangs angegebenen und zuletzt erläuterten Art so zu verbessern, daß bei Aufrechterhaltung eines hohen Wirkungsgrades des Abscheiders durch Verringerung von Druckverlusten in dem zum Abscheider führenden horizontalen Leitungsabschnitt eine Anpassung der Länge des Leitungsabschnittes an spezielle Bedürfnisse möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der horizontale Leitungsabschnitt ein oder mehrere kegelstumpfförmige Leitungsstücke und ein oder mehrere zylindrische Leitungsstücke in koaxialer Aufeinanderfolge aufweist.
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Durch eine solche Ausbildung des horizontalen Leitungsabschnittes bei einer Saugluft-Förderanlage wird nicht nur eine ungestörte stationäre laminare Strömung erreicht, bei der die Strömungsgeschwindigkeit des geförderten Luft-Schüttgutgemenges kontinuierlich reduziert wird, so daß mit fortschreitendem Transport eine Vorseparation von Transportluft und Schüttgut bereits im Saugrohr stattfinden kann, sondern es wird zusätzlich ermöglicht, daß die Länge des horizontalen Leitungsabschnittes den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden kann, ohne daß die erwähnte Wirkung beeinträchtigt wird. Durch Zusammenstellung von kegelstumpfförmigen und zylindrischen Leitungsstücken kann bei Aufrechterhaltung eines hohen Wirkungsgrades des Abscheiders eine Verlängerung oder Verkürzung des horizontalen Leitungsabschnittes der Saugluft-Förderanlage erfolgen, um eine Anpassung z. B. an die Position zu entladender Schiffe vorzunehmen.
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Durch den vorgesehenen horizontalen Leitungsabschnitt ergibt sich infolge der abnehmenden Luftgeschwindigkeit eine Vorseparation von Transportluft und Schüttgut, die sowohl eine Verbesserung des Abscheider-Wirkungsgrades wie auch eine Verminderung der Druckverluste mit dem daraus resultierenden niedrigen Energiebedarf bewirkt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Saugluft-Förderanlage mit einem horizontalen Leitungsabschnitt beim Entladen des Schiffes.
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Die in der Figur gezeigte Saugluft-Förderanlage 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 Zyklonabscheider mit konischem Boden 6 a ausgebildet ist und Filter 9 enthält. An der tiefsten Stelle des Abscheiderbodens 6 a ist eine Austragsvorrichtung 7 angeschlossen, die aus einem Zellenrad für Stetigaustrag besteht und das geförderte Schüttgut 4 aus dem Abscheider 6 durch einen Auslaß 8 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 eine Kolbenpumpe und einen Antriebsmotor.
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Vom Abscheider 6 weg führt eine Förderrohrleitung, die aus einem einen horizontalen Leitungsabschnitt enthaltenden Förderrohrabschnitt und einem über einen Rohrbogen 14 daran angeschlossenen vertikalen Förderrohrabschnitt besteht. Der vertikale Förderrohrabschnitt ist aus starren Rohrstücken 15 und flexiblen Zwischenstücken 15 a oder 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 15 a ausreichend bewegliche vertikale Förderrohrabschnitt 15, 15 a und der daran anschließende Rohrbogen 14 weisen über die ganze Länge konstanten Leitungsquerschnitt auf und sind an der Innenseite glatt, um für das mit dem angesaugten Luftstrom aufwärts getragene Schüttgut (Pfeile) einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu ergeben.
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Der den horizontalen Leitungsabschnitt 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, 15 a mit der Saugdüse 16 auf die gewünschte Höhe einstellen und beim Entladen nachführen zu können.
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Bei der in der Figur gezeigten Ausführung besteht der horizontale Förderrohrabschnitt aus einem Teleskop-Leitungsrohr mit einem ein kegelstumpfförmiges Leitungsstück 13 a enthaltenden ersten Leitungsrohrstück, dessen kleiner Leitungsquerschnitt gleich dem des Rohrbogens 14 ist, an dem es befestigt ist, und aus einem ein zylindrisches Leitungsstück 13 b enthaltenden zweiten Leitungsrohrstück, in welches das erste, das kegelstumpfförmige Leitungsstück 13 a bildende Leitungsrohrstück teleskopartig eingeschoben ist und dessen Leitungsquerschnitt dem großen Leitungsquerschnitt des kegelstumpfförmigen Leitungsstückes 13 a entspricht. Am anderen Ende mündet das zylindrische Leitungsstück 13 b in ein Gelenk oder ein flexibles Leitungsstück 12 ein, das aus mehreren schmalen zylindrischen Ringen zunehmenden Durchmessers besteht, die an den Verbindungsstellen beweglich übereinander liegen, oder als ein luftdichter Federungskörper mit zunehmendem Querschnitt ausgebildet ist, und das in einen vom konischen Boden 6 a des Abscheiders abgehenden Rohrstutzen 6 b entsprechender Öffnungsweite übergeht.
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Zum Positionieren des vertikalen Förderrohrabschnittes auf das aufzunehmende Schüttgut kann das kegelstumpfförmige Teilstück 13 a mittels einer Schubvorrichtung beliebiger Bauart aus dem zylindrischen Teilstück 13 b herausgezogen oder in dieses eingeschoben werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Schubvorrichtung aus einem Hydrozylinder 17, der am zylindrischen Teilstück 13 b befestigt ist und dessen nach vorne ausschiebbare Kolbenstange 18 am vorderen Ende durch ein Verbindungsglied 18 a 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 vorhandenen Lagerböcken 22 gelagert ist.
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Der horizontale Leitungsabschnitt kann ein oder mehrere kegelstumpfförmige und ein oder mehrere zylindrische Leitungsstücke in einer koaxialen Aufeinanderfolge aufweisen.
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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 Übergängen zwischen den Leitungsstücken, wie es in der Strömungstechnik bekannt ist.
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Ein idealer horizontaler Leitungsabschnitt 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 weitestgehend 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 und Zylinder, leicht erkennbar, und zur Erzielung einer optimalen Ausbildung werden nur wenige Änderungen 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 in 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 erzielt werden. Die mit dem horizontalen Leitungsabschnitt nach der Erfindung erzielte Erhöhung des Abscheider-Wirkungsgrades und 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.