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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur pneumatischen Förderung
von Schüttgut,
vorzugsweise Granulat, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei bekannten Anlagen dieser Art
darf die Luftgeschwindigkeit in den Rohrleitungen weder zu niedrig
noch zu hoch sein, um zu verhindern, daß die Förderung zusammenbricht bzw.
das Fördergut
beschädigt
und die Förderanlage
einem erhöhten
Verschleiß ausgesetzt
ist. Die Fördergeschwindigkeit wird
von mehreren Faktoren beeinflußt,
u.a. vom Druckverlust der Anlage, der Gebläseleistung und dem Druckverlust
durch das Fördergut.
Grundsätzlich
ist darauf zu achten, daß das
Gebläse
so klein wie möglich
und so stark wie nötig
gewählt
wird. Dabei orientiert man sich an der Leitung mit dem höchsten Druckverlust.
Bei Fördersträngen mit
geringen Verlusten, also kürzeren
Förderstrecken,
Förderstrecken
mit geringen Höhendifferenzen
und größeren Leitungsdurchmessern,
müssen
die Druckverluste durch den Einsatz von Blenden als Durchflußbegrenzer
erhöht
werden, um so eine unzulässig
höhere Fördergeschwindigkeit
zu vermeiden. Wenn sich jedoch der Druckverlust während des
Fördervorganges
verändert,
was immer dann der Fall ist, wenn im Anschluß an die Förderung die Rohrleitung leergesaugt
wird, können
die auftretenden Druckverluste nicht mehr über die Blende ausgeglichen
werden. Mit sinkender Beladung sinkt auch der Druckverlust und es
steigt demzufolge die Fördergeschwindigkeit
an. Dieser Geschwindigkeitsanstieg kann ohne weiteres so hoch sein,
daß Schäden auftreten
können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung dieser Art so auszubilden, daß der Anstieg der Fördergeschwindigkeit
in unzulässig hohe
Bereiche einwandfrei verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung
der gattungsbildenden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
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Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist
der Durchflußbegrenzer
so ausgebildet, daß der Regelkörper selbsttätig im Gehäuse die
Strömungsgeschwindigkeit
des Förderluftstromes
in einem gewünschten
oder zulässigen
Bereich hält.
Aufgrund einer dynamischen Druckdifferenz, d. h. des Massenstromes
des Förderluftstromes,
wird auf den Regelkörper
eine Kraft ausgeübt. Überschreitet
die Strömungsgeschwindigkeit
einen vorgegebenen Wert, wird die dynamische Druckdifferenz so groß, daß der Regelkörper durch
die auf ihn wirkende Kraft im Gehäuse so verstellt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit
unter den vorgegeben Wert fällt.
Durch diese Regelung wird in konstruktiv einfacher Weise sichergestellt,
daß die
Strömungsgeschwindigkeit
des Förderluftstromes
in einem zulässigen
Bereich bleibt. Dadurch ist sichergestellt, daß der Durchflußbegrenzer
bei sinkender Luftströmung
unverzüglich
den Einströmquerschnitt
für die
Falschluft freigibt und somit unerwünschte Schwingungen einwandfrei
verhindert werden. Der Durchflußbegrenzer
kann auch bei Fördersträngen mit
geringen Verlusten, also kürzeren Förderstrecken,
Förderstrecken
mit geringen Höhendifferenzen
und größeren Leitungsdurchmessern, eingesetzt
werden, um eine unzulässig
hohe Fördergeschwindigkeit
zu vermeiden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den weiteren Ansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer
in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 bis 3 in schematischer Darstellung
einen erfindungsgemäßen Durchflußbegrenzer für eine Fördereinrichtung
für Schüttgut, jeweils
in einer anderen Betriebsstellung,
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4 die
Einzelheit IV in 1 in
vergrößerter Darstellung,
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5 in
vergrößerter Darstellung
ein Gehäuse
einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Durchflußbegrenzers,
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6 in
vergrößerter Darstellung
einen Regelkörper
des Durchflußbegrenzers
gemäß den 1 bis 3,
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7 und 8 in schematischer Darstellung
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Durchflußbegrenzers
in einer Ausgangs- und einer Zwischenstellung,
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9 in
vergrößerter Darstellung
ein Gehäuse
des Durchflußbegrenzers
gemäß 7,
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10 in
vergrößerter Darstellung
einen Regelkörper
des Durchflußbegrenzers
gemäß 7,
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11 und 12 jeweils eine weitere
Ausführungsform
eines Durchflußbegrenzers
in Darstellungen entsprechend den 7 und 8.
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Die in den 1 bis 12 dargestellten
Durchflußbegrenzer
sind beispielsweise in einer Rohrleitung einer (nicht dargestellten)
Anlage zur pneumatischen Förderung
von beispielsweise Kunststoffgranulat angeordnet, die zwischen einem
Vorratsbehälter
und einer Verarbeitungsmaschine verläuft. In der Rohrleitung darf
die Luftfördergeschwindigkeit
weder zu gering noch zu hoch sein, da sonst die Förderung des
Granulats zusammenbricht bzw. das Fördergut geschädigt und
die Anlage einem erhöhten
Verschleiß ausgesetzt
ist. Um einen während
des Fördervorganges
beim Leersaugen der Förderleitung bzw.
einen damit entstehenden Anstieg der Fördergeschwindigkeit zu vermeiden,
werden die Durchflußbegrenzer
in die jeweilige Rohrleitung eingesetzt.
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Der in den 1 bis 3 dargestellte
Durchflußbegrenzer 1 hat
ein Gehäuse 3,
in dem ein Regelkörper 4 vorgesehen
ist. Beide Teile haben vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt. Das Gehäuse 3 weist
eine seitliche Einströmöffnung 5 auf,
die im Ausführungsbeispiel
etwa quadratischen Umriß hat.
Selbstverständlich
kann auch sie beliebig anderen, beispielsweise kreisförmigen Umriß haben.
Auch das Gehäuse 2 und/oder
der Regelkörper 4 können anderen Querschnitt,
beispielsweise rechteckigen Querschnitt haben. Das Gehäuse 3 weist
einen oberen Anschlag 6 auf, der von der Innenwand des
Gehäuses 3 absteht
und mit relativ geringem Abstand unterhalb des oberen Gehäuserandes 9 liegt.
Das Gehäuse
ist an seiner Unterseite 7 geschlossen ausgebildet.
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Der Regelkörper 4 ist in seinem
unteren Ende 10 offen ausgebildet. Am oberen Ende des Regelkörpers 4 ist
eine Blende 11 vorgesehen, die durch eine Zentralöffnung in
einem Deckel 11a gebildet ist. Der Regelkörper 4 hat
eine seitliche Öffnung 12 mit
dem Ausführungsbeispiel
ovalem Umriß.
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In montierter Lage gemäß 1 bis 3 befindet sich der Regelkörper 4 frei
verschiebbar im Gehäuse 3 zwischen
dessen Boden 7 und dem Anschlag 6. Durch die auf
den Regelkörper 4 in
seiner Ausgangslage gemäß 1 wirkende Rückstellkraft, die
durch die Gewichtskraft des Regelkörpers 4 gebildet ist,
sitzt der Regelkörper
auf dem Gehäuseboden 7 auf.
In dieser Lage liegen die Öffnung 5 des
Gehäuses 5 und
die Öffnung 12 des
Regelkörpers 4 etwa deckungsgleich.
Dadurch wird eine seitliche Einströmöffnung für die Förderluft gebildet. Wie 1 zeigt, entspricht beispielsweise
die Längsachse
der ovalen Öffnung 12 der
Höhe der Öffnung 13,
während
die kleine Achse der Öffnung 12 kleiner
ist als die Breite der Öffnung 5.
In dieser Stellung des Regelkörpers 4 wird
der Durchflußquerschnitt
für die Förderluft
durch den Strömungsquerschnitt
der ovalen Öffnung 12 gebildet.
Die Rückstellkraft
F kann auch durch eine Federkraft gebildet sein. Die Größe der Öffnungen 5, 12 wird
in jedem Fall so gewählt, daß bei voller Überdeckung
ein möglichst
geringer Druckverlust auftritt.
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Durch die Einströmöffnung 5, 12 tritt
die Förderluft
seitlich in Richtung des Pfeiles P in den Regelkörper 4 ein und durchströmt ihn nach
oben. An der Blende 11 verläßt die Förderluft den Regelkörper 4 und
strömt
durch das obere offene Ende des Gehäuses 3.
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Die Förderluft trifft teilweise auf
den Deckel 11a, wodurch an der Unterseite des Deckels 11a ein Überdruck
entsteht, der in 4 mit „+" gekennzeichnet ist.
An der Außenseite
des Deckels 11a besteht dagegen ein geringerer Druck, der
mit „–" angegeben ist. Durch
die sich automatisch einstellende Druckdifferenz wird auf den Regelkörper 4 eine
Kraft in Strömungsrichtung
P ausgeübt,
deren Größe proportional
zur Luftgeschwindigkeit an der Blende 11 ist. Die Größe der Blende 11 und
das Gewicht des Regelkörpers 4 bzw.
eine eventuelle Rückstellfederkraft
müssen
so gewählt
sein, daß rechtzeitig
vor Erreichen der zulässigen
Förderluftgeschwindigkeit
die an der Blende 11 erzeugte, auf den Regelkörper 4 wirkende
Kraft größer wird
als die Rückstellkraft.
Dabei stellt sich der folgende Regelkreis ein. Wenn die Kraft an
der Blende 11 größer ist
als die Rückstellkraft
des Regelkörpers 4,
wird er in Strömungsrichtung
P axial im Gehäuse 3 verschoben,
wobei sich die Öffnungen 5 und 12 des
Gehäuses
und des Regelkörpers
relativ zueinander (2)
verschieben. Dabei verringert sich der freie Querschnitt der Lufteinströmöffnung,
so daß ein
entsprechender Druckverlust entsteht, der dazu führt, daß die Luftgeschwindigkeit sinkt.
Dies wiederum bewirkt eine Abnahme der an der Blende 11 wirkenden
Kraft. Der Regelkörper 4 wird
dann nicht weiter in Strömungsrichtung
P verschoben, wenn die Blendenkraft gleich groß ist wie die Rückstellkraft
des Regelkörpers 4.
Es kommt dabei zu einem Gleichgewichtszustand im erlaubten Bereich.
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Wird der an der Blende 11 auftretende Druckverlust
noch geringer, nimmt auch die auf den Regelkörper 4 wirkende Kraft
ab. Dadurch wird der Regelkörper 4 entgegen
Strömungsrichtung
P verschoben, wodurch der freie Durchströmquerschnitt für die Förderluft
wieder zunimmt. Der Regelkörper 4 bleibt
in einer Lage stehen, in der ein Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft
F und der entgegenwirkenden, in Strömungsrichtung P auf den Regelkörper 4 wirkenden
Kraft entsteht.
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Auf diese Weise wird der Regelkörper 4 selbsttätig innerhalb
kürzester
Zeit in die entsprechend den Strömungsverhältnissen
notwendige Gleichgewichtslage eingestellt.
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Die maximale Verschiebestellung (3) des Regelkörpers 4 ist
erreicht, wenn er mit seinem Deckel 11a am Anschlag 6 des
Gehäuses 3 anliegt. Dann
ist die Überdeckung
zwischen den beiden Öffnungen
5, 12 minimal,
so daß der
freie Strömungsquerschnitt
für die
Förderluft
entsprechend kleiner ist.
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In jeder Strömungsphase der Förderluft
stellt sich der beschriebene Regelkreis ein. Ist die an der Blende 11 des
Regelkörpers 4 wirkende
Kraft größer als
die auf den Regelkörper 4 wirkende
Rückstellkraft F,
wird der Regelkörper 4 in
Strömungsrichtung
P verschoben. Durch die dadurch bewirkte Verringerung des freien
Strömungsquerschnittes
für die
Förderkraft
tritt an dieser Stelle ein höherer
Druckverlust auf, der zu einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit führt. Dies
wirkt sich unmittelbar an der Blende 11 aus, da der hier
auftretende Druckverlust abnimmt und dementsprechend die auf den
Regelkörper 4 wirkende
Kraft verringert wird. Die Verschiebung des Regelkörpers 4 kommt
zum Stillstand, sobald diese Kraft gleich groß ist wie Rückstellkraft F. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Förderluft
liegt dann im zulässigen
Bereich.
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Das Gehäuse des Durchflußbegrenzers 1 kann
unterschiedliche Gestaltung haben. Bei einer Ausführungsform
gemäß 5 und 6 ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet.
Das Gehäuseteil 3 ist
gleich ausgebildet wie das Gehäuse
der vorigen Ausführungsform.
Wie 5 zeigt, ragt das
Gehäuseteil 3 in ein
Gehäuseunterteil 2,
das einen oberen, erweiterten Abschnitt 2' und einen unteren, schlankeren
Abschnitt 2'' aufweist. Der
Abschnitt 2' hat
einen Deckel 9 mit einer zentralen Öffnung 8, durch die
das Gehäuseteil 3 abgedichtet
ragt. Es erstreckt sich bis nahe an den Übergang zwischen den beiden
Gehäuseabschnitten 2', 2''.
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Im Gehäuseteil 3 ist der
Regelkörper 4 (6) untergebracht, der gleich
ausgebildet ist wie bei der vorigen Ausführungsform. Der Druckbegrenzer 1 gemäß den 5 und 6 arbeitet in gleicher Weise wie das
Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 4.
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Die Ausführungsform gemäß den 7 bis 10 unterscheidet sich von der Ausführungsform
dadurch, daß das
Gehäuse 3 an
seiner Unterseite 10 offen ausgebildet ist und mit geringerem
Abstand oberhalb dieser Öffnung
einen zweiten Anschlag 14 für den Regelkörper 4 aufweist.
Er ist vorzugsweise gleich ausgebildet wie der obere Anschlag 6.
Das Gehäuse 3 weist
die seitliche Öffnung 5 auf.
Außerdem
ist der Regelkörper 4 an
seiner Unterseite 7 mit der Blende 11 versehen,
während
sein oberes Ende 15 offen ausgebildet ist. Die seitliche Öffnung 12 des Regelkörpers 4 ist
gleich ausgebildet wie bei den vorigen Ausführungsformen.
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Der Durchflußbegrenzer 1 gemäß den 6 bis 10 wird dann eingesetzt, wenn das in
der Anlage verwendete saugende Gebläse 26 eine relativ
steile Kennlinie aufweist, zum Beispiel bei Wälzkörperverdichtern.
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Wie die 7 und 8 zeigen,
sitzt der Regelkörper 4 in
seiner Ausgangslage gemäß 7 am unteren Anschlag 14 auf
und verschließt
hierbei die seitliche Gehäuseöffnung 5.
Im Betrieb wird der Regelkörper 4 unter
der wirkenden Saugkraft des Gebläses 26 am
Gehäuse 3 in
Richtung R verschoben. Die angesaugte Förderluft strömt durch
das Ende 10 in das Gehäuse 3 und
durch die Blende 11 in den Regelkörper 4. An der Blende 11 tritt
der beschriebene Druckverlust auf, der dazu führt, daß der Regelkörper 4 in
Strömungsrichtung
P der Förderluft
verschoben wird. Dabei überlagert
die Öffnung 12 des
Regelkörpers 4 teilweise
die Gehäuseöffnung 5,
wodurch ein zunehmend größerer Einströmquerschnitt
für Falschluft
freigegeben wird, die dann in Richtung A seitlich in den Regelkörper 4 einströmen kann
(8). Durch die Zumischung
von Falschluft wird die Strömungsgeschwindigkeit
der Förderluft
verringert. Der Druckverlust an der Blende 11 wird geringer,
so daß der Regelkörper 4 entgegen
Strömungsrichtung
P der Förderluft
verschoben wird, bis ein Gleichgewicht zwischen der auf den Regelkörper 4 wirkenden
Rückstellkraft
und der in entgegengesetzter Richtung wirkenden, auf den Druckverlust
an der Blende 11 zurückzuführenden
Kraft besteht.
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Auch bei dieser Ausführungsform
wird die Geschwindigkeit der Förderluft
selbsttätig
so geregelt, daß sie
im zulässigen
Bereich liegt. Im Unterschied zu den vorigen Ausführungsbeispielen
wird nicht der Druckverlust erhöht,
sondern die Falschluft beigemischt. Grundprinzip ist auch hier,
daß nur
der dynamische, nicht aber der statische Druck Einfluß auf die
Stellung des Regelkörpers 4 hat.
Sie ist kräfteneutral,
also weder verstärkend
noch abschwächend.
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Der Durchflußbegrenzer gemäß den 11 und 12 wird entsprechend dem Durchflußbegrenzer der
zuvor beschriebenen Ausführungsform
bei saugenden Gebläsen 26 in
steiler Kennlinie eingesetzt.
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Das Gehäuse 3 des Durchflußbegrenzers 1 ist
am oberen und unteren Ende 7, 13 offen ausgebildet.
Es hat einen radialen Rohransatz 16 mit einer Stirnwand 17,
die eine außermittig
liegende Öffnung 18 aufweist.
Sie ist mit einem Verschlußteil 19 eines Regelkörpers 20 verschließbar. Dieser
ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, an dessen einem Arm 21 ein
Drosselkörper 22 und
an dessen anderem Arm 23 das Verschlußteil 19 vorzugsweise
gelenkig angeordnet sind.
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Die Schwenkachse 24 des
Regelkörpers 20 liegt
etwa tangential zur Gehäusewand 25.
Die stumpfwinklig zueinander liegenden Schwenkarme 21, 23 sind
etwa gleich lang. Der Drosselkörper 22 ist beispielsweise
als Scheibe ausgebildet, die etwa mittig zum Gehäuse 3 und mit allseitigem
Abstand zur Gehäusewand 25 liegt.
Die Förderluft
tritt durch das Ende 7 in das Gehäuse 3 ein. Im Strömungsweg
der Förderluft
innerhalb des Gehäuses 3 liegt
der Drosselkörper 22,
der von der Förderluft
umströmt
wird, die durch das Ende 13 des Gehäuses 3 strömt. Der Drosselkörper 22 wird
durch die Förderluft
bei Überschreiten
einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit
ausge lenkt. Der Regelkörper 20 schwenkt
im dargestellten Ausführungsbeispiel
im Uhrzeigersinn um die Achse 24. Über den Arm 23 wird
das Verschlußteil 19 verschoben,
wodurch die Öffnung 18 des
Rohransatzes 16 je nach Schwenkwinkel des Regelkörpers 20 mehr
oder weniger weit geöffnet wird
(12). Über den
freien Öffnungsquerschnitt strömt Außenluft
A (Falschluft) radial in das Gehäuse 3.
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Das Verschlußteil 19 ist als Klappe
ausgebildet, die vorzugsweise etwas größeren Querschnitt als die Öffnung 18 des
Gehäuses 3 hat,
so daß diese in
Schließstellung
vollständig
abgedeckt wird. Die Klappe 19 ist so am Arm 23 angelenkt,
daß sie
in jeder Stellung senkrecht liegt. In der in 11 dargestellten Ausgangslage schließt die Klappe 19 die
Gehäuseöffnung 18 vollständig ab,
und der Regelkörper 20 wird
infolge der Anlage der Klappe 19 an der Stirnwand 17 des
Rohransatzes 16 in seiner Ausgangsstellung gehalten. Wenn
die vom Gehäuse 26 auf
die Förderluft
ausgeübte
Saugkraft R größer wird
als die Rückstellkraft
des Regelkörpers 20,
wird er im Uhrzeigersinn um die Achse 24 geschwenkt. Der
Drosselkörper 22 wird
innerhalb des Gehäuses 3 entsprechend
angehoben, während
die Klappe 19 die Öffnung 18 im
Rohransatz 16 entsprechend dem Schwenkwinkel des Spiegelkörpers 20 freigibt.
Die nunmehr radial in das Gehäuse 3 strömende Falschluft
führt zu
einer Verringerung der Saugkraft R und damit einer Verringerung
der Strömungsgeschwindigkeit
der Förderluft,
was durch die Größe des eingezeichneten
Strömungspfeils
in 12 verdeutlicht ist.
Entsprechend der verringerten Strömungsgeschwindigkeit schwenkt
der Regelkörper 20 entgegen
dem Uhrzeigersinn so weit zurück,
bis das Gleichgewicht zwischen der Rückstellkraft und der Saugkraft
R erreicht ist. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Förderluft
liegt somit stets im zulässigen
Bereich. Auch ist bei dieser Ausführungsform sichergestellt,
daß der
Druckbegrenzer 1 bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit der Förderluft
unmittelbar die Einströmöffnung 18 freigibt
und so unerwünschte Schwingungen
verhindert.
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Der Durchflußbegrenzer befindet sich im
Bereich hinter dem Fördergerät, so daß nur Förderluft, nicht
jedoch das zu fördernde
Gut, durch den Durchflußbegrenzer
strömt.
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Der Durchflußbegrenzer gemäß den 1 bis 6 befindet sich wahlweise vor oder hinter
dem Gebläse,
während
der Durchflußbegrenzer
gemäß den 7 bis 12 vor dem Gebläse angeordnet ist.