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Verfahren zum Befördern von material in größere Tiefen, insbesondere
zum Einbringen von Versatzgut in Gruben, Schächte usw. mittels Luft Vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörigen Einrichtungen zum Befördern
von Material in grö ßere Tiefen, bei dem ein Luftdruck als Beförderungsmittel verwendet
wird. Insbesondere dient diese Erfindung dazu, Versatzmaterial in tiefere Gruben,
Schächte usw. einzubringen.
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Die Wege, auf denen das Versatzmaterial in Gruben oder Schächte eingebracht
wird, unterscheiden sich in lotrechte und waagerechte o:1er nahezu waagerechte.
Versatzmaterial mittels Luftdruckes auf waagerechtem Wege fortzubewegen, ist bekannt
und bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Es war aber bisher schwierig, das Material
mittels Luftdruckes auch auf lotrechten Wegen betriebssicher in die Tiefe zu bringen,
weil das Material unter dem Zusammenwirken eines Luftdruckes und der Schwere mit
derartig großer Geschwindigkeit unten ankommt, <laß es sich im Rohrknie zusammenstaut
und zu Verstopfungen Anlaß gibt.
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Vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten und ermöglicht
die Verwendung eines Luftdruckes zum Einbringen von Versatzmaterial auch für größere
Tiefen.
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Gemäß der Erfindung wird das Material nur der Differenz der Kräfte
zwischen Erdschwere und Luftdruck ausgesetzt, wodurch es möglich ist, übergroße
Geschwin;ligkeiten zu vermeiden. Weitere Verbesserungen betreffen Einzelheiten hinsichtlich
Material- und Luftzuführung bzw. Luftdruckverteilung.
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Auf der Zeichnung stellen dar: Abb. i eine Spülleitung mit lotrechtem
und waagerechtem Verlauf im Aufriß, Abb. 2 eine solche weiter verbesserte Spülleitung
mit lotrechtem Verlauf, Abb. 3 eine Luftkammer der lotrechten Leitung mit Luftablaßstutzen
und Rückschlagklappen im Aufriß, Abb. 4 eine Luftkammer der lotrechten Leitung mit
Lufteinlaßstutzen im Aufriß und Grundriß.
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Das vorher aufbereitete Spülversatzmaterial wird durch eine geeignete
Verteil- und Aufgebevorrichtung z. B. durch zwei Aufgebewalzen i oder durch ein
Kaps-lwerk in die lotrechte Spülleitung 2 gebracht, dann an einer geeigneten Stelle
mittels eines Rohrknies 3 aus der Lotrechten in die Waagerechte übergeleitet und
durch die Rohrleitung d. dem Versatzorte zugeführt. Auf der Zeichnung ist diese
waagerechte Rohrleitung, um die größere Länge derselben darzustellen, in Abb. i
unterbrochen und in Abb. 2 abgebrochen.
Das Versatzmaterial macht
also zuerst einen lotrechten und dann einen waagerechten Weg; In der lotrechten
Rohrleitung 2 unterliegt flas Material zunächst der Schwerkraft, so daß dieses bei
größeren Tiefen mit großer Fallgeschwindigkeit am Rohrknie 3 anlangt. Bei den bisher
bekannten pneumatischen Versatzeinrichtungen wird die Preßluft an der Aufgebestelle
des Versatzmaterials in die Rohrleitung miteingelassen. In der lotrechten Rohrleitung
wirkt in diesem Falle auf (las Versatzmaterial außer der eigenen Schwerk--aft noch
der Luftdruck. Beide Kräfte wirken in der ganzen Länge der lotrechten Leitung beschleunigend,
so daß das Material mit sehr großer Geschwindigkeit am Rohrknie einfangt, wo es
in die waagerechte Richtung überführt werden soll. Infolge der Massenträgheit kann
das Material nicht so schnell der Richtungsänderung folgen wie die Luft, wird daher
mit großem Druck an die Rohrwandung gepreßt, wo es sich leicht zusaimnenstaut. Diese
,Stauung führt bei großer Geschwindigkeit und bei feuchtem Material leicht zu Verstopfungen,
abgesehen von der großen Abnutzung des Rohrknies infolge hoher Materialgeschwindigkeit
und Materialdruckes. Aus diesen Gründen war es bisher nicht möglich, eine pneumatische
Beförderung des Versatzmaterials in größere Teufen anzuwenden.
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Diese Erfindung läßt eine Verminderung der lotrechten Geschwindigkeit
und eine Regulierung derselben erreichen.
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Gemäß dieser Erfindung wird die Luft so eingeleitet, daß der Luftdruck
auf dem ganzen lotrechten Materialweg oder auf einem Teil desselben der Schwerkraft
entgegenwirkt, so daß die lotrechte Materialbewegung nur dem Unterschied zwischen
Schwerkraft und Luftdruck unterliegt. Dazu kann ein Luftüberdruck oder Luftunterdruck
(Vakuum) verwendet werden. Unter dem Einfluß der so verkleinerten Kraft wird die
lotrechte Geschwindigkeit des eingebrachten Materials entsprechend kleiner sein.
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Die weitere Erfindung betrifft die Regulierfähigkeit (leg auf die
vorbeschriebene Weise verringerten, lotrechten Fördergeschwindigkeit.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Regulierung auf zwei Arten, entweder
durch Regelung der Stärke der Gegenströmung oder durch Regelung der Weglänge, auf
der die Luftströmung der Schwerkraft entgegenwirkt. In vorteilhafter Weise wird
man beide Regulierungsmöglichkeiten zusammenwirken lassen.
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Die Einrichtung zur Ausführung dieser Verfahren gestaltet sich folgendermaßen:
An einer geeigneten Stelle der lotrechten Spülleitung wird die Windleitung angeschlossen.
Diese Anschlußstelle liegt aber gemäß der Erfindung nicht unmittelbar an der Einführungsstelle
des Materials, sondern entsprechend tiefer, so daß von dort aus die Luftströmung
dem freien Fall des Materials entgegenwirkt. Die Luftzuführung in die lotrechte
Spülleitung, zum Zwecke des Verzögerns des Materialfalles kann von einer besonderen
Leitung erfolgen. Vorteilhafter wird man jedoch gemäß der Erfindung dazu die Luft
verwenden, die gleichzeitig zum Befördern des Materials in der waagerechten Leitung
dient. An dieser Luftzufuhrstelle ist das Rohr zu einer trichterförmigen Luftkammer
5 erweitert, in der die Spülleitung 2, 3 zur Einführung der Luft entsprechend unterbrochen
ist. Die Luft tritt durch die Leitung 6 in die Luftkammer und mischt sich in dem
Trichter 7 innig mit dem Versatzmaterial, ras aus der Rohrmünclung 8 herausfällt.
Von dieser Luftkammer 5 aus preßt die Luft nach beiden Rohrleitungsrichtungen, und
zwar in der einen Richtung dem in der Rohrleitung 2 zufließenden Versatzrnaterial
entgegen und in der anderen Richtung im Sinne des abfließenden Materials. Auf das
zufließende Versatzmaterial wirkt daher der Luftdruck verzögernd und auf das abfließende
beschleunigend. Es wird vorteilhaft sein, die Einleitungsstelle der Luft in die
Nähe des Rohrknies 3 zwischen lotrechter und waagerechter Rohrrichtung zu legen,
so daß auf dem ganzen vorhergehenden lotrechten Materialwege die verzögernde Luftpressung
der beschleunigenden Schwerkraft entgegenwirkt. Auf das Versatzmaterial wird also
in der lotrechten Rohrleitung, je nach der Lage der Einführungsluftkammer, auf die
ganze lotrechte Länge oller nur auf einem Teil derelben nur der Unterschied zwischen
Schwers s
kraft Lind Luftpressung einwirken, so claß am 1_Ibergangsknie übergroße
1laterialgeschwindigkeiten vermieden «erden. Das Material kann dann mit derjenigen
Geschwindigkeit durch das Knie geleitet werden, bei der noch keine betriebsgefährliche
Stauung oder stopfende Ansammlung eintritt. Auf dem weiteren waagerechten Wege des
Versatzmaterials wirkt die Druckluft in bekannter Weise nur beschleunigend.
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Die Größe der Luftpressung wird vorteilhaft so eingestellt, daß sie
den auf der waagerechten Rohrleitung 4. herrschenden Widerständen entspricht. Zu
diesem Zwecke wird die Luftzufuhr zur Luftkammer 5 durch ein Absperrglied 9 geregelt.
Da die Länge der waagerechten Spülleitung je nach der Lage des Versatzortes wechselt,
so wird auch die Größe der Luftpressung beim Absperrglied entsprechend einzurichten
sein. Dieser für die waagerechte Leitung eingestellte Luftdruck
wird
aber in den seltensten Fällen für die gewünschte Geschwindigkeitsverminderung in
der lotrechten Leitung gerade auch passend sein. Es wird daher die Gegenwirkung
gemäß den bereits geschilderten Verfahren durch Einstellung der Stärke der Gegenströmung
oder durch Regelung der Wirkungslänge für diese Gegenströmung einzustellen sein.
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Zur Ausführung dieser Maßnahmen dient folgendes: Die lotrechte Rohrleitung
schließt oben am Eintragsende möglichst dicht an den .#I.ufgabeapparat, an die Aufgabewalzen
i oder an ein Kapselwerk an. In einiger Entfernung unter den Aufgabewalzen i ist
das Rohr 2 zu einer Luftkammer io erweitert (Abb. i), in die der obere Teil des
Spülrohres hineinragt. An dieser Luftkammer io setzt sich trichterförmig die weitere,
untere Spülleitung fort. Im oberen Teil dieser Luftkammer führt ein Rohranschluß
i i die Luft ins Freie. Aus der Guführungsluftkannner 5 strömt nun auch Druckluft
in die lotrechte Leitung 2 (lein fallenden -Material entgegen und wird, soweit sie
nicht unter den Aufgabewalzen i entweichen kann, durch (las Rohrstück i i in Freie
treten.
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Gemäß dpr Erfindung wird nun eine Regelung dieser dem fallenden Material
entgegenwirkenden Luftströmung dadurch erreicht, daß in die Luftauslaßleitung i
i ein Absperrglied 12 eingeschaltet, mit dem die Stärke des Luftaustritts mehr oder
weniger abgedrosselt «-erden kann. Bei ganz geöffnetem Absperrglied 12 wird die
gesamte Gegenluft hier austreten und im lotrechten Rohr 2 wird die stärkste Gegenströmung
herrschen. Die waagerechte Spülleitung .I wird, wie bereits früher erwähnt, ihre
Länge je nach Lage der jeweiligen Versatzorte wechseln. Dementsprechend wird auch
die Pressung der Druckluft durch (las Absperrglied 6 einreguliert werden müssen.
Die Länge der lotrechten Leitung 2 wird meistens gleichbleiben. Zur Erreichung einer
stets gleichen kleineren Fallgeschwindigkeit des Materials in der lotrechten Leitung
wird die Luftgegenströmung ebenfalls Bleichbleiben müssen. Um diese bei veränderlichem
Betriebsdruck der Preßluft ztt erreichen, wird bei höherer Luftpressung am Ventil
1.2 mehr und bei niederer Luftpressung weniger gedrosselt. Durch entsprechendes
Drosseln des Luftaustritts wird also bei verschiedener Luftpressung im lotrechten
Fallrohr stets die gleiche Geschwindigkeit des Gegenstromes und damit die gleiche
Verzögerung der Fallgeschwindigkeit erreicht; der weitere Luftüberschuß wird bei
der ebenfalls stets gleichen Undichtheit an der Aufgabewalze i entweichen. Bei der
vorgeschilderten Regelung des Gegenluftstromes wird das Druckgefälle verschieden
eingestellt, während der Weg, auf dem die diesem Druckgefälle entsprechende Luftströmung
wirkt, der gleiche bleibt, und zwar in der Entfernung zwischen Lttfteintrittskammer
5 und Luftaustrittskaminer io.
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Eine weitere Vervollkommnung dieser Gegenstromregulierung wird damit
erreicht, daß auch die Wege, auf denen die Gegenluft wirkt, verschieden lang bemessen
werden.
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In Abb. 2 ist eine Falleitung dargestellt, bei der mehrere Luftablaßstellen
hintereinandergeschaltet sind. Alle diese Stellen sind zu je einer Luftkammer 13,
1I, 15 ausgebildet und mit einer drosselbaren Ablaßleitung 16, 17 und 18 versehen.
Bei höherer Betriebsluftpressung wird, um die gewünschte lotrechte Endgeschwindigkeit
des Versatzmaterials zu erreichen, der Weg, auf dem die Gegenluft auf (las fallende
Material wirkt, durch öffnen der nächsten Ablaßeinrichtung 13, 16 entsprechend gekürzt.
Bei weniger starkem Betriebsdruck wird man den Gegenluftweg durch öffnen der Ablaßeinrichtung
14, 17 bzw. 15, 18 verlängern. Die Einrichtung wird also so benutzt, daß man das
größte Druckgefälle auf dem kleineren Weg, das kleinere Druckgefälle auf einem längeren
Weg wirken läßt, um die gleiche Gegenstromwirkung zu erzielen.
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Um zu verhindern, daß Materialteile leicht von der Gegenluft mit fortgetragen
werden und die Absperrglieder in den Ablaßleitungen verstopfen, ist in jeder Luftkammer
für Luftaustritt die Luftaustrittöffnung aus der Luftkammer höher gelegt als die
Stelle, an der die Luft aus dem Spülrohr tritt. Durch Erweiterung des Rohres zu
einer Luftkammer wird der Durchgangsquerschnitt der aufsteigenden Luft erweitert
und die Aufsteigegeschwindigkeit der Luft an dieser Stelle verkleinert. Durch Verringerung
der Luftgeschwindigkeit und durch Höherlegen des Luftaustritts ins Freie wird verhindert,
daß Materialteile dem austretenden Luftstrom nach oben folgen und mit in die Ausblaseleitung
i i gelangen.
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Eine weitere Verbesserung der Einrichtung besteht darin, daß an einer
oder an mehreren Stellen der lotrechten Leitung Rückschlagklappen i9 eingebaut sind.
Zu diesem Zwecke erhält das Spülrohr für jede Klappe eine ebene Dichtungsfläche
20. Die Klappe icg ist auf einer Achse 21 verlagert, die außen einen Ausgleichshebel
22 trägt. Dieser gleicht das Gewichtsmoment der Klappe icg auf der Achse 21 bis
zti dem erforderlichen --Maße aus. Das L'bergewicht der Klappe i9 wirkt stets öffnend.
Verstellbare oder feste Anschläge 23 begrenzen die öffnende Bewegung der Klappe
1g. Auch läßt sich die Klappe an dein Hebel 22 .dauernd geschlossen halten. Das
niederfallende Material wirkt auf die Klappen öffnend; der durch (las "Zuführungsrohr
auf-Luftstrom hingegen wirkt auf die
Klappen schließend. Durch Einstellen
des äußeren Gewichtshebels kann man den Unterschied zwischen der öffnenden Bestrebung
des Materials und der schließenden Bestrebung des Luftstromes entsprechend einstellen.
In dem Falle, daß die waagerechte Spülleitung sich verstopft, wird auch die Ausdehnung
der Preßluft nach dieser Richtung aufhören, hingegen aber nach der lotrechten Richtung
zunehmen. Dadurch wird auch die Gegenströmung in dein mit Klappe versehenen Zuleitungsrohr
zunehmen. Bei größerer Gegenströmung wird die Klappe geschlossen und durch den darauf
lastenden Luftdruck geschlossen gehalten. Das weiter zufließende Versatzmaterial
wird dann von den geschlossenen Klappen so lange zurückgehalten, als der innere
Luftdruck auf die Klappen größer ist als die äußere Last des Materials. Ordnet man
die Rückschlagklappen i9 entsprechend nahe unter den Aufgabewalzen i an, so kann
man durch die selbsttätige Schließung der Klappen die weitere Zufuhr von Versatzmaterial
in die Spülleitung ebenfalls selbsttätig stillsetzen. Dies wird namentlich dann
von Bedeutung sein, wenn an irgendeiner Stelle der waagerechten Leitung eine Verstopfung
eintritt. In diesem Falle kann die weitere Materialzufuhr auf die geschilderte Art
selbsttätig abgestellt werden. Damit wird erreicht, daß die Stopfung auf diejenige
Stelle, an der sie eingetreten ist, beschränkt bleibt, und es wird vermieden, daß
die der Stopfstelle voranliegende Rohrleitung mit nachfolgendem Material weiter
angefüllt wird und die Stopfung einen größeren Umfang annimmt.