WO2023147927A1 - Zellenradschleuse - Google Patents

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WO2023147927A1
WO2023147927A1 PCT/EP2022/086840 EP2022086840W WO2023147927A1 WO 2023147927 A1 WO2023147927 A1 WO 2023147927A1 EP 2022086840 W EP2022086840 W EP 2022086840W WO 2023147927 A1 WO2023147927 A1 WO 2023147927A1
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air
conveying
cellular wheel
line
wheel sluice
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PCT/EP2022/086840
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Inventor
Luigi Di Matteo
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Di Matteo Förderanlagen GmbH & Co. KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34—Details
    • B65G53/40—Feeding or discharging devices
    • B65G53/46—Gates or sluices, e.g. rotary wheels
    • B65G53/4608—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material
    • B65G53/4625—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material with axis of turning perpendicular to flow
    • B65G53/4633—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material with axis of turning perpendicular to flow the element having pockets, rotated from charging position to discharging position, i.e. discrete flow

Definitions

  • the present invention relates to a cellular wheel sluice for conveying bulk goods in a pneumatic conveying system with a cellular wheel that can be rotated in a housing drum and has a plurality of chambers formed by cellular wheel webs, an air line via which conveying air can be introduced into at least one of the chambers essentially axially by a blower, and on which opposite side a conveying pipeline is arranged through which the bulk material can be conveyed with the conveying air.
  • DE 10 2004 001 965 B4 discloses a cellular wheel sluice for conveying secondary fuels, in which the conveying air is blown into dosing chambers between cellular wheel webs, with a reduction in the injection cross section being provided in the area of the injection opening in order to increase the speed of the air.
  • a high-speed air flow is required, but also a large volume flow.
  • the reduction of the cross section at the injection port is therefore disadvantageous.
  • DE 200 06 80 U1 discloses a cellular wheel sluice in which a blower attached to the front conveys the bulk material out of a chamber of the cellular wheel.
  • the cross-section of the chamber corresponds to the maximum pipe cross-section.
  • the disadvantage of this cellular wheel sluice is that the conveying capacity cannot be easily adjusted.
  • a similar star feeder is also disclosed in DE 101 17 187 C1, in which case the outlet side is larger than the inlet side. This results in high flow velocities within the rotary valve, which increases wear on the rotary valve components.
  • the wear on the rotary valve should be kept low.
  • a cellular wheel sluice having the features of claim 1.
  • bulk materials are conveyed into a pneumatic conveying system, whereby conveying air can be introduced essentially axially into at least one chamber by means of a blower via an air line, and on the opposite side the bulk material can be conveyed with the conveying air as a conveying flow via a conveying pipeline, with at least one additional line is provided, by means of the conveying air to the flow of bulk materials and conveying air can be fed.
  • the additional line can be driven by the same fan as the conveying pipeline or by a separate fan.
  • the volume flow of air on an input side of the housing drum of the rotary feeder can be made more flexible in at least one chamber of the rotary feeder for effective discharge.
  • the conveying air of the air line is divided into the chamber and the additional line, and the additional line can be introduced into the conveying flow of bulk materials and conveying air.
  • a part of the conveying air is then divided in front of the star feeder and then returned to the volume flow of conveying air and bulk material via the additional line at another point of the star feeder.
  • the volume flow in the additional line is preferably between 5 and 50%, in particular 10% to 30%, of the volume flow of the conveying air flow blown into the chamber of the star feeder.
  • the volume flow in the additional line can preferably be adjusted via a valve.
  • the valve can comprise a nozzle whose cross section can be changed, for example via a lever which brings about a mechanical adjustment of the cross section.
  • the cross section can also be changed via a drive, so that automatic control can be carried out.
  • the volume flow in the additional line can be flexibly adjusted by changing the cross-section, depending on how much air is required on the input side of the rotary valve.
  • a connection at the end of the additional line is preferably aligned at an angle of between 0° and 80° to the axis of the conveying line.
  • the additional line can be arranged at the connection at an angle to the radial direction of the conveying line in order to already introduce the air in the direction of the conveying flow.
  • the connection of the additional line can be arranged in relation to an axial extension of the housing drum in a range of between 0.3 and 4 in relation to the input side of the housing drum. In the range 0.3 to 1, the connection is therefore in the area of the housing drum, i.e. still on the at least one chamber on the cell wheel, which is emptied by the air flow.
  • connection for the additional line is located behind the housing drum, whereby the distance from the outlet side of the chamber can vary.
  • a number of additional lines can also be provided in different positions in order to return air to a number of positions.
  • At least one connection for the additional line is preferably arranged behind the housing drum.
  • a cone is fixed to a wall on the housing drum and forms a section of the conveying line.
  • the cone narrows the cross-section in the conveying direction and thus increases the flow rate.
  • An intermediate piece can preferably be arranged behind the cone, in which the feed line is converted from a rectangular cross section into a circular cross section on the outlet side, so that a circular feed line can then be connected to the intermediate piece.
  • the additional line is aligned at an angle of between 5° and 75° to the axis of the air line in order to introduce air from the air line into the additional line.
  • Figure 1 is a perspective view of a rotary valve according to the invention.
  • Figure 2 is a sectional view through the rotary valve of Figure 2.
  • a cellular wheel sluice 1 includes a housing drum 2, in which a cellular wheel
  • housing drum 2 On the top of the housing drum 2 there is an inlet channel 4 through which the bulk material enters the housing drum 2 can be introduced, for example polydisperse secondary fuels or other bulk materials.
  • the cellular wheel 3 comprises a multiplicity of cellular wheel webs which are essentially radial and which form a chamber between them in which bulk material can be conveyed.
  • the cell wheel can be designed, for example, as disclosed in DE 10 2019 100 198 A1.
  • An air line 14 is provided on an axial inlet side of the housing drum 2 and blows air into at least one chamber of the bucket wheel 3 via a connection 13 .
  • the air mixed with the bulk material is blown into a cone 5 on an axial wall 20 of the bucket wheel, which is adjoined by a transition piece 6 which can have a rectangular cross section on the inlet side and a circular cross section on the outlet side.
  • the transition piece e is connected via a connection 7 to a conveying pipeline 8 with a circular cross-section.
  • An additional line 10 is connected to the cone 5, by means of which conveying air can be introduced from the air line 14.
  • the additional line 10 comprises an air duct 11 made of a flexible material, such as a hose, or of a dimensionally stable material, such as a metal or plastic tube.
  • a valve 9 is provided on the additional line 10, which valve comprises a nozzle whose cross section can be changed.
  • a lever 16 is provided for adjusting the cross section of the nozzle, by means of which the cross section of the nozzle can be adjusted manually in order to change the volume flow.
  • a motor drive can also be provided for adjusting the nozzle.
  • the valve 9 can also be shut off completely.
  • the additional line 10 comprises an air line made of flexible material or of a dimensionally stable material such as plastic or metal.
  • the additional line 10 is connected to the connection 13 of the air line 14 via an opening 12 in order to divide the air flow and remove air in front of the housing drum 2 .
  • the air from the port 13 first flows through an opening in the wall 22 on the housing drum 2, optionally also through a nozzle 18 with a reduced cross-section in order to increase the flow rate.
  • the air thus accelerated is mixed with the bulk material in a chamber 15 of the star feeder 1 in order to form a conveying flow which is emptied from the chamber 15 and introduced into the cone 5 .
  • the mixture of bulk material and conveying air is then conducted from the cone 5 via the transition piece 6 into the conveying pipeline 8 .
  • the housing drum 2 On the output side of the housing drum 2 there is an axial wall 20 on which a bearing 21 for an axis 23 of the rotatable cell wheel 3 is provided.
  • the chamber 15 for emptying the cellular wheel 3 is located on the underside of the cellular wheel sluice 1 .

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Eine Zellenradschleuse (1) zum Fördern von Schüttgütern in einer pneumatischen Förderanlage umfasst ein in einer Gehäusetrommel (2) drehbares Zellenrad (3) mit mehreren durch Zellenradstege gebildeten Kammern, eine Luftleitung (14), über die durch ein Gebläse im Wesentlichen axial Förderluft in mindestens eine der Kammern einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine Förderrohrleitung (8) angeordnet ist, durch die das Schüttgut mit der Förderluft förderbar ist, wobei mindestens eine Zusatzleitung (10) vorgesehen ist, mittels der Förderluft von der Luftleitung (14) zu dem Förderstrom aus Schüttgütern und Förderluft rückführbar ist. Dadurch kann eine Entleerung der Kammer (15) der Zellenradschleuse (1) effektiv erfolgen.

Description

Zellenradschleuse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse zum Fördern von Schüttgütern in einer pneumatischen Förderanlage mit einem in einer Gehäusetrommel drehbaren Zellenrad mit mehreren durch Zellenradstege gebildeten Kammern, einer Luftleitung, über die durch ein Gebläse im Wesentlichen axial Förderluft in mindestens eine der Kammern einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine Förderrohrleitung angeordnet ist, durch die das Schüttgut mit der Förderluft förderbar ist.
Die DE 10 2004 001 965 B4 offenbart eine Zellenradschleuse zum Fördern von Sekundärbrennstoffen, bei der die Förderluft in Dosierkammern zwischen Zellenradstegen eingeblasen wird, wobei im Bereich der Einblasöffnung eine Verringerung des Einblasquerschnittes vorgesehen ist, um die Geschwindigkeit der Luft zu erhöhen. Für eine effektive Entladung der Zellenradschleuse wird jedoch nicht nur ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit, sondern auch ein großer Volumenstrom benötigt. Die Verringerung des Querschnittes an der Einblasöffnung ist daher nachteilig.
In der DE 200 06 80 U1 ist eine Zellenradschleuse offenbart, bei der ein an der Stirnseite angebrachtes Gebläse das Schüttgut aus einer Kammer des Zellenrades fördert. Der Querschnitt der Kammer entspricht dem maximalen Rohrquerschnitt. Bei dieser Zellenradschleuse besteht der Nachteil, dass die Förderleistung schlecht angepasst werden kann. Eine ähnliche Zellenradschleuse offenbart auch die DE 101 17 187 C1 , wobei hier die Auslaufseite größer ausgeführt ist als die Einlaufseite. Daher kommt es zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Zellenradschleuse, was den Verschleiß an den Bauteilen der Zellenradschleuse erhöht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zellenradschleuse zu schaffen, die einen Entladevorgang an der Zellenradschleuse in eine pneumatische Förderanlage effektiv durchführen kann und flexibel an unterschiedliche Fördermengen anpassbar ist. Zudem soll der Verschleiß an der Zellenradschleuse gering gehalten werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Zellenradschleuse mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bei der Zellenradschleuse werden Schüttgüter in eine pneumatische Förderanlage gefördert, wobei über eine Luftleitung durch ein Gebläse Förderluft im Wesentlichen axial in mindestens eine Kammer einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite über eine Förderrohrleitung das Schüttgut mit der Förderluft als Förderstrom förderbar ist, wobei mindestens eine Zusatzleitung vorgesehen ist, mittels der Förderluft zu dem Förderstrom aus Schüttgütern und Förderluft zuführbar ist. Dadurch kann der Förderstrom optimiert geführt werden. Die Zusatzleitung kann dabei über das gleiche Gebläse angetrieben sein wie die Förderrohrleitung oder über ein separates Gebläse. Dadurch kann der Volumenstrom an einer Eingangsseite der Gehäusetrommel der Zellenradschleuse an Luft in mindestens eine Kammer der Zellenradschleuse flexibler gestaltet werden für eine effektive Endladung.
Vorzugsweise ist eine Aufteilung der Förderluft der Luftleitung in die Kammer und in die Zusatzleitung vorgesehen und die Zusatzleitung ist in den Förderstrom aus Schüttgütern und Förderluft einleitbar. Ein Teil der Förderluft wird dann vor dem Zellenrad aufgeteilt und dann über die Zusatzleitung an einer anderen Stelle des Zellenradschleuse wieder dem Volumenstrom aus Förderluft und Schüttgut zugeführt. Dadurch lässt sich die Zellenradschleuse flexibler betreiben im Hinblick auf den Volumenstrom und dessen Vermischung mit dem Schüttgut.
Vorzugsweise beträgt der Volumenstrom in der Zusatzleitung zwischen 5 bis 50 %, insbesondere 10 % bis 30 %, des Volumenstroms des in die Kammer der Zellenradschleuse eingeblasenen Förderluftstromes.
Vorzugsweise ist der Volumenstrom in der Zusatzleitung über ein Ventil einstellbar. Dabei kann das Ventil eine Düse umfassen, deren Querschnitt veränderbar ist, beispielsweise über einen Hebel, der eine mechanische Verstellung des Querschnittes bewirkt. Alternativ oder zusätzlich kann der Querschnitt auch über einen Antrieb verändert werden, so dass eine automatische Steuerung durchführbar ist. Über die Querschnittsänderung lässt sich der Volumenstrom in der Zusatzleitung flexibel einstellen, je nachdem, wie viel Luft an der Eingangsseite der Zellenradschleuse benötigt wird.
Ein Anschluss am Ende der Zusatzleitung ist bevorzugt in einem Winkel zwischen 0° bis 80° zur Achse der Förderleitung ausgerichtet. Die Zusatzleitung kann an dem Anschluss geneigt zur radialen Richtung der Förderleitung angeordnet sein, um die Luft schon in Richtung des Förderstromes einzuleiten. Der Anschluss der Zusatzleitung kann bezogen auf eine axiale Erstreckung der Gehäusetrommel in einem Bereich zwischen 0,3 bis 4 bezogen auf die Eingangsseite der Gehäusetrommel angeordnet sein. In dem Bereich 0,3 bis 1 befindet sich der Anschluss somit im Bereich der Gehäusetrommel, also noch an der mindestens einen Kammer an dem Zellenrad, die durch den Luftstrom entleert wird. In dem Bereich 1 bis 4 befindet sich der Anschluss der Zusatzleitung hinter der Gehäusetrommel, wobei der Abstand von der Ausgangsseite der Kammer unterschiedlich groß gewählt sein kann. Optional können auch mehrere Zusatzleitungen in unterschiedlichen Positionen vorgesehen sein, um an mehreren Positionen Luft rückzuführen. Vorzugsweise ist zumindest ein Anschluss für die Zusatzleitung hinter der Gehäusetrommel angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an einer Wand an der Gehäusetrommel ein Konus fixiert, der einen Abschnitt der Förderleitung ausbildet. Der Konus verjüngt den Querschnitt in Förderrichtung und erhöht somit die Strömungsgeschwindigkeit. Bevorzugt kann hinter dem Konus ein Zwischenstück angeordnet sein, in dem die Förderleitung eingangsseitig von einem rechteckigen Querschnitt in einen kreisrunden Querschnitt ausgangsseitig überführt wird, damit dann eine kreisförmige Förderleitung an das Zwischenstück angeschlossen werden kann. Dadurch kann eine optimale Anpassung des Querschnittes der Förderrohrleitung ausgehend von der Zellenradschleuse erfolgen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Zusatzleitung in einem Winkel zwischen 5° bis 75° zur Achse der Luftleitung ausgerichtet, um Luft von der Luftleitung in die Zusatzleitung einzuleiten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Zellenradschleuse, und
Figur 2 eine Schnittansicht durch die Zellenradschleuse der Figur 2.
Eine Zellenradschleuse 1 umfasst eine Gehäusetrommel 2, in der ein Zellenrad
3 drehbar angetrieben ist. An der Gehäusetrommel 2 befindet sich an der Oberseite ein Einlasskanal 4, über den Schüttgut in die Gehäusetrommel 2 eingeleitet werden kann, beispielsweise polydisperse Sekundärbrennstoffe oder andere Schüttgüter.
Das Zellenrad 3 umfasst eine Vielzahl von Zellenradstegen, die im Wesentlichen radial ausgebildet sind und die zwischen sich jeweils eine Kammer ausbilden, in der Schüttgut gefördert werden kann. Das Zellenrad kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie dies in der DE 10 2019 100 198 A1 offenbart ist.
An einer axialen Eingangsseite der Gehäusetrommel 2 ist eine Luftleitung 14 vorgesehen, die über einen Anschluss 13 Luft in mindestens eine Kammer des Zellenrades 3 einbläst. Die mit dem Schüttgut vermischte Luft wird an einer axialen Wand 20 des Zellenrades in einen Konus 5 eingeblasen, an den sich ein Übergangsstück 6 anschließt, das eingangsseitig einen rechteckigen Querschnitt und ausgangsseitig einen kreisrunden Querschnitt besitzen kann. Das Übergangsstück e ist über eine Verbindung 7 an eine Förderrohrleitung 8 mit kreisrundem Querschnitt angeschlossen.
An den Konus 5 ist eine Zusatzleitung 10 angeschlossen, mittels der Förderluft von der Luftleitung 14 einleitbar ist. Die Zusatzleitung 10 umfasst einen Luftkanal 11 aus flexiblem Material, wie einem Schlauch, oder aus formstabilem Material, wie ein Rohr aus Metall oder Kunststoff. An der Zusatzleitung 10 ist ein Ventil 9 vorgesehen, das eine Düse umfasst, deren Querschnitt veränderbar ist. Zum Verstellen des Querschnittes der Düse ist ein Hebel 16 vorgesehen, mittels dem der Querschnitt der Düse manuell einstellbar ist, um den Volumenstrom zu verändern. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein motorischer Antrieb zum Verstellen der Düse vorgesehen sein. Das Ventil 9 kann optional auch vollständig abgesperrt werden.
Die Zusatzleitung 10 umfasst eine Luftleitung aus flexiblem Material oder aus einem formstabilen Material, wie Kunststoff oder Metall. Die Zusatzleitung 10 ist über eine Öffnung 12 an dem Anschluss 13 der Luftleitung 14 verbunden, um den Luftstrom aufzuteilen und Luft vor der Gehäusetrommel 2 zu entnehmen.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, strömt die Luft von dem Anschluss 13 zunächst durch eine Öffnung in der Wand 22 an der Gehäusetrommel 2, optional auch durch eine Düse 18 mit verringertem Querschnitt, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die so beschleunigte Luft wird in einer Kammer 15 der Zellenradschleuse 1 mit dem Schüttgut vermischt, um einen Förderstrom zu bilden, der aus der Kammer 15 entleert und in dem Konus 5 eingeleitet wird. Die Mischung aus Schüttgut und Förderluft wird dann von dem Konus 5 über das Übergangsstück 6 in die Förderrohrleitung 8 geleitet.
An der Ausgangsseite der Gehäusetrommel 2 ist eine axiale Wand 20 vorge- sehen, an der ein Lager 21 für eine Achse 23 des drehbaren Zellenrades 3 vorgesehen ist. Die Kammer 15 zum Entleeren des Zellenrades 3 befindet sich an einer Unterseite der Zellenradschleuse 1 .
Bezugszeichenliste
1 Zellenradschleuse
2 Gehäusetrommel
3 Zellenrad
4 Einlasskanal
5 Konus
6 Übergangsstück
7 Verbindung
8 Förderrohrleitung
9 Ventil
10 Zusatzleitung
11 Luftkanal
12 Öffnung
13 Anschluss
14 Luftleitung
15 Kammer
16 Hebel
18 Düse
20 Wand
21 Lager
22 Wand
23 Achse

Claims

Ansprüche
1 . Zellenradschleuse (1 ) zum Fördern von Schüttgütern in einer pneumatischen Förderanlage, mit einem in einer Gehäusetrommel (2) drehbaren Zellenrad (3) mit mehreren durch Zellenradstege gebildeten Kammern, einer Luftleitung (14), über die durch ein Gebläse im Wesentlichen axial Förderluft in mindestens eine der Kammern (15) einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine Förderrohrleitung (8) angeordnet ist, durch die das Schüttgut mit der Förderluft förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zusatzleitung (10) vorgesehen ist, mittels der Förderluft zu dem Förderstrom aus Schüttgütern und Förderluft zuführbar ist.
2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufteilung der Förderluft der Luftleitung (14) in die Kammer (15) und in die Zusatzleitung (10) vorgesehen ist und die Zusatzleitung in den Förderstrom aus Schüttgütern und Förderluft einleitbar ist.
3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom in der Zusatzleitung (10) zwischen 5 % bis 50 % des Volumenstroms des in die mindestens eine Kammer (15) der Zellenradschleuse (1 ) eingeblasenen Förderluftstromes entspricht.
4. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom in der Zusatzleitung (10) über ein Ventil (9) einstellbar ist.
5. Zellenradschleuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (9) eine Düse umfasst, deren Querschnitt veränderbar ist.
6. Zellenradschleuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düse ein Hebel (16) vorgesehen ist, mittels dem die Düse verstellbar ist.
7. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss für die Zusatzleitung (10) in einem Winkel zwischen 5° bis 90° zur Achse der Förderrohrleitung (8) ausgerichtet ist. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss der Zusatzleitung (10) bezogen auf die axiale Erstreckung der Gehäusetrommel (2) in einem Bereich zwischen 0,3 bis 4 bezogen auf eine Eingangsseite der Gehäusetrommel (2) ist. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss für die Zusatzleitung (10) hinter der Gehäusetrommel (2) angeordnet ist. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Wand an der Gehäusetrommel (2) ein Konus (5) fixiert ist, der einen Abschnitt der Förderrohrleitung (8) ausbildet. Zellenradschleuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenstück (6) in der Förderleitung vorgesehen ist, das an einer Eingangsseite einen rechteckigen Querschnitt und an einer Ausgangsseite einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Zusatzleitung (10) Förderluft in einem Winkel von 5° bis 75° zur Achse der Luftleitung (14) einblasbar ist. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zusatzleitungen (10) vorgesehen sind, über die Förderluft zu der Rückführluftleitung (14) rückführbar ist.
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