DE19521766A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Auflösung von Schüttgutstopfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auflösung von Schüttgutstopfen.

Bei der pneumatischen Förderung von Schüttgütern unterscheidet man zwischen verschiedenen Förderungsarten. Eine Förderungsart ist beispielsweise die pneumatische Flugförderung, bei der die einzelnen Partikel des Schüttgutstroms lose im Fördergasstrom verteilt durch das Fördergas transportiert werden. Für diese Art der Förderung ist ein hoher Gasdurchsatz bei vergleichsweise niedrigem Druck notwendig. Für bestimmte Arten von Schüttgütern, beispielsweise bruchsensiblen Schüttgütern ist diese Art der pneumatischen Förderung von Nachteil, da durch die hierbei auftretende großen Partikelgeschwindigkeiten die einzelnen Partikel bei Aufprall an der Rohrwandung der Förderleitung zerbrechen können. Hierdurch nimmt die Partikelgröße während der pneumatischen Förderung bei derartigen Schüttgütern stetig ab.

Insbesondere bei solchen bruchsensiblen Schüttgütern wird daher die sogenannte pneumatische Dichtstromförderung verwendet. Hierbei wird mit einem vergleichsweise geringen Gasdurchsatz gearbeitet, wobei jedoch ein hoher Druck bereit gestellt werden muß. Das zu fördernde Schüttgut wird dosiert in eine Förderleitung, beispielsweise mittels einer Zellenradschleuse, abgegeben und setzt sich dort zunächst am Boden der Förderleitung ab. Mit der weiteren Zugabe von Schüttgut bildet sich eine Anhäufung innerhalb der Förderleitung, die den Querschnitt der Förderleitung langsam verringert. Im Zuge der Querschnittsverringerung der Förderleitung baut sich auf der stromaufwärtigen Seite der Schüttgutanhäufung ein Druck auf, mittels dem sodann die Anhäufung als Ganzes in Bewegung versetzt wird. Nach dem Abtransport der Anhäufung beginnt der geschilderte Vorgang von neuem.

Während des Transports der Anhäufung bleibt in der Regel immer ein kleiner Teil des Schüttguts der Anhäufung in der Förderleitung liegen, während auf der stromabwärtigen Seite entsprechende Schüttgutreste der vorhergegangenen Anhäufung aufgenommen werden.

Der dargestellte Verlauf der Dichtstromförderung stellt den Idealfall dar, der zu keinerlei Problemen während der Förderung führt. Hin und wieder kommt es jedoch vor (abhängig von den verschiedensten Parametern, wie Dosierung, Fördergasdruck, Fördergasdurchsatz, Art des Schüttguts, etc.), daß sich in der Förderleitung Stopfen bilden, das heißt, daß sich eine Ansammlung von Schüttgut ergibt, die den kompletten Querschnitt der Förderleitung zusetzt.

Ein solcher Stopfen kann sich direkt bei der dosierten Abgabe des Schüttguts in die Förderleitung ergeben. Er kann sich jedoch auch beim Transport einer Anhäufung wie oben angeführt unter Aufnahme der Schüttgutreste einer vorhergegangenen Anhäufung während des Transports in der Förderleitung bilden. Vor derartigen Stopfen baut sich, da der komplette Querschnitt der Förderleitung zugesetzt ist, ein hoher Druck auf, der letzten Endes dazu führt, daß der Stopfen unter einer extrem starken Beschleunigung in Bewegung versetzt wird. Unter Aufnahme der stromabwärts in der Förderleitung befindlichen Schüttgutreste vorhergegangener Anhäufungen beziehungsweise gar unter Aufnahme solcher Anhäufungen selbst vergrößert sich der Stopfen während seiner Fahrt durch die Förderleitung. Im Endergebnis liegt somit eine große Menge von Schüttgut vor, die mit hoher Geschwindigkeit durch die Förderleitung transportiert wird.

Kommt ein solcher Stopfen an einer Krümmung oder einem sonstigen Hindernis in der Förderleitung an, so muß die gesamte beschleunigte Masse des Stopfens schlagartig abgebremst werden. Die kinetische Energie, die dabei von der Förderleitung an derartigen Hindernissen wie Biegungen etc. aufgenommen werden muß, ist enorm. Teilweise müssen derartige Schläge aufgefangen werden, daß sich Flansche lösen können oder die Förderleitung auf andere Weise beschädigt wird. Auch dann, wenn sich durch einen solchen Schlag nicht unmittelbar ein Schaden ergibt, der den Betrieb der Förderleitung beeinträchtigt, stellen viele derartige Schläge im Laufe der Betriebsdauer der Förderleitung eine sehr große Belastung dar, die irgendwann im Laufe der Zeit ihre Auswirkungen zeigt.

Die von der Förderleitung aufzunehmende Energie ist um so größer, je länger das hindernisfreie Stück der Förderleitung ist, durch das der Stopfen durchschießt. Zum einen kann der Stopfen auf der großen Strecke eine höhere Geschwindigkeit erreichen und zum anderen nimmt er über die lange Distanz eine größere Menge liegengebliebenen Restschüttgutes oder vorher geförderte Anhäufungen wie oben angeführt auf, so daß sich seine Masse immer weiter vergrößert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, womit die unerwünschten Stopfen in der Förderleitung aufgelöst werden können, bevor sie in der Lage sind, einen Schaden anzurichten.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.

Dementsprechend wird erfindungsgemäß während des Transports des Schüttguts in der Förderleitung an wenigstens einer Stelle das Schüttgut von dem Fördergasstrom, zum Beispiel durch Absetzen mittels der Schwerkraft, getrennt und anschließend wieder dosiert dem gleichen oder einem anderen Fördergasstrom zugegeben.

Durch die Trennung von Feststoff beziehungsweise Schüttgut und Fördergasstrom wird der Stopfen abgebremst beziehungsweise vollständig zur Ruhe gebracht. Durch das anschließende erneute dosierte Abgeben in den Fördergasstrom wird das Schüttgut des jetzt aufgelösten Stopfens aufgelockert in die Förderleitung eingespeist. Die Dosierung der Zugabe wird hierbei vorzugsweise so eingestellt, daß sich wieder die gewünschte, einleitend erwähnte ursprüngliche Dichtstromförderung ergibt.

Vorzugsweise wird zur Trennung von Feststoff beziehungsweise Schüttgut und Fördergasstrom eine Trennkammer verwendet. In die Trennkammer, in die ein stromaufwärtiger Teil der Förderleitung mündet, wird das Schüttgut des Stopfens aufgenommen, indem sich dieses absetzt. Für den Fördergasstrom wird vorteilhafterweise eine Fördergasleitung vorgesehen. Eine Schüttöffnung der Trennkammer dient zur dosierten Abgabe des Schüttguts in einen stromabwärtigen Teil der Förderleitung, in dem das Schüttgut in der oben angeführten Weise abtransportiert wird. Vorzugsweise wird für den Abtransport des dosiert aus der Trennkammer abgegebenen Schüttguts der zuvor separierte Fördergasstrom verwendet. Es ist jedoch an dieser Stelle ohne weiteres möglich, einen neuen Fördergaskreislauf einzukoppeln. Für ganz besondere Anwendungen ist es sogar möglich, für den Weitertransport ein anderes Fördergas zu verwenden, falls dies gewünscht wird.

In der bevorzugten Ausführungsform wird jedoch wie bereits erwähnt, der zuvor separierte Fördergasstrom wieder in die Förderleitung eingeführt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Öffnungsquerschnitt der Schüttöffnung der Trennkammer zur stromabwärtigen Förderleitung an die gewünschte abzugebende Schüttgutmenge pro Zeiteinheit angepaßt. Die Anpassung des Öffnungsquerschnitts ist eine besonders einfache und dabei wirkungsvolle Methode, den Schüttgutstrom ohne zusätzliche Maßnahmen zu regulieren.

In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform wird der Öffnungsquerschnitt der Trennkammer verstellbar ausbildet. Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung problemlos an verschiedene Schüttgüter, Fördermengen, Fördergeschwindigkeiten, etc. angepaßt werden.

Vorzugsweise wird der Boden der Trennkammer in Form eines Trichters ausgebildet, so daß keine Schüttgutreste in der Trennkammer haften bleiben und somit für eine kontinuierliche Förderung des Schüttgutstroms gesorgt ist.

In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung wird die Leitung des separierten Fördergasstromes als Rohreinsatz ausgebildet, der so angeordnet ist, daß der Fördergasstrom ebenfalls durch die Schüttöffnung der Trennkammer geleitet wird. Durch diese Ausgestaltung ist eine vergleichsweise umständliche Gasführung um die Trennkammer herum mit den verschiedenen dafür erforderlichen Anschlußteilen nicht mehr notwendig.

Vorzugsweise wird der Rohreinsatz für die Leitung des Fördergasstromes in seiner Position in Bezug zur Öffnung der Trennkammer verstellbar angeordnet. Zum einen ist durch die Position eines solchen Rohreinsatzes der für den Schüttgutdurchsatz effektive Querschnitt der Schüttöffnung der Trennkammer variabel. Zum andern kann mit der Verstellung des Rohreinsatzes auch der Ort variiert werden, an dem das Fördergas wieder in Kontakt mit dem Schüttgut kommt und dieses mitreißt.

Vorteilhafterweise findet die Anwendung der Förderleitung in den Trennraum im oberen Bereich der Trennkammer statt, so daß sich das Schüttgut ungehindert mit Hilfe der Schwerkraft nach unten absetzen kann. Hierbei empfiehlt es sich, den Abzug des Fördergases durch entsprechende Abtrennungen vom Schüttgutstrom zu trennen. Im Falle eines wie oben angeführten Rohreinsatzes für die Leitung des Fördergasstromes empfiehlt sich das teleskopartige Einführen dieses Rohreinsatzes in ein Überwurfrohr größeren Querschnitts zur besseren Trennung des Gasstroms vom Schüttgut.

Vorteilhafterweise wird die Trennkammer wenigstens im Bereich der Einmündung der Förderleitung rund ausgebildet und die einmündende Förderleitung so angebracht, daß der Schüttgutstrom tangential zur Trennkammerwandung einströmt. Ein einkommender Schüttgutstopfen wird durch diese Anordnung zunächst allmählich entlang der Trennkammerwandung in eine Rotation gebracht, wodurch seine Translationsenergie in eine Rotationsenergie umgesetzt wird. Nach der Verlangsamung des Schüttgutstroms, insbesondere aufgrund der Reibung mit der Trennkammerwandung beziehungsweise mit dem bereits in der Trennkammer befindlichen Schüttgut verlangsamt sich diese Rotation, bis schließlich das Schüttgut am Boden der Trennkammer abgesetzt ist.

Diese Anordnung bildet eine technische Lösung, wie mit vergleichsweise wenig Aufwand die hohe Energie des ankommenden Stopfens absorbiert werden kann. Weitere Möglichkeiten hierfür bestünden jedoch beispielsweise im Vorsehen einer extra verstärkten Prallwand oder ähnlichen Maßnahmen. Auf jeden Fall kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren beziehungsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung die Energie des Stopfens an einer dafür vorgesehenen Stelle durch geeignete Maßnahmen aufgefangen werden, so daß die Förderleitung vor entsprechenden Schäden geschützt ist, die sonst durch die Schläge beim Auftreffen eines solchen Stopfens wie oben angeführt auf Hindernisse wie Biegungen oder dergleichen in der Förderleitung auftreten.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Vorrichtung 1 zur Auflösung eines Schüttgutstopfens umfaßt eine Trennkammer 2, die in ihrem oberen Bereich 3 zylinderförmig ausgebildet ist. In dem oberen Bereich 3 mündet tangential ein Mündungsstutzen 4, der mit einem Anschlußflansch 5 für die Verbindung mit dem stromaufwärtigen Teil einer nicht näher dargestellten Förderleitung versehen ist. Eine Fördergasstromleitung 6 durchsetzt den Deckel 7 der Trennkammer 2. Sie ist mit einem Deckelflansch 8 befestigt, der zugleich die Trennkammer 2 abdichtet. Der untere Bereich der Trennkammer 2 ist als Trichter 9 ausgebildet, der am unteren Ende eine Schüttöffnung 10 aufweist. In der Nähe der Schüttöffnung 10 ist die Trennkammer 2 mit einem gebogenen Förderstutzen 11 versehen, der in einem T-förmigen Anschlußstück 12 die Fördergasstromleitung 6 und die durch die Trennkammer 2 sowie die Schüttöffnung 10 gebildete Schüttgutstromleitung verbindet. Der Förderstutzen 11 ist über eine Flanschverbindung 13 mit der Trennkammer 2 verbunden und weist an seinem stromabwärtigen Ende ebenfalls einen Anschlußflansch 14 für die Fortführung der nicht näher dargestellten Förderleitung auf.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet nach dem im folgenden erläuterten Prinzip. Ein in Richtung des Pfeils P in dem stromaufwärtigen Teil der Förderleitung herannahender Schüttgutstopfen gelangt über den Mündungsstutzen 4 tangential an der Außenwand der Trennkammer 2 in die Trennkammer 2. Er wird durch die Wandung der Trennkammer 2 in eine Rotationsbewegung abgelenkt und setzt sich aufgrund der Schwerkraft zugleich nach unten ab. Die spiralförmig nach unten verlaufende Drehbewegung des Schüttgutstopfens mit schmäler werdendem Radius ist durch den Pfeil R angedeutet. Während sich das Schüttgut in dem Trichter 9 am Boden der Trennkammer 2 ansammelt, entweicht der Fördergasstrom (siehe Pfeile G) durch die Fördergasstromleitung 6, die mit ihrer Mündungsöffnung 15 unterhalb der Mündung 40 des Mündungsstutzens 4 liegt. Der Fördergasstrom G wird von oben nach unten mittels der Fördergasstromleitung 6 um die Trennkammer 2 herumgeführt. Das von dem Fördergasstrom G separierte Schüttgut 16 sammelt sich im Trichter 9.

Durch die Schüttöffnung 10, die in ihrem Querschnitt an die abzugebende Menge des Schüttguts 16 angepaßt ist, wird das Schüttgut 16 in den Förderstutzen 11 abgegeben, wo es vom Fördergasstrom G erfaßt und weitergefördert wird. Durch die dosierte Abgabe des Schüttguts 16 durch die Schüttöffnung 10 ist der Schüttgutstopfen aufgelöst und der ursprünglich gewünschte Zustand der Dichtstromförderung wieder hergestellt.

Die Energie des Schüttgutstopfens wurde durch eine in sich zusammenfallende Rotationsbewegung aufgefangen. Mittels einer Vorrichtung, wie oben geschildert, kann somit der zum Teil erhebliche Schaden abgewendet werden, der durch den Aufprall derartiger Schüttgutstopfen auf Hindernisse im Verlaufe einer Förderleitung auftritt. Je nach Länge der auszubildenden Förderleitung können in vorbestimmten Abständen mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen eingesetzt werden, so daß durch die Trennung von Schüttgut und Fördergasstrom sich bildende Schüttgutstopfen rechtzeitig aufgelöst werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 folgt im wesentlichen der bislang geschilderten Bauweise. Der Unterschied gemäß der Weiterbildung nach Fig. 3 liegt in der Führung des Fördergasstroms G. Ein Rohrstutzen 17 mit großem Durchmesser D ist am Deckel 7 der Trennkammer 2 befestigt. Er ragt so weit in die Trennkammer 2 hinein, daß seine Mündungsöffnung 15 wiederum unterhalb des einmündenden Mündungsstutzens 4 liegt. In den Rohrstutzen 17 ist ein Rohreinsatz 18 kleineren Durchmessers d aufgenommen, so daß sich ein Ringspalt 28 zwischen dem Rohreinsatz 18 und dem Rohrstutzen 17 ergibt. Zentrierrippen 29 sorgen hierbei für einen zuverlässigen Sitz des Rohreinsatzes 18 im Rohrstutzen 17. Der Rohreinsatz 18 ragt mit seiner Ausströmöffnung 19 in den Trichter 9 hinein. Er ist an seinem oberen Ende 20 über radial verlaufende Halterungsstege 21 mit einem Bolzen 22 verbunden. Der Bolzen 22 durchsetzt den Deckel der Trennkammer 2 und ist über einen Gewindeabschnitt 23 in einem am Deckel 7 befestigten Gewindestutzen 24 verschraubt. Diese Schraubverbindung ist über eine Kontermutter 25 gesichert.

Ein Stopfen 26, der über die Förderleitung 27 in die Trennkammer 2 einschießt, wird wie vorbeschrieben in der Trennkammer 2 aufgefangen und unter Trennung des Fördergasstroms vom Schüttgut 16 allmählich gebremst. Der Fördergasstrom G strömt in dieser Ausführungsform durch den Ringspalt 28. Der Fördergasstrom G verläuft weiter im Innern des Rohreinsatzes 18 von oben nach unten, wo er durch die Ausströmöffnung 19 in den Förderstutzen 11 gelangt. Über einen vom Zwischenrohreinsatz 18 und vom Trichter 9 gebildeten Ringschlitz 30 wird an dieser Stelle Schüttgut 16 dosiert dem Fördergasstrom G zugesetzt. Gemäß der Darstellung gelangt durch die Schüttöffnung 31 der Trennkammer 2 somit bereits die neu aufbereitete Mischung des Fördergasstroms und des Schüttguts in den Förderstutzen 11, so daß die ursprünglich eingerichtete Dichtstromförderung fortgesetzt werden kann.

Die geschilderte Weiterbildung weist den Vorteil auf, daß über die Größe des Ringschlitzes 30 die Dosierung der Schüttgutabgabemenge verstellbar ist. Die Größe des Ringschlitzes 30 kann durch die Höhenverstellung mittels der Schraubverbindung 23, 24, 25 des Rohreinsatzes 18 eingestellt werden. Die Vorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist somit problemlos auf eine Vielzahl verschiedener Schüttgüter, Förderdrücke und weitere Parameter anpassungsfähig. Auch hier bleibt jedoch als wesentliches Merkmal die Tatsache, daß das Schüttgut 16 des Schüttgutstopfens 26 vom Fördergasstrom G getrennt und neu mit der gewünschten Dosierung gemischt wird. Die kinetische Energie des Schüttgutstopfens 26 wird hierbei in einer Rotation allmählich abgefangen.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Trennkammer
3 oberer Bereich
4 Mündungsstutzen
5 Anschlußflansch
6 Fördergasstromleitung
7 Deckel
8 Deckelflansch
9 Trichter
10 Schüttöffnung
11 Förderstutzen
12 Anschlußstück
13 Flanschverbindung
14 Anschlußflansch
15 Mündungsöffnung
16 Schüttgut
17 Rohrstutzen
18 Rohreinsatz
19 Ausströmöffnung
20 oberes Ende
21 Halterungssteg
22 Bolzen
23 Gewindeabschnitt
24 Gewindestutzen
25 Kontermutter
26 Stopfen
27 Förderleitung
28 Ringspalt
29 Zentrierrippen
30 Ringschlitz
31 Abgabeöffnung
40 Mündung

Claims (13)

1. Verfahren zur Auflösung von Schüttgutstopfen (26) während der pneumatischen Dichtstromförderung mittels eines Fördergases (G) in einer Förderleitung (27), wobei das Schüttgut (16) wenigstens einmal innerhalb der Förderleitung (27) vom Fördergasstrom (G) separiert und anschließend wieder dosiert einem Fördergasstrom (G) zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung von Schüttgut (16) und Fördergas (G) durch Ablagerung mittels der Schwerkraft durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennkammer (2) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der separierte Fördergasstrom (G) für die Weiterförderung des Schüttguts (16) wiederverwendet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Stelle in der Förderleitung (27) Mittel (2, 6) zur Trennung des Schüttguts (16) von dem Fördergasstrom (G) und zur dosierten Abgabe des separierten Schüttguts (16) in einen Fördergasstrom (G) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennraum für die Trennung des Schüttguts (16) vom Fördergasstrom (G) vorgesehen ist, in den ein stromaufwärtiger Teil (27) der Förderleitung mündet und der eine Schüttöffnung (10) zur Abgabe des Schüttguts (16) in den stromabwärtigen Teil der Förderleitung aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der Schüttöffnung (10) zur Dosierung des Schüttguts (16) verwendet wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der Schüttöffnung (10, 30) verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Trennraums (2) als Trichter (9) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergasstromleitung (6) einen Rohreinsatz (18) im Innern der Trennkammer (2) umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Rohreinsatzes (18) der Fördergasstromleitung (6) verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrstutzen (17) in den der Rohreinsatz (18) einführbar ist, zur besseren Trennung von Fördergasstrom (G) und Schüttgut (16) vorhanden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer (2) wenigstens im Bereich der Einmündung der Förderleitung im Querschnitt rund geformt ist und die Förderleitung (4, 27) tangential in die Trennkammer (2) einmündet.