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