DE3323739A1

DE3323739A1 - Vorrichtung zur pfropfenfoerderung von schuettgut

Info

Publication number: DE3323739A1
Application number: DE19833323739
Authority: DE
Inventors: Valentin Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Ritter
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mht Material Handling Technologies & Cokg 7 GmbH
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3323739C2

Description

Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Pfropfenförderung, die zu den Dichtstromförderverfahren gehört, verwendet man, um Schüttgut möglichst schonend mit geringer Geschwindigkeit und kleinem Förderdruck durch ein Rohr zu transportieren. Besondere Bedeutung hat dieses Förderverfahren für abrasive oder abriebempfindliche Produkte. Weil größere Durchsätze mit kleineren Luftmengen erreicht werden können, bleiben die Energiekosten niedrig.
Gibt man am Beginn einer Förderleitung dem Schüttgut nur wenig Förderluft zu, dann bildet es von allein Pfropfen, die durch Luftpolster voneinander getrennt sind. Es können sich aber beim Fördervorgang Pfropfen zusammenschieben, die schließlich eine derartige Länge erreichen, daß der Förderdruck zur Aufrechterhaltung des Guttransports nicht mehr ausreicht.
Hinzu kommt, daß der Druck zum Schieben eines Pfropfens nicht nur von seiner Länge sondern auch von seiner Dichte abhängt. Besonders bei Schüttgut mit breitem Kornspektrum entstehen Pfropfen mit verschiedenen Dichten.
In der Literatur (Aufsatz von W. Krambrock, Ravensburg, über Dichtstromförderung, Preprints "Technik der Gas/Feststoffströmung -", Seiten 181 und 182, GVC VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Erscheinungsjahr 1981) wird eine Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben.
Dabei sollen Pfropfen, die die Hauptleitung blockieren könnten, durch gezielte Sekundärluftzufuhr verhindert werden.
Hierzu ist die von der Membran abgetrennte Kammer mit der Umgebungsluft verbunden und jedem Absperrventil ein stromab von ihm angeordneter pneumatischer Stellmotor zugeordnet, der über ein Hebelgestänge auf den Ventilkörper des Absperrventils einwirkt. Eine zusätzlich angeordnete Druckfeder kompensiert die auf die Membran des Absperrventils einwirkende größere Druckkraft. Diese Vorrichtung erfordert einen großen baulichen Aufwand.
In der gleichen Literatur, Seiten 182 und 183, wird eine andere Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut beschrieben, bei der Rückschlagventile mit Sensoren kombiniert sind. Diese Vorrichtung hat vor allen Dingen den Nachteil, daß bei Bildung von blockierenden Pfropfen in langen Hauptleitungen jeweils nur ein einziger solcher Pfropfen durch Einblasen von Luft aus der Nebenleitung aufgespalten werden kann, weil als Voraussetzung für das Funktionieren die Nebenleitung durch das sich öffnende Rückschlagventil geschlossen werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, den baulichen Aufwand der eingangs aufgezeigten bekannten Vorrichtung bei Gewährleistung guter Funktion und Betriebssicherheit zu verringern.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß außer der stromab zuletzt angeordneten, ins Freie mündenden Kammer jede Kammer über eine Fühlerleitung pneumatisch mit der stromab gelegenen benachbarten Abzweigleitung im Bereich zwischen dem Ventilsitz des Absperrventils und der Hauptleitung verbunden ist.
Nun sind die pneumatischen Stellmotoren und Hebelgestänge der vorbekannten Vorrichtung eingespart. Es ergibt sich eine betriebssichere Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut, die sehr wirtschaftlich arbeitet und nur dann und dort Luft in einen oder gleichzeitig mehrere Pfropfen einbläst, wenn der Differenzdruck zwischen zwei Absperrventilen einen vorbestimmten Wert übersteigt. Beim stromab zuletzt angeordneten Absperrventil mit ins Freie mündender Kammer ist die Druckdifferenz zwischen diesem Ventil stromab dem Ventilsitz und der freien Umgebung maßgebend.
Um das Eindringen von Staub in das Absperrventil zu verhindern, ist jedes Absperrventil mit einer kalibrierten, den Raum vor und den Raum hinter dem Ventilsitz miteinander verbindenden Kurzschlußbohrung versehen.
Vorzugsweise beträgt der Querschnitt der Kurzschlußbohrung 10 % bis 20 % des engsten Querschnitts vom vollständig geöffneten Absperrventil. Dann ist die Luftmenge, die ständig durch die Kurzschlußbohrung strömt, für die Druck- und Förderverhältnisse praktisch unbedeutend.
Um zu vermeiden, daß beim Abstellen der Vorrichtung Fördergut in die Kurzschlußbohrung und von dort in die Nebenleitung eintritt, ist die Kurzschlußbohrung mit einem eine Gasströmung zur Nebenleitung hin sperrenden Rückschlagventil versehen.
Damit beim Abstellen der Vorrichtung auch kein Fördergut in die Fühlerleitung eintreten kann, ist jede Abzweigleitung im Bereich ihrer Einmündung in die Hauptleitung auf einen größeren Querschnitt erweitert und mit einem Luftfilter versehen.
Um die Ventile auf die gewünschten Differenzdrücke einstellen zu können, ist eine die Außenwand der Kammer bildende Ventilhaube von einer quer und zentral zur Membran angeordneten Justierschraube durchsetzt, die über eine Druckfeder auf die Membran einwirkt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung der Erfindung mit zugehörigem Druckverlauf in der Hauptleitung und in der Nebenleitung, Figur 2 einen Teillängsschnitt durch ein Absperrventil der Figur 1 in vergrößerter Darstellung.
Als Ausführungsbeispiel wurde eine im Druckbetrieb arbeitende Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut gewählt.
In einen Aufgabebehälter 10 mündet eine an einen Drucklufterzeuger 11 angeschlossene Druckluftleitung 12, die ein Druckregelventil 13 enthält. An den Aufgabebehälter 10 ist eine Hauptleitung 15 für das Fördergut mit Schließventil 16 angeschlossen. Die Hauptleitung 15 führt zu einem Abscheider 17, der das Fördergut von der Förderluft trennt.
Die Druckluftleitung 12 ist vor dem Druckregelventil 13 mit einer Nebenleitung 20 verbunden, aus der eine Anzahl von Abzweigleitungen 21 ausmünden. Jede Abzweigleitung 21 enthält ein Absperrventil 30 und mündet bezogen auf die benachbart angeordnete Abzweigleitung 21 in einem Abstand A in die Hauptleitung 15 ein, der kleiner ist als diejenige kritische Pfropfenlänge, die zum Blockieren der Hauptleitung führen könnte.
Der Aufbau der Absperrventile 30 geht aus der Figur 2 hervor. Ein Ventilgehäuse 31 ist mit den Anschlußstutzen 32 und 33 an die Abzweigleitung 21 angeschlossen. Ein mit dem Anschlußstutzen 32 kommunizierend verbundener, rechtwinklig zur Seite abgehender Rohrstutzen 34 ist an seiner freien Stirnseite kegelig zugespitzt und bildet einen Ventilsitz 35 für eine Membran 36, die zentral zu einem Ventilkörper 37 verdickt ist. Eine Ventilhaube 43 drückt die Membran 36 im Umfangsbereich gegen einen Flansch 44 des Ventilgehäuses 31 abgedichtet an und umschließt eine Kammer 45. Die eine Stirnseite 38 der Membran 36 begrenzt die Kammer 45, während die andere Stirnseite 39 über die Nebenleitung 21 und den Anschlußstutzen 33 dem Druck in der Hauptleitung 15 ausgesetzt ist. Aus dem Ventilgehäuse 31 mündet ein Rohrstück 40 und aus der Ventilhaube 43 ein Rohrstück 41.
Die stromab zuletzt angeordnete Kammer 45 (Figur 1) mündet ins Freie. Ansonsten ist jede Kammer 45 über je eine an die Rohrstücke 40 und 41 angeschlossene Fühlerleitung 50 pneumatisch mit der stromab gelegenen benachbarten Abzweigleitung 21 verbunden, und zwar jeweils im Bereich zwischen dem Ventilsitz 35 des Absperrventils 30 und der Hauptleitung 15.
Der Rohrstutzen 34 des Absperrventils 30 hat eine Kurzschlußbohrung 51, die den Raum 52 vor und den Raum 53 hinter dem Ventilsitz 35 miteinander verbindet. Der Querschnitt der Kurzschlußbohrung 51 beträgt.15 % des engsten Querschnitts vom vollständig geöffneten Absperrventil 30.
Im Bereich der Kurzschlußbohrung 51 ist am Außenumfang des Rohrstutzens 34 eine Gummischeibe 54 befestigt, die zusammen mit der zugewandten Stirnseite der Kurzschlußbohrung 51 ein die Gasströmung zur Nebenleitung 20 hin sperrendes Rückschlagventil 55 bildet.
Im Bereich ihrer Einmündung 56 in die Hauptleitung 15 ist jede Abzweigleitung 21 auf einen größeren Querschnitt erweitert und mit einem Luftfilter 57 versehen.
Die Ventilhaube 43 weist zentral eine Gewindebohrung 60 auf, in die eine Justierschraube 61 eingeschraubt ist. Mit dem freien Ende der Justierschraube 61 ist eine Führungsscheibe 62 für eine Druckfeder 63 verbunden, die mit ihrer anderen Stirnseite, von dem Ventilkörper 37 zentriert, gegen die Membran 36 anliegt. Durch die Kontermutter 64 ist die Justierschraube 61 gegen ungewolltes Verdrehen gesichert.
Im praktischen Betrieb bläst der Drucklufterzeuger 11 Druckluft über die Leitung 12 und das Druckregelventil 13 in den Aufgabebehälter 10, der mit dem zu transportierenden Fördergut gefüllt ist. Nach Öffnen des Schließventils 16 gelangt das Fördergut vom Aufgabebehälter 10 in die Hauptleitung 15 und bildet dort selbsttätig Fördergutpfropfen 66 und 67, die durch Luftpolster 69 voneinander in Abstand gehalten sind.
Wäre der Druckabfall vom Anfang bis zum Ende der Hauptleitung 15 gleichbleibend, so würde sich ein Druckverlauf ergeben, wie er in dem Druckdiagramm der Figur 1 strichpunktiert eingezeichnet ist. Tatsächlich fällt aber der Druck in den Fördergutpfropfen 66, 67 stärker ab, so daß sich stark vereinfacht ein Druckverlauf beispielsweise entsprechend der in dem Druckdiagramm ausgezogen wiedergegebenen Linie ergibt.
Die Fördergutpfropfen 66 haben die Länge 11 und sind kürzer als der Abstand A benachbarter Abzweigleitungen 21 voneinander. Diesen Pfropfenlängen 11 entspricht ein Druckabfall P1 .
In Figur 1 eingezeichnet sind außerdem zwei Fördergutpfropfen 67 der Länge 12, die größer ist als der Abstand A zwischen benachbarten Abzweigleitungen 21 und die auch eine größere Dichte aufweisen und damit einen steileren Druckabfall verursachen. Ihnen zugeordnet ist jeweils der Druckabfall p2. Die Fördergutpfropfen 67 haben beide eine Abzweigleitung 21 um die Länge 13 passiert, der der Druckabfall p3 entspricht. Die durch Differenzdruck gesteuerten Absperrventile 30 sind nun so eingestellt, daß sie auf den Differenzdruck p1 noch nicht reagieren. Erst der größere Differenzdruck p3 löst das Öffnen der Absperrventile und damit das Einblasen von Luft aus der Nebenleitung 20 über die Abzweigleitungen 21 und die Absperrventile 30 in die Fördergutpfropfen 67 aus. Vor dem Fördergutpfropfen 67 herrscht der größere Druck, der sich durch das Luftfilter 57, die Abzweigleitung 21 und den Raum 53 des Absperrventils 30 auf die Stirnseite 39 der Membran 36 überträgt. Er überwiegt die Summe der Kräfte aus der Druckfeder 63 und aus dem niedrigeren Druck, der sich durch das Luftfilter 57, die Abzweigleitung 21, den Raum 53 des stromab gelegenen benachbarten Absperrventils 30 und durch die Fühlerleitung 50 auf die Kammer 45 und damit auf die Stirnseite 38 der Membran 36 überträgt. Infolgedessen hebt sich die Membran 36 mit dem Ventilkörper 37 von dem Ventilsitz 35 ab. Weil der Druck in der Nebenleitung 20 entsprechend der im Diagramm der Figur 1 gestrichelt eingezeichneten Linie praktisch über die ganze Länge gleich und damit überall größer ist als der Druck in der Hauptleitung 15, vermag die bei geöffnetem Absperrventil 30 eingeblasene Luft den Fördergutpfropfen 67 aufzuteilen.
Seine verbleibende Länge ist dann wieder kleiner als der Abstand A und damit die ungehinderte Gutförderung sichergestellt.
Wenn mehrere Fördergutpfropfen 67 der Länge 12 gleichzeitig auftreten, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, so öffnen sich die zugehörigen Absperrventile 30 ohne Zeitverzögerung gleichzeitig an beiden Stellen und zerteilen die zu langen und damit zur Blockierung neigenden Fördergutpfropfen.
Die Abzweigleitung 21 kann auch Bestandteil des Absperrventils 30 sein. Desgleichen kann dann in dem Absperrventil selbst im Bereich der Einmündung in die Hauptleitung 15 eine Querschnittserweiterung mit Luftfilter vorgesehen sein.

BEZUGZEICHENLISTE:

10 Aufgabebehälter 40 Rohrstück

11 Drucklufterzeuger 41 Rohrstück

12 Druckluftleitung 42

13 Druckregelventil 43 Ventilhaube

14 44 Flansch

15 Hauptleitung 45 Kammer

16 Schließventil 46

17 Abscheider 47

18 48

19 49

20 Nebenleitung 50 Fühlerleitung

21 Abzweigleitung 51 Kurzschlußbohrung

22 52 Raum

23 53 Raum

24 54 Gummischeibe

25 55 Rückschlagventil

26 56 Einmündung

27 57 Luftfilter

28 58

29 59

30 Absperrventil 60 Gewindebohrung

31 Ventilgehäuse 61 Justierschraube

32 Anschlußstutzen 62 Führungsscheibe

33 Anschlußstutzen 63 Druckfeder

34 Rohrstutzen 64 Kontermutter

35 Ventilsitz 65

36 Membran 66 Fördergutpfropfen

37 Ventilkörper 67 Fördergutpfropfen

38 Stirnseite 68

39 Stirnseite 69

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung zur Pfropfenförderung von Schüttgut mit einer Hauptleitung für das Fördergut, mit einer Nebenleitung für Reingas und mit mehreren Abzweigleitungen, die aus der Nebenleitung ausmünden und in Abständen unterhalb der kritischen Fördergutpfropfenlänge in die Hauptleitung einmünden, mit je einem in jeder Abzweigleitung angeordneten, differenzdruckgesteuerten Absperrventil, dessen Ventilkörper durch eine mit der einen Stirnseite eine Kammer begrenzenden und an der anderen Stirnseite von dem Druck in der Hauptleitung beaufschlagten Membran angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer der stromab zuletzt angeordneten, ins Freie mündenden Kammer (45) jede Kammer (45) über eine Fühlerleitung (50) pneumatisch mit der stromab gelegenen benachbarten Abzweigleitung (21) im Bereich zwischen dem Ventilsitz (35) des Absperrventils (30) und der Hauptleitung (15) verbunden ist.
2. Vorrichtung zur Pfropfenförderung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrventil (30) mit einer kalibrierten, den Raum (52) vor und den Raum (53) hinter dem Ventilsitz (35) miteinander verbindenden Kurzschlußbohrung (51) versehen ist.
3. Vorrichtung zur Pfropfenförderung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kurzschlußbohrung (51) 10 % - 20 % des engsten Querschnitts vom vollständig geöffneten Absperrventil (30) beträgt.
4. Vorrichtung zur Pfropfenförderung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbohrung (51) mit einem eine Gasströmung zur Nebenleitung (20) hin sperrenden Rückschlagventil (55) versehen ist.
5. Vorrichtung zur Pfropfenförderung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abzweigleitung (21) im Bereich ihrer Einmündung (56) in die Hauptleitung (15) auf einen größeren Querschnitt erweitert und mit einem Luftfilter (57) versehen ist.
6. Vorrichtung zur Pfropfenförderung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Außenwand der Kammer (45) bildende Ventilhaube (43) von einer quer und zentral zur Membran (36) angeordneten Justierschraube (61) durchsetzt ist, die über eine Druckfeder (63) auf die Membran (36) einwirkt.