DE4112423C2 - 90 DEG -Umlenkstück für pneumatische Förderleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein 90°-Umlenkstück für pneumatische Förderleitungen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiges Umlenkstück ist aus dem DE-GM 19 98 081 U bekannt. An den zufuhrseitigen ersten Rohrstutzen schließt sich ein erster, sich erweiternder Rohrabschnitt an. Auf diesen folgt über einen scharfen Knick ein zweiter, etwa zylindrischer Rohrabschnitt, der wiederum in einen Rohr­ stutzen zum Austritt des Förderstroms übergeht. Bogenaußen­ seitig befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrabschnitt eine Prallplatte, die schräg zur Achse des Rohrstutzens ausgerichtet ist. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß wegen des vor der Prallplatte sich aufbauen­ den Schüttgutpolsters eine Selbstreinigung nicht gewähr­ leistet ist und daß sogenanntes Engelshaar entstehen kann.

Aus der US 4 606 556 ist ein 90°-Umlenkstück bekannt, das einen ersten zylindrischen Rohrstutzen für den Eintritt eines Förderstromes und einen zweiten zylindrischen Rohr­ stutzen für den Austritt des Förderstroms aufweist. Das Umlenkstück hat bogenaußenseitig eine stufenförmig ausge­ bildete Schutzschicht für die bogenaußenseitige Wandung des Umlenkstücks.

Aus der DE-PS 11 20 367 ist ein 90°-Umlenkstück für den liegenden Einbau bekannt, bei dem das Gut infolge gleichmä­ ßiger Umlenkung am Rohrkrümmerboden entlangströmt. Das Umlenkstück hat einen ebenen Boden und einen im Bereich der Krümmung bauchig ausgebildeten Bereich.

Aus der US 4 595 319 ist ein Umlenkstück mit einem zylin­ drischen ersten Rohrstutzen, der über eine Prallplatte und einen trichterartigen Bereich in einen zweiten zyindri­ schen, stromabwärts gelegenen Rohrstutzen übergeht, be­ kannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 90°-Umlenk­ stück der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das die Entstehung von Engelshaar vermeidet, selbstreini­ gend ist und einen Druckverlust aufweist, der nicht we­ sentlich höher als derjenige eines konventionellen, vier­ telkreisigen Rohrbogens gleichen Nenndurchmessers ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die in dem Pa­ tentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Kern des vorliegenden Vorschlages liegt in der exzen­ trischen, jedoch kontinuierlichen Querschnittserweiterung, der bogenaußenseitigen Prallplatte und einer exzentri­ schen, jedoch kontinuierlichen Querschnittsverengung unter Vermeidung von Taschen oder ähnlichen toten Räumen. Infolge der Querschnittserweiterung lösen sich bei der reinen Flugförderung (also niedriger Beladung) die ein­ zelnen Schüttgutpartikel von der Rohrinnenwand und tref­ fen auf die Prallfläche. Dort springen sie ab und werden von der Strömung weitertransportiert. Somit kann - anders als bei einem konventionellen 90°-Rohrbogen - keine Strähne entstehen und sich daher auch kein Engelshaar bilden. Außerdem wird das Korn sehr schnell wieder be­ schleunigt. Der Druckverlust ist daher gering. Bei höhe­ ren Beladungen (Strähnenförderung) baut sich hingegen auf der Prallplatte und in dem anschließenden Bereich der Querschnittsverengung eine dünne Schüttgutschicht auf, die langsam in Strömungsrichtung die Prallplatte und den anschließenden Rohrabschnitt entlangfließt. Han­ delt es sich bei dem Schüttgut um Granulat, so beträgt die Schichtdicke nur wenige Korndurchmesser. Die mit der Strömung eintretenden Partikel werden daher zumindest teilweise auch im elastischen Stoß an der Prallplatte abgelenkt, so daß der Geschwindigkeitsverlust und dementsprechend der Druckverlust im Mittel geringer als bei dem 90°-Umlenkstück der einleitend angegebenen Gattung und vergleichbaren Konstruktionen bleibt.

Fertigungstechnisch besonders günstig ist die Ausführungs­ form nach Anspruch 2. Wird das Umlenkstück entsprechend den im Anspruch 3 angegebenen Durchmesserverhältnissen aus­ gelegt, so eignet es sich in gleicher Weise für die För­ derung mit niedrigen wie auch mit hohen Beladungen.

Die Einhaltung der in den Ansprüchen 4 bis 6 angegebenen Dimensionierungen minimiert den Druckverlust, ohne daß hier­ durch die zuvor beschriebene Funktion des Umlenkstücks leidet. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen mög­ lich, solange die Querschnittsfläche im Umlenkbereich die Querschnittsfläche des ersten Rohrstutzens nicht unter­ schreitet.

In der Zeichnung ist das Umlenkstück nach dem vorliegen­ den Vorschlag in einer beispielsweise gewählten Ausfüh­ rungsform dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung

Fig. 2 das Umlenkstück nach Fig. 1 im Längs­ schnitt und

Fig. 3 den gleichen Längsschnitt wie Fig. 2 in schematischer Vereinfachung.

Das in den Figuren dargestellte 90°-Umlenkstück besteht aus einem ersten, einen Anschlußflansch aufweisenden zylindrischen Rohrstutzen 1, einem hierauf folgenden, ersten Rohrabschnitt 2, einer anschließenden, viertel­ kreisigen Rohrhalbschale 3, einem zweiten Rohrabschnitt 4, einem zweiten, mit einem Anschlußflansch versehenen, zylindrischen Rohrstutzen 5, sowie einer der viertel­ kreisigen Rohrhalbschale gegenüberliegenden Prallplatte 6, die über eine Anzahl der Geometrie entsprechend un­ terschiedlich geformter Segmente 7 zur Bildung eines geschlossenen Querschnitts mit der viertelkreisigen Rohrhalbschale sowie dem ersten und dem zweiten Rohrab­ schnitt verbunden ist. Die Förderrichtung verläuft von dem Rohrstutzen 1 zu dem Rohrstutzen 5.

Der erste Rohrabschnitt 2 und der zweite Rohrabschnitt 4 haben, die gleiche äußere Form, bestehen nämlich jeweils aus einer im wesentlichen zylindrischen Halbschale und einer konischen Halbschale, sind aber mit unterschiedli­ cher Orientierung um ihre Achse angeordnet, und zwar so, daß die zylindrische Halbschale des ersten Rohrabschnitts 2 sich auf der bogenäußeren Seite des Umlenkstücks be­ findet, während sich die zylindrische Halbschale des zweiten Rohrabschnitts 4 auf der bogeninneren Seite liegt, wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen. Der Konuswinkel und/oder die Länge des ersten Rohrabschnittes sind so ge­ wählt, daß Schüttgutpartikel, die längs der bogeninnen­ seitigen Wand des zylindrischen ersten Rohrstutzens ge­ fördert werden, sich im Bereich der konischen Erweite­ rung des ersten Rohrabschnitts auf jeden Fall von der Wand lösen. Infolge der Querschnittserweiterung nimmt außerdem die Förder- bzw. Fluggeschwindigkeit ab. Ein großer Teil der angeförderten Schüttgutpartikel folgt dem in Fig. 3 schematisch für ein Granulatkorn 10 einge­ zeichneten Weg. Je nach Beladung wird ein mehr oder min­ der großer Prozentsatz der Granulatkörner 10 unmittelbar an der Prallplatte 6 in Richtung der Austrittseite des Umlenkstücks reflektiert oder an vorausfliegenden, ande­ ren, an der Prallplatte 6 abgebremsten oder bereits re­ flektierten Körnern abgelenkt. Das günstigste Reflexions- bzw. Ablenkverhalten ergibt sich, wenn die Prallplatte 6 mit der Achse des ersten Rohrstutzens 1 einen Winkel zwischen etwa 55° und 65° einschließt.

Die Umlenkung geht umso schonender vonstatten, je gerin­ ger die Flug- bzw. Fördergeschwindigkeit der Körner 10 in diesem Bereich ist. Eine zu starke Absenkung der Fördergeschwindigkeit muß jedoch vermieden werden, nicht nur weil der Druckverlust umso höher ist, je stärker die För­ dergeschwindigkeit zunächst absinkt und dementsprechend ausgangseitig wieder ansteigt sondern auch um Produktab­ lagerungen zu vermeiden, die sowohl eine Verstopfung aus­ lösen als auch die selbstreinigenden Eigenschaften ge­ fährden können. Einen günstigen Kompromiß stellt daher ein Durchmesser D am Austrittsquerschnitt des ersten Rohrabschnitts 2 dar, der das 1,2-fache bis 1,5-fache des Durchmessers d am Eintrittsquerschnitt, der gleich­ zeitig der Nenndurchmesser der Rohrleitung ist, beträgt.

Um den vergrößerten Querschnitt in etwa beizubehalten, hat die eintrittseitige Kante 6a der Prallplatte 6 von dem Austrittsquerschnitt des ersten Rohrabschnitts einen Abstand A, der mindestens gleich D ist. Um sowohl das Volumen des Umlenkstücks als auch den Umlenkwinkel nicht unnötig groß zu machen, sollte die Prallplatte 6 von der viertelkreisigen Rohrhalbschale 3 einen kleinsten Ab­ stand a haben, der zumindest nicht wesentlich größer als D ist. Die Einhaltung dieser Bedingung legt auch den größten Wert für A fest.

Die Länge l der Prallplatte 6 ergibt sich aus der Überle­ gung, daß einerseits praktisch alle ankommenden Körner 10 auf die Prallplatte 6 bzw. der sich auf dieser bildenden Körnerschicht auftreffen sollen, andererseits die Quer­ schnittsänderungen möglichst stetig sein sollen. Die Länge l beträgt daher etwa das 1,5-fache bis 2-fache des Durchmessers d.

In dem auf die Prallplatte 6 folgenden Teil des Umlenk­ stücks wird der Schüttgutstrom infolge Querschnittsver­ engung wieder beschleunigt, vornehmlich im Bereich des zweiten Rohrabschnitts 4. Es ist daher keine funktions­ notwendige Bedingung sondern lediglich ein fertigungs­ technischer Vorteil, wenn der zweite Rohrabschnitt 4 die gleiche Form bzw. die gleichen Abmessungen wie der erste Rohrabschnitt 2 hat.

Claims (6)

1. 90°-Umlenkstück für pneumatische Förderleitungen, mit einem ersten Rohrstutzen (1), dem ein erster, sich erweiternder Rohrabschnitt (2) folgt, mit einem zwei­ ten Rohrabschnitt (4), der in einen Rohrstutzen (5) mündet, sowie einer bogenaußenseitig zwischen dem ers­ ten und dem zweiten Rohrabschnitt angeordneten Prall­ platte (6), welche schräg zur Achse des ersten Rohr­ stutzens (1) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die bogeninnere Halbschale des ersten Rohrabschnitts (2) konisch erweitert
daß sich an die bogeninnere Halbschale des ersten Rohrabschnitts (2) eine viertelkreisige Rohrhalb­ schale (3) anschließt
daß die bogenäußere Seite des sich an die vier­ telkreisförmige Halbschale (3) anschließenden zweiten Rohrabschnitts (4) durch eine sich ver­ engende, konische Halbschale gebildet wird,
und daß die Prallplatte (6) mit der Achse des ersten Rohrstutzens (1) einen Winkel (α) zwischen 55° und 65° einschließt.

2. Umlenkstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rohrabschnitt (4) die gleichen Abmes­ sungen wie der erste Rohrabschnitt (2) hat.

3. Umlenkstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Austrittsdurchmesser (D) des ersten Rohrabschnitts (2) etwa gleich dem 1,2-fachen bis 1,5- fachen des Eintrittsdurchmessers (d) ist.

4. Umlenkstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eintrittsseitige Kante (6a) der Prallplatte (6) von dem Austrittsquerschnitt des ersten Rohrabschnitts (2) um mindestens den Durchmes­ ser (D) dieses Austrittsquerschnitts beabstandet ist.

5. Umlenkstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (6) von der vier­ telkreisigen Rohrhalbschale (3) einen in der Längs­ schnittebene des Umlenkstücks gemessenen, kleinsten Abstand (a) von etwa einem Austrittsdurchmesser (D) des ersten Rohrabschnitts (2) hat.

6. Umlenkstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gemessene Länge (l) der Prallplatte (6) zwischen dem 1,5-fachen und dem 2-fachen Durchmesser (d) des ersten Rohrstut­ zens (1) beträgt.