DE3317467A1

DE3317467A1 - Vorrichtung und verfahren fuer den transport verschiedener materialarten in einer transportroehre

Info

Publication number: DE3317467A1
Application number: DE19833317467
Authority: DE
Inventors: Billy Brent 98466 Tacoma Wash. Lovejoy
Original assignee: WORLD INST TECHNOLOGY
Current assignee: WORLD INST TECHNOLOGY
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1983-12-15
Also published as: JPS58202215A; EP0094811A3; KR840004904A; AU1452383A; IT1163370B; GB2122564A; ES8404661A1; FR2526767A1; IT8321099A1; EP0094811A2; NO831725L; IT8321099A0; ES522339A0; BR8302522A; FR2526767B3

Description

Din Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 30 und 31.

Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen für den Transport von Materialien bekannt. Jede dieser Vorrichtungen ist besonders geeignet, spezielle Materialien zu transportieren. Sollen z.B. Felsbrocken transportiert werden, so kann dies mit herkömmlichen Förderbändern oder langen Schneckenbohremgeschehen.

Derartige Vorrichtungen sind jedoch wenig wirkungsvoll und benötigen viel Leistung und Platz und sind außerdem noch sehr teuer. Hinzu kommt, daß solche Vorrichtungen eine nicht unbeachtliche Verschmutzung bewirken und deshalb, insbesondere seit dem Aufkommen von Umweltsdiskussionen, nicht erwünscht sind.

Wenn man eine Flüssigkeit transportieren möchte, z.B. Wasser oder Öl, so verwendet man gewöhnlich eine Verdränger- oder Flügelradpumpe, welche die Flüssigkeit zusammendrückt und unter hohem Druck in ein Leitungsrohr hineinpreßt. Solche Systeme zum Pumpen von Flüssigkeiten haben verschiedene Nachteile, die etwa darin bestehen, daß die Verschlüsse sehr dicht sein müssen, um ein Lecken zu vermeiden oder daß das Leitungsrohr und die Pumpe hinreichend kräftig ausgelegt sein müssen, um dem auf die Flüssigkeit ausgeübten Druck zu widerstehen oder daß die Dichtungen an den Verbindungsstellen hinreichend kräftig ausgelegt sein müssen, um den Pumpendruck aus zuhalten. Außerdem weisen diese Systeme zum Pumpen von Flüssigkeiten den Nachteil auf, daß sie einen schlechten Wirkungsgrad haben, teuer in der Herstellung und kostspielig in der Haltung sind.

Wc!tiM manmi I hurkömml Lehen Vorrichtungen puderförmiges Material wie Mehl oder Zement transportieren möchte, weisen diese Vorrichtungen gewöhnlich eine Art von Verdrängungspumpe auf, um das puderförmige Material in ein Rohr zu drücken und einen sehr hohen Druck sowie ein sehr schnelles pneumatisches Medium in dem Rohr zu erzeugen. Derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Rohre stark genug sein müssen, um dem angewandten Druck zu widerstehen; sie benötigen deshalb viele PS Leistung, um das Material zu transportieren. Sie unterliegen außerdem einem hohen Verschleiß, weil das transportierte Material ' die Innenseite des Rohrs berührt und gegen diese gedrückt wird und weil es mit der arbeitenden Pumpe in Berührung steht, wobei an den gebogenen oder umgekehrten Teilen des Rohrs sogar noch ausgeprägtere Verschleißstellen vorliegen. Somit sind diese Systeme in der Haltung teuer, weil die Pumpe regelmäßig ausgetauscht werden muß und weil insbesondere solche Teile des Rohrs, die gekrümmt oder umgekehrt sind, sogar noch öfter ersetzt werden müssen. Die Systeme sind auch deshalb so teuer, weil das Rohr aus einem Material bestehen muß, das härter als die zu transportierenden Materialien ist und einen hohen Verschleißwiderstand hat.

Ein anderes Verfahren für den Transport von puderförmigen Materialien ist in der US-Patentschrift 1 553 539 beschrieben. Gemäß diesem Patent wird ein Schneckenbohrer verwendet, um das Material in einen Luftstrom zu drücken, der unter großem Druck steht. Während in dem erwähnten Patent behauptet wird, es könnten alle Arten von pulverisiertem Material transportiertiert werden, kann man derzeit doch nur pulverasierten Portiand-Zement mit der Vorrichtung nach diesem Patent transportieren. Außerdem weist dieses

.'!ysleiii die moisLen dor oben erwähnten Nachteile auf, z.B. daß an dem Schneckenbohrer und auch dem Transportrohr ein starker Verschleiß auftritt, der eine fortwährende und teure Wartung sowie den Austausch von Teilen erforderlich macht. Weiterhin kann diese Vorrichtung nur pulverisiertes Material wie Puder transportieren und kann nicht auf den Transport anderer Materialsorten zugeschnitten werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher verschiedene Materialarten, wie z.B. Flüssigkeiten, Halb-Flüssigkeiten, Halb-Festkörper, Puder und andere feste Körper transportiert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß verschiedene Materialarten mit einer preiswerten und leicht zu bedienenden Vorrichtung transportiert werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der geringe Verschleiß der Transport-Vorrichtung, wodurch sich die Unterhaltungskosten reduzieren. Außerdem verhindert die erfindungsgemäße Transportvorrichtung eine Verschmutzung des zu transportierenden Materials. Ferner können die verschiedenen Materialarten über verhältnismäßig weite Entfernungen transportiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es

geigen:

Fig.1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Transport verschiedener Mate-

-15- *■■**."■

rialien;

Fig.2 eine Ansicht auf das Ende des Gabel- und Rohr-Gestells, das in der Vorrichtung gemäß Fig.l verwendet wird;

Fig.3 eine Seitenansicht des ausrichtenden Gabel- und Rohr-Gestells der in der Fig.l gezeigten Vorrichtung;
10

Fig.4 eine Ansicht von außen auf die Rohr- und Luftkammer der in der Fig.l gezeigten Vorrichtung;

Fig. 5 eine Ansicht auf d^s Ende der in der Fig.l gezeigten Vorrichtung;

Fig.6 einen Querschnitt durch die in der Fig.l gezeigte Vorrichtung;

Fig.7 eine Drossel, die in der Luftkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird;

Fig.8 einen Teilausschnitt, der darstellt, wie das Material in dem Rohr gemäß der Erfindung transportiert wird;

Fig.9 eine Kurve, welche die Geschwindigkeitsverteilung des Luftstroms über dem Durchmesser der Transportröhre gemäß der Erfindung darstellt; 30

-Fig.10 einen Teilausschnitt, der das Ende eines

Schraubenantrieb-Rohrs im Betrieb darstellt;

Fig.11 und 12 Endansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die alternierende Anordnungen der

Luftzuführungsrohre gemäß der Erfindung zeigen;

Fig.13 einen Teilausschnitt, der ein zusätzliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt;

Fig.14 einen Teilausschnitt, der ein anderes zusätzliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt;

Fig.15A, 15B und 15C Zerhacker, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden;

Fig.16 einen Teilausschnitt des Endes des Schraubenantriebs-Rohrs und einer Luftkammer, die eine andere Konstruktion der·vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig.17 und 18 Seiten- bzw. Draufsichten, die eine

Füllvorrichtung und eine Reguliervorrichtung für die erfindungsgemäße Vorrichtung darstellen; 20

Fig.19 einen Teilausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein weiteres Merkmal der Erfindung darstellt;

Fig.20 eine Draufsicht auf die Luftkammer und die Transportröhre, die eine andere Konstruktion der Erfindung darstellt;

Fig.21 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig.22 einen Querschnitt entlang der Linie 22-22 in Fig.21;

Fig.23 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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■τ! 'Ί R (δ ⁷TI

Tn den Figuren 1 bis 7 ist eine Transportvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Fig„l zeigt eine erfindungsgemaße Vorrichtung, die ein Transportschraubenrohr 2 aufweist, das durch ein Gabel- und Rohrausrichtungs-Gestell 4 getragen wird. Auf der Oberseite des Schraubenrohrs 2 ist ein Einfüllstutzen 6 vorgesehen, der mit dem Rohrausrichtungs-Gestell 4 verschraubt ist= An dem einen Ende des Schraubenrohrs 2 ist ein Schneckenbohrer-Motor 8 vorgesehen, der mit dem Schraubenrohr 2 verbunden ist, und zwar mittels eines Flansches 10 am Motor und eines Flansches 12 am Schraubenrohr 2. Am anderen Ende des Schraubenrohrs ist eine Luftkammer 14 vorgesehen, die -aus einer geschlossenen Rohrleitung 16 besteht, die einen größeren Durchmesser als das Schraubenrohr 2 aufweist,, Die Rohrleitung 16 ist koaxial zum Schraubenrohr 2 angeordnet und mit diesem am geschlossenen Ende 18 versiegelte Die Luftkammer 14 wird außerdem über die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 gespeist, die mit der Luftkammer 14 verbunden sind. Eine Luftpumpe 24 gibt große Volumen an Niederdruckluft an die Luft-Rohrleitungen 20 und ab. Das Ende der Luftkammer 14 ist mit einer Transportröhre 26 über Flansche 2 8 und 30 verbunden, die an der Rohrleitung 16 und an der Transportröhre 26 vorgesehen sind. Der Durchmesser der Transportröhre 26 sollte das 1,0- bis 1,5-fache des Durchmessers des Schraubenrohrs betragen. Das Schraubenrohr 2 ist außerdem mit einem längsgerichteten und im allgemeinen rechtwinklig ausgebildeten Materialausschnitt 32 versehen, in welchen der Einfüllstutzen 6 paßt.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die Festigkeit, Geradlinigkeit und relative Lage der einseinen Teile sehr wichtig.
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Deshalb ist das Gabel- und Rohrausrichtungs-Gestell 4

•'-18-·

der Grundblock, auf dem das gesamte System ruht. Weil das Gabel- und Rohrausrichtungs-Gestell 4 so wichtig für die Festigkeit und Geradlinigkeit ist, wird im folgenden eine Beschreibung der Konstruktion des Gabel- und Rohrausrichtungs-Gesteils 4 gegeben.

Das Gestell 4 besteht aus den Seitenplatten 34 und 36. Zwischen diesen Seitenplatten 34 und 36 sind mehrere Lagebleche 38 vorgesehen. Die Länge der Lagebleche 38 ist so gewählt, daß sie dem äußeren Durchmesser des Schraubenrohrs 2 entspricht, so daß die Seitenplatten 34 und 36 sicher passen und das Schraubenrohr 2 tragen. Außerdem sind die Lagebleche 38 so angeordnet, daß die Oberflächen aller Lagebleche auf derselben Ebene lieqen.

Mit den Enden der Seitenplatten 34 und 36 sind Klemmteile 40 verschweißt, die aus Winkeleisen bestehen. Einfüllträger 42, die aus Winkeleisen bestehen, sind an jeder Seitenplatte 34 und 36 vorgesehen. Entsprechende Einfüllträger 44 sind auch am Einfüllstutzen 6 vorgesehen.

Um das Schraubenrohr 2 mit dem Rohrausrichtungs-Gestell 4 zu verbinden, wird das Schraubenrohr 2 zuerst in das Rohrausrichtungs-Gestell 4 und auf die Lagebleche 3.8 gelegt. Der Einfüllstutzen 6 wird sodann auf das Schraubenrohr 2 und in den Materialausschnitt 32 gelegt, und es werden Schraubenbolzen durch die Einfüllträger 42 und 44 gesteckt. Wenn die Schraubenbolzen festgezogen sind, ist das Schraubenrohr 2 fest mit dem Rohrausrichtungs-Gestell 4 verbunden; dergleichen werden alle Formänderungen im Schraubenrohr 2, die durch Schweißen oder Schneiden verursacht sind, durch die Ausriehtungsfunktion der Lagebleche 38 beseitigt, wenn der Einfüllstutzen 6 sicher und fest mit dem Gestell 4 verbunden ist.

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Dic. Kig.6 zeigt eine Schnittdarstellung des Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist insbesondere eine Lagerbuchse 44 auf, die auf der Innenseite des Schraubenrohrs 2 gleitet= Die Lagerbuchse 44 ist mit dem Flansch 10 verbunden, der auch den Motor 8 trägt» Das andere Ende der Lagerbuchse wird durch einen Ausrichtungsring 46 getragen. Der Äusrichtungsring 46 ist im Querschnitt trapezförmig ausgebildet, und eine gekrümmte Oberfläche auf diesem Ausrichtungsring 46 greift in eine gekrümmte Oberfläche ein, die an dem Ende der Lagerbuchse 44 vorgesehen ist. Die Transportschraubenwelle 48 geht durch die Lagerbuchse 44 und ist mit dem Motor 8 gekoppelt. Da die Transportschraubenwelle 48 durch die Lagerbuchse 4 4 geht, wird die Transportschraubenwelle 48 durch die Lager 50 und 52 getragen» Eine leichte freie Abdichtung 54 ist um die TransportschraubemvelIe 48 zwischen dem Lager 52 und dem Ende der Lagerbuchse 44 vorgesehen. O-Ringe 56 befinden sich zwischen der leichten freien Abdichtung und der inneren Oberfläche der Lagerbuchse 44. Sodann ist eine Teflonplatte 5 8 mit der Transportschraubenwelle 48 verbunden, die in das Ende der Lagerbuchse 44 eingreift. Ferner ist eine Schleuderplatte 60 zitfischen der Teflonplatte 58 und dem linken Ende der Schraube 62 angeordnet, was aus der Fig.6 erkennbar ist. Die Schleuderkette 60 drückt gegen die Teflonplatte 58.

Die Schleuderplatte 60, die Teflonplatte 58, die leichte freie Dichtung 54 und die O-Ringe 56 sind vorgesehen, um Material fernzuhalten, das vom Eingang der Lagerbuchse wegtransportiert werden soll. Die Schleuderplatte 60 ist so ausgelegt, daß sie sich mit der Transportschraubenwelle 48 dreht und das Material nach rechts wegschleudert, welches mit der vorderen Oberfläche der Schleuderplatte 60 in Berührung kommt (in Richtung, auf

das Ausgabe-Ende des Schraubenrohrs) . Die Teflonplatte 58 dreht sich ebenfalls mit der Transportschraubenwelle 48 und greift in das Ende der Lagerbuchse 44 ein, während die Schleuderplatte 60 die Teflonplatte 58 fest in den Eingriff mit dem Ende der Lagerbuchse 44 drückt. Somit ist der Eingriff zwischen der Teflonplatte 5 8 und dem Ende der Lagerbuchse 44 stets gewährleistet, und zwar selbst dann, wenn die Teflonplatte 5 8 verschleißt, und es wird das Material vom Eintritt in die Lagerbuchse·44 ferngehalten. Außerdem stellt die leichte freie Dichtung zusammen mit den O-Ringen 56 ein weiteres Hindernis für jedes Material dar, das besonders wirkungsvoll bei sehr kleinen Teilchen ist.

Für die vorliegende Erfindung ist es besonders wichtig, daß das Ende 64 der Transportschraubenwelle 48 geringfügig oberhalb der Zentrumslinie des Schraubenrohrs 2 liegt. Unter der Last der Schwerkraft und der Last des zu transportierenden Materials sackt somit das Ende 64 der Transportschraubenwelle 48 nicht unter die Zentrumslinie des Schraubenrohrs 2 ab.

Dies wird durch eine Kombination des oben beschriebenen Ausrichtungsrings 46 und der Art, in welcher der Flansch 10 mit dem Flansch 12 gekoppelt ist, erreicht. Dabei ist der Flansch 10 mit dem Flansch 12 gekoppelt, wobei hierfür vorspringende Zapfen 66 und 68 verwendet werden. Diese vorspringenden Zapfen 66 und 6 8 gewährleisten, daß die Lagerbuchse 44 zusammen mit dem Motor nur in einer Richtung in das Schraubenrohr 2 und mit stets der gleichen räumlichen Lage zum Ende des Schraubenrohrs eingefügt werden kann. Demzufolge gewährleisten der Ausrichtungsring 46 und die Zapfen an den Flanschen 10 und 12 die ordnungsgemäße Ausrichtung sowie die Lage des Endes der Transportschraubenwelle 48 knapp oberhalb

der Zentrumslinie ο In einer bevorzugten Aüsführungsform sollte das Ende 64 0,005 bis 0,0010 inches (= 0,0125 cm bis 0,025 cm) oberhalb der Zentrumslinie des Schraubenrohrs 2 liegen= Um außerdem die Stabilität dieses Teils der Transportschraubenwelle 48 zu gewährleisten, der in dem Schraubenrohr 2 nicht abgestützt ist, ist es erwünscht, daß die Länge des nicht unterstützten Bereichs der Transportschraubemirelle 48 im Vergleich zum unterstützten Bereich zwischen den Lagern 50 und 52 nicht zu lang ist. Der nicht unterstützte Teil der Transportschraubenwelle 48 sollte ein bis zxireimai langer als der Abstand zwischen den Lagern 50 und 52 sein und vorzugsweise dem 1,5-fachen des Abstands zwischen den Lagern 50 und 52 entsprechen.

Die Schraube 62 besteht aus mehreren Flügeln, die alle dieselbe Steigung haben» Die Schraubenflügel erstrecken sich von einer Stelle hinter dem Einfüllstutzen 6 in Richtung auf das Ausgabeende des Schraubenrohrs 2= Weiter unten wird noch beschrieben, wie weit sich die Schraubenflügel in Richtung auf das Ende des Schraubenrohrs 2 erstrecken»

Das Schraubenrohr 2 führt in die Luftkammer 14» Die Länge des Teils, der sich in die Luftkammer 14 erstreckt, sollte so ausgewählt werden, daß die Luft, die in die Luftkammer eingeführt wird, hinreichenden Raum oder Zeit hat, um einen einheitlichen Luftstrom um den Teil des Schraubenrohrs 2 zu bilden, der sich in die Luftkammer 14 erstreckt= Dieser Abstand beträgt, abhängig von der Geschwindigkeit und der Menge des Luftraums, z.B. 18 bis 24 inches oder 45,72 bis 50,96 cm. Zusätzlich ist eine Drossel 70 gleitend mit dem Äußeren des Schraubenrohrs 2 innerhalb der Luftkammer 14 verbunden, die gegenüber dem Ende des Schraubenrohrs 2 vorgesehen ist. Die Drossel kann so ausgebildet sein,

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wie es in der Fig.7 gezeigt ist. Die Drossel dient u.a. dazu, den Luftstrom zu stabilisieren und die Geschwindigkeit des Luftstroms am Ende des Schraubenrohrs 2 einzustellen. Um weiterhin zu gewährleisten, daß ein stabilisierter Luftstrom um das Ende des Schraubenrohrs 2 herum gebildet wird, ist es zweckmäßig, daß die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 nach hinten in Richtung auf das Ende 18 der Luftkammer 14 abgewinkelt sind. Auf diese Weise wird Luft in Richtung auf das geschlossene Ende geblasen, und sie bewegt sich dann nach vorne, um den Raum zwischen der Rohrleitung 16 und dem Schraubenrohr 2 auszufüllen. Der bevorzugte Winkel der Luft-Rohrleitungen 20 und 22 beträgt 5° gemessen von einer Linie, die im rechten Winkel zurRohrleitung 16 steht. Es sollte jedoch festgehalten werden, daß es nicht erforderlich ist, daß die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 in einem solchen Winkel angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert auch mit rechtwinklig zur Rohrleitung 16 der Luftkammer 14 angeordneten Luft-Rohrleitungen 20 und 22.

Während des Betriebs wird zuerst der Motor 8 angelassen, um die Transportschraubenwelle 48 und damit die Schraubenflügel 62 zu drehen. Der Motor 8 kann ein elektrischer Motor, ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder jede andere Drehkraft sein, welche die Transportschraubenwelle 48 antreibt.

Die Welle 48 wird typischerweise mit einerUmdrehungszahl zwischen 900 und 3400 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit wird auf die Materialien und auf die typischen Materialausstattungen ausgerichtet, beispielsweise 1200 Umdrehungen pro Minute für Pelsbrocken und 3400 Umdrehungen pro Minute für Weizen. Es wird dann Luft mit Hilfe der Luftpumpe 24 auf die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 gegeben. Die

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Luftpumpe führt Luft bei im wesentlichen Null-Druck zu. Außerdem erzeugt die Luftpumpe eine Luftmenge, die gleich der gewünschten Luftgeschwindigkeit in der Transportröhre 26 mal der Querschnittsfläche der Transportröhre ist= Die gewünschte Luftgeschwindigkeit in der Tr"ansportröhre beträgt üblicherweise 5000 bis 5500 . Fuß (= 1524 bis 1676,40 m) pro Minute» Deshalb muß die Luftpumpe 24 geeignet sein, ein positives Luftvolumen zu erzeugen» Bei einem bevorzugten Pumpentyp ist Luftgeschwindigkeit variabel»

Die Luft, welche über die Luft-Rohrleitungen 20 und22 in die Luftkammer 14 eintritt, ist auf das geschlossene Ende 18 der Luftkammer 14 gerichtet» Die Luft trifft auf das geschlossene Ende 18 und beginnt die Luftkammer 14 vom geschlossenen Ende in Richtung auf das Ende des Schraubenrohrs 2 zu füllen» Die Drossel 70 hilft zudem, den Luftstrom um das Schraubenrohr 2 zu stabilisieren. Außerdem kann die Luftgeschwindigkeit um das Ende des Schraubenrohrs 2 durch das Einstellen der Position der Drossel 70 eingestellt werden» Es ist wichtig, daß die Luftgeschwindigkeit um das Ende des Schraubenrohrs 2 auf einen bestimmten Wert eingestellt wird, der weiter unten noch zu diskutieren ist. Da sich kein Material in dem Schraubenrohr 2 befindet, strömt die Luft nicht nur die Transportröhre 26 hinunter, sondern auch in das Innere des Schraubenrohrs 2. Dieser Luftstrom im Inneren des Schraubenrohrs 2 hört auf, wenn eine hinreichende Materialmenge in den Einfüllstutzen 6 gegeben wird»

Es wird nun Material in den Einfüllstutzen 6 gegeben. Das Material sollte in einer solchen Menge eingegeben werden, um die Schraube 62 zu füllen, aber nicht in einer solchen Menge, um die Schraube 62 vollständig zu bedecken«

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Der in der Fig.8 dargestellte Teilausschnitt zeigt den Transport des Materials durch die Schraube 62. Das Material füllt die Räume zwischen den Flügeln aus und wird stetig gegen das offene Ende des Schraubenrohrs 2 . bewegt. Um den Verschleiß des Schraubenrohrs 2 zu beseitigen, wird der Durchmesser der Flügel so ausgewählt, daß er geringer als der Durchmesser des Schraubenrohrs 2 ist. Insbesondere wird der Durchmesser der Flügel so ausgewählt, daß der Raum zwischen dem Ende der Schraubenflügel und dem inneren Durchmesser des Schraubenrohres 2 mindestens gleich dem mittleren Durchmesser des zu transportierenden Partikels ist. Vorzugsweise ist dieser Raum 1,65 mal größer als der mittlere Durchmesser des zu transportierenden Materials. Auf diese Weise wird eine Materialschicht auf der Innenseite des Schraubenrohrs 2 gebildet, die als Verschleißpuffer zwischen dem sich bewegenden Material und der Innenseite des Schraubenrohrs 2 wirkt.

In der Fig.10 ist ein Teilausschnitt des Endes des Schraubenrohrs zusammen mit einem Schnitt durch die Luftkammer 14 gezeigt. Wie man aus dieser Fig.10 erkennt, enden die .Flügel der Schraube 62, wenn sich das zu transportierende Material dem Ende des Schraubenrohrs 2 nähert. Indem die Flügel in einiger Entfernung vom Ende des Schraubenrohrs 2 enden, kann sich das zu transportierende Material am Ende des Schraubenrohrs 2 ansammeln.' In der Fig. 10 ist gezeigt, daß sich das Material schließlich hinreichend bis nahe zu dem Ende des Schraubenrohrs 2 aufbaut. Wenn dies eintritt, wird ein Abschlußschild am Ende des Schraubenrohrs 2 gebildet, das den Luftstrom zwingt, in die Transportröhre 26 zu strömen. Die Dicke des in Längsrichtung des Schraubenrohrs 2 aufgestauten Materials, die ausreicht, um ein Siegel gegen den Luftstrom aufzubauen, hängt von der Art des Materials ab.

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Je gröber und trockner das Material ist, umso größer muß der Bereich am Ende des Schraubenrohrs 2 sein, um ein Siegel oder Abschlußschild zu bilden. Die Flügel der Schraube 62 sollten in einem Abstand vom Ende des Schraubenrohrs enden, der den Abmessungen und dem Feuchtigkeitsgehalt des zu transportierenden Materials angepaßt ist. Anders ausgedrückt: größere, gröbere und trocknere Materialien erfordern, daß die Flügelschrauben in einem größeren Abstand vom Ende des Schraubenrohrs 2 enden als bei feinerenund nassenMaterialien.

Wenn durch das zu transportierende Material am Ende des Schraubenrohrs 2 ein Siegel gebildet ist, wird die durch die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 zugeführte Luft in die Transportröhre gedrückt. Die Kurve der Geschwindigkeitsverteilung des Luftstroms in der Transportröhre ist in der Fig„9 dargestellt= D ist der Durchmesser der Transportröhre 26, und der gezeigte Teil erstreckt sich voh der inneren Oberfläche auf einer Seite der Transportröhre 26 auf die innere Oberfläche der anderen Seite der Transportröhre 26=

Wie man aus der Fig.,9 erkennt, ist die Geschwindigkeit der Luft in der Nähe der beiden inneren Oberflächen der Röhre 26 sehr gering, während die Geschwindigkeit im übrigen Teil der Röhre sehr hoch ist» Ein typischer Wert der Maximalgeschwindigkeit im übrigen Teil der Transportröhre 26 liegt zwischen 5,000 und 5,500 Fuß (= 1524 bis 1676,40 m) pro Minute. Eine bevorzugte Geschwindigkeit ist beispielsweise 5,200 Fuß (= 15 84,96 m) pro Minute. Es ist festzuhalten, daß als Ergebnis des sehr langsamen Luftstroms an den Innenwänden der Röhre eine Grenzschicht von glatter laminarer Strömung um die innere Oberfläche der Transportröhre 26 gebildet wird.

Diese Grenzschicht hat verschiedene Zwecke und Funktionen., Insbesondere wirkt sie als Luftlager für dns zu

transportierende Material. Außerdem wirkt sie als Isolationsschicht zwischen dem zu transportierenden Material und der inneren Oberfläche der Röhre, um zu verhindern, daß das transportierte Material die innere Oberfläche der Transportröhre 26 berührt. Weiterhin wirkt sie als ein Mittel, um das zu transportierende Material >.im nicht-turbulenten Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit zu halten.

Wenn einmal das Siegel am Ende des Schraubenrohrs 2 gebildet ist, wird das Material aus dem Ende des Schraubenrohrs 2 hinausgeschleudert. Die Geschwindigkeit der Schraube 6.2 wird so gewählt, daß das Material am Ende des Schraubenrohrs 2 mit ungefähr 500 Fuß (= 152,40 m) pro Minute herausgeschleudert wird. Indem außerdem die Drossel 70 und der Betrag der durch die Luftpumpe 24 zugeführten Luft eingestellt werden, wird die vorgeschriebene Geschwindigkeit des Luftstroms in der Nähe des'Endes des Schraube'nrohrs 2 so festgelegt, daß sie mindestens gleich der Geschwindigkeit ist, mit der das Material aus dem Ende des Schraubenrohrs 2 geschleudert wird. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Nähe des Endes des Schraubenrohrs 2 mindestens gleich der Geschwindigkeit, mit der das Material aus dem Schraubenrohr 2 herausgeschleudert wird, aber nicht mehr als 30 Prozent höher als die Geschwindigkeit, mit welcher das Material aus dem Schraubenrohr 2 geschleudert wird. Da die Geschwindigkeit der Luft und des zu transportierenden Materials am Ende des Schraubenrohrs 2 ungefähr 500 Fuß (= 152,40 m) pro Minute beträgt und die Geschwindigkeit der Luft innerhalb des größten Teils der Transportröhre 26 ungefähr 5000 Fuß (= 1524 m) pro Minute ist, ist ersichtlich, daß der Luftstrom an Geschwindigkeit vom Ende des

3^ri Schraubenrohrs 2 zunimmt, bis er eine Maximalgeschwindigkeit in der Trans port röh ro 26 erreicht. Mit. dor

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Zunahme der Luftgeschwindigkeit nimmt auch die Geschwindigkeit des zu transportierenden Materials zu. Demzufolge wird das zu transportierende Material mit Luft gemischt und als pseudo-homogenes Gas entlang der Transportröhre 26 transportiert. Das pseudo-homogene Gas besitzt im allgemeinen ein Volumen-Mischungsverhältnis von 15:1 bis 25:1„ Das bevorzugte Mischungsverhältnis ist 20;1, bezogen auf das Volumen. Bei einigen Anwendungen könnte das Verhältnis jedoch auch 100s1 sein,

. Das zu transportierende Material kann, wenn es über eine kurze Entfernung von z»B. weniger als 300 Fuß (= 91,44 m) transportiert wird, auf einer geraden Linie transportiert werden (Fig.11). Um einen im wesentlichen geradlinigen Fluß des zu transportierenden Materials in der Transportröhre 26 zu erhalten, sollten die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 direkt einander gegenüberliegen. Auf diese Weise wird der Luftstrom in der Transportröhre 26 ausgerichtet, was wiederum einen im wesentlichen geraden Materialfluß zur Folge hat. Wenn jedoch das Material über eine relativ große Entfernung transportiert wer-rten soll, sollte das transportierte Material in der Transportröhre in einem spiralförmigen Fluß geführt werden. Um diesen spiralförmigen Fluß zu erzeugen, sollten die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 gegeneinander versetzt werden, wie es in der Fig.12 gezeigt ist. Dadurch, daß die Luft-Rohrleitungen 20 und 22 gegeneinander versetzt sind, wird ein drehender und nicht-turbulenter spiralförmiger Luftstrom um das Schraubenrohr 2 erzeugt, der das zu transportierende Material aufnimmt und es in einem spiralförmigen, mit Drall versehenen Fluß in dem Luftstrom von "hoher Geschwindigkeit entlang der Röhre 26 führt.

Aus der obiqen !Beschreibung dor vorliegenden MrTindung

ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung bestimmte Vorteile aufweist- Beispielsweise steht die Transportröhre nicht unter hohem Druck, weil der Luftstrom nur geringen Druck aufweist (weniger als 10 psi). Somit muß die Transportröhre nur stark genug sein, um die Luft von geringem Druck zurückzuhalten, und sie muß steif genug sein, um ihre Querschnittsfläche beizubehalten. Da die in der Röhre 26 gebildete Grenzschicht das zu transportierende Material umgibt und dieses von der Innenwand der Röhre 26 trennt, tritt praktisch kein Verschleiß in der Röhre 26 auf, und Löcher oder Lecks in der Röhre 26 haben keinen nachteiligen Einfluß auf den Materialfluß in der Röhre 26. Weil das transportierte Material nicht die Innenwände der Röhre 26 berührt, können verschiedene Materialarten durch die Röhre 26 gepumpt werden, ohne daß die Röhre 26 verschmutzt und ohne ein anderes Material zu verunreinigen, das durch die Röhre 26 geschickt wird. Ferner kann das zu transportierende Material horizontal, vertikal und in einem bestimmten Winkel zur Horizontalen oder Vertikalen transportiert werden, weil es als pseudo-homogenes Gas transportiert wird, ja es kann sogar um Ecken geleitet werden, ohne den Materialfluß zu verringern oder die Innenwand der Transportröhre 26 zu beschädigen. Außerdem muß die Röhre 26 nicht aus einem teuren und festen Material hergestellt sein, weil sie nur so fest zu sein braucht, um die Nieder-Druckluft zu halten, weil sie ferner nur so formstabil sein muß, um ihren Querschnitt beizubehalten und weil sie nicht mit dem zu transportierenden Material in Berührung kommt. Die Röhre 26 kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein. Die innere Oberfläche des Schraubenrohrs 2 ist mit dem zu transportierenden Material ausgekleidet, das einen Puffer zwischen der

3¹I inneren Oberfläche des Schraubenrohrs 2 und dem übrigen zu transportierenden Material bildet, so daß der Ver-

schleiß der inneren Oberfläche des Schraubenrohrs 2 wesentlich vermindert ist.

Die vorangegangene Beschreibung ist eine grundsätzliche Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Vielzahl verschiedener Materialien transportiert= Um jedoch den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung zu verbessern, sollte sie für jedes zu transportierende Material fein abgestimmt oder modifiziert werden. Eine solche Feinabstimmung oder Modifikation wird im Zusammenhang mit den Figuren 13 bis 19 beschrieben.

In der Fig.13 ist gezeigt, daß bei körnigem Material ein Schläger 72 an das Ende der Schraubenwelle 48 angefügt werden kann. Der Schläger 72 sollte in einem Winkel angeordnet sein, der größer als der Winkel der Schraubenflügel ist. Der Schläger 72 dient sowohl dazu, das körnige Material zu halten, um ein Siegel am Ende des Schraubenrohrs 2 zu schaffen, als auch dazu, die Einführung des zu transportierenden Materials in den Luftstrom zu unterstützen.

In der Fig.14 ist eine Vorrichtung für den Transport von flüssigen, halbflüssigen oder halbfesten Materialien gezeigt. Diese Materialien werden mittels eines Zerhackers 74 zerhackt, der sich am Ende der Schraubenwelle 48 befindet. Der Zerhacker 74 kann ein Blatt, zwei Blätter, drei Blätter oder vier Blätter haben, und diese Blätter können alle Konfigurationen annehmen, wie sie beispielsweise in den Figuren 15A bis 15C dargestellt sind. Der Zerhacker 74 zerhackt die Flüssigkeit bzw. die halbflüssigen oder halbfesten Materialien in Teilchen, die sodann mit der Luft gemischt werden, um ein pseudo-homogenes Gas zu bilden, das entlang der Transportröhre 26 transportiert wird.

Die Fig.16 zeigt eine Vorrichtung, die vorteilhaft für den Transport von Materialien verwendet wird, die aus sehr kleinen Teilchen bestehen, z.B. für den Transport von Portland-Zement. Das Ende des Schraubenrohrs 2 ist

O¹S hierbei mittels einer beweglichen Prallplatte 76 verschlossen. Die bewegliche Prallplatte 76 verschließt das Ende des Schraubenrohrs 2 und ermöglicht somit, daß eine Versiegelung gebildet wird. Die Prallplatte 76 ist mit einer Stange 78 eines hydraulischen Zylinders 80 verbunden, der in einem Luftkasten vorgesehen ist, welcher mit der Luftkammer 14 in Verbindung steht. Wenn am Ende des Schraubenrohrs 2 genügend Material angesammelt ist, "**" um eine Versiegelung zu bilden, wird der hydraulische

Zylinder 80 aktiviert, um die Stange 78 zusammen mit der beweglichen Prallplatte 76 in den Luftkasten 82 zu ziehen. Wenn am Ende des Schraubenrohrs 2 einmal eine Versiegelung gebildet wurde, wird die Prallplatte 76 solange nicht mehr benötigt, wie das Material in den Einfüllstutzen 6 gegeben wird und die Vorrichtung in Betrieb ist. Deshalb wird die bewegliche Prallplatte 76 nur bei einem Startvorgang benötigt. Es versteht sich, daß die Prallplatte 76 auch mechanisch, elektrisch oder pneumatisch.erzeugt werden könnte.

^^ 25 Die Einführungsstelle in die Schraube 62 kann, abhängig von der Härte oder Elastizität des zu transportierenden Materials, einen gewissen Einfluß auf die Effektivität haben. Wenn das zu transportierende Material sehr hart oder elastisch ist, ist es vorteilhaft, dieses Material nur in den Teil der Schraube 62 einzuführen, der von dem Einfüllstutzen 6 wegführt. Um die Zuführungsstelle für das Rohr festzulegen, ist es erwünscht, einen beweglichen Einfülltrichter 84 auf dem Einfüllstutzen 6 zu haben, wie es in den Figuren 17 und 18 gezeigt ist. Der bewegliche Einfülltrichter 84 besteht aus einem niedrigen Stutzen, der beweglich mit dem Oberteil dor; TC.1nfii.il

stutzens 6 verbunden ist= Auf diese Weise kann der schmale Einfülltrichter 84 so angeordnet werden, daß er das einzuführende Material in den bevorzugten Bereich der Schraube 62 eingibt.

Wie oben bereits erwähnt, ist es auch erwünscht, daß genügend Material in die Schraube 6 2 gegeben wird, damit die Schraube 62 gefüllt wird ohne bedeckt zu sein= Um dieses Ergebnis zu erzielen, kann eine Zuführungsregeleinrichtung 86 vorgesehen werden. Die Zuführungsregeleinrichtung 86 kann die Form eines beweglichen Lüftungsschiebers 86 oder eines gleitenden Ventils etc. haben.

in der Fig.19 sind zusätzliche Merkmale dargestellt, die dazu verwendet werden können, das System fein abzustimmen, um Flüssigkeit enthaltende Festkörper oder halbfeste Kugeln zu transportieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zu diesem Zweck mittels eines zusätzlichen Gummischuhs 92 am Ende des Schraubenrohrs 2 fein abgestimmt werden, der in der Luftkammer 14 hineinragt. Der Gummischuh 92 bedeckt das Ende des Schraubenrohrs 2 vollständig und verjüngt sich zu einem ge- ; spaltenen Ende. Wenn die Flüssigkeit oder die halbfesten Kugeln dem Ende des Schraubenrohrs 2 zugeführt werden, wird die Flüssigkeit durch das gespaltene Ende des Schuhs 92 in den Luftstrom geschleudert. Außerdem werden die Festkörper oder Kugeln von halbfesten Körpern ebenfalls durch die Schraube 62 durch das gespaltene Ende des Schuhs 92 gedrückt. Auf diese Weise bildet das gespaltene Ende des Schuhs 92 ein Siegel um die Kugel aus halbfestem Material, wenn sie in den Luftstrom geschleudert wird. Der Luftdruck in der Luftkammer 14 drückt den Schuh 92 zusammen, um zu verhindern, daß der Luftstrom vom Schraubenrohr 2 in den Einfüllstutzen 6 gelangt» Wenn man die transportierende Vorrichtung

untertauchen möchte, um eine Flüssigkeit wie Kielwasser zu transportieren, sollte die Vorrichtung so ausgelegt sein, daß der Motor untergetaucht werden kann und daß die Reguliereinrichtung oder das Ventil 94 an dem Einfüllstutzen 6 vorgesehen sind. Die Reguliereinrichtung bzw. das Ventil 9 4 regeln dann den Strom der Flüssigkeit mit ihren Festkörpern oder Kugeln von halbfesten Körpern in die Vorrichtung.

Bei einigen Materialien können die Form und die Bedingung der Schraubenflügel den Wirkungsgrad vergrößern. Besonders bei Materialien, die hart sind, kann es erwünscht sein, eine rauhe Oberfläche auf den Schraubenflügeln vorzusehen, um den Rutp<~hwiderstand auf den Flügeln zu vergrößern. Ferner >ann die Form der Schraube unterhalb des Einfüllstutzens 6 so angeordnet sein, daß der Durchmesser der Schraubenflügel eine Konizität von der Rückseite zur Vorderseite bildet, wie es in der Figur 6 gezeigt ist. Sie können von hinten nach vorn gestuft sein oder sich von rechts nach links unter dem Einfüllstutzen 6 verjüngen. Solche Abwandlungen können für das spezielle Material vorgesehen werden, um die Arbeitsweise der .Vorrichtung durch eine sorgsame Eingabe des Materials zu optimieren.

Aus der Fig.20 ist ersichtlich, daß es in manchen Situationen erwünscht.ist, eine Transportröhre 26' zu verwenden, die denselben Durchmesser wie das Schraubenrohr 2 hat. Wenn es erwünscht ist, eine Transportröhre 26■ mit demselben Durchmesser wie das Schraubenrohr 2 zu verwenden, ist es notwendig, einen sich verjüngenden Bereich 88 zwischen dem Flansch 30 und der Transportröhre 26' vorzusehen. Dieser sich verjüngende Bereich 88 sollte sich allmählich verjüngen, um nicht den Luftstrom umzuschlagen oder eine Turbulenz in der Transportröhre 26' zu erzeugen. Es ist außerdem festzu-

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■■* C ι» « λ

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halten, daß der Durchmesser der Transportröhre 26' nicht kleiner als der Durchmesser des Schraubenrohrs 2 sein sollte*

In der Fig-21 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung dargestellt= Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie in Wasserbrunnen, Ölbrunnen oder andere tiefe Flüssigkeitsbehälter abgesenkt werden kann. Die Pumpe enthält hierbei einen Motor 8 und eine Lagerbuchse 44, weiche im wesentlichen dieselbe wie die in der Figur 6 dargestellte ist und die in einem wasserdichten Gehäuse 96 untergebracht ist. Der Motor treibt die Welle 48' an, die ihrerseits die Schraube 62' bewegt, die sich in dem Schraubenrohr 2¹ befindet. Bei dieser Ausführungsform ist die Transportröhre 26" innerhalb von und koaxial zu der Röhre 16' angeordnet, die einen Teil der Luftkammer bildet. Eine andere Röhre 9 8 ist zwischen dem Schraubenrohr 2' und der Röhre 16' vorgesehen und mit der Transportröhre 26" verbunden. Das Ende der Röhre 98, das dem Ende gegenüberliegt, welches mit der Transportröhre 26" verbunden ist, ist offen und kommuniziert mit dem Raum, der zwischen der.Röhre 16' und der Röhre 98 vorgesehen ist» Eine weitere Röhre 100 ist um die Transportröhre 26" vorgesehen. Der Raum zwischen der Röhre 100 und der Transportröhre 26" steht mit dem Raum zwischen der Röhre 98 und der Röhre 16■ in Verbindung. Ein Material-Einlaßventil 102 ist in dem Schraubenrohr 2' vorgesehen. Dieses Ventil kann mechanisch, elektrisch, hydraulisch, mit der Hand oder auf sonstige Weise bestätigt werden. Anti-Verwirblerstäbe 104 sind alle 120° um die innere Oberfläche des Schraubenrohrs 2' vorgesehen. Diese Anti-Verwirblerstäbe 104 erstrecken sich über die volle Länge der Schraube 62' und sind so angeordnet, wie es in der Fig.22 gezeigt ist.

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Während des Betriebs wird die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Ende des Gehäuses 96 voran in einen Brunnen etc. gegeben. Sodann wird das Gebläse eingeschaltet, um Luft in die Röhre 100 zum Raum zwischen der Röhre 100 und der Transportröhre 26" zu geben. Die Luft oder das transportierende Fluid strömt dann in den Raum zwischen der Röhre 9 8 und der Röhre 16' und trifft auf das Ende 18'. Der Luftstrom dreht sich sodann um und strömt in den Raum zwischen der Röhre 98 und dem Schraubenrohr 2' hinauf. Er strömt nun auf dieselbe Weise wie bereits oben beschrieben in die Transportröhre 26". Hierauf wird der Schraubenmotor angelassen und bewegt die Schraube 62'. Zu diesem Zeitpunkt wird das Einlaßventil 102 geöffnet, damit die Flüssigkeit in die Transportvorrichtung strömen kann. Die Flüssigkeit, welche in die Transportvorrichtung strömt, wird in das Schraubenrohr 2" durch die Schraube 62' in Verbindung mit den Anti-Verwirblerstäben 104 gedrückt, in den Luftstrom gebracht und entlang der Transportröhre 26" oder aus dieser heraus transportiert. Es ist festzuhalten, daß die Reihenfolge der oben beschriebenen Verfahrensschritte sehr wichtig ist. Da der Druck des Luftstroms, welcher der Transportvorrichtung zugeführt wird, sehr gering ist, wenn erst einmal die Transportvorrichtung um ca. 20 Fuß (= 6,096 m) in eine Flüssigkeit eingelassen wurde, könnte die Luft nicht in die Transportvorrichtung gepumpt werden, falls nicht das Einlaßventil 102 geschlossen wäre, und es wäre nicht möglich, die Vorrichtung in Betrieb zu nehmen.

In der Fig.23 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Vorrichtung gibt es zwei Betriebsarten. Die erste Betriebsart ist im wesentlichen dieselbe wie die der anderen Ausführungsformen und wird hier als die positive Transportvorrichtung bezeichnet.

Die zweite Betriebsweise ist etwas verschieden und wird hier als die negative Transportvorrichtung bezeichnet. In jedem Fall ist die physikalische Konstruktion im wesentlichen dieselbe, mit der Ausnahme, daß die positive Transportvorrichtung eine Luftpumpe und die negative Transportvorrichtung eine Vakuumpumpe verwendet. Damit die Beschreibung besser verständlich wird, wird zunächst die Gesamtkonstruktion der Transportvorrichtung beschrieben und dann die Betriebsweise der positiven Transportvorrichtung angegeben.

Bei der Konstruktion der Vorrichtung der Figur 23 werden die einander entsprechenden Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Die Beschreibung der gegenseitigen Verbindung und der Funktionsweise wird weggelassen» Die Vorrichtung weist eine Röhre 106 auf, die ihrerseits mit einem Ventil 108 versehen ist, welches einen umlaufenden Schlitz in der Röhre 106 öffnet und schließt. Das Ventil 108 ist mit der Röhre über Schraubgewinde verbunden, so daß durch Drehen des Ventils 108 der Schlitz in der Röhre 106 geöffnet und geschlossen wird. Man erkennt, daß das Ventil 108 auf der Röhre gleitend angeordnet und durch elektrische, mechanische oder hydraulische Mittel bewegt werden könnte. Die Röhre 106 gabelt sich und ist mit einem Schraubenrohr 2" verbunden. Der Winkel zwischen der Röhre 106 und dem Schraubenrohr 2" beträgt ungefähr 45°. Man kann andere Winkel wählen, doch sind 45 besonders vorteilhaft. Ein Ablenker 110 ist in dem Schraubenrohr 2" vorgesehen.

durch den der Schaft 48" hindurchgeht. Der Ablenker lenkt den Materialfluß in dem Schraubenrohr 2" um 45 ab, so daß das Material in der Röhre 106 und in die Transportröhre 26 fließt.

Eine Röhre 112, die einen größeren Durchmesser als die Röhre 106 hat, umgibt die Röhre 106, schneidet da.··! und ist

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mit dem Schraubeηrohr 2" verbunden. Anders als die Röhre 106 steht die Röhre 112 jedoch nicht direkt mit dem Schraubenrohr 2" in Verbindung, sondern nur über die Lufteinlaßschlitze 114, die in der Wand des Schraubenrohrs 2" vorgesehen sind. Die Röhre 112 umgibt außerdem vollständig die Röhre 106 bis zu einer Stelle jenseits des Ventils 108. Das Ende der Röhre 112 ist geschlossen und außerdem mit Gleitventilen 116 versehen. Außerdem ist eine Luftpumpe 117 mit der Röhre 112 über ein Luft-Leitungsrohr 118 und ein Prüfventil 120 verbunden. Wenn die Vorrichtung als negative Transportvorrichtung verwendet wird, wird eine Vakuumpumpe 122 mit der Transportröhre 26 verbunden, und das Luft-Leitungsrohr 118 ist geschlossen, während sich die Luftpumpe 117 außer Betrieb befindet.

Wird die Vorrichtung als positive Transportvorrichtung verwendet, so ist das Ventil 116 geschlossen und das Ventil 108 geöffnet, so daß der größte Teil des Luft-Stroms der Luftpumpe 117 in die Röhre 112 und durch den Längsschlitz fließt, der durch das Ventil 108 geöffnet ist. Außerdem fließt etwas Luft durch den Einlaßschlitz 114. Sodann wird das Schraubenrohr 2" in dem zu transportierenden Material angeordnet. Das zu transportierende Material wird durch die rotierende Schraube 62" aufgenommen und bewegt sich dem Schraubenrohr 2" entlang. Sodann gelangt das Material in den Bereich, der von den Schlitzen 114 umgeben ist und trifft auf den Ablenker 110. Die Luft oder die Flüssigkeit durch den Schlitz 114 durchlüftet das zu transportierende Material, und der Ablenker 110 lenkt das Material ab, so daß es jetzt entlang der Röhre 106 fließt. Das Material erreicht.sodann den Längsschlitz, der durch das Ventil 108 geöffnet wird, und der Luftstrom nimmt an dieser Stelle

3^r-> das zu transportierende Material auf und transportiert es die Transportröhre 26 in praktisch derselben Weise

hinunter wie in der ober beschriebenen Vorrichtung.

Es ist noch einmal darauf hinzuweisen, daß die Reihenfolge der Betriebsweise der in der Fig=23 dargestellten positiven Transportvorrichtung wesentlich ist. Die Luftpumpe 117 muß zuerst eingeschaltet werden oder es würde weiteres zu transportierendes Material aus dem Schlitz 114 treten und in das Luft-Leitungsrohr 118 gedrückt werden und die Luftpumpe 117 zerstören· Das Prüfventil 120 ist eine Sicherheitseinrichtung, die diesen Fluß in das Luft-Leitungsrohr 118 und die Zerstörung der Luftpumpe 117 verhindert=

Es wird nun eine Beschreibung der negativen Transportvorrichtung der Fig»23 gegeben. Um die Vorrichtung der Fig„23 als negative Transportvorrichtung zu verwenden, ■ wird die Luftpumpe 117 abgeschaltet, die Luftleitung abgeschlossen, das Ventil 116 geöffnet und die Vakuumpumpe 122 mit der Transportröhre 26 verbunden und eingeschaltet. Die Vakuumpumpe 122 zieht Luft in derselben Menge an wie die Luftpumpe 117 diese abgeben würde. Anders ausgedrückt: mit einem Betrag, der im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der Luft in der transportierenden Röhre 26 mal der Querschnittsfläche der transportierenden Röhre 26 ist. Das Schraubenrohr 2" wird nun wieder in das zu transportierende Material gegeben, und das Material wird in das Schraubenrohr 2" gezogen.

Das Ventil 116 wird so eingestellt, daß ungefähr 80 Prozent der Luft, die von der Vakuumpumpe 122 in die Vorrichtung gesaugt wird, durch das Ventil 116 kommen, während ungefähr 20 Prozent durch das Schraubenrohr 2" mit dem zu transportierenden Material kommen. Das zu transportierende Material erreicht sodann den Ablenker 110 und wird in die Röhre 106 abgelenkt. Wie bereits oben beschrieben, ist das Ventil 108 hinroichond

geöffnet, so daß der Luftstrom durch den Schlitz 114 das zu transportierende Material belüftet und daß ein ausreichender Luftstrom durch den Längsschlitz tritt, der durch das Ventil 108 gebildet wird, um das Material zu transportieren. Das Material wird dann praktisch in derselben Weise die Transportröhre 26 hinunterbewegt, wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß aufgrund der Verwendung der Vakuumpumpe 122 am Ende der Transportröhre 26 das Material in der Transportröhre 26 beim Herannahen an die Vakuumpumpe immer mehr beschleunigt wird.

Weil das zu transportierende Material seine höchste · Geschwindigkeit erreicht, wenn es an der Vakuumpumpe 122 angelangt ist, sollte ein Zyklonenschneider zwischen der Vakuumpumpe 122 und dem Ende der Transportröhre 26 vorgesehen sein, um eine Zerstörung der Vakuumpumpe zu verhindern. Wenn die negative Transportvorrichtung der Fig.23 in einem untergetauchten Zustand verwendet wird/ gelangt keine Luft in das Material, und es steht keine Luft zur Verfugung, die in das Ventil 116 eintreten könnte. Demzufolge muß eine Rückführungsie ι '.ung von der Vakuumpumpe 122 zum Ventil 116 vorgesehen sein, andernfalls würde das System innerhalb kurzer Zeit nicht mehr arbeiten.

Da alle Ausführungsformen für verschiedene Materialien verwendet werden können, ist es klar, daß solche Abwandlungen und Verbesserungen, die in Verbindung mit irgeneiner der Figuren beschrieben wurden, in allen Ausführungsformeη verwendet werden können.

Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nur wenige von vielen Möglichkeiten darstellen, die mittels dem erfindungsgemä'ßen Gedanken verwirklicht werden können. Zahlreiche

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und verschiedene andere Vorrichtungen können von einem Fachmann konzipiert werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung für den Transport verschiedener Materialarten in einer Transportröhre, mit einer Einrichtung für die Zuführung von Material zu einem Ende eines Zuführungskanals und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines stetigen Fluid-Stroms von dem Zuführungskanal zu dem Ende der Transportröhre, gekennzelchent durch

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a) einen Niederdruck-Fluidstrom um das ganze Ende des Zuführungskanals (2), wobei dieser Niederdruck-Fluidstrom eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit an dem Ende des Zuführungskanals (2) hat;

b) eine dünne und laminare Fluid-Grenzschicht mit nahezu Null-Geschwindigkeit um die Innenseite der gesamten Länge der Transportröhre (26);

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c) einen Fluid-Strom von hoher Geschwindigkeit im übrigen Teil der Transportröhre (26), wobei dieser Fluid-Strom von der Grenzschicht umgeben ist; und

d) eine Einrichtung (62, 64) für die Einführung des am Ende des Zuführungskanals (2) eingegebenen Materials in den Niederdruck-Fluidstrom in einem bestimmten Volumen-Verhältnis von Material zu Fluid, wobei das Material in Richtung der

Längsachse der Transportröhre (26) eine Geschwindigkeit hat, die im wesentlichen gleich der Fluid-Geschwindigkeit des Niederdruck-Fluids an dem Ende des Zuführungskanals (2) ist und wobei das Material mit dem Fluid gemischt und in den Hochge-

schwindigkeits-Fluidstrom durch die Transportröhre (26) transportiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid Luft ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zuführung des Materials am Ende des Zuführungskanals enthält:

ein zylindrisches Rohr (2) von konstantem Durchmesser;

einen Material-Einfüllstutzen (6), der an dem Rohr (2) vorgesehen ist;
eine spiralförmige Schraube (62) mit konstanter Gewindesteigung, die in dem Rohr (2) vorgesehen ist und sich von einer Stelle unterhalb des Einfüllstutzens (6) bis zu einer Stelle in der Nähe eines Endes des Rohrs (2) erstreckt, wobei der Umfang der Schraube (62) von der Innenwand des Rohrs (2) einen bestimmten Abstand hat und wobei die Schraube (62) außerdem eine Schraubenwelle (48) von konstantem

Durchmesser aufweist, die sich über die ganze Länge des Rohrs (2) erstreckt;

eine Vorrichtung zum Antreiben der Schraubenwelle (48)

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines stetigen Fluid-Stroms eine Luftkammer-Röhre (16) mit einem Durchmesser enthält, der größer als der des Rohrs (2) ist und ein Ende dieses Rohrs (2) umgibt, wobei diese Luftkamme'r-Röhre (16) geschlossen und mit dem einen Ende des'· Rohrs (2) verbunden ist und mit der Transportröhre (26) am anderen Ende in Verbindung steht, und daß eine Einrichtung zum Einführen von Niederdruck-Luft in die Luftkammer-Röhre (16) vorgesehen ist, so daß die Luft den Niederdruckluftstrom um das ganze Ende des Zuführungskanals bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftkammer-Röhre (16) eine Blende (70) vorgesehen und auf dem Rohr (2) gleitend angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zuführung der Niederdruckluft mindestens eine Zuführungs-Rohrleitung (20, 22) aufweist, die mit der Luftkammer-Röhre (16) in Verbindung steht, wobei diese Zuführungs-Rohrleitung (20, 22) in einem solchen Winkel angeordnet ist, daß die Nxederdruckluft, die in die Luftkammer-Röhre (16).

eingeführt wird, das geschlossene Ende (18) trifft und einen Raum zwischen der Luftkammer-Röhre (16) und dem Rohr (2) von dem geschlossenen Ende (18) bis zu dem Ende des Rohrs (2) ausfüllt, und daß eine Luftpumpe (24) mit der Luftzuführungs-Rohrleitung (20,-22) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Pumpe (24) eine Verdrängungsluftpumpe ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Antreiben der Schraubenwelle (48) enthält:

a) einen Motor (8) , der mit dem einen Ende des Rohrs (2) verbunden ist und die Schraubenwelle (48) antreibt;

b) eine Lagerbuchse (44) , die mit dem Motor (8) verbunden und in das Rohr (2) eingefügt ist, wobei diese Lagerbuchse (44) die Schraubenwelle (48) rotierend trägt und

c) einen Führungsring (46) in dem Rohr (2), der mit dem Ende der Lagerbuchse (44) im Eingriff steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (8) enthält:

a) einen zylindrischen Kanal (44), der mit dem Motor (8) verbunden ist;

b) ein erstes Lager (50), daß in dem Kanal (44) in der Nähe des Motors (8) vorgesehen ist;

c) ein zweites Lager (52), welches die Schraubenwelle (48) in dem zylindrischen Kanal (44) rotierend trägt und das in der Nähe des Endes des zylindrischen Kanals (44) vorgesehen ist;

d) eine Versiegelung (54) zwischen dem zweiten Lager (52) und dem Ende des zylindrischen Kanals (44) ;

e) eine Teflon-Platte (58), welche die Schraubenwelle (48) umgibt und mit dem Ende des zylindrischen Kanals (44) in Eingriff steht.

f) eine Schleuder-Platte (6O), welche an der

Schraubenwelle (48) vorgesehen ist und zusammen

mit der Schraubenwelle (48) rotiert, wobei die

Schleuder-Platte (60) die Teflon-Platte (58) gegen das Ende des zylindrischen Kanals (44) drückt und so eine Verbindung zwischen diesen herstellt»
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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schraubenwelle (48) von dem Ende der Lagerbuchse bis zu dem Ende des Rohrs (2) das ein- bis zweifache der Länge der Schraubenwelle

(48) zwischen dem ersten und dem zweiten Lager (50, 52) beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schraubenwelle (48) von dem einen . Ende der Lagerbuchse bis zu dem Ende des Rohrs (2) das 1,5-fache des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Lager (50, 52) beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eineGestell- und Ausrichtungseinheit (4) für das Rohr (2) vorgesehen ist, welche das Rohr (2) trägt und mit dem Einfüllstutzen (6) verbunden ist, und daß diese Gestell- und Ausrichtungseinheit (4) zwei feste Seitenplatten (34, 36) aufweist, die einen Abstand voneinander haben, der ungefähr gleich dem äußeren Durchmesser des Rohrs (2) ist, und daß mehrere feste Stege (38) zwischen den Seitenplatten (34, 36) vorgesehen sind, deren obere Kanten in einer Ebene liegen, wobei diese Stege (38) mit dem Rohr (2) in Eingriff stehen und dieses Rohr (2) ausrichten, wenn der Einfüllstutzen (6) mit der Gestell- und Aü,srichtungseinheit (4) verbunden wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (44), der Führungsring (46) und der Motor (8) derart angeordnet sind, daß eine

zentrale Achse an dem einen Ende der Schraubenwelle (48) in Richtung auf den Einfüllstutzen (6) gegenüber einer zentralen Achse des Rohrs (2) versetzt ist.
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14. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwelle (48) an ihrem Ende eine Schlagvorrichtung (72) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Schraubenwelle (48) mit einem Zerkleinerer (74) versehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand, welchen der Umfang der Schraube (62) von der inneren Oberfläche des Rohrs (2) .hat, das 1,65-fache des Durchschnittsdurchmessers des zu transportierenden Materials beträgt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummi-Schuh (9 2) mit einem gespaltenen Ende vorgesehen ist, der mit dem Ende des Rohrs (2) verbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuführungsregler (9 4) an dem Einfüllstutzen (6) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,, daß eine Einrichtung für die Festlegung der Stelle, an der das zu transportierende Material in die Schraube (62) eingeführt wird, vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vakuumbehälter (82), der mit der Luftkammer

(14) in Verbindung steht, vorgesehen ist, daß eine

bowociliche Klappe (76) das Ende des Rohrs (2) verschließt und daß eine Einrichtung in dem Vakuumbehälter (82) vorgesehen ist, welche die bewegliche Klappe (76) von einer Stellung, in welcher die Klappe (76) das Ende des Rohrs (2) verschließt, in eine Stellung, in welcher das Ende des Rohrs (2) vollständig geöffnet ist, bewegt.

.21. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Zuführungs-Rohrleitungen (20, 22) an der Luftkammer (14) vorgesehen und mit der Luftpumpe (24) verbunden sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zuführungs-Rohrleitungen (20, 22) an gegenüberliegenden Seiten der Luftkammer (14) vorgesehen und in entgegengesetzter Richtung von einer zentralen Achs der Luftkammer (14) angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zuführung des Materials an einem Ende des Zuführungskanals ein Rohr (2¹) enthält sowie ein variables Ventil (102), das an dem Rohr (2') vorgesehen ist und das es dem zu transportierenden Material ermöglicht, in das Rohr (2¹) einzutreten, daß ferner eine Schraube (62') mit konstanter Gewindesteigung vorgesehen ist sowie eine Schraubenwelle (48¹), die sich über die Länge des Rohrs (2') erstreckt, daß weiterhin eine Einrichtung

(96) zum Drehen der Schraube (62') vorgesehen ist, wobei die Einrichtung für die Erzeugung, eines Luftstroms einen ersten Kanal (2', 98) aufweist, der das Rohr (2¹) umgibt und an beiden Enden offen ist, wobei das eine Ende für die Verbindung mit der Transportröhre (26") vorgesehen ist, daß ein zweiter Kanal (16 ',. 98) vorgesehen ist, der den ersten Kanal (2¹,

98) umqibt, wobei ein Ende (18') des zweiten Kanals (16', 98) geschlossen und mit dem Rohr (2¹) verbunden ist, daß ferner ein dritter Kanal (26", 100) vorgesehen ist, welcher die Transportröhre (26") umgibt und mit dem zweiten Kanal (16 ' , 98) verbunden ist und daß eine Einrichtung für die Zufuhr von Niederdruckluft in einen Raum zwischen dem dritten Kanal (26", 100) und dem zweiten Kanal (16', 98) vorgesehen ist, wobei diese Niederdruckluft durch den Raum zwischen der Transportröhre (26") und dem dritten Kanal (26", 100), zwischen dem Raum zwischen dem ersten Kanal (2¹, 98) und dem zweiten Kanal (16' 98) und in einen Raum zwischen dem Rohr (2¹) und dem ersten Kanal (2¹, 9 8) strömt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anti-Verwirblungs-Stab (104) auf einer Innenseite des Rohrs (2¹) und in der Nähe der Schraube (62') angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Drehen der Schraube (62') einen Motor enthält, der an dem einen Ende des Rohrs (2¹) vorgesehen ist und die Schraubenwelle (48') antreibt, daß eine Lagerbuchse mit diesem Motor verbunden und in das Rohr (2¹) eingefügt ist, wobei diese Lagerbuchse die Schraubenwelle (48') rotierend trägt und daß ein Arretierungs-Ring in dem Rohr (2¹) vorgesehen ist, der in ein Ende der Lagerbuchse eingreift. ■ .

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse einen zylindrischen Kanal enthält, der mit dem Motor verbunden ist, daß ein erstes Lager zwischen dem zylindrischen Kanal in der Nähe des Motors vorgesehen ist, daß ein zweites

T.nqor in dem f.yl indri i»chon Kanal und in der Nähe des Endes dieses Kanals vorgesehen ist, welches die Schraubenwelle (48') drehend trägt, daß eine Verriegelung zwischen dem Lager und dem Ende des zylindrischen Kanals vorgesehen ist, daß eine Teflon-Platte die Schraubenwelle (48') umgibt und in das Ende des zylindrischen Kanals eingreift und daß eine Schleuderplatte an der Schraubenwelle (48') vorgesehen ist, die mit dieser Schraubenwelle rotiert, wobei diese Schleuderplatte die'Teflon-Platte durch Druck mit. dem Ende des zylindrischen Kanals: ,verbindet.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zuführung des Materials ein Rohr (2") von konstantem Durchmesser enthält sowie eine Schraube (62"), die in dem Rohr (2") vorgesehen ist, ferner eine Einrichtung, welche die Schraubenwelle (48") dreht, und einen ersten Kanal, der das Rohr (2") kreuzt und mit dem Inneren des Rohrs (2") verbunden ist, wobei der erste Kanal (106) mit der Transportröhre (26) verbunden ist, daß weiterhin ein veränderbares Ventil (108) an dem ersten Kanal vorgesehen ist, und daß sich ein Umlenker (110) in dem Rohr (2") in der Nähe des Schnittbereichs des ersten Kanals mit dem Rohr (2") befindet, der das in dem Rohr (2") transportierte Material in den ersten Kanal ablenkt, und daß die Einrichtung für die Erzeugung eines stetigen Luftstroms einen zwei- ten Kanal aufweist, der das Rohr (2") schneidet und den ersten Kanal umgibt, wobei der zweite Kanal (112) an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende gegenüber dem ersten Kanal versiegelt ist, daß ferner Ventileinrichtungen am geschlossenen Ende des zweiten Kanals vorgesehen sind und daß Schlitze

(114) in dem Rohr (2") vorgesehen sind, wobei das

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-ιοί nnore dos Rohrs (2") mit dem Inneren des zweiten Kanals in Verbindung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch_gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Erzeugung des Luftstroms eine Einrichtung für die Zuführung von Luft aufweist, die mit dem zweiten Kanal verbunden ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Erzeugung des Luftstroms eine Vakuum-Pumpe (122) enthält, die mit der Transportröhre (26) verbunden ist.

30. Verfahren für den Transport von verschiedenen

Materialarten in einer Transportröhre, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Zuführung eines zu transportierenden Materials zu einem Ende eines Zuführungskanals;

b) Erzeugung eines Niederdruck-Luftstroms um ein ganzes Ende des Zuführungskanals herum, wobei

dieser Niederdruck-Luftstrom eine bestimmte Luftgeschwindigkeit an dem Ende des Zuführungskanals hat;

c) Erzeugung einer dünnen, laminaren Luftgrenzschicht mit der Geschwindigkeit von im wesentlichen Null

m/sec an der Innenseite der Transportröhre über deren gesamte Länge;

d) Erzeugung eines glatten Luftstroms von hoher Geschwindigkeit über den übrigen Bereich der Transportröhre, wobei dieser Luftstrom von der

Grenzschicht umgeben ist;

e) Einführung des zu transportierenden Materials in den Niederdruck-Luftstrom in einem bestimmten Volumenverhältnis von Material zu Luft und mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die im wesent

lichen gleich der bestimmten Geschwindigkeit des

— J.X —

Niederdruck-Luftstroms an dem Ende des Zuführungskanals ist, wobei das zu transportierende Material mit der Niederdruckluft gemischt und in den Hochgeschwindigkeits-Luftstrom gegeben und durch die Transportröhre transportiert wird.

31. Vorrichtung für den Transport eines Materials in einer Transportröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in der Transportröhre von einer Fluid-Schicht umgeben ist, die einen Kontakt des Materials mit den Innenwänden der Transportröhre verhindert.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, · daß das Material mit einen Fluid gemischt ist und mit einer wesentlich größeren Geschwindigkeit in der Transportröhre strömt als die an der Innenwand der Transportröhre vorgesehene Fluid-Schicht.