NL1006060C2

NL1006060C2 - Pneumatic conveying system, especially intended for the pneumatic emptying of bulk tanks filled with particulate material.

Info

Publication number: NL1006060C2
Application number: NL1006060A
Authority: NL
Inventors: Jan Dirk Aart Vermeulen; Edwin Frederikus Kamphues
Original assignee: Turblow B V
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-11-17
Also published as: AU7554998A; WO1998051915A1

Description

Titel: Pneumatisch transportsysteem, in het bijzonder bestemd voor het pneumatisch legen van met deeltjesmateriaal gevulde bulktanks.Title: Pneumatic conveying system, in particular intended for the pneumatic emptying of bulk tanks filled with particulate material.

De uitvinding heeft betrekking op een pneumatisch transportsysteem in 5 het bijzonder bestemd voor het pneumatisch legen van met deeltjesmateriaal gevulde bulktanks.The invention relates to a pneumatic conveying system, in particular intended for the pneumatic emptying of bulk tanks filled with particulate material.

Voor het op druk brengen van lucht of andere gassen wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van een door een zuigermotor aangedreven compressor. 10 In de regel wordt daarvoor een dieselmotor gebruikt. Een eerste bezwaar van een dergelijk systeem is dat de dieselmotor in deze toepassing zowel wat betreft de emissies als het verbruik een ongunstig gedrag vertoont. In de tweede plaats is een dergelijke eenheid relatief duur en zwaar.For pressurizing air or other gases, a compressor driven by a piston engine is usually used. 10 As a rule, a diesel engine is used for this. A first drawback of such a system is that the diesel engine in this application shows an unfavorable behavior both in terms of emissions and consumption. Secondly, such a unit is relatively expensive and heavy.

1515

De uitvinding beoogt deze bezwaren te vermijden en een pneumatisch transportsysteem te verschaffen dat aanmerkelijk goedkoper en lichter is dan een door een zuigermotor aangedreven compressor.The object of the invention is to avoid these drawbacks and to provide a pneumatic conveying system which is considerably cheaper and lighter than a compressor driven by a piston engine.

20 Volgens de uitvinding omvat het pneumatische transportsysteem: een eerste turbovulgroep bestaande uit een eerste turbine en een eerste compressor waarvan de schoepenwielen op een eerste gemeenschappelijke as zijn aangebracht, 25 - een verbrandingskamer met brandstoftoevoermiddelen, op de afvoer van de genoemde eerste compressor aangesloten luchttoevoermiddelen en een op de inlaat van de genoemde eerste turbine aangesloten afvoer voor verbrandingsgassen, een tweede turbovulgroep bestaande uit een tweede turbine en een 30 tweede compressor waarvan de schoepenwielen op een tweede gemeenschappelijke as zijn aangebracht, een verbindingsleiding tussen de afvoer van de verbrandingskamer en de inlaat van de tweede turbine en aansluitmiddelen om de uitlaat van de tweede compressor op een 35 pneumatische transportleiding aan te sluiten.According to the invention the pneumatic conveying system comprises: a first turbo filling group consisting of a first turbine and a first compressor, the impeller wheels of which are arranged on a first common shaft, - a combustion chamber with fuel supply means, air supply means connected to the discharge of said first compressor and a combustion gas discharge connected to the inlet of said first turbine, a second turbo fill group consisting of a second turbine and a second compressor, the impellers of which are mounted on a second common shaft, a connecting line between the discharge of the combustion chamber and the inlet of the second turbine and connection means for connecting the outlet of the second compressor to a pneumatic transport line.

De twee genoemde drukvulgroepen zijn goedkoop in de handel verkrijgbaar en behoeven slechts op de beschreven wijze op elkaar, op 1006060 2 een verbrandingskamer, en op een pneumatische leiding te worden aangesloten. Het systeem kan dezelfde capaciteit aan persgas leveren als een gebruikelijke persgasgenerator die vele malen zwaarder en duurder is.The two pressure filling groups mentioned are inexpensively available on the market and need only be connected to each other in the manner described, on 1006060 2 a combustion chamber, and on a pneumatic line. The system can deliver the same compressed gas capacity as a conventional compressed gas generator that is many times heavier and more expensive.

55

Het bovenbeschreven pneumatisch transportsysteem kan geheel onafhankelijk van een aandrijfmotor, bijvoorbeeld die van een motorvoertuig, functioneren.The pneumatic conveying system described above can function completely independently of a drive motor, for example that of a motor vehicle.

10 Het pneumatische transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding wordt nog verbeterd wanneer in de uitlaat van de tweede turbine een regelklep geplaatst is. Het voordeel hiervan is dat de verdeling van de afvoergassen uit de verbrandingskamer, niet in het thermisch zeer ongunstige gedeelte direct achter de verbrandingskamer plaatsvindt, 15 maar op de thermisch veel geschiktere plaats achter de tweede turbine.The pneumatic conveying system according to the present invention is further improved when a control valve is placed in the outlet of the second turbine. The advantage of this is that the distribution of the exhaust gases from the combustion chamber does not take place in the thermally unfavorable part directly behind the combustion chamber, but in the thermally much more suitable place behind the second turbine.

Het pneumatisch transportsysteem moet aan een regeling worden onderworpen. Een regeling op basis van constante druk van het geleverde persgas zou, in geval van een kleine verstopping (dat wil 20 zeggen oplopende druk) tot een kleinere volumestroom leiden en dus tot een toenemende verstopping. Ook een regeling op basis van constant toerental leidt tot een vergrote kans op verstopping.The pneumatic conveying system must be subject to regulation. A control based on constant pressure of the delivered pressurized gas, in case of a small blockage (ie increasing pressure) would lead to a smaller volume flow and thus to an increasing blockage. Control based on constant speed also increases the chance of blockage.

Het verdient daarom de voorkeur dat aan het systeem regelmiddelen zijn 25 toegevoegd die er aan de hand van een aantal metingen voor zorgen dat een in hoofdzaak constante volumestroom aan de uitgang van de tweede compressor wordt afgegeven.It is therefore preferable that control means are added to the system, which ensure, by means of a number of measurements, that a substantially constant volume flow is delivered at the output of the second compressor.

De werking van het pneumatische transportsysteem volgens de 30 onderhavige uitvinding zal nu aan de hand van een drietal figuren worden beschreven waarin:The operation of the pneumatic conveying system according to the present invention will now be described with reference to three figures in which:

Figuur 1 een schematische voorstelling is volgens de onderhavige uitvinding.Figure 1 is a schematic representation of the present invention.

3535

Figuur 2 een bovenaanzicht is van een mogelijke uitvoering van het pneumatische transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding.Figure 2 is a top view of a possible embodiment of the pneumatic conveying system according to the present invention.

1°06060 31 ° 06 060 3

Figuur 3 een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht is van het transport systeem volgens figuur 2.Figure 3 is a partly cut-away side view of the transport system according to Figure 2.

De belangrijkste onderdelen van het transportsysteem zijn weergegeven 5 in figuur 1. Het systeem omvat een eerste drukvulgroep 1, een tweede drukvulgroep 2 en een verbrandingskamer 3·The main parts of the transport system are shown in figure 1. The system comprises a first pressure filling group 1, a second pressure filling group 2 and a combustion chamber 3 ·

De eerste drukvulgroep 1 bestaat uit een eerste turbine 4 en een eerste compressor 5· De schoepenwielen van deze turbine en compressor 10 zijn op dezelfde as 6 aangebracht.The first pressure filling group 1 consists of a first turbine 4 and a first compressor 5. The impeller wheels of this turbine and compressor 10 are arranged on the same shaft 6.

De tweede drukvulgroep 2 bestaat uit een tweede turbine 7 en een tweede compressor 8. Ook van deze turbine en compressor zijn de schoepenwielen op dezelfde as 9 aangebracht.The second pressure filling group 2 consists of a second turbine 7 and a second compressor 8. The impellers of this turbine and compressor are also mounted on the same shaft 9.

1515

De uitlaat van de verbrandingskamer 3 is via de leiding 14 aangesloten op de inlaat van de eerste turbine 4 en de uitlaat van de eerste compressor 5 is via een leiding 10 op de verbrandingskamer 3 aangesloten. Hierdoor kan een grote volumestroom aan perslucht naar de 20 verbrandingskamer worden toegevoerd. Brandstof, bijvoorbeeld benzine of dieselolie, kan via de leiding 11 in de verbrandingskamer 3 worden toegevoerd. Eventueel kan een bougie 12 voor de ontsteking van het brandstof/luchtmengsel zorgen.The outlet of the combustion chamber 3 is connected via the line 14 to the inlet of the first turbine 4 and the outlet of the first compressor 5 is connected via a line 10 to the combustion chamber 3. As a result, a large volume flow of compressed air can be supplied to the combustion chamber. Fuel, for example gasoline or diesel oil, can be fed into the combustion chamber 3 via the line 11. Optionally, a spark plug 12 can ignite the fuel / air mixture.

25 Essentieel voor de werking van het transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding is, dat de uitlaat van de verbrandingskamer 3 via een leiding 13 ook is aangesloten op de inlaat van de tweede turbine 7· 30 Wanneer het transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding wordt opgestart, wordt om te beginnen de eerste drukvulgroep 1 op toeren gebracht. Dat betekent dat alle verbrandingsgassen van de verbrandingskamer 3 via de leiding 14 aan de eerste turbine 4 worden toegevoerd. Hierdoor wordt een overeenkomstig grote volumestroom aan 35 perslucht door de compressor 5 aan de verbrandingskamer 3 toegevoerd. Gedurende deze opstartfase is de leiding 13 niet afgesloten. De druk die wordt opgebouwd in de leiding 14, is daardoor ook aanwezig in de leiding 13· In de leiding 13 vindt in de opstartfase nog geen 1006060 4 gastransport plaats, omdat achter de tweede turbine 7. de uitlaat daarvan geblokkeerd wordt door een klep 15·It is essential for the operation of the transport system according to the present invention that the outlet of the combustion chamber 3 is also connected via a pipe 13 to the inlet of the second turbine 7.30 When the transport system according to the present invention is started up, starting the first pressure filling group 1 up to speed. This means that all combustion gases from the combustion chamber 3 are supplied via line 14 to the first turbine 4. As a result, a correspondingly large volume flow of compressed air is supplied by the compressor 5 to the combustion chamber 3. During this start-up phase, line 13 is not closed. The pressure that is built up in the line 14 is therefore also present in the line 13 · In the start-up phase no 1006060 4 gas transport takes place yet, because behind the second turbine 7. its outlet is blocked by a valve 15 ·

Wanneer in de leiding 13 een bepaalde druk wordt overschreden, gaat de 5 klep 15 open en vanaf dat moment verdelen de verbrandingsgassen uit de verbrandingskamer zich via de leidingen 13 en 14 over de eerste turbine ^ en de tweede turbine 7· Het grote voordeel van de plaatsing van de klep 15 achter de tweede turbine is, dat de hete gasstroom niet direct na de verbrandingskamer hoeft te worden gesplitst. Daardoor is 10 er dus geen instelbare splitsing in dit zeer hete gedeelte van het proces, maar vindt de splitsing plaats door een uit thermische oogpunt gezien veel gunstiger gesitueerde klep.When a certain pressure is exceeded in the pipe 13, the valve 15 opens and from that moment on the combustion gases from the combustion chamber are distributed via the pipes 13 and 14 to the first turbine and the second turbine. placement of the valve 15 behind the second turbine is that the hot gas flow does not have to be split immediately after the combustion chamber. Therefore, there is no adjustable splicing in this very hot part of the process, but the splicing takes place through a valve which is much more favorable from a thermal point of view.

De afvoer van de tweede compressor 8, die verbonden is met dezelfde as 15 9 als de tweede turbine 7, levert via leiding 16 de perslucht, bijvoorbeeld om met deeltjesmateriaal (poeder) gevulde bulktanks te legen.The discharge of the second compressor 8, which is connected to the same shaft 15 as the second turbine 7, supplies the compressed air via line 16, for example to empty bulk tanks filled with particulate material (powder).

Aan de getoonde inrichting zal een niet weergegeven regelsysteem zijn 20 toegevoegd dat voor een in hoofdzaak constante volumestroom door de persgasleiding 16 zorgt.A control system (not shown) will be added to the device shown, which ensures a substantially constant volume flow through the pressure gas pipe 16.

In figuur 2 wordt een mogelijke uitvoeringsvorm getoond van het pneumatische transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding. In 25 figuur 2 is duidelijk te zien hoe de brandstof, bijvoorbeeld benzine of dieselolie, via de leiding 11 in de verbrandingskamer 3 kan worden toegevoerd. Uit de figuur blijkt ook dat het transportsysteem volgens de onderhavige uitvinding relatief compact is op te bouwen.Figure 2 shows a possible embodiment of the pneumatic conveying system according to the present invention. Figure 2 clearly shows how the fuel, for instance petrol or diesel oil, can be supplied via the pipe 11 into the combustion chamber 3. The figure also shows that the transport system according to the present invention can be built up relatively compactly.

30 In figuur 3 is een gedeeltelijk opengewerkt zijaanzicht weergegeven, van de inrichting volgens figuur 2. In figuur 3 is te zien dat de afvoer van de verbrandingskamer 3 via de leidingen 13 en 14 met zowel de eerste turbine 4, als met de tweede turbine 7 verbonden is.Figure 3 shows a partly cut-away side view of the device according to figure 2. Figure 3 shows that the discharge of the combustion chamber 3 via the pipes 13 and 14 with both the first turbine 4 and with the second turbine 7 is connected.

Bovendien is in de figuur te zien, dat de brandstof via de leiding 11 35 bij voorkeur in een vein gaten voorziene trommel 30 kan worden ingébracht. Door de gaten in de wand van de trommel 30 is een goede menging mogelijk van de brandstof en de perslucht die via de leiding 10 in de verbrandingskamer 3 wordt ingébracht.Moreover, it can be seen in the figure that the fuel can preferably be introduced via a line 30 into a drum 30 provided with holes. The holes in the wall of the drum 30 allow a good mixing of the fuel and the compressed air which is introduced via the pipe 10 into the combustion chamber 3.

1006060 51006060 5

Een belangrijk pluspunt van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding is, dat de inrichting zoveel mogelijk is opgebouwd uit bestaande componenten van dieselmotor drukvulgroepen. De twee drukvulgroepen 1 en 2 kunnen zijn als afzonderlijke, relatief goedkope 5 en lichte eenheden worden aangeschaft.An important advantage of the device according to the present invention is that the device is built up as much as possible from existing components of diesel engine pressure filling groups. The two pressure filler groups 1 and 2 can be purchased as separate, relatively inexpensive and lightweight units.

Het getoonde systeem is niet beperkt tot het comprimeren van lucht doch kan ook voor het comprimeren van andere gassen, zoals stikstof worden gebruikt.The system shown is not limited to compressing air, but can also be used to compress other gases, such as nitrogen.

10 100606010 1006060

Claims

Pneumatic conveying system, in particular intended for the pneumatic emptying of bulk tanks filled with particulate material, comprising: a first turbo filling group (1) consisting of a first turbine (^) and a first compressor (5) whose blade wheels are mounted on a first common shaft (6), a combustion chamber (3) with fuel supply means (11), air supply means (10) connected to the discharge of said first compressor (5) and a discharge connected to the inlet of said first turbine (^) for combustion gases, a second turbo fill group (2) consisting of a second turbine (7) and a second compressor (8), the impellers of which are mounted on a second common shaft (9), a connecting pipe (13) between the discharge of the combustion chamber (3) and the inlet of the second turbine (7) and connection means for connecting the outlet of the second compressor to a pneumatic transport line (16). 20

Pneumatic conveying system according to claim 1, characterized in that a control valve (15) is placed in the outlet of the second turbine (7). 25

Pneumatic conveying system according to claim 1, characterized in that control means are added to the system, which, based on a number of measurements, ensure that a substantially constant volume flow (meters 3 / minute) at the outlet of the second compressor (8 ) is issued. 30 1006060