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Fördervorrichtung zum Entleeren von feinkörnigem und staubförmigem
Gut wie Zement mittels Druckluft aus Behältern Für den Transport von staubförmigen
oder feinkörnigen Gütern wie Zement benutzt man Behälter verschiedener Ausführung.
Die Behälter können stehende, unten abgerundete oder nach unten kegelförmig zulaufende
Zylinder sein und auf Fahrzeugen angeordnet werden. Weiter können die Behälter lie
gend angeordnet werden, in runder oder birnenartiger Form, oder sie können auch
eine rechteckige Form mit abgerundeten Kanten haben. Für die Förderung des Gutes
aus den Behältern in andere ortsfeste Silos od. dgl. sind verschiedenartige pneumatische
Fördereinrichtungen bekannt. Grundsätzlich können die bekannten pneumatischen Fördereinrichtungen
ihrer Arbeitsweise entsprechend in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt werden.
Die eine Gruppe von Fördereinrichtungen trägt das Gut nach unten aus, und zwar mittels
sogenannter Auslaufgehäuse oder Auslaufdüsen. Die Erfahrung lehrt jedoch, daß der
Austrag nach unten, also durch Auslaufgehäuse, am tiefsten Punkt des Behälters gegenüber
der Arbeitsweise der anderen Gruppe von Fördereinrichtungen, die das Gut nach oben
austragen, erhebliche Nachteile hat, insbesondere einen höheren Energiebedarf aufweist
als die Förderung nach oben. Der höhere Energiebedarf resultiert aus der starken
Turbulenzbildung am Anfang der Förderleitung, hervorgerufen durch schlechte Auflockerung
des Materials, d. h. schlechte Verflüssigung des Materials, und unmittelbare gebündelte
Luftzuführung innerhalb des Auslaufgehäuses.
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Die bekannten pneumatischen FörderyDrrichtungen, die das Gut. nach
oben fördern, bestehen aus einem Auflockerungsboden, durch-welchen zum Auflockern
des Gutes Luft von unten her in die Gutlage eingeblasen w.ird, und einem Steigrohr,
das sich von oben her in die Gutlage bis zu einem kurzen Abstand oberhalb des Auflocke;ungsbodens
erstreckt. Die AuflockerUngsluft wird im oberen Teil des Behälters aufgefangen und
ergibt dort einen t3herdruck, der auf dem Material lastet uX wie ein Druckkolben
wirkt. Dieser Überdruck kann gegebenenfalls durch weitere Zuführung von Druckluft
von oben her ergänzt werden. Auf Grund des im Druckbehälter herrschenden Druckes
verhältsich das Jn der Auflockerungsluft suspendierte, zutfördernde Feingut ähnlich
einer Flüssigkeit und steigt in dem Steigrohr empor.
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Um das zu fördernde Gut innerhalb des Behälters zum Steigrohrrand
zu bringen, ist es einerseits bekann, Einbauten mit Neigung im Behälter vorzusehen
und andererseits das Steigrohr in seinem unteren Teil kegelförmig zu erweitern,
um den Einzugbereich zu vergrößern. Es ist auch für das Fördern von frei liegenden
Gutschüttungen eine Vorrichtung bekannt, bei der das Steigrollr-als Saugleitung
ausgebildet und unter dem Steigrohr ein Auflockerungsboden in Form eines
kleinen
Kegels angeordnet -ist, dessen Hohlraum mit der Außenluft in Verbindung steht. Bei
dieser Anlage tritt somit die Außenluft durch die kegelförmige Auflockerungsplatte
in die Gutlage, lockert diese auf und sorgt dafür, daß das aufgelQckerte Gut durch
die an ihrem unteren Ende kegelförmig erweiterte Saugleitung erfaßt wird.
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Alle diese bekannten Fördervorrichtungen für den senkrechten Austrag
von -staub- oder koxnförmigem Gut haben den erheblichen Nachteil, daßentweder der
Einzugbereich des Steigrohres zu klein ist oder beim kegelförmigen unteren Ende
des Steigrohres die Beinführung in das Rohr erheblichen Energieaufwand bedingt,
wiederum hervorgerufen durch sehr starke Turbulenzbildung. Es'hat sich nämlich herausgestellt,
daß für die pneumatische Förderung in Rohren es entscheidend darauf ankommt, daß
die Strömungsverhältnisse der dascrut tragenden Luft in allen Teilen der Leitung
möglichst glçpchbleiben müssen.
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Bei den bekannten Vorridhtungen ist aber entweder unmittelbar am Eingang
in die Steigleitung oder am Übergang des unteren. kegelförmigen Teiles in das Leftungsüohr
eine Stelle, an der sich die Strömungsverhältnisse sprungartig ändern. Die knderung-der
Strömungqverhältnisse ist -bedingt durch die auftretende Turbulenz. Eine solche
sprungartige Änderung setzt aber den Wirkungsgrad der Vorrichtung erheblich herab,
weil jede. Turbülenzbildung Energieverlust bedeutet. -.
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Diese Mängel werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß innerhalb
der kegelförmigen Förderdüse der Steigleitung ein 'er.dräxlgerkegel angebracht ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Einzugbereich der Steigleitung wesentlich
vergrößert werden kann, ohne
an der Übergangsstelle des Eörderkegels
in die Förderleitung erhebliche Änderungen in den Strömungsbedingungen hervorzurufen.
Das am unteren Rand des Förderkegels einströmende Gut prallt nicht mehr aufeinandqx,
sondern wird nach aerodynamischen Gesichtspunkten geleiikt, und-es werden durch
diese Umlenkung Turbulenzbi-ldungen vermieden. Desgleichen treten auch am unteren
Kegelrand nicht mehr so scharfe Änderungen der Strömungsbedingungen auf wie bisher.
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Der für die Förderleistung notwendige Querschnitt kann durch die Anordnung
des Verdrängerkegels be liebig gestaltet werden. Um eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
für die Förderung auf lange Strecken zu erreichen, kann a--hnfang der Förderleitung
diese Kegel art im Querschnitt verringert werden. Dadurch wird eine höhere Strömungsgeschwinddigkeit
bei gleichen Druckverhältnissen erreicht. In der Förderleitung selbst wird eine
stetige Fördergeschwindigkeit beibehalten, abzüglich der auftretenden Reibungsverluste.
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In der Praxis hat es sich ferner gezeigt, daß die reine S-enkrechtförderung
in den weitaus meisten Fällen nicht anwendbar ist. Vielmehr ist es in den meisten
Fällen notwendig, die Förderleitung nach dem Austritt aus dem Behälter umzulenken.
Diese Umleitung erfolgt z. B. bei Zement-Transport-Fahrzeugen durchweg mittels Schläuchen
(Druckförderschläuchen). Der bei der Umleitung entstehende Krümmungsradius hält
sich, wenn nicht besondere Vorrichtungen am Behälter angebracht werden, in sehr
kleinen Grenzen. Solche Biegungen mit kleinem Krümmungsradius ändern aber wiederum
die Strömungsbedingungen im Innern der Förderleitung sehr erheblich, was einen beträchtlichen
Rückgang des Wirkungsgrades der Vorrichtung zur Folge hat. Diese Krümmungen sind
daher im allgemeinen so schädlich, daß die Vorteile der Senkrechtförderung gegenüber
der Förderung nach unten praktisch wieder verlorengehen.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann nach der Erfindung die kegelförmige
Förderdüse mit ihrer Kegelmittellinie schräg zu ihrer offenen Grundfläche gestellt
und der Verdrängerkegel mit seiner Kegelmittellinie gleich schräg wie die Kegelmittellinie
der Förderdüse angebracht sein. Eine solche vorteilhafte Anbringung der Förderdüse
ist bei den bekannten Vorrichtungen völlig unmöglich, weil eine schräg gestellte,
kegelförmige Düse zur Aufnahme des zu fördernden Gutes überhaupt nicht geeignet
wäre, weil bei einer solchen Düse die Änderungen der Strömungsbedingungen an den
beschriebenen Übergangsstellen den Betrieb der Düse unmöglich machen würden.
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In zweckmäßiger Ausführungsform der Erfindung läßt sich der Abstand
zwischen der Förderdüse und dem Verdrängerkegel sehr einfach dadurch regeln, daß
die Förderdüse gegenüber dem Verdrängerkegel in der Höhe verstellbar ist. Diese
verstellbare Anbringung der Förderdüse gestattet es, Material verschiedener Dichte.und
bzw. oder verschiedener Teilchengröße zu fördern.
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Zweckmäßig kann nach der Erfindung der Verdrängerkegel innerhalb
der Förderdüse exzentrisch angeordnet sein. Diese exzentrische Anordnung ist dann
vorteilhaft so eingeregelt, daß sie allseitig gleichmäßiges Austragen des Gutes
bewirkt. Auf der kürzeren Seite der schräg gestellten Förderdüse wird nämlich das
Gut schneller ausgetragen als auf der anderen Seite. Bei gleichachsiger Anordnung
beider Kegel schreitet daher der Fördervorgang nur so lange fort, bis der untere
Rand -der- Förderdüse auf ihrer kürzeren Seite frei liegt, d. h., der Austrag des
Mate-
rials wird nicht völlig zu Ende geführt. Durch die exzentrische Anordnung des
Verdrängerkegels gemäß der Erfindung wird die Fördergeschwindigkeit der kürzeren
Düsenseite verringert und auf der längeren Düsenseite beschleunigt. Das Maß der
Exzentrizität kann je nach der Beschaffenheit der Förderdüse gewählt werden.
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Die Grundfläche der Förderdüse und des Verdrängerkegels ist zweckmäßig
der Flächenform der Auflockerungsplatte angepaßt. Bei kreisförmigen Auflockerungsplatten,
wie sie beispielsweise in kegelförmigen Behältern verwendet werden, ist die Grundfläche
der Förderdüse und des Verdrängerkegels zweckmäßig kreisförmig zu wählen. Ist die-
Auflockerungsplatte oval oder ellipsenförmig ausgebildet, beispielsweise bei kippbaren
Kesseln od. dgl., die im Entleerungszustand auf eine Kante gestellt sind, so wird
auch die Grundfläche der Förderdüse und des Verdrängerkegels zweckmäßig oval oder
ellipsenförmig gewählt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das auf der Auflockerungsplatte
liegende Gut stets gleichmäßig von der Förderdüse erfaßt und ausgetragen wird.
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Die Ansatzstelle der Förderleitung an die Förderdüse befindet sich
an der Spitze der'kegelförmigen Förderdüse, die zu diesem Zweck entweder gerade,
d. h. senkrecht zu ihrer Kegelmittellinie abgeschnitten wird. Es ist aber auch möglich,
die Spitze der kegelförmigen Förderdüse an der Ansatzstelle der Förderleitung schräg
zur Kegdmittellinie abzuschneiden. Bei schrägem Abschnitt der Düse bzw. bei schrägem
Ansatz der Förderleitung ist darauf zu achten, daß an der Ansatzstelle keine scharfen
Biegungen entstehen, die die energiesparende Wirkung der Fördervorrichtung nach
der Erfindung wieder herabsetzen könnten. Der schräge Ansatz der Förderleitung hat
jedoch den Vorteil, daß die IÇrümmung der Förderleitung innerhalb des Behälters
geringer wird und die Leitung an einer niedrigen Stelle aus ihm heraustritt.
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Bei ortsfesten Anlagen wird die schräg liegende Fördervorrichtung
nach der Erfindung zweckmäßig so angebracht, daß sie sofort in Förderrichtung steht.
Dadurch werden Krümmungen in der Förderleitung vom Silo bis zur Verbrauchsstelle
vermieden.
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In der Zeichnung werden Ausführungsformen der Vorrichtung nach der
Erfindung beispielsweise gezeigt. Es stellt dar Fig. 1 eine schräg gestellte Förderdüse
mit entsprechendem Verdrängerkegel innerhalb eines kegelförmigen Behälters, Fig.
2 eine Fördervorrichtung, die aus schräg gestellter Förderdüse mit Verdrängerkegel
besteht, als Austragsmittel aus einem kippbaren Kessel, Fig. 3 Einzelheiten des
Aufbaues der schräg gestellten kegelförmigen Fördervorrichtung, Fig. 4 den zur Förderdüse
exzentrisch angeordneten Verdrängerkegel.
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In Fig. 1 wird ein kegelförmiger Behälter 1 für staubförmiges oder
feinkörniges Gut im Schnitt gezeigt. Der Behälter ist nach unten hin durch die Auflockerungsplatte
2 abgeschlossen, durch die zur Auflockerung des Gutes aus der Druckkammer 3 Druckluft
in das Innere des Behälters eingeblasen wird. Auf bzw. kurz oberhalb der Auflockerungsplatte
ist die Fördervorrichtung gemäß der Erfindung gelagert.
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Diese Vorrichtung besteht aus einer Förderdüse 4, einer Förderleitung
5 bzw. 5' und einem Verdrängerkegel 6.
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Die Förderdüse 4 ist als Schrägkegel ausgebildet, d. h., ihre - Mittellinie
steht nicht senkrecht- auf der Kegelgrundfläche, die durch die Düsenöffnung dargestellt
wird.
Die Düsenöffnung ist parallel zur Auflockerungsplatte in einem gewissen Abstand
von dieser angeordnet. An der Kegelspitze der Förderdüse 4 ist die Förderleitung
5 bzw. 5' angesetzt. Die Kegelspitze ist zu diesem Zweck schräg abgeschnitten, so
daß die Mittellinie der Förderleitung einen stumpfen Winkel mit der Mittellinie
der Förderdüse bildet. Damit jedoch keine scharfe Krümmung entsteht, ist die Ansatzstelle
7 abgerundet. Die Förderleitung 5 bzw. 5' wird geradlinig (gestrichelt gezeichnet)
oder im Bogen mit großem Krümmungsradius (voll ausgezogen) nach außen geführt und
dort mit einem Schieber 8 bzw. 8' und einem Kupplungsstück 9 bzw. 9' für die weitere
Förderleitung versehen. Der Verdrängerkegel 6 ist unmittelbar auf die Auflockerungsplatte
aufgesetzt und hat wie die Förderdüse die Form eines schrägen Kegels.
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Er ist exzentrisch innerhalb der Förderdüse4 gelagert, so daß der
Spalt zwischen der Förderdüse und dem Verdrängerkegel an der Kegelseite enger ist
als an der langen Kegelseite (s. Fig. 4).
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Fig. 2 stellt einen kippbaren Kessel dar, der mit einer Fördervorrichtung
gemäß der Erfindung versehen ist. Hier ist die Auflockerungsplatte 10 an der beim
Kippen tiefsten Stelle des Kessels angebracht.
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Der Raum 11, der zwischen der Auflockerungsplatte und der Kesselwand
gebildet wird, wird als Druckbehälter für die Auflockerungsluft benutzt. Oberhalb
der Auflockerungsplatte 10 ist in geeignetem Abstand die schräg kegelförmige Förderdüse
12 angebracht. Die Kegelspitze der Förderdüse 12 ist schräg abgeschnitten und an
die mit großen Krümmungsradius gekrümmte Förderleitung 13 angesetzt, die aus der
Hinterwand des Kessels herausragt und dort den Schieber 14 und das Kupplungsstück
15 trägt. Wie im Fall der Fig. 1 kann hier die Förderleitung 13' auch geradlinig
ausgeführt sein (gestrichelt gezeichnet). Der Verdrängerkegel 16 ist wie in Fig.
1 unmittelbar auf die Auflockerungsplatte 11 aufgesetzt, hat die Form eines Schrägkegels
und ragt, wie es in Fig. 4 für eine Ausführungsform mit kreisförmiger Grundfläche
gezeigt wird, in entsprechender Weise in die Förderdüse, so daß die Mittellinien
beider Teile seitlich zueinander verschoben sind. Die Grundfläche des Verdrängerkegels
16 und der Förderdüse 12 ist der Form der Auflockerungsplatte - flächenähnlich,
d. h. oval gestaltet.
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Fig. 3 stellt die Einzelheiten der Fördervorrichtung gemäß der Erfindung
in einer Ausführungsform wie in Fig. 1 dar. Der Behälter 1 wird hier wieder durch
die Auflockerungsplatte 2 mit dem Druckluftbehälter 3 nach unten hin abgeschlossen.
Auf die Auflockerungsplatte 2 ist der Verdrängerkegel 6 unmittelbar aufgesetzt.
Er ist als Schrägkegel ausgebildet, d. h. seine Mittellinie steht nicht auf der
Auflockerungsplatte senkrecht. Die Grundfläche des Verdrängerkegels ist kreisförmig;
der Kegel stellt also keinen Rotationskörper dar. Über den Kegel ist die Förderdüse
4 gesetzt, so daß zwischen ihr und der Auflockerungsplatte 2 der Abstand 17 frei
bleibt. Die Förderdüse 4 hat wie der Verdrängerkegel 6 die Form eines Schrägkegels,
mit kreisförmiger Grundfläche. An der Stelle 7 ihrer schräg abgeschnittenen (gestrichelt
angedeutet) Spitze ist die leicht gekrümmte Förderleitung 5 angesetzt, die aus dem
Behälter hinausführt. Die Förderdüse 4 und der Verdrängerkegel 6 sind exzentrisch
zueinander angebracht (s. Fig. 4), so daß der Spalt zwischen diesen beiden Teilen
an der kürzesten Stelle des Kegels enger ist als an der längsten Stelle. Der Ab
stand
der beiden Teile voneinander wird mit einer geeigneten Haltevorrichtung 18 eingestellt.
Der geringste Abstand ist durch die Abstandhalter 19 gegeben, die am Verdrängerkegel
befestigt sind und auf die sich die Förderdüse auflegt. Da zur Einstellung des Abstandes
die Förderdüse 4 auf und ab bewegt wird, ist die Förderleitung 5 beweglich, jedoch
luftdicht mittels der inneren Muffe 20 und der äußeren Muffe 21 in der Behälterwand
gelagert. Außerhalb des Behälters 1 trägt die Förderleitung 5 den Schieber 8 und
das Kupplungsstück 9.
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Fig. 4 stellt die Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3 im
Schnitt IV-IV dar und veranschaulicht insbesondere die exzentrische Lage des Verdrängerkegels
6 innerhalb der Förderdüse 4. Der Verdrängerkegel 6 sitzt auf der Auflockerungsplatte
2, die nach außen hin durch die Wand 22 des Behälters ahgeschlossen ist. Über dem
Verdrängerkegel 6 befindet sich die Förderdüse 4, deren unterer Rand in der Figur
dargestellt ist. Die gestrichelt angedeutete Förderleitung 5 ist an der Seite der
Förderdüse4 angesetzt, an welcher der Spalt zwischen der Förderdüse 4 und dem Verdrängerkegel
6 am engsten ist.
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PATENTANS PR If.CH E: 1. Fördervorrichtung zum Entleeren von feinkörnigem
und staubförmigem Gut wie Zement mittels Druckluft aus Behältern durch eine mit
einer kegelförmigen, im Abstand über dem luftdurchlässigen Behälterboden angeordneten
Aufnahmedüse versehene Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der
kegelförmigen Förderdüse (4, 12) ein Verdrängerkegel (6, 16) angebracht ist.