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Gegenstand der Erfindung ist ein rohrtrogartiger Förderer für das
pneumatische Fördern von vorausgehend pulverisiertem staubförmigem Material.[0001]
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Die bis heute reichende Entwicklung der industriellen Anwendung von
Verfahren für das pneumatische Fördern staubförmiger Materialien hat die Verwendung von
Schneckenpumpen oder sogenannten pneumatischen Hubeinrichtungen und
Lufttrogförderern gebracht. Pumpen und Hubeinrichtungen transportieren staubförmiges Material in
dem einen Druck von bis zu 1,0 MPa aufweisenden Druckgasstrom, üblicherweise Luft,
horizontal wie auch unter einem Winkel und auch vertikal. Eine typische
Staubmaterialkonzentration im Transportgas reicht von 8 bis 20 kg pro 1 kg Gas, obwohl bei neueren
Schneckenpumpenkonstruktionen Konzentrationen von 40 kg/kg Gas erreicht worden
sind. Ein Staubmaterialtransport mittels Pumpen und Hubeinrichtungen wird in hermetisch
dichten Rohrleitungen durchgeführt. Die gesamte Menge an komprimierter Transportluft
wird über die Schneckenpumpe in die Rohrleitung zugeführt und im Fall einer
pneumatischen Hubeinrichtung über eine spezielle Kammer in einer Art vergleichbar derjenigen,
die beispielsweise in der Zuführeinrichtung gemäß dem polnischen Patent Nr. 127987
angewandt wird. Im Fall eines sehr langen pneumatischen Transportweges und bei
Verwendung von Schneckenpumpen ist eine Strömungsunterstützung durch die alle 100 bis
300 m punktuell vorgenommene Zuführung von reiner Druckluft in die Rohrleitung
vorgesehen.[0002]
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Das Verfahren und das System des pneumatischen Förderns von
fluidisiertem staubförmigem Material durch Antrieb mittels einer Verdrängerpumpe ist aus der DE
35 35 093 AI bekannt, in der ein fluidisiertes Bett in der Druckleitung erzeugt wird.
Dieses fluidisierte Bett wird in geeignetem Zustand aufrechterhalten mittels aufwärts
gerichteter Druckluftstrahlen, die wirksam sind, wenn das transportierte Material entlang des
Systems strömt. Druckluft wird in das System des Druckluftförderns von staubförmigem
Material durch eine enge Bypass-Leitung zugeführt, die unterhalb der pneumatischen
Transportrohrleitung angeordnet ist; Druckluft strömt in diese Rohrleitung durch
regelmäßig verteilte Löcher in diesem System. Nachteile dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung
sind: unerläßliche graduelle Verdünnung der Fluidschicht des transportierten
staubförmigen Materials durch die von der Bypassleitung zuströmende Luft; das Fehlen der
Möglichkeit, das staubförmige Material an vielen Stellen in die Transportrohrleitung
zuzuführen, wie auch die Notwendigkeit, eine zusätzliche Menge an Druckluft in die Rohrleitung
an der Zuführstation von der Seite der Materialzuführung zuzuführen.[0003]
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Für eine Verlagerung von staubförmigem Material über eine Strecke von
bis zu 100 m, bei der das Niveau der Materialausgabe unterhalb des Zufuhrniveaus
angeordnet ist, werden sogenannte Lufttrogförderer verwendet. Der Boden des
Lufttrogförderers mit einem hermetisch dichten Gehäuse ist aus einem gasdurchlässigen Gewebe oder
aus Keramikplatten hergestellt. Unter dem Boden sind entlang dem Trogförderer geeignete
Kammern angeordnet, in die eine Druckluft mit einem Druck von bis zu 0,02 MPa
zugeführt wird. Diese Luft, die die Bodenmikrokanäle durchdringt, pulverisiert an diesen
Boden geliefertes staubförmiges Material in den vollständig pulverisierten Zustand, dann
beginnt das pulverisierte Material in Trogneigungsrichtung zu strömen. Ein Wirkungsgrad
des Lufttrogförderers, der sich auf die Menge von verbrauchter Luft beim Transport des
staubförmigen Materials bezieht, beträgt bis zu 20 kg/kg zugeführter Luft. Eine
notwendige Bedingung für das Entfernen von staubförmigem Material vom Silo entweder zur
Pumpe oder zu der Hubeinrichtung ist seine vorausgehende Pulverisierung in diesem Silo.
Durch die Menge der hier verbrauchten Druckluft wird der Verbrauch an Luft, die bei den
bekannten und tatsächlich angewandten Einrichtungen für das pneumatische Fördern von
staubförmigem Material erforderlich ist, weder verringert noch erhöht.[0004]
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Das Wesen des rohrtrogartigen Förderers für das pneumatische Fördern von
vorausgehend pulverisiertem staubförmigem Material gemäß der Erfindung liegt darin,
daß ein rohrtrogartiger Förderer aus Stahl oder Kunststoff oder Keramikkunststoff als
Rohrleitung aus einem Stück oder aus separaten Elementen, abhängig von der
Transportmenge über die Transportweglänge, hergestellt ist. Eine Rohrleitung verbraucht während
dem Transport des Materials Luft, die während seiner Pulverisierung in dem Silo
zugeführt worden ist, und für die Realisierung des Transports verbraucht sie Druckluft von
außen in einer Menge, die eine Transportkonzentration von bis zu 460 kg staubförmigem
Material pro 1 kg aufgenommener Luft im Falle eines horizontalen Transports und von bis
zu 600 kg staubförmigem Material pro 1 kg aufgenommener Luft im Falle eines
Transports bei einem Winkel bis zu 5º ergibt. Ein Innendurchmesser Dn des rohrtrogartigen
Förderers gemäß der Erfindung beträgt zwischen 20-350 mm und seine Länge beträgt bis
zu 120 m. Es wird empfohlen, daß die einzelnen kürzeren Elemente, die die Anordnung
des rohrtrogartigen Förderers ermöglichen, 2-6 m lang sind. Jene Elemente werden dann
miteinander mittels bekannter Verbindungen verbunden, beispielsweise
Flanschrohrverbindungen mit der bekannten Abdichtung der Verbindung. In dem unteren subaxialen Teil
der Rohrleitung sind rechts und links von ihrer Längsachse in dem Bereich, der begrenzt
ist von der Größe eines zentralen Winkels von 16-64º, in geeigneter Weise einzelne
Längsschlitze gebildet. In dem Abschnitt der Rohrleitung unter der Befüllöffnung sind
stets zwei Längsschlitze gebildet, die symmetrisch an dem subaxialen Teil der Wand in
dem Bereich gebildet sind, der begrenzt ist von einem zentralen Winkel der Größe von 24-
42º. Die Länge jedes Schlitzes, die von dem Durchmesser, der Rohrleitungslänge und den
Eigenschaften des transportierten Materials abhängt, beträgt von 2 Dn bis 4 Dn der
Rohrleitung, während seine Breite von 0,02 Dn bis 0,06 Dn der Rohrleitung beträgt. Bei
Rohrleitungen mit Durchmessern Dn größer als 200 mm, die hohe Transportwirkungsgrade
aufweisen, ist die Länge und die Breite der Schlitze nicht größer, jedoch ist ihre Anzahl
vergrößert, indem identische Schlitze hinzugefügt werden, die symmetrisch zur vertikalen
Achse der Rohrleitung angeordnet sind, um abwechselnd, im Verhältnis 1 : 1, eine gleiche
Anordnung wie in dem Rohrleitungsabschnitt unter der Befülldüse zu erhalten. An der
Rohrleitung oder an jedem ihrer Segmente ist von unten und sich über die gesamte
Rohrleitung erstreckend ein Kammer angebracht, die gegen die Rohrleitung und die Umgebung
in der bekannten Art abgedichtet ist und die eine Innenbreite, die im Prinzip nicht größer
ist als ein äußerer Rohrleitungsdurchmesser, und eine Seitenhöhe vorzugsweise nicht
größer als 0,75 des äußeren Rohrleitungsdurchmessers aufweist. Diese Kammer umfaßt eine
gesamte Schlitzoberfläche der Rohrleitungswand. Im Fall einer Konstruktion eines
rohrtrogartigen Förderers mit vielen Segmenten sind die Kammern in Reihe und in
gegenseitiger Strömungsverbindung und sie weisen, wie im Falle einer Einzelelementkonstruktion,
nur eine Verbindung zu der Druckluftquelle auf.[0005]
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Gemäß der Erfindung ist eine Prozesseigenschaft des rohrtrogartigen
Förderers eine effektive Verwendung derjenigen Menge an Luft für das pneumatische Fördern,
die in das staubförmige Material während seiner Pulverisierung in dem Silo zugeführt
worden ist. Die Menge an Transportluft, die in geeigneter Weise dem rohrtrogartigen
Förderer zugeführt worden ist, ist auf die Menge begrenzt, die zum Aufrechterhalten des
gleichen Grades an Pseudofluidisierung von staubförmigem Material erforderlich ist, wie er in
dem Silo während der Pulverisierung erreicht worden ist.[0006]
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Die Verwendung der Prozesseigenschaft des rohrtrogartigen Förderers
gemäß der Erfindung ermöglicht ein pneumatisches Fördern von staubförmigem Material bei
einer horizontalen Realisierung in einer Konzentration von bis zu 460 kg/kg und bei einem
in einem Winkel von bis zu 2º geneigten rohrtrogartigen Förderer in einer Konzentration
von bis zu 600 kg/kg an Transportluft.[0007]
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Ein erfindungsgemäßer Gegenstand, ein rohrtrogartiger Förderer zum
pneumatischen Fördern von staubförmigem Material in einer beispielhaften Konstruktion,
ist in den Figuren dargestellt, in denen Fig. 1 eine allgemeine Ansicht des rohrtrogartigen
Förderers mit vielen Segmenten und mit zwei Befülldüsen und einer Entladedüse zeigt,[0008]
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Fig. 2 eine Ansicht von unterhalb einer Transportrohrleitung mit einem Segment unter der
Befülldüse zeigt, die die Art der Anordnung der Schlitze erläutert, wo Transportdruckluft
in die Rohrleitung eindringt, und Fig. 3 einen Schnitt A-A der Transportrohrleitung in
diesem Segment unter der Befülldüse an der in den Fig. 1 und 2 markierten Stelle zeigt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Schnitte B-B und C-C, die in den Fig. 1 bzw. 2 markiert sind, die
wiederholt über die gesamte Rohrleitung und an jedem Befestigungselement auftreten.
Gemäß dem Prinzip und einer in den Figuren dargestellten beispielhaften Konstruktion ist
der rohrtrogartige Förderer für das pneumatische Fördern von vorausgehend
pulverisiertem staubförmigem Material aus einer Rohrleitung (1) aus Stahl, Kunststoff oder
Keramikkunststoff gebaut, die als Gesamtheit oder, abhängig von der Menge auf der
Transportweglänge, aus einzelnen Segmenten L&sub1;, L&sub2; ... Ln, die in diesem Fall mittels der
geflanschten Rohrverbindungen (2) verbunden sind, konstruiert ist. Über die Länge der
Rohrleitung ist gemäß den Erfordernissen eine geeignete Anzahl von Segmenten "Z" mit
Düsen (3) für eine Anlieferung eines zu transportierenden Materials in einen
rohrtrogartigen Förderer und zumindest eines als ein Auslaßsegment "R" mit einer Auslaßdüse (4)
eingebaut. Ein Anschluß des rohrtrogartigen Förderers zu einem Befülltank oberhalb der
Düsen (3) und einem Aufnahmetank unterhalb der Düsen (4) ist mittels Schrauben,
beispielsweise in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubbolzen, ausgeführt. An dem
unteren subaxialen Teil der Seitenwand der Rohrleitung (1) sind abwechselnd Längsschlitze
(5) gebildet, die die 2,5-fache Länge des Rohrleitungsdurchmessers aufweisen und jene
Anordnung der Schlitze (die eine Breite von 0,03 Dn aufweisen) ist in der folgenden Art
alternierend: ein Schlitz auf der linken Seite der Längsachse und der zweite folgende
Schlitz symmetrisch rechts davon, so daß sie in der Querschnittansicht einen zentralen
Winkel α von 40º in dem Rohrleitungs-Transportsegment (L&sub1;, L&sub2; ... Ln) und einen Winkel
β von 30º in dem Segment "Z" mit einer Befülldüse (3) bilden. Es ist empfehlenswert, die
Schlitze in den Segmenten "Z" parallel zur Vertikalachse der Rohrleitung (Fig. 3) und in
den Segmenten (L&sub1;, L&sub2; ... Ln) (Fig. 4 und 5) radial anzuordnen. An die Rohrleitung (1) über
ihre gesamte Länge oder an jedes ihrer Segmente (L&sub1;, L&sub2; ... Ln), an "Z" und "R" auch über
ihre gesamte Länge, ist/sind eine Kammer bzw. Kammern in der bekannten Art befestigt
und vorzugsweise in dem Metallgehäuse gebildet, das gegenseitig in
Strömungsverbindung ist mittels fester oder flexibler Verbindungen (7) und eine gemeinsame Düse (8) für
die Verbindung mit dem Drucklufttank aufweist.
Ein Beispiel
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[0009] In dem Zementwerk ist für einen Zementtransport von den Silos zu der
Einsackmaschine (ihre Leistung beträgt 30 Mg/h) ein Lufttrogförderer von 50 m Länge und
mit einer unter einem Winkel von 5º geneigten Anordnung verwendet worden. Der
Verbrauch an Transportluft unter einem Druck von 0,018 MPa betrug 1800 kg/h. Die
Transportkonzentration betrug 16,7 kg Zement/kg Luft. Eine neue Einsackmaschine ist
installiert worden und eine Transportleistung dieser Maschine mußte verzweifacht werden, so
daß Angebote für einen neuen Lufttrogförderer eingeholt werden mußten. Eine
notwendige Bedingung für den Trogförderbetrieb mit einer Leistung von 60 Mg/h bei Verwendung
von Druckluft (0,02 MPa) in der Größe von 3200 kg/h (die Transportkonzentration betrug
18,75 kg Zement/kg Luft) war seine Neigung in einem Winkel von 7º, was seinen Einbau
in die existierende Struktur von Silos und Verpackungsabteilungen ausschloß. Ein
rohrtrogartiger Förderer gemäß der beschriebenen Erfindung mit einem
Rohrleitungsdurchmesser Dn = 150 mm in der Vielsegmentkonstruktion und in horizontaler Ausrichtung ist
verwendet worden. Eine erwartete Kapazität von 60 Mg/h wurde mit einem
Transportluftverbrauch (Druck 0,3 MPa an dem Einlaß des rohrtrogartigen Förderers) in der Größe von
146,7 kg/h erzielt. Die Transportkonzentration im Verhältnis zu dieser Luft betrug 409 kg
Zement pro 1 kg Luft.