DE3631182A1

DE3631182A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen pneumatischen austrag von gut aus einem unter druck stehenden foerdergefaess

Info

Publication number: DE3631182A1
Application number: DE19863631182
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl Ing Heinemann; Hans-Joachim Dipl Ing Golz; Frank Dr Ing Schaberg
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1988-03-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie eine Vor richtung (entsprechend dem Oberbegriff des Anspru ches 4) zum pneumatischen Austrag von feinkörnigem Gut aus einem Fördergefäß in eine unter Druck ste hende Förderleitung.

Bekannt sind sogenannte pneumatische Druckgefäßför derer (vergleiche etwa EU-B-90 923), die wegen ihres hohen Druckbereiches für die Förderung von feinkör nigem oder staubförmigem Gut über weite Entfernun gen (sowohl horizontal als auch vertikal) geeignet sind, wobei eine hohe Gutbeladung des Fördergases (Luft) möglich ist.

Bekannt sind weiterhin sogenannte pneumatische Senk rechtförderer (vergleiche insbesondere EU-A-121 599), die üblicherweise etwa bei Atmosphärendruck arbei ten, weshalb sie vorzugsweise für senkrechte Förde rung eingesetzt werden und für eine niedrige Gutbe ladung des Fördergases ausgelegt sind.

Allen pneumatischen Förderern liegt das gemeinsame Prinzip zugrunde, daß am Anfang der Förderleitung ein Druck herrschen muß, der größer ist als der Wi derstand der Förderleitung für die mit Gut beladene Förderluft. Da sich der Widerstand der Förderleitung sowohl mit der Durchflußgeschwindigkeit als auch mit der Gutbeladung der Förderluft ändert, ist die Druckänderung in der Förderleitung gleichzeitig ein ideales Mittel, dosiert zu fördern. Hält man daher den Förderdruck konstant, so ist - unter sonst glei chen Bedingungen - auch die Förderleistung konstant.

Dieses Verhalten wird ausgenutzt, um mit Druckgefäß förderern und mit Senkrechtförderern dosiert zu för dern. Während jedoch bei den Senkrechtförderern eine kontinuierliche dosierende Förderung möglich ist (vergleiche hierzu insbesondere EU-A-121 599), berei tet eine kontinuierliche dosierende Förderung mit Druckgefäßförderern große Schwierigkeiten. Man hat insoweit bereits Druckgefäßförderer mit einer Druck einschleusung des Gutes versehen, was jedoch tech nisch sehr aufwendig und im Betrieb recht problema tisch ist.

Weiterhin wurde versucht, Druckgefäßförderer als Doppel- oder Dreifachgefäßförderer auszubilden, was zwar - abgesehen von der Umschaltphase - zu einem fast kontinuierlichen Betrieb führt, jedoch einen hohen technischen Aufwand erfordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen pneumatischen Austrag von feinkörnigem Gut aus einem Druckgefäß in eine unter Druck stehende Förderleitung zu entwickeln, die sich durch einfache Bauweise und zuverlässige Betriebsweise auszeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge genstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der sinnvol len Anwendung folgender physikalischer Erkenntnisse:

In kommunizierenden Röhren ist der Druck im Boden bereich gleich der Summe aus hydrostatischem Druck und Oberdruck. Bei gleichem Oberdruck stellt sich also in beiden Röhren eine gleiche Füllhöhe des fluiden Materiales ein. Umgekehrt ergibt sich bei ungleichem Oberdruck eine ungleiche Füllhöhe in bei den Röhren.

Gas, und zwar auch Gas höheren Druckes, entweicht durch ein fluidisiertes Material nur von unten nach oben, dagegen nicht nennenswert von oben nach unten (außer mit niedriger Diffusionsgeschwindigkeit).

Durchdringt Gas selbst fluidisiertes Material nicht von oben nach unten, so durchsetzt Gas noch weniger nicht fluidisiertes Material von oben nach unten.

Die Erfindung nutzt daher die durch umfangreiche Ver suche bestätigte Erkenntnis aus, daß bei Nichtbelüf tung des Bodens des Speichergefäßes das auf diesem Boden befindliche Gut einen dichten Abschluß zwischen dem Fördergefäß und dem Speichergefäß herstellt. So lange die Bodenbelüftung des Speichergefäßes ausge schaltet ist, kann daher das Speichergefäß für die Gutzufuhr offen, d. h. drucklos, bleiben, während gleichzeitig im Fördergefäß der für den Gutaustrag erforderliche Druck aufrecht erhalten wird. Soll dann Gut aus dem Speichergefäß in das Fördergefäß überführt werden, so wird kurzzeitig die Bodenbe lüftung des Speichergefäßes eingeschaltet und da durch die Absperrung zwischen diesen beiden Räumen aufgehoben. Nun kann (bei abgeschalteter Gutzufuhr zum nunmehr geschlossenen Speichergefäß) durch einen ausreichenden Oberdruck im Speichergefäß Gut aus dem Speichergefäß in das Fördergefäß überführt werden. Während dieses Vorganges kann der Gutaustrag aus dem Fördergefäß unverändert aufrecht erhalten wer den.

Man gelangt auf diese Weise mit einfachen anlagen technischen Mitteln zu einem kontinuierlich arbei tenden Druckgefäß-Förderverfahren.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 4 (jeweils in einem Vertikalschnitt) veranschaulicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält ein Fördergefäß 1 und ein Speichergefäß 2. Das Speicher gefäß 2 umgibt das Fördergefäß 1 und ist koaxial zu ihm angeordnet.

Das Fördergefäß 1 ist mit einem Belüftungsboden 3 und das Speichergefäß 2 mit einem Belüftungsboden 4 versehen. Der Belüftungsboden 4 des Speichergefäßes 2 ist dabei tiefer als der Belüftungsboden 3 des Fördergefäßes 1 angeordnet.

Unterhalb des Belüftungsbodens 3 befindet sich eine Luftkammer 5, die über ein Stellglied 6 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. In entsprechen der Weise ist unter dem Belüftungsboden 4 eine Luft kammer 7 angeordnet, die über ein Stellglied 8 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist.

Das Fördergefäß 1 ist weiterhin mit einer Entlüftungs leitung 9 versehen, in der ein Stellglied 10 ange ordnet ist. In gleicher Weise ist an das Speicherge fäß 2 eine Entlüftungsleitung 11 angeschlossen, in der ein Stellglied 12 angeordnet ist. Durch den Be lüftungsboden 3 des Fördergefäßes 1 ist eine Förder luft-Zuführleitung 13 hindurchgeführt, die in Form einer Düse 13 a dicht unterhalb einer Förderleitung 14 ausmündet, die von oben in das Fördergefäß 1 hin einragt.

Im Fördergefäß 1 ist weiterhin eine Füllstandsson de 15 angeordnet.

An das Speichergefäß 2 ist im oberen Bereich eine Leitung 16 zur Gutzuführung angeschlossen. In die ser Leitung ist ein Guteintragsorgan 17, beispiels weise eine Zellenradschleuse, sowie eine steuerbare Absperrklappe 18 angeordnet.

Zur Ermittlung des Gesamtgewichtes von Fördergefäß 1 und Speichergefäß 2 (einschließlich des darin enthal tenen Gutes) dienen Wägezellen 19, 20.

Die Funktion der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 ist folgendermaßen:

Der oberhalb des Belüftungsbodens 3 im Fördergefäß 1 herrschende Bodendruck, der Luftdruck vor der Düse 13 a sowie der Druck in der Förderleitung 14 sind proportional der Förderleistung. Die Förderleistung kann daher mittels des Bodendruckes des Förderge fäßes 1 konstant gehalten werden. Zu diesem Zweck wird der oberhalb der Gutsäule 21, d. h. im Luft raum 22, herrschende Oberdruck mittels des in der Entlüftungsleitung 9 angeordneten Stellgliedes 10 konstant gehalten. Hierzu ist ein entsprechender erster Regelkreis vorgesehen.

Bei der Förderung sinkt das Niveau der Gutsäule 21 im Fördergefäß 1 kontinuierlich ab. Gleichzeitig wird jedoch dem Speichergefäß 2 bei geöffneter Ab sperrklappe 18 über die Leitung 16 Gut zugeführt. Die Gutzuführung kann dabei über einen Regelkreis so gesteuert werden, daß das Gesamtgewicht des im För dergefäß 1 und im Speichergefäß 2 enthaltenen Gutes annähernd konstant bleibt. Das Gesamtgewicht der bei den Gefäße, einschließlich des darin enthaltenen Gu tes, wird hierbei durch die Wägezellen 19, 20 er faßt.

Während dieser Gutzufuhr zum Speichergefäß 2 ist die Bodenbelüftung des Speichergefäßes 2 abgeschal tet, das Stellglied 8 somit geschlossen. Das im Übergangsbereich zwischen dem Fördergefäß 1 und dem Speichergefäß 2 befindliche Gut 23 ist infolgedessen nicht fluidisiert und dichtet die Verbindungsöffnung zwischen den nach Art kommunizierender Röhren verbun denen Gefäßen 1 und 2 ab. Hierbei wird die durch Ver suche bestätigte Tatsache ausgenutzt, daß Luft (hier die aus dem Belüftungsboden 3 des Fördergefäßes 2 austretende Luft) eine nicht fluidisierte Gutschicht nicht von oben nach unten (d. h. hier in Richtung auf den tiefer liegenden Boden 4 des Speichergefäßes 2) durchsetzt.

Ist dann der Füllstand im Fördergefäß 1 auf einen vor gegebenen Mindestwert abgesunken, so wird durch Schließen der Absperrklappe 18 die Gutzufuhr zum Speichergefäß 2 unterbrochen und das Speichergefäß 2 durch Schließen des in der Entlüftungsleitung 11 be findlichen Stellgliedes 12 luftdicht nach außen ab geschlossen. Über einen Druckluftanschluß 24 wird sodann ein Oberdruck im Speichergefäß 2 hergestellt (ein entsprechender Druckluftanschluß 25 dient auch zur Erzeugung des Oberdruckes im Fördergefäß 1). Nun mehr wird die Bodenbelüftung des Speichergefäßes 2 eingeschaltet. Dadurch wird das Gut 23, das bisher die Abdichtung zwischen dem Fördergefäß 1 und dem Speichergefäß 2 bildete , fluidisiert. Durch den Oberdruck im Speichergefäß 2 wird Gut aus dem Spei chergefäß 2 in das Fördergefäß 1 gedrückt. Während dieses Vorganges wird der Bodendruck im Fördergefäß 1 nach wie vor durch den Förderleistungs-Regelkreis konstant geregelt, so daß die Förderleistung unver ändert bleibt.

Erreicht dann der Füllstand des Fördergefäßes 1 einen vorgegebenen Höchstwert, so wird die Bodenbelüftung des Speichergefäßes 2 abgeschaltet, womit sich wie der zwischen den Belüftungsböden 3 und 4 eine nicht fluidisierte Schicht (Gut 23) bildet, die das Spei chergefäß 2 gegenüber dem Fördergefäß 1 abdichtet. Nunmehr wird das Speichergefäß 2 durch Öffnen des Stellgliedes 12 entlüftet, die Absperrklappe 18 ge öffnet und die Gutzufuhr zum Speichergefäß 2 wieder hergestellt.

Das Nachfüllen des Speichergefäßes kann dabei ent weder geregelt über den bereits erwähnten Füllge wichts-Regelkreis oder auch ungeregelt erfolgen.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit der Variante gemäß Fig. 1 überein; ab weichend ist lediglich die Ausbildung des Belüftungs bodens 4 des Speichergefäßes 2. Er besteht aus einem tief liegenden Teil 4 a und einem höher liegenden, bei spielsweise auf gleicher Höhe wie der Belüftungsboden 3 des Fördergefäßes 1 angeordneten Teil 4 b. Auf die se Weise wird im Übergangsbereich zwischen dem För dergefäß 1 und dem Speichergefäß 2 eine Rinne gebil det, in die die Wand des Fördergefäßes 1 hineinragt und die damit ein U-förmiges Querschnittsprofil er hält.

Ist der Belüftungsboden 4 a des Speichergefäßes 2 nicht belüftet, so ist die genannte Rinne etwa bis zur Höhe des Belüftungsbodens 3 und des Teiles 4 b des Belüftungsbodens 4 mit Gut 23 gefüllt, womit die erwähnte Abdichtung zwischen dem Fördergefäß 1 und dem Speichergefäß 2 hergestellt wird.

Den Teilen 4 a und 4 b des Belüftungsbodens 4 sind ge sonderte Luftkammern 7 a, 7 b zugeordnet, die über se parate Stellglieder 8 a, 8 b an eine Druckluftquelle angeschlossen sind.

Hat der Füllstand im Fördergefäß 1 seinen Mindest wert erreicht und soll Gut aus dem Speichergefäß 2 in das Fördergefäß 1 überführt werden, so wird zu nächst die Belüftung des Teiles 4 b des Belüftungs bodens 4 durch Öffnen des Stellgliedes 8 b eingeschal tet. Der Teil 4 a des Belüftungsbodens 4 bleibt dage gen zunächst noch unbelüftet. Die aus dem Teil 4 a des Belüftungsbodens 4 ausströmende Luft fluidisiert die Gutsäule 27 im Speichergefäß 2 und erzeugt im Luftraum 26 den erforderlichen Oberdruck. Ist der erforderliche Oberdruck im Speichergefäß 2 erreicht, so wird die Belüftung des Teiles 4 a des Belüftungs bodens 4 durch Öffnen des Stellgliedes 8 a einge schaltet. Damit wird das Gut 23 im Bereich der Rin ne fluidisiert und die Abdichtung zwischen dem Spei chergefäß 2 und dem Fördergefäß 1 aufgehoben. Nun mehr wird Gut aus dem Speichergefäß 2 in das Förder gefäß 1 gedrückt. Hat der Füllstand im Fördergefäß 1 seinen Höchstwert erreicht, so wird die Belüftung des Belüftungsbodens 4 abgeschaltet und damit die Abdichtung zwischen dem Fördergefäß 1 und dem Spei chergefäß 2 wiederhergestellt. Nach Entlüftung des Luftraumes 26 (über das geöffnete Stellglied 12) und Öffnen der Absperrklappe 18 kann dann die Gut zufuhr zum Speichergefäß 2 wieder aufgenommen wer den.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 stimmt weitge hend mit dem der Fig. 2 überein. Abweichend ist le diglich die Anordnung der Förderleitung 14′. Sie ist vom Belüftungsboden 3 des Fördergefäßes 1 nach unten geführt. Außerhalb des Fördergefäßes 1 mündet in die Förderleitung 14′ eine Förderluft-Zuführleitung 13′ ein.

Die Funktion des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen der der Variante nach Fig. 2. Das im Fördergefäß 1 fluidisierte Gut wird hierbei mittels Schwerkraft durch die Förderleitung 14′ aus getragen und dann mittels Druckluft, die über die Förderluft-Zuführleitung 13′ zugeführt wird, in der Förderleitung 14′ weitertransportiert.

Fig. 4 veranschaulicht eine Variante, bei der das Fördergefäß 1 und das Speichergefäß 2 nebeneinander angeordnet und mittels einer mit Belüftungsboden 28 versehenen Rinne 29 miteinander verbunden sind. Der Belüftungsboden 4 des Speichergefäßes 2 ist etwas tiefer als der Belüftungsboden 3 des Fördergefäßes 1 angeordnet. Die Funktion entspricht der des Ausfüh rungsbeispieles gemäß Fig. 1.

Claims

1. Verfahren zum pneumatischen Austrag von feinkör nigem Gut aus einem mit Bodenbelüftung versehenen Fördergefäß (1) in eine unter Druck stehende För derleitung (14), wobei das Gut im Fördergefäß (1) unter einem regelbaren pneumatischen Oberdruck steht, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zur Erzielung eines kontinuierlichen Gutaustrages aus dem Fördergefäß:

a) im Fördergefäß (1) wird die Förderleistung durch Beeinflussung des Oberdruckes konstant geregelt, wobei die Bodenbelüftung des Fördergefäßes stän dig eingeschaltet bleibt;
b) in einem mit dem Fördergefäß (1) nach dem Prin zip kommunizierender Röhren verbundenen, mit Bodenbelüftung versehenen Speichergefäß (2) er folgen periodisch - gesteuert durch den Füll stand im Fördergefäß - folgende Verfahrensschrit te:
- b₁) bei ausgeschalteter Bodenbelüftung des Speichergefäßes (2) und geöffnetem Gutzuführanschluß wird dem Speichergefäß Gut zugeführt;
- b₂) ist der Füllstand im Fördergefäß (1) auf einen vorgegebenen Mindestwert abgesunken, so wird die Gutzufuhr zum Speichergefäß (2) unterbrochen und ein solcher Oberdruck im geschlossenen Speichergefäß eingestellt, daß nach Einschaltung der Bodenbelüftung des Speichergefäßes Gut aus dem Speichergefäß in das Fördergefäß gedrückt wird;
- b₃) erreicht der Füllstand im Fördergefäß (1) einen vorgegebenen Höchstwert, so wird die Bodenbelüftung des Speichergefäßes (2) abgeschaltet und die Gutzufuhr zum geöffneten Speichergefäß wiederhergestellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Förderleistung proportionale Boden druck im Fördergefäß (1) durch Beeinflussung des Oberdruckes im Fördergefäß mittels eines in der Entlüftungsleitung (11) des Fördergefäßes enthal tenen Stellgliedes (12) konstant geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschalteter Bodenbelüftung des Spei chergefäßes (2) und geöffnetem Gutzuführanschluß dem Speichergefäß Gut derart - gesteuert über einen Füllgewichts-Regelkreis - zugeführt wird, daß das Gesamtgewicht des im Fördergefäß (1) und im Speichergefäß (2) enthaltenen Gutes annähernd konstant bleibt.

4. Vorrichtung zum pneumatischen Austrag von fein körnigem Gut aus einem Fördergefäß (1) in eine unter Druck stehende Förderleitung (14), enthal tend

a) ein Fördergefäß (1) mit Einrichtungen zur Bo denbelüftung und mit einer mit einem steuer baren Stellglied (10) versehenen Entlüftungs leitung (9), dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines kontinuierlichen Gutaustrages aus dem Förder gefäß (1) folgende weitere Elemente vorgesehen sind:
b) ein Regelkreis zur Konstanthaltung der Förder leistung durch Beeinflussung des Oberdruckes im Fördergefäß (1),
c) ein mit dem Fördergefäß (1) nach dem Prinzip kommunizierender Röhren im unteren Bereich ver bundenes Speichergefäß (2) mit gesondert steuer barer Einrichtung zur Bodenbelüftung, einer mit einer steuerbaren Absperrklappe (18) versehenen Gutzuführung und einer mit einem steuerbaren Stellglied (12) versehenen Entlüftungsleitung,
d) Einrichtungen zur Überwachung des Füllstandes im Fördergefäß (1) sowie Einrichtungen zur Ein- und Ausschaltung der Bodenbelüftung des Speichergefäßes (2) und zur Betätigung der Gutzuführungs-Absperrklappe (18) beim Erreichen eines Mindest- bzw. Höchstwertes des Füllstan des im Fördergefäßes.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens ein Teil (4 a) des Belüftungs bodens (4) des Speichergefäßes (2) tiefer als der Belüftungsboden (3) des Fördergefäßes (1) angeord net ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Belüftungsboden (4) des Speicherge fäßes (2) einen an das Fördergefäß (1) angrenzen den, tiefer als der Belüftungsboden (3) des För dergefäßes (1) angeordneten Teil (4 a) und einen höher liegenden Teil (4 b) aufweist, wobei den bei den Teilen (4 a, 4 b) des Belüftungsbodens (4) ge sondert steuerbare Luftkammern (7 a, 7 b) zugeord net sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zur Ermittlung des Gesamtge wichtes des im Fördergefäß (1) und im Speicher gefäß (2) enthaltenen Gutes,
b) einen Regelkreis zur annähernden Konstanthal tung des Gesamtgewichtes des im Fördergefäß (1) und im Speichergefäß (2) enthaltenen Gutes durch Beeinflussung der steuerbaren Gutzufüh rungs-Absperrklappe (18).

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Speichergefäß (2) das Fördergefäß (1) ringförmig umschließt und koaxial zum Förderge fäß (1) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Fördergefäß (1) und das Speicherge fäß (2) nebeneinander angeordnet und über eine mit Belüftungsboden (28) versehene Rinne (29) miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß durch den Boden (3) des Fördergefäßes (1) eine Förderluft-Zuführleitung (13) hindurchge führt ist, die - vorzugsweise in Form einer Düse (13 a) - dicht unterhalb der von oben in das För dergefäß (1) hineinragenden Förderleitung (14) ausmündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß in die vom Boden (3) des Fördergefäßes (1) nach unten verlaufende Förderleitung (14′) außerhalb des Fördergefäßes eine Förderluft-Zu führleitung (13′) einmündet.