DE19749873A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen DosierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Dosierung von Schüttgütern aus einem Behälter
mit einer Zellenradschleuse und einer der Zellenradschleuse
nachgeschalteten Dosiereinrichtung.
Eine derartige Anlage zum kontinuierlichen Fördern von
Schüttgütern ist aus der DE 40 23 948 A1 bekannt, wobei eine
Dosierrotorwaage gemäß der DE 32 17 406 A1 bzw. der
EP-A-0 198 956 Verwendung findet. Diese Dosiervorrichtung nach
einer Schüttgutzuführung ist in einem geschlossenen
pneumatischen Förderweg einer Sammelvorrichtung mit einer
Zellenradschleuse nachgeschaltet. Hierdurch läßt sich die darin
befindliche Schüttgutmasse kontinuierlich feststellen und
entweder die Drehzahl der Zellenradschleuse oder die
Gesamtluftstrommenge des Fördergebläses beeinflussen, so daß der
Schüttgutdurchsatz durch Variieren der zugeführten Luftmenge pro
Zeiteinheit beeinflußt werden kann.
Zur entsprechenden Regelung des gewünschten
Mischungsverhältnisses oder der gewünschten Fördermenge pro
Zeiteinheit (Förderstärke) wird hierbei ein rechnergesteuertes,
zentrales Dosiersteuersystem verwendet, wie es beispielsweise in
der DE 32 17 406 A1 beschrieben ist, wobei ein Wägesignal der
Bunker-Wägezellen der Sammelvorrichtung als Eingangssignal dient
und die Drehzahl des Dosierrotors und gegebenenfalls der
Zellenradschleuse für die Schüttgutzufuhr geregelt wird.
Dieses Regelungssystem wird auch in der vorstehend genannten
EP-A-0 198 956 näher beschrieben, wobei in der Dosierrotorwaage
die momentan in der Rotorwägestrecke wirkende Schüttgutmasse
erfaßt wird, aus der sich durch Multiplikation mit der
Winkelgeschwindigkeit des Dosierrotors der Schüttgut-
Massendurchsatz ergibt. Die Wägeelektronik speichert hierbei die
momentan auf der Rotorwägestrecke (Meßstrecke) befindliche
Schüttgutmasse, so daß kurz vor dem Austrag des Schüttgutes in
die pneumatische Förderleitung entsprechend der vorbestimmten
Soll-Förderstärke die Rotorwinkelgeschwindigkeit variiert werden
kann. Hierdurch ergibt sich eine relativ hohe Dosiergenauigkeit,
die sich für die Dosierung von staubförmigen Schüttgütern,
beispielsweise bei der Kohlenstaubdosierung von
Zementdrehrohröfen oder zur Dosierung von Gips oder Additiven
bei der Rauchgasreinigung sehr gut eignet.
Bei bestimmten Fördergütern ist jedoch zu beachten, daß diese
Schüttgüter abhängig vom Feuchtegrad, Fluidisierung, Feinheit
usw. zur Brückenbildung neigen können, so daß es beim
Schüttgutaustrag zu zufälligen oder stark pulsierenden
Massestromschwankungen kommen kann. Diese kurzzeitigen
Massestromschwankungen können durch erhöhten Förderdruck
teilweise ausgeglichen werden, insbesondere auch bei größeren
Förderstrecken. Hierbei tritt jedoch zum Behälter hin eine
größere Leckluftströmung auf, die zu Störungen in der
Schüttgutzufuhr und der Förderleistung führen kann. Teilweise
werden deshalb sogar bei derartigen Anlagen zum Fördern von
Schüttgütern aufwendige Leckgasabführungen erforderlich, wodurch
sich jedoch der Bauaufwand erheblich erhöht.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung
von Schüttgütern zu schaffen, mit dem bzw. mit der auf einfache
Weise eine verbesserte Dichtigkeit und große Förderleistung
erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den
Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. durch eine Vorrichtung
gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 5.
Durch die Regelung der nachgeschalteten Dosiereinrichtung
relativ zur Förderstärke der vorgeschalteten Zellenradschleuse
bzw. umgekehrt ergibt sich durch die partielle Rückförderung in
der Zellenradschleuse eine verbesserte Eigen-Abdichtung durch
das in den rücklaufenden Zellen hochgeförderte Schüttgut und
damit eine wesentliche Reduzierung der Leckgasströmung in der
Dosieranlage, so daß eine hohe Dosier- bzw. Förderleistung
erreicht wird. Dies ist insbesondere bei der
Kohlenstaubdosierung mit großen Förderlängen und Förderdrücken
von Bedeutung.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung durch eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Schüttgutdosierung mit zwei
Zellenradschleusen; und
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß Fig. 1, wobei zur Dosierung eine
Dosierrotorwaage verwendet wird.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur kontinuierlichen Dosierung
dargestellt, wobei das entsprechend einer einstellbaren Soll-
Förderstärke zu dosierende Fördergut, insbesondere ein
rieselfähiges Schüttgut, aus einem Silo oder Behälter 2 mittels
einer als Zellenradschleuse 4 ausgebildeten Abzugsvorrichtung 3
gefördert wird. Das Fördergut gelangt hierbei in die
Zellenradschleuse 4 und dann in einen Zwischenbehälter 5. Die
Zellenradschleuse 4 ist hierbei bevorzugt als Dichtschleuse
ausgebildet, die aus dem stets vollständig mit Schüttgut
gefüllten Zwischenbehälter 5 Schüttgut wiederum nach oben
herausführt und in den hier rechten, rückfördernden Zellen 7 zum
Behälter 2 zurückfördert, wie dies punktiert dargestellt ist.
Die Zellenradschleuse 4 ist dabei durch einen Elektromotor 6
angetrieben, der zur Drehzahleinstellung mit einer
Dosiersteuerung 10 verbunden ist. Die zur "Überschußförderung"
erforderliche Drehzahl des Zellenrades der Zellenradschleuse 4
liegt hierbei (bei ansonsten gleichen Abmessungen) immer
geringfügig höher als die Drehzahl der unteren
Zellenradschleuse, die als Dosiervorrichtung dient.
Zur Erfassung des Massenstroms der Zellenradschleuse 4 kann
jedoch auch die Drehzahl direkt an der Antriebswelle oder die
Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 6 herangezogen werden. Die
hier dargestellte Zellenradschleuse 4 mit Horizontalachse hat
hierbei den Vorteil einer relativ hohen Dosiergenauigkeit, so
daß diese Form des Zellenradschleuse 4 bevorzugt ist. Es können
jedoch auch Zellenradschleusen mit Vertikalachse Verwendung
finden.
Am unteren Ende des Zwischenbehälters 5 ist eine
Dosiereinrichtung 8 wiederum in Form einer Zellenradschleuse
vorgesehen, die von einem Motor 8a mit regelbarer Drehzahl
angetrieben ist und in eine Ausblasleitung 9 mündet. Wesentlich
ist hierbei, daß der Meßwertaufnehmer der Zellenradschleuse 4,
also z. B. ein Drehzahlgeber oder Tachogenerator am Motor 6 mit
der Dosiersteuerung 10 verbunden ist, die somit den momentanen
Massenstrom der Zellenradschleuse 4 feststellt und in Beziehung
zur Förderstärke der Dosiereinrichtung 8 setzt, um deren
Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit zur Förderstärke der
Zellenradschleuse 4 im Sinne einer Überschußförderung
abzustimmen bzw. zu variieren. Liegt somit an der
Zellenradschleuse 4 eine Abweichung des Massenstroms vor, so
wird zur Konstanterhaltung der Schütthöhe im Zwischenbehälter 5
die Winkelgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung 8 um den
entsprechenden Wert reduziert bzw. die Drehzahl der
Zellenradschleuse 4 erhöht.
Von wesentlicher Bedeutung ist hierbei, daß durch die stetige
Füllung des Zwischenbehälters 5 von der Zellenradschleuse 4 das
Schüttgut zum Behälter 2 hin abschöpft und damit die zumindest
partiell gefüllten, rückfördernden Zellen 7 die Dichtheit
gegenüber Leckgasströmen wesentlich erhöht. Von der
Dosiersteuerung 10 kann somit berechnet werden, welche
Förderstärke bzw. Drehzahl der Zellenradschleuse 4 zur
Aufrechterhaltung der Füllhöhe und damit der Rückförderung von
ca. 30% des Schüttgutes erforderlich ist. Abhängig von der
ebenfalls gemessenen Winkelgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung
8 (z. B. einen Tachogenerator am Motor 8a) läßt sich somit unter
Berücksichtigung der Füllhöhe unter der Zellenradschleuse 4 die
entsprechende Förderstärke der über der Dosiereinrichtung 8
angeordneten Zellenradschleuse 4 einstellen bzw. regeln. Somit
kann die Dosiersteuerung 10 zu allen Zeitpunkten unter
Berücksichtigung der Austragsleistung der Dosiereinrichtung 8
die Drehzahl der Zellenradschleuse 4 einregulieren, so daß durch
die hier rechts nach oben laufenden, rückfördernden Zellen 7
eine kontinuierliche, bewußte Rückförderung zum Behälter 2 hin
und damit eine verbesserte Dichtheit der Zellenradschleuse 4
gegen Leckgasverluste möglich ist.
In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführung der Vorrichtung 1
gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei unterhalb der Zellenradschleuse
4 als Dosiereinrichtung 8 eine Dosierrotorwaage 8' (insbesondere
gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik) mit einer
Ausblasleitung 9 und einer Wägezelle 11 angeordnet ist. Es sei
darauf hingewiesen, daß anstatt der in Fig. 1 dargestellten
unteren Zellenradschleuse als Dosiereinrichtung 8 auch eine
Horizontalschleuse (mit Vertikalachse) ähnlich dem Dosierrotor
8' in Fig. 2 Verwendung finden kann. In vorteilhafter
Ausgestaltung kann hierbei zur weitgehenden Konstanthaltung der
Füllhöhe unterhalb der Zellenradschleuse 4 deren Massenstrom auf
ca. 120-130% der Dosiervorrichtung 8 gesteuert oder geregelt
sein, so daß eine Rückförderquote von 20-30% in der
Zellenradschleuse 4 vorliegt. In besonders einfacher Ausführung
genügt es, einen Antrieb von dem Motor 8a und einem zugeordneten
Getriebe der Dosiereinrichtung 8 abzuzweigen, um hier eine
synchrone Regelung der oberen und unteren Zellenradschleuse bzw.
des Dosierrotors zu erreichen. Ebenso können natürlich getrennte
Motoren 6 und 8a vorgesehen sein, die von der Dosiersteuerung 10
in elektronisch gekoppelter Weise angesteuert werden.
Bei der abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur
kontinuierlichen gravimetrischen Dosierung gemäß Fig. 2 ist bei
ansonsten ähnlichen Aufbau wie in Fig. 1 als Dosiereinrichtung 8
auch ein Fördergebläse für die Ausblasleitung 9 zur Dosierung
und Weiterförderung vorgesehen. Der Antriebsmotor des nicht
dargestellten Fördergebläses kann hierbei ebenfalls wieder mit
der Dosiersteuerung 10 verbunden sein, so daß die Förderstärke
variiert werden kann, indem z. B. die Drehzahl des
Fördergebläses kurzzeitig erhöht oder abgesenkt wird.
Durch den gezielten "Rückstau" des Schüttgutes in dem stets
vollständig gefüllten Zwischenbehälter 5, der auch wesentlich
kleiner in Art eines Kompensators oder Balges ausgebildet sein
kann, wird somit von der Zellenradschleuse 4 Schüttgut bewußt
abgeschöpft und ständig rückgefördert, wobei dieses Schüttgut
zur Eigenabdichtung der Zellenradschleuse 4 gegen
Leckgasverluste dient.
Claims (9)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Dosierung von Schüttgütern
aus einem Behälter mit einer Zellenradschleuse und einer
der Zellenradschleuse nachgeschalteten Dosiereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsleistung der Dosiereinrichtung (8) relativ zur
Förderstärke der vorgeschalteten Zellenradschleuse (4) auf
einen geringeren Wert eingestellt wird, so daß an der
Zellenradschleuse (4) eine Rückförderung zum Behälter (2)
hin erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung bzw. Regelung unter Berücksichtigung des
Füllstandes eines Zwischenbehälters (5) zwischen der
Zellenradschleuse (4) und der Dosiereinrichtung (8)
erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsregelung der Dosiereinrichtung (8) durch
Änderung der Drehzahl der Dosiereinrichtung (8) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsregelung der Dosiereinrichtung (8) bei
pneumatischer Förderung durch Veränderung der Luftmenge
und/oder Luftgeschwindigkeit erfolgt.
5. Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung von Schüttgütern
aus einem Behälter mit einer Zellenradschleuse und einer
der Zellenradschleuse nachgeschalteten Dosiereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zellenradschleuse (4) mit der Dosiereinrichtung (8)
über eine Dosiersteuerung (10) gekoppelt ist und der
Massenstrom an der Zellenradschleuse (4) zur partiellen
Rückförderung des Schüttgutes zum Behälter (2) hin größer
als die Austragsleistung der Dosiereinrichtung (8) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosiereinrichtung (8) ebenfalls als Zellenradschleuse
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosiereinrichtung (8) als Dosierrotorwaage (8')
ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosiereinrichtung (8) als Horizontalschleuse
ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die rückfördernden Zellen (7) der Zellenradschleuse (4) zu
etwa 20-40% gefüllt sind.
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