DE937039C

DE937039C - Method and device for introducing material into pneumatic lines

Info

Publication number: DE937039C
Application number: DE1951P0006496
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Beckmann
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1951-11-13
Filing date: 1951-11-13
Publication date: 1955-12-29

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Gut in pneumatische Leitungen Das pneumatische Fördern von Gut in Leitungen erfolgt bei Druckförderung unter einem meist über Atmosphärendruck liegenden Arbeitsdruck und setzt das Einbringen des Gutes in die Förderleitung gegen diesen Arbeitsdruck voraus. Die hierfür bekannten Verfahren laufen in der Regel darauf hinaus, daß das Gut zwangläufig unter zusätzlichem Energieaufwand in die Förderleitung- eingebracht wird. Dies geschieht durch Mittel, die im wesentlichen außerhalb der Förderleitung in Wirkung treten, wobei mehr oder weniger komplizierte Zusatzeinrichtungen erforderlich sind. So ist beispielsweise eine Ausführungsform bekannt, bei der für das Gutzuführen eine in einem Zylinder geführte Schnecke verwendet wird, wobei die Abdichtung durch den Druckabfall über die Schneckenlänge erreicht wird. Bei einer anderenAusführungsform werden entweder in einfacher oder in Doppelanordnung druckumschaltbare Behälter verwendet, die intermittierend oder im Wechselbeftieb das etwa unter Atmosphärendruck stehende Gut zuerst spannungslos aufnehmen und dann unter Druck in die Förderleitung abgeben. Bei dieser letzteren Ausführungsform ist der notwendige Schaltmechanismus verteuernd und komplizierend. Beide Anordungen sind darüber hinaus ganz allgemein aus Gründen des Bauaufwandes in vielen Fällen nicht vorteilhaft, insbesondere wenn ortsbeweglicher Betrieb verlangt wird. Es sind weiterhin Einrichtungen unter der Bezeichnung Injektorschleusen oder Strahlapparate bekannt. Bei diesen mit relativ ge ringen Förderdrücken arbeitenden Einrichtungen ist an der Lufteintrittsseite die Rohrleitung düsenartig verengt. In der Düse expandiert die Luft und erreicht an der engsten Stelle einen Druck, der annähernd dem atmosphärischen Druck entspricht.Method and device for introducing material into pneumatic lines That pneumatic conveying of goods in lines takes place with pressure conveying under one mostly above atmospheric pressure and continues the introduction of the Good advance in the delivery line against this working pressure. The known for this Procedures usually result in the fact that the property is inevitably subject to additional Energy expenditure in the delivery line is introduced. This is done by means which essentially come into effect outside of the delivery line, with more or less complicated additional equipment is required. So is for example an embodiment is known in which one in a cylinder for the material supply guided screw is used, the seal being created by the pressure drop across the screw length is reached. In another embodiment, either used in a single or double arrangement pressure switchable containers that are intermittent or alternately, the goods, which are approximately under atmospheric pressure, are first de-energized pick up and then release under pressure into the delivery line. With the latter Embodiment is the necessary switching mechanism expensive and complicating. Both arrangements are also very general for reasons of construction costs in many cases not advantageous, especially when mobile operation is required will. There are still facilities under the name injector locks or Jet machines known. In these working with relatively low delivery pressures ge facilities the pipeline is narrowed like a nozzle on the air inlet side. Expands in the nozzle the air and at the narrowest point reaches a pressure that is close to atmospheric Pressure corresponds.

An dieser Stelle wird das Gut in die Förderleitung eingebracht. Diese im unterkritischen Druckbereich arbeitenden Einrichtungen eignen sich nur zur Förderung auf kurze Leitungslängen.At this point the material is brought into the conveying line. These Facilities working in the subcritical pressure range are only suitable for promotion on short cable lengths.

Die Überwindung erheblicher Förderleitungslängen erfordert wesentlich höhere Drücke. Bei diesen liegt der Anfangsdruck gegenüber dem äußeren oder Vorratsbehälterdruck über dem kritischen Druckverhältnis. Die Einbringung von pulverförmigem, körnigem oder stückigem Gut in derartige Leitungen ohne mechanische Hilfsmittel ist durchführbar, wenn das Gut an einer Stelle eingebracht wird, wo der Innendruck am niedrigsten ist. Overcoming considerable lengths of delivery line is essential higher pressures. In these, the initial pressure is opposite to the external or reservoir pressure above the critical pressure ratio. The incorporation of powdery, granular or lumpy goods in such lines without mechanical aids is feasible, when the material is introduced at a point where the internal pressure is lowest is.

Dies läßt sich mit Hilfe einer am Anfang der Förderleitung vorgesehenen Kombinations- oder Vérbundanordnung einer Lavaldüse mit anschließendem Verlängerungsstück erreichen, das seinerseits eine Düse-Diffusorkombination oder auch nur ein Diffusor sein kann. Beispielsweise wird in der Lavaldüse ein Druckabfall bis unter Atmosphärendruck erzeugt. An der günstigsten Stelle, an der also das Fördermittel den von der Lavaldüse gebildeten Teil derVerbundeinrichtung bereits durchströmt hat, sind Öffnungen vorgesehen, durch die das Gut unter bloßes Eigengewicht in die Förderleitung eintreten kann. In dem sich anschließenden Verlängerungsstück läßt man den Druck wieder bis zu der für die Förderung erforderlichen Höhe ansteigen, wobei das Gut mitgenommen wird. This can be done with the help of one provided at the beginning of the delivery line Combination or compound arrangement of a Laval nozzle with a subsequent extension piece achieve, in turn, a nozzle-diffuser combination or just a diffuser can be. For example, there is a pressure drop in the Laval nozzle to below atmospheric pressure generated. At the most favorable point, i.e. where the conveyance comes from the Laval nozzle has already flowed through the formed part of the composite device, openings are provided through which the goods can enter the delivery line under their own weight. In the extension piece that follows, the pressure is released again up to the increase the amount required for the promotion, whereby the good is taken.

Durch Längen- und Querschnittsbemessung der Kombinationselemente kann eine Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse erreicht werden.By dimensioning the length and cross-section of the combination elements an adaptation to the respective operating conditions can be achieved.

Wesentlich dabei ist, daß das Strömungsmittel im engsten Querschnitt stets die Schallgeschwindigkeit erreicht. Von dem Grade der Widerstands-oder Verzögerungswirkung des eindringenden Gutes auf das Strömungsmittel hängt es jeweils ab, welche der erwähnten Kombinationsanordnungen zweckmäßigerweise verwendet wird. Selbstverständlich sind auf der Einströmseite der Verbundanordnung ein Druckerzeuger, wie beispielsweise eine Preßluftleitung, und an der Auslaufseite die eigentliche Transportleitung angeschlossen.It is essential that the fluid has the narrowest cross section always reached the speed of sound. On the degree of resistance or retardation effect of the penetrating material on the fluid, it depends on which of the mentioned combination arrangements is expediently used. Of course are on the inflow side of the composite arrangement, a pressure generator, such as a compressed air line, and the actual transport line connected to the outlet side.

Zwecks ausgiebigerer Materialzufuhr ist es ferner möglich, mehrere zueinander parallel liegende Verbundanordnungen auf eine gemeinsame Transportleitung zu schalten. Die erwähnte Kombination kann außerdem funktionsmäßig mit einem pneumatischen Auflockerungssystem gekoppelt werden.For the purpose of a more extensive supply of material, it is also possible to have several Composite arrangements lying parallel to one another on a common transport line to switch. The mentioned combination can also functionally with a pneumatic Loosening system can be coupled.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei der Druckverlauf jeweils graphisch mit aufgezeichnet ist. Hierbei ist Fig. I eine schematische Ansicht der gemäß Erfindung entwickeitenVerbundanordnung, bestehend aus einer Lavaldüse mit anschließendem Verlängerungsstück, das seinerseits eine Düse-Diffusorkombination ist, wobei an der günstigsten Querschnitts stelle dieser Verbundanordnung Öffnungen für den Guteintritt vorgesehen sind, Fig. 2 eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. I mit lediglich einem Diffusor als Verlängerungsstück, Fig. 3 eine Ansicht mehrerer erfindungsgemäßer Verbundanordnungen in Parallelschaltung an eine gemeinsame Transportleitung, Fig. 4 eine Ansicht der Kopplung einer senkrecht stehenden derartigen Verbundanordnung mit einem pneumatischen Auflockerungssystem. Several exemplary embodiments are shown in the drawings, the pressure curve is also recorded graphically in each case. Here, Fig. I is a schematic view of the composite assembly developed in accordance with the invention, consisting of from a Laval nozzle with a subsequent extension piece, which in turn is a Nozzle-diffuser combination is, with the most favorable cross-section place this Composite arrangement openings are provided for the entry of the crop, Fig. 2 is a view similar to that of Fig. I with only one diffuser as an extension piece, 3 shows a view of several composite arrangements according to the invention in parallel connection to a common transport line, FIG. 4 shows a view of the coupling of a perpendicular standing such composite arrangement with a pneumatic loosening system.

In Fig. I ist hinter einer Lavaldüse I in Serienanordnung ein Verlängerungsstück 2 angeschlossen, das als Düse-Diffusor ausgebildet ist, wobei an dieses Verlängerungsstück die Transportleitung 3 angeschlossen ist. Im Erweiterungsabschnitt b der Lavaldüse I sind am Auslaufende Öffnungen 4 ausgespart, an die eine vertikal oder geneigt verlaufende Leitung zu einem das Gut abgebenden Vorratsraum oder Behälter (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Vor der Lavaldüse I liegt der ebenfalls nicht dargestellte Drucklieferer, der beispielsweise eine Preßluftleitung oder ein Kompressor sein kann. Das Verhältnis des engsten, 5, und weitesten, 6, Querschnittes der Lavaldüse I sowie des engsten, 7, und weitesten, 8, Querschnittes des Verlängerungsstückes 2 sowie weiterhin das Abstandsverhältnis dieser Querschnitte ist jeweils derart bemessen, daß unter den oben angegebenen Voraussetzungen ein Druckverlauf nach Kurve K erreicht wird. In Fig. I there is an extension piece behind a Laval nozzle I in series 2 connected, which is designed as a nozzle-diffuser, with this extension piece the transport line 3 is connected. In the extension section b of the Laval nozzle I openings 4 are recessed at the outlet end, one of which is vertical or inclined running line to a storage room or container dispensing the goods (not shown) is connected. In front of the Laval nozzle I is also not shown Pressure supplier, for example a compressed air line or a compressor can. The ratio of the narrowest, 5, and widest, 6, cross-section of the Laval nozzle I as well as the narrowest, 7, and widest, 8, cross-section of the extension piece 2 and furthermore the spacing ratio of these cross-sections is such in each case dimensioned that under the conditions given above, a pressure curve according to the curve K is reached.

Die Wirkungsweise ist folgende: In die Lavaldüse I wird Luft oder ein Gas bei einem Druck eingeführt, der im Vergleich zu dem äußeren Druck oder dem Druck des Vorratsraumes über dem kritischen Druckverhältnis liegt, wobei die Eintrittsgeschwindigkeit des Strömungsmittels kleiner als die Schallgeschwindigkeit ist. In dem sich verengenden Düsenabschnitt a nimmt demzufolge der Druck ab und die Geschwindigkeit zu, bis diese im engsten Querschnitt 5 die Schallgeschwindigkeit erreicht, über die hinaus sie dort nicht ansteigen kann. In dem sich erweiternden Abschnitt b findet somit eine Expansion statt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit in das Überschallgebiet hinein ansteigt, während der Druck weiter abfällt und bei den Öffnungen 4 seinen tiefsten Punkt erreicht, wo nun das Gut gegebenenfalls unter atmosphärischem Druck eintreten kann. Das so einlaufende Fördergut wirkt verzögernd auf den Luft- oder Gasstrom, so daß bereits hierdurch ein Teil kinetischer Energie des Fördermittels in kinetische Energie des Fördergutes umgesetzt wird. In dem sich anschließenden Einschnürungsabschnitt c des Verlängerungsstückes 2 wird alsdann der Druck unter Geschwindigkeitsabfall aus dem tSberschallgebiet nach der Schallgeschwindigkeit hin gesteigert, wobei die Geschwindigkeit im engsten Querschnitt-7 wiederum die Schallgeschwindigkeit erreicht. In dem sich anschließenden Erweiterungsteil d des Verlängerungsstückes 2 muß daraufhin gesetzmäßig die Geschwindigkeit weiter in das Unterschallgebiet abfallen, während der Druck bis auf den gewünschten Förderleitungsanfangsdruck ansteigt. Mit diesem Druck, der natürlich kleiner als der Anfangsdruck ist, werden dann. Luft und Gut in der Förderleitung 3 weitertransportiert. Die Kurve K zeigt den rein theoretischen Druckverlauf ohne Gut einzubringen, während durch den Kurventeil K, die Druckänderung infolge Eintritt des Gutes mit berücksichtigt ist. Die in der graphischen Darstellung gezeigten Kurven sind selbstverständlich nur grundsätzliche und unterliegen den je nach Art der Abmessungen und Betriebsverhältnisse bedingten Schwankungen. The mode of action is as follows: In the Laval nozzle I is air or a gas is introduced at a pressure compared to the external pressure or the The pressure of the reservoir is above the critical pressure ratio, with the entry speed of the fluid is less than the speed of sound. In the narrowing Nozzle section a consequently decreases the pressure and the speed increases until this reaches the speed of sound in the narrowest cross-section 5, beyond which it cannot increase there. In the widening section b there is thus a Expansion takes place, with the flow velocity entering the supersonic area increases, while the pressure continues to decrease and at the openings 4 its lowest Reached the point where the good can now enter under atmospheric pressure can. The incoming conveyed material has a retarding effect on the air or gas flow, so that part of the kinetic energy of the conveyor is converted into kinetic Energy of the conveyed material is implemented. In the adjoining constriction section c of the extension piece 2 is then the pressure with a decrease in speed increased from the supersonic area towards the speed of sound, whereby the Speed in the narrowest cross-section - 7 in turn reaches the speed of sound. In the subsequent extension part d of the extension piece 2 must then lawfully the speed continues into that Subsonic area decrease while the pressure rises to the desired initial delivery line pressure. With this pressure, which is of course smaller than the initial pressure, then. air and goods are transported further in the conveying line 3. The curve K shows the purely theoretical Pressure curve without introducing good, while the pressure change through the curve part K is taken into account due to the occurrence of the goods. The one in the graph The curves shown are of course only basic and are subject to the depending on the type of dimensions and operating conditions caused fluctuations.

In Fig. 2 ist die Kombination einer Lavaldüse 10 mit anschließendem Verlängerungsstück 11 gezeigt das lediglich ein Diffusor ist. Diese Verbundanordnung ist dann angezeigt, wenn das am Innendrucktiefstpunkt durch die Öffnungen 14 eintretende Gut an sich bereits einen Geschwindigkeitsabfall auf Schallgeschwindigkeit und zusätzlich durch Ouerschnittsänderung eine Umsetzung von kinetischer Energie in Druckenergie bewirkt zu deren Weitersteigerung eine Querschnittseinengung nicht mehr erforderlich ist. Der Druckverlauf in den Abschnitten f, g und 1> ist dann bei Belastung ähnlich demjenigen von Fig. I, wie dies grundsätzlich durch die Kurve k2 in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 is the combination of a Laval nozzle 10 with a subsequent Extension piece 11 is shown that is only a diffuser. This composite arrangement is indicated when that which enters through the openings 14 at the lowest point of the internal pressure Good in itself already a drop in speed to the speed of sound and additionally by changing the cross-section, a conversion of kinetic energy into pressure energy causes a cross-section narrowing no longer necessary to increase it further is. The pressure curve in sections f, g and 1> is then similar under load that of FIG. 1, as shown in principle by the curve k2 in FIG is.

In Fig. 3 ist eine Parallelschaltung von zwei verfahrensgemäß aufgebauten Verbundanordnungen I und II auf eine gemeinsame TransportleitungIII gezeigt. Die Druckverteilungskurve ist K. Diese Anordnung kommt bei Förderleitungen in Frage, bei denen relativ zur Förderluftmenge viel Material transportiert wird. Der Vorteil besteht auch hier darin, daß die zu fördernde Gesamtgutmenge in einfachster Weise günstig eingebracht werden kann. In Fig. 3 is a parallel connection of two constructed according to the method Composite arrangements I and II shown on a common transport line III. the The pressure distribution curve is K. This arrangement can be used for delivery lines, in which a lot of material is transported relative to the amount of conveying air. The advantage also consists here in the fact that the total amount of goods to be conveyed is in the simplest possible way can be introduced inexpensively.

In Fig. 4 ist eine weitere Abänderungsform der Erfindung gezeigt, bei der die senkrecht stehende Anordnung einer Lavaldüse 110 und eines Verlängerungsstückes III, das seinerseits beispielsweise wieder eine Düse-Diffusorkombination ist, mit einem an sich bekannten pneumatischen Auflockerungssystem kombiniert ist. Das in dem etwa unter Atmosphärendruck stehenden Behälter 24 über die porösen Platten od. dgl. II2 aufgelockerte Gut tritt unter grundsätzlich gleichen Bedingungen, wie sie im vorausgehenden beschrieben sind, an der günstigsten Oerschnittsstelle dieser Verbundanordnung durch die Öffnungen 114 in die Förderleitung ein, wobei die Förder- und Auflockerungsluft von einer gemeinsamen Druckleitung 115 aus über die Abzweigleitungen 1 I6 und II7 sowohl dem Düsenkopf 118 als auch der Druckkammer 119 des Auflockerungssystems zugeführt wird. An das Verlängerungsstück 111 ist dann wieder die Transportleitung I20 angeschlossen. In Fig. 4, a further modification of the invention is shown, in which the vertical arrangement of a Laval nozzle 110 and an extension piece III, which in turn is, for example, a nozzle-diffuser combination again, with is combined with a known pneumatic loosening system. This in the approximately under atmospheric pressure container 24 od over the porous plates. Like. II2 loosened good occurs under basically the same conditions as them are described above, at the cheapest interface of this Composite arrangement through the openings 114 into the conveying line, the conveying and loosening air from a common pressure line 115 via the branch lines 1 I6 and II7 both the nozzle head 118 and the pressure chamber 119 of the loosening system is fed. The transport line is then again attached to the extension piece 111 I20 connected.

Es kann eine weitere Variante beispielsweise darin bestehen, daß staub- oder pulverförmiges Gut nach den Verfahrensbedingungen gemäß der Erfindung in einen unter Arbeitsdruck stehenden Luft- oder Gasstrom eingebracht wird zu dem Zweck, zwischen dem eingebrachten Gut und dem Strömungsmittel einen Wärmeaustausch oder eine chemische Reaktion zu erzielen, während gleichzeitig das Gut zusammen mit dem Fördermittel auf einem beliebigen Wege weitertransportiert wird. There can be a further variant, for example, that dusty or powdery material according to the process conditions according to the invention is introduced into an air or gas stream under working pressure to the Purpose of a heat exchange between the introduced material and the fluid or to achieve a chemical reaction while simultaneously putting the good together is transported further with the funding on any route.

PATENTANSPRÜCEXE I. Verfahren zum Einbringen von Gut in pneumatische Förderleitungen od. dgl., bei denen derAnfangsdruck gegenüber dem äußeren oder Vorratsbehälterdruck über dem kritischen Druckverhältnis liegt, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Förderleitung eine Verbundeinrichtung angeordnet ist, die aus einer an sich bekannten Lavaldüse mit anschließendem als Düse-Diffusorkombination oder auch nur als Diffusor ausgebildetem Verlängerungsstück besteht und mittels deren das zugeführte Strömungsmittel zuerst einen Druckabfall erfährt, derart, daß an der günstigsten Querschnittsstelle der Verbundeinrichtung Fördergut mit einem Differenzdruck zwischen Atmosphäre und erzeugtem Unterdruck eintreten kann, worauf anschließend der Druck unter Mitnahme des Fördergutes in Strömungsrichtung derart wieder ansteigt, daß am Anfang der Förderleitung der gewünschte Förderdruck zur Verfügung steht. PATENT CLAIMS I. Method for introducing material into pneumatic Delivery lines or the like, in which the initial pressure compared to the external or reservoir pressure is above the critical pressure ratio, characterized in that at the beginning the conveying line a composite device is arranged, which consists of a per se known Laval nozzle followed by a nozzle-diffuser combination or just formed as a diffuser extension piece and by means of which the supplied Fluid first experiences a pressure drop such that at the most favorable Cross-section of the composite device conveyed with a differential pressure between Atmosphere and generated negative pressure can enter, whereupon the pressure while taking the material to be conveyed in the direction of flow increases again in such a way that The desired delivery pressure is available at the beginning of the delivery line.

Claims

2. The method according to claim I, characterized in that the promotion takes place in several parallel composite arrangements.

3. The method according to claims I and 2, characterized in that that the promotion in series-connected individual elements of the composite device takes place, which are arranged such that in the flow direction to the extension portion of one element is connected to the constriction section of the other element.

4. Process according to Claims I to 3, characterized in that that the flow in each case the constriction portion of the individual elements within a composite arrangement enforced first.

5. The method according to claims I to 4, characterized in that that the conveyance of the goods in the constriction cross-sections with the speed of sound he follows.

6. The method according to claims I to 5, characterized in that that the flow entry into the Laval nozzle of the composite arrangement in each case with one Speed takes place, which is smaller than the speed of sound.

7. The method according to claims I to 6, characterized in that that the introduction of the goods in vertical composite arrangements by means of known pneumatic loosening takes place.

8. The method according to claims I to 7, characterized in that that the promotion takes place via a diffuser as an extension piece.

9. Device for performing the method according to the claims I to 8, thereby characterized in that in a pneumatic conveying line preferably at the beginning one or more elements known per se, z. B. a Laval nozzle with a subsequent extension piece existing composite arrangements, where the extension piece is also a nozzle-diffuser combination or only a diffuser can be installed in such a way that it extends in the direction of flow to the extension section of the first individual element of this composite arrangement in each case the narrowing section of the second element is connected, with the lowest internal pressure having cross-sectional point of each composite arrangement openings are cut out through which the conveyed goods can enter: OK. Device according to Claim 9, characterized in that the ratio of the narrowest and widest Cross-sections of each composite arrangement and the spacing ratio of these closest and widest cross sections is dimensioned such that at the outlet end of the composite arrangement the desired delivery pressure is achieved in each case.

II. Device according to claims g and IO, characterized in that that the widest cross-section of the diffuser-like extension piece is dimensioned in such a way is that the desired delivery pressure is achieved in each case.

I2. Device for performing the method according to claim 7, characterized in that at the bottom of the vertically standing composite arrangement (mio, I I I) surrounding hardener (A) porous media (II2), which is known per se Way are penetrated by compressed air, so next below. of nozzle openings (114) are arranged so that the material made flowing in this way is preferably under Dead weight can enter these openings.

Attached publications: German patent specifications No. 488 432, 627 44.1, 422527, 736829, 48954I; British Patent No. 627 866.