DE3803012A1 - Verfahren zur pneumatischen foerderung von schuettguetern mit dosiermoeglichkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den pneumatischen Transport von staub­ förmigen oder körnigen Schüttgütern durch Förderleitungen mit Dosiermöglichkeiten.

Durch die Erzeugung eines Soges in der Förderleitung und kon­ trollierter Einspeisung des Fördergases bei gleichzeitiger Schüttgutaufgabe wird die Förderleistung bei konstantem Durch­ messer der Förderleitung wesentlich geringer von der Länge der Förderleitung beeinflußt, als das bei anderen, ohne Druck­ gefäßförderer arbeitenden Systemen üblich ist. Die auf Sog­ leistung, Schüttgut und Leitungsdurchmesser abgestimmte Zugabe von Fördergas sorgt für einen optimalen Transport. Durch Verändern der Sogleistung, der Fördergasmenge oder ähnlicher in den Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen ist eine genaue, kontinuierliche oder diskontinuierliche Dosierung möglich. In der weiteren Ausbildung kann durch ein im Aufgabe­ injektor integriertes Ventil diskontinuierlich dosiert werden. Weitere Ausbildungen machen die Steuerbarkeit der Austritts­ geschwindigkeit und die Verwendung flexibler Leitungen, z.B. Kunststoffschläuche als Förderleitungen mit weit über 100 m Länge bei kleinem Innendurchmesser möglich. Die einfach ar­ beitenden Systeme machen das Anschließen mehrerer Förderlei­ tungen an einen einzelnen Schüttgutbehälter möglich.

Die pneumatische Förderung von Schüttgütern durch Rohrlei­ tungen ist seit langem bekannt. Drei grundsätzliche Arten der Förderung werden üblicherweise verwendet:
1. Druckgefäßförderung
2. Injektionsförderung
3. Saugförderung

Die Dosierung wird, abgesehen von der Verwiegung, auf verschie­ dene Weise erreicht:

Dosierte Schüttgutzugabe durch Dosierrinnen, Dosierschnecken, Dosierventile usw.. Bei Injektionsförderern ist auch die Dosierung durch Veränderung des Düsendrucks bekannt.

Die Förderung mittels Druckgefäßes ist eine andere Technik und wird hier nicht weiter behandelt.

Die Einspeisung des Schüttgutes in die Förderleitung mit Hilfe von Injektionsförderern arbeitet so, daß das Material einer­ seits angesaugt und andererseits durch den Druck, den der Düsenstrahl in der Förderleitung erzeugt bzw. durch den Druck des Luftstroms, bei nach dem Venturi-Prinzip arbeitenden Aggre­ gaten, durch die Förderleitung transportiert wird. Dieses Prinzip setzt voraus, daß in der Förderleitung ein Überdruck erzeugt wird, der die vorhandene Gassäule in der Leitung für die Förderung in Bewegung setzt. Bei zunehmender Leitungslänge wird der Innenwiderstand der Gassäule größer, bis die För­ derung ganz zum Stillstand kommt. Eine Verlängerung der För­ derleitungslänge kann nur durch Vergrößerung des Rohrleitungs­ durchmessers und Vergrößerung der eingespeisten Fördergasmenge erreicht werden. Die Grenze der Förderleitungen dieser Systeme liegen bei ca. 100 m. Bei dieser Länge werden bereits beträcht­ liche Rohrdurchmesser erreicht.

Die Dosiermöglichkeit durch Druckveränderung des Fördergases an der Düse bleibt sehr begrenzt, weil das Unterschreiten ei­ nes Mindestdruckes des Fördergasstroms am Leitungsanfang zur Verstopfung führt. Außerdem wird die Austrittsgeschwindigkeit des Materials am Ende der Förderleitung im wesentlichen Maß von der Länge und dem Durchmesser der Leitung bestimmt. Die Austrittsgeschwindigkeit ist auch nicht unabhängig von der Dosierung bzw. der Materialaufgabe steuerbar. Kleine Durch­ messer der Förderleitungen, z.B. 15-20 mm, sind nur für kurze Förderstrecken vorstellbar, was den Einsatz von handels­ üblichen preiswerten Kunststoffschläuchen im allgemeinen aus­ schließt.

Das Fördern von Schüttgütern durch Ansaugen ist besonders für das Entleeren von transportablen Behältern üblich. Hier wird am Leitungsende ein Sog erzeugt, während die mitangesaugte Umgebungsluft für die Fluidisierung und Transportluft sorgt. Bekannt ist auch, daß in einem Saugkopf durch mechanischen Einfluß das Material zur Saugöffnung geführt wird, wobei das Fördergas durch eine besondere Leitung zur Ansaugstelle ge­ leitet wird. Eine Dosierung ist bei diesem Verfahren nicht möglich, weil die angesaugteMaterialmenge von den Zufällig­ keiten der Lage des Saugkopfes abhängt. Die Fluidisierungs­ und Fördergasmenge ist auch der geförderten Materialmenge nicht angepaßt. Bei Einsatz eines solchen Systems, nur für reine Förderzwecke, ist die Leistungsfähigkeit wegen der nicht aufeinander abgestimmten Sogleistung, Fördergasmenge und Materialaufgabe nicht optimiert. Eine solche Abstimmung ist aber notwendig, wenn ein solches Förderleitungssystem mit seinem saugenden Ende direkt an die Unterseite eines Schüttgutbehälters angeschlossen wird. Bei fehlender Ab­ stimmung wird die Leitung schnell verstopfen.

In der Offenlegungsschrift DE-OS 21 30 101 wird eine Vor­ richtung beschrieben, die davon ausgeht, daß mittels Injek­ torförderung von einem Zwischenbehälter in den nächsten gefördert wird. Auf diese Weise sollen die eingangs beschrie­ benen begrenzten Leitungslängen bei Injektorförderung ver­ größert werden. Es wird hier aber nach wie vor von dem üb­ lichen Prinzip der Injektorförderung ausgegangen, d.h. es wird ein Überdruck in der Förderleitung erzeugt. Alle wei­ teren ermittelten Druckschriften wie DE-PS 12 66 685 und FR-ZP 30 908 berühren das Prinzip der Erfindung nicht. Selbst wenn mit Injektorförderern am Anfang bzw. am Ende der Lei­ tung gearbeitet wird, wird das Förderverfahren, das ein Ge­ samtsystem darstellt, durch diese bekannten Geräte nicht berührt. Auch die bekannten, im Injektorgehäuse integrierten Stößelventile berühren den Anspruch 10 insofern nicht, weil das Ventil nach Anspruch 10 nicht nur die Aufgabe des Öffnens und Schließens, d.h. die Dosierung des Materials zu überneh­ men hat, sondern gleichzeitig für die dosierte Zugabe der Fluidisierungs- und Fördergasmenge und der kontrollierten Aufgabe der Schüttgutmenge gemäß Anspruch 1 zu sorgen hat und damit ein integrierter Bestandteil des Fördersystems ist, bestehend aus Anfangs- und Endaggregat sowie Förderleitung. Die Dosierung durch andere Ventile, Förderschnecken usw. ist wegen der hohen Verschleißanfälligkeit problematisch. Dosierrinnen haben diesen Nachteil nicht, sind aber teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Förderverfahren für staubförmige oder körnige Schüttgüter mit Dosiermöglichkeit und einfachem Aufbau bei möglichst geringer Verschleißanfälligkeit darzustellen, wobei ein hohes Maß an Betriebssicherheit gegeben sein soll, auch bei großen Leitungslängen. Das Verfahren soll die Möglichkeit bieten, mit kleinen Durchmessern der Förderleitungen über große Entfernungen zu arbeiten. Die mögliche Förderleitungs­ länge soll über der möglichen Länge der heute üblichen Leitungslängen für Injektionsförderer liegen. Ferner soll die Austrittsgeschwindigkeit des Schüttguts am Ende des Förder­ systems nicht wesentlich von der Länge der Förderleitung abhängen und möglichst steuerbar sein. Ebenso soll die Länge der Förderleitung den erforderlichen Durchmesser der Leitung nicht wesentlich beeinflussen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 1-11 angegeben. Das Förderverfahren kann sehr kostengünstig in eine praxisgerechte Anlage umgesetzt werden. Bei Verwendung von je einem, an sich bekannten und einfach herstellbaren Injektionsförderer am Anfang und am Ende einer Förderleitung, die erfindungsgemäß aufeinander abgestimmt sind, kehrt sich das Förderprinzip der üblichen Injektions­ förderer um, und es entsteht statt eines Überdrucks ein erheblich leichter beherrschbarer Unterdruck. Durch Veränderung der Fördergasbrücke an den Injektoren bzw. ganz oder teilweise Umlenken des Fördergases von den Düsen direkt in die Förder­ leitung wird eine einfache und sehr genau arbeitende Dosierung erreicht. Wird die integrierte Ventilkonstruktion nach An­ spruch 10 im Aufgabeinjektor verwendet, läßt sich auch eine einfache diskontinuierliche Dosierung erreichen. Stößel­ ventile arbeiten bei richtiger Ausbildung im Schüttgut­ strom verschleißarm. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß bei Verwendung eines hohen Düsenvordruckes mit Förderleitungen entsprechend kleiner Durchmesser eine große Anzahl von Leitungen direkt an ein Silounterteil an­ geordnet werden können. Damit kann z.B. bei der Rauchgasent­ schwefelung mit Trockenadditiven das erforderliche Kalkpulver direkt aus dem Silo über viele Leitungen, die für eine gute Verteilung im Empfänger notwendig sind, direkt eingeblasen werden. Bei Ausbildung des Endaggregates nach Anspruch 4 kann die Austrittsgeschwindigkeit der Ofenthermik angepaßt werden.

Das Funktionsprinzip ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 Prinzip der Förderung mit je 1 Injektor am Anfang und am Ende einer Förderleitung,

Fig. 2 Injektor am Leitungsanfang mit vorgeschalteter Dosiereinheit oder gesteuertem Ventil,

Fig. 3+4 Injektor mit integriertem Dosierventil.

• Zeichenerklärung:  1 = Förderleitung
   2 = vorfluidisiertes Schüttgut
   3 = Injektordüse am Anfang der Förderleitung
   4 = Fördergasdruck des Injektors am Leitungsanfang
   5 = Fördergasdruck des Injektors am Leitungsende
   6 = Injektordüse am Ende der Förderleitung
   7 = Dosiereinheit oder gesteuertes Ventil
   8 = hohle Kolbenstange
   9 = Kolbenstangenende, z. B. mit Ventilteller oder      Plunger
  10 = innerer Teil der Fangdüse als Ventilsitz ausgebildet
  11 = Fangdüse
  12 = Antrieb der Kolbenstange
  13 = Richtstrecke des Düsenstrahls

Claims (11)

1. Verfahren zur pneumatischen Förderung von staub­ förmigen oder körnigen Schüttgütern mit Dosier­ möglichkeit dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Aggregat am Ende einer Förderleitung ein Sog in der Leitung er­ zeugt wird, während am Anfang der Förderleitung ein anderes Aggregat für die dosierte Zugabe ausreichender Fluidisierungs- und Fördergasmenge sorgt, um den ver­ stopfungsfreien Transport des Schüttgutes, das so zu­ gegeben wird, daß mindestens so viel angesaugt werden kann, wie das System verträgt, durch die Förderlei­ tung zu sichern, wobei durch Reduzieren des Wirkungs­ grades einer oder beider Aggregate, z.B. Reduzieren der Saugleistung oder Erhöhen der Fördergasmenge oder Fördergaszugabe direkt in die Förderleitung, das Schütt­ gut kontrolliert dosiert werden kann, wobei auch durch ventilgesteuerte Zugabe des Schüttgutes eine diskonti­ nuierliche Dosierung möglich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverhältnisse in der Förderleitung konstant gehalten werden und das Material über eine externe Dosiereinheit zugeführt wird, wobei die Dosierung kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang und am Ende einer Förderleitung Injektionsförderer nach Anspruch 8 bzw. 7 angeordnet werden, die mit erhöhtem Fördergasdruck und verkleinerten Düsendurchmessern betrieben werden bei gleichzeitiger Reduzierung des Förderleitungsdurchmessers.

4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Förderleitung ein mit Fördergas betriebener Sogerzeuger angeordnet wird, bei dem durch Veränderung der Fördergasmenge die Austrittsgeschwindigkeit des Schüttgutes verän­ dert werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß flexible Förderleitungen mit kleinen Durchmessern verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der beschriebenen Fördersysteme direkt aus einem einzigen Behälter fördern.

7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Soges am Ende der Leitung ein Injektionsförderer, der nach dem Prinzip der Düsenförderer arbeitet, angeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Förderleitung ein Injektionsförderer, der nach dem Prinzip der Düsen­ förderer arbeitet, angeordnet wird, der neben der Auf­ gabe des Förder- und Fluidisierungsgases auch die erfor­ derliche Anpassung der Menge dieses Gases übernimmt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Wirkungs­ grades der Anfangs- und Endaggregate für die Dosierung dadurch erfolgt, daß das Fördergas des Anfangs- und/oder Endaggregates ganz oder teilweise direkt in die Förder­ leitung umgeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Förderlei­ tung ein Injektor nach Anspruch 8 verwendet wird und die Dosierung durch ein im Gehäuse integriertes Stößelventil durch Verändern der Öffnungs- bzw. Schließphasen erfolgt, wobei durch die hohl ausgeführ­ te Kolbenstange (9) das Fördergas geleitet wird und das Ende der Kolbenstange (9) so gestaltet ist, daß eine dichtschließende Abdichtung gegen den Ventil­ sitz (19), der durch die Fangdüse (11) gebildet wird, erfolgt bei gleichzeitiger Integrierung der Injektor­ düse (3) in den Kolbenstangenkopf.

11. Vorrichtung für Anspruch 3, 4, 7, 8 und 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Fangdüse (11) als auswechselbares Verschleißteil ausgeführt wird.