DE4320986A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer pneumatischen Förderleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer pneumatischen Förderleitung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der pneumatischen Förderung von Schüttgut, das wegen seiner gefährlichen, schädlichen oder in anderer Weise die Umgebung beeinträchtigenden Eigenschaften nachfolgend zusammenfassend als "kritisches Fördergut" bezeichnet wird. Beim Betrieb von pneumatischen Förderanlagen muß sichergestellt werden, daß solch kritisches Fördergut nicht in die Umgebung austritt.

Flanschverbindungen und ähnliche Bauteile der Förderleitung können so zuverlässig ausgeführt werden, daß das Auftreten von Undichtheiten an diesen Bauelementen mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, insbesondere wenn eine regelmäßige Wartung der Förderleitung erfolgt. Dagegen kann das unerwartete Auftreten von Undichtheiten im Bereich der Rohrleitungen und Abwicklungen der Förderleitung trotz regelmäßiger Wartung und Überprüfung nicht ausreichend zuverlässig ausgeschlossen werden, weil es bei der pneumatischen Förderung durch die Strömung des Förderguts in der Förderleitung zu einem Verschleiß kommt, der wegen der örtlich unterschiedlichen Strömungsverhältnisse weder örtlich noch zeitlich ausreichend vorhersehbar ist. Als erschwerend kommt noch hinzu, daß der Verschleiß an der Innenseite der Rohrleitung auftritt und deshalb nicht oder nur mit großem Überwachungsaufwand erkennbar ist.

Wenn infolge dieses Verschleißes ein Leck an der Förderleitung auftritt, muß zuverlässig sichergestellt sein, daß das kritische Fördergut nicht in die Umgebung austritt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Förderleitung insgesamt mit einem Mantelraum zu umgeben, beispielsweise in einem Kunststoffrohr oder Kunststoffschlauch mit größerem Durchmesser zu verlegen. Dadurch wird austretendes Fördergut zwar aufgefangen, bevor es in die Umgebung austreten kann. Wenn ein Leck an der Förderleitung aufgetreten ist, ist hierbei die die Förderleitung umgebende Hülle aber verunreinigt. Die Beseitigung dieser Verunreinigung nach dem Auftreten eines Lecks erfordert einen hohen Arbeitsaufwand, der in einzelnen Fällen wesentlich höher ist als der Aufwand für die Reparatur der undichten Förderleitung. Insbesondere bei gefährlichem Fördergut sind diese Reinigungsarbeiten mit einer erheblichen zusätzlichen Gefährdung des Arbeitspersonals verbunden. Hinzu kommt noch, daß im Rahmen der Reinigungsarbeiten wiederum die Gefahr besteht, daß das gefährliche oder in sonstiger Weise kritische Fördergut doch noch in die Umgebung gelangt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Überwachung einer pneumatischen Förderleitung anzugeben, mit dem sichergestellt wird, daß einerseits eine an der Förderleitung auftretende Undichtheit sofort erkannt und lokalisiert werden kann und andererseits jegliche Verunreinigung durch das kritische Fördergut ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einzelnen, jeweils einen Abschnitt der Förderleitung umgebenden Hantelräumen jeweils ein Druck aufrechterhalten wird, der höher als der Innendruck der Förderleitung ist, und daß bei einem Druckabfall im Hantelraum ein Alarmsignal ausgelöst wird.

Da der Druck im Mantelraum höher als der Innendruck der Förderleitung ist, verursacht eine auftretende Undichtheit einen sofortigen Druckabfall im Mantelraum, wodurch ein Alarmsignal ausgelöst wird. Da die einzelnen Hantelräume jeweils nur einem Abschnitt der Förderleitung zugeordnet sind, kann das aufgetretene Leck in diesem Abschnitt lokalisiert werden, wodurch die Reparaturarbeiten insbesondere bei längeren Förderleitungen wesentlich vereinfacht werden. Die Tatsache, daß der Druck im Mantelraum höher als in der Förderleitung ist, bewirkt außerdem, daß im Falle einer Undichtheit das kritische Fördergut nicht aus der Förderleitung austreten kann; statt dessen tritt das im Hantelraum unter erhöhtem Druck stehende Medium, beispielsweise Luft oder Schutzgas, in die Förderleitung ein. Dieser Vorgang ist nicht mit einer nachteiligen Wirkung verbunden; er führt sogar dazu, daß die Förderleitung planmäßig leergefahren werden kann, nachdem eine Undichtheit angezeigt und erkannt wurde. Damit wird erreicht, daß sich das kritische Fördergut nicht mehr in der anschließend zu reparierenden Förderleitung befindet.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein die Förderleitung bildendes Innenrohr von einem Außenrohr umgeben ist, daß zwischen dem Innenrohr und gegeneinander abgeschlossenen Abschnitten des Außenrohrs jeweils ein Mantelraum abgedichtet ist, und daß jeder der Mantelräume an eine Druckversorgungseinrichtung und jeweils einen gesonderten Drucksignalgeber angeschlossen ist.

Diese Ausführung der Förderleitung als Mantelrohr ermöglicht in konstruktiv besonders einfacher und zweckmäßiger Weise die Bildung mehrerer, über die Länge der Förderleitung verteilter und gegeneinander abgedichteter Mantelräume, die jeweils getrennt auf Druckabfall überwacht werden, um das Auftreten einer Undichtheit am Innenrohr der Förderleitung zu erkennen.

Damit einerseits beim Auftreten einer Undichtheit im Mantelraum der Überdruck gegenüber dem Innendruck des Innenrohres im wesentlichen aufrechterhalten wird und das Fördergut somit nicht in den Mantelraum eintreten kann, andererseits aber ein die Undichtheit anzeigender Druckabfall festgestellt werden kann, ist gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß die Druckversorgungseinrichtung über eine Strömungsbegrenzungseinrichtung, vorzugsweise eine Drossel, an den Mantelraum angeschlossen ist. Das Druckmedium strömt dann in begrenzter Menge in den Mantelraum nach, so daß dort zwar ein gewisser, erkennbarer Druckabfall auftritt, jedoch noch ein ausreichender Überdruck gegenüber dem Innenrohr aufrechterhalten wird, so daß das Fördergut nicht aus dem Innenrohr in den Mantelraum austreten kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß sich der jeweils einen gesonderten Hantelraum umschließende Abschnitt des Außenrohrs zwischen zwei Flanschverbindungen der Förderleitung erstreckt. Damit wird in konstruktiv einfacher Weise eine Unterteilung in einzelne Abschnitte von Mantelräumen erreicht. Da die Flanschverbindungen mit ausreichend hoher Sicherheit ausgeführt werden, besteht auch kein Nachteil dadurch, daß die Grenzen benachbarter Mantelräume an den Flanschverbindungen liegen.

Wenn die Förderleitung Abwinklungen aufweist, die üblicherweise durch Kugelbogen gebildet werden, dann ist in Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß auch diese Kugelbögen doppelwandig ausgeführt sind und der Mantelraum des Kugelbogens mit mindestens einem der anschließenden, vom Außenrohr umschlossenen Mantelräume verbunden ist. Damit wird auch der Bereich der Abwinklung in die Überwachung einbezogen, ohne daß hierfür eine gesonderte Überwachungseinrichtung erforderlich ist.

Im Innenrohr und/oder im Außenrohr kann ein Längenkompensator angeordnet sein, der Längendehnungen infolge von Temperaturänderungen aufnimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise eine pneu­ matische Förderleitung mit einer Überwachungsvorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der Förderleitung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen anderen Abschnitt der Förderleitung,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen eine Abwinklung der Förderleitung bildenden Kugelbogen und

Fig. 5 einen Leitungsabschnitt mit einem Leitungskrümmer einer pneumatischen Förderleitung mit segmenteinsätzen.

In Fig. 1 ist ein Teil einer pneumatischen Förderleitung 1 schematisch dargestellt. Die Förderleitung 1 weist mehrere Abschnitte 1a, 1b, 1c und 1d auf, die jeweils an Flanschverbindungen 2 miteinander verbunden sind. Die Abschnitte 1a, 1b und 1d sind gerade Leitungsabschnitte, während der Abschnitt 1c zwei Abwinklungen aufweist, die jeweils von einem Kugelbogen 3 gebildet werden.

Wie in Fig. 1 links schematisch dargestellt und in Fig. 2 in Einzelheiten erkennbar ist, besteht jeder Abschnitt der Förderleitung 1 aus einem Innenrohr 4, dessen Innenraum den Förderkanal 5 bildet und einem konzentrisch und im Abstand dazu angeordneten Außenrohr 6, die an ihren Enden jeweils mit einem gemeinsamen Flansch 7 verschweißt sind.

Zwischen dem Innenrohr 4 und dem Außenrohr 6 ist jeweils ein Mantelraum 8 angeordnet, der nach außen abgedichtet ist. In Fig. 2 ist angedeutet, daß im Verlauf des Außenrohres 6 ein herkömmlicher Längenkompensator 9 angebracht sein kann, der beispielsweise ein Wellrohr enthält und eine Längendehnung infolge von Temperaturänderungen zuläßt.

Über die Länge des Innenrohres 4 verteilt können Abstandsstücke 10 vorgesehen sein, die für die Einhaltung des Abstands zwischen dem Innenrohr 4 und dem Außenrohr 6 sorgen.

Wenn auch für das Innenrohr 4 ein Längenkompensator 11 vorgesehen werden soll, wie in Fig. 3 dargestellt, dann erstreckt sich ein nur an einem Ende befestigter, mit dem Innenrohr 4 verbundener Rohrstutzen 12, der den Förderkanal 5 umschließt, durch den Längenkompensator 11 hindurch, um eine Berührung des Fördergutes mit dem Längenkompensator zu vermeiden.

Die in Fig. 1 weiter dargestellten Abschnitte 1b und 1d der Förderleitung 1 sind in gleicher Weise aufgebaut wie in Fig. 2 erläutert. Fig. 4 zeigt im Längsschnitt einen Kugelbogen 3, der eine Abwinklung von 90° für die Förderleitung 1 bildet. Man erkennt, daß der Kugelbogen 3 doppelwandig ausgebildet ist. Zwischen einer Innenschale 13 und einer Außenschale 14 ist ein Mantelraum 15 gebildet, der mit den Mantelräumen 8 der beiden anschließenden Rohrabschnitte in Verbindung steht.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Förderleitung 1. Sowohl ein gerader Leitungsabschnitt 1a als auch ein anschließender Leitungskrümmer 1e sind in der schon beschriebenen Weise doppelwandig ausgebildet und weisen zwischen ihrem Innenrohr 4 bzw. 4′ und dem zugeordneten Außenrohr 6 bzw. 6′ einen Mantelraum 8 auf. Das gerade Innenrohr 4 und das gekrümmte Innenrohr 4′ sind jeweils mit Segmentringen 4a aus verschleißfestem Material ausgekleidet. Die Segmentringe 4a bestehen beispielsweise aus Hartguß. Die beiden stirnflächen jedes Segmentrings 4a sind in einem kleinen Winkel von beispielsweise 5° gegeneinander geneigt, so daß durch die Anordnung der Segmentringe 4a sowohl gerade Rohrabschnitte als auch Leitungskrümmer ausgekleidet werden können.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Mantelräume 8 der Leitungsabschnitte 1a, 1b, 1c und 1d jeweils über eine Rohrleitung 16 mit einer gemeinsamen Druckversorgungseinrichtung 16a verbunden sind, beispielsweise einem Druckspeicher mit Pumpe. Auf diese Weise wird in den Mantelräumen 8 jeweils ein Druck aufrechterhalten, der höher als der Innendruck der Förderleitung 1 ist.

In Fig. 1 ist schematisch angedeutet, daß jeder der Mantelräume 8 - beispielsweise über die dort mündende Rohrleitung 16 - an jeweils einen gesonderten Drucksignalgeber 17 angeschlossen ist. Alle Drucksignalgeber 17 stehen über Signalleitungen 18 mit einer Überwachungs- und Alarmeinrichtung 19 in Verbindung. Diese liefert ein Alarmsignal, sobald in einem der Mantelräume 8 ein Druckabfall festgestellt wird. Zugleich liefert die Einrichtung 19 eine Anzeige, in welchem der Abschnitte 1a, 1b, 1c oder 1d der Druckabfall festgestellt wurde.

Das so gelieferte Alarmsignal zeigt an, daß das Innenrohr 4 in dem betreffenden Leitungsabschnitt 1a . . . d undicht geworden ist, insbesondere durch Verschleiß, der von dem darin strömenden Fördergut verursacht wurde. Infolge des im Mantelraum 8 herrschenden Überdrucks tritt das im Mantelraum 8 enthaltene Gas oder Luft durch die undichte Stelle in den Innenraum des Innenrohrs 4 ein und verursacht den beschriebenen Druckabfall. Wegen des bestehenden Druckunterschieds wird jedoch verhindert, daß das im Förderkanal 5 der pneumatischen Fördereinrichtung geförderte kritische Fördergut in den Mantelraum 8 austreten kann.

In Fig. 1 ist angedeutet, daß die Druckversorgungseinrichtung 16a über eine Strömungsbegrenzungseinrichtung, beispielsweise eine Drossel 20, an den Mantelraum 8 des zugeordneten Leitungsabschnitts 1d angeschlossen sein kann. Die hier als Drossel 20 ausgeführte Strömungsbegrenzungseinrichtung sorgt dafür, daß beim Auftreten einer Undichtheit im Leitungsabschnitt 1d zwar Gas oder Luft in den Mantelraum 8 nachgefördert wird, jedoch nur in solcher Menge, daß der Druckabfall ausreichend sicher festgestellt werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überwachung einer pneumatischen Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in einzelnen, jeweils einen Abschnitt der Förderleitung umgebenden Mantelräumen jeweils ein Druck aufrechterhalten wird, der höher als der Innendruck der Förderleitung ist, und daß bei einem Druckabfall im Mantelraum ein Alarmsignal ausgelöst wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Förderleitung (1) bildendes Innenrohr (4) von einem Außenrohr (6) umgeben ist, daß zwischen dem Innenrohr (4) und gegeneinander abgeschlossenen Abschnitten des Außenrohrs (6) jeweils ein Mantelraum (8) abgedichtet ist, und daß jeder der Mantelräume (8) an eine Druckversorgungseinrichtung (16a) und jeweils einen gesonderten Drucksignalgeber (17) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckversorgungseinrichtung (16a) über eine Strömungsbegrenzungseinrichtung, vorzugsweise eine Drossel (20) an den Mantelraum (8) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der jeweils einen gesonderten Mantelraum (8) umschließende Abschnitt des Außenrohres (6) zwischen zwei Flanschverbindungen (7) der Förderleitung (1) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Abwinklung der Förderleitung (1) bildender Kugelbogen (3) doppelwandig ausgebildet ist und der Mantelraum (15) des Kugelbogens (3) mit mindestens einem der anschließenden vom Außenrohr umschlossenen Mantelräume (8) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenrohr (4) und/oder im Außenrohr (6) ein Längenkompensator (11 bzw. 9) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (4) mit Segmentringen (4a) aus verschleißfestem Material ausgekleidet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gekrümmtes Innenrohr (4′) eines Leitungskrümmers der pneumatischen Förderleitung mit Segmentringen (4a) aus verschleißfestem Material ausgekleidet ist.