DE20100972U1

DE20100972U1 - Vorrichtung zum Absaugen von Grobmaterial

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Publication number: DE20100972U1
Application number: DE20100972U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2011-01-20

Description

TERMEER STEIN.MEÜST&FI-&

GBR

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys.
Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)
Mauerkircherstrasse 45
D-81679 MÜNCHEN

Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing. Manfred Wiebusch

Artur-Lade beck-Stras se D-33617 BIELEFELD

51

ABS POl / Ol

Wi/li 17.1.2001

Friedhelm Albrecht

Oberveischederstr. 5

57462 Olpe / Oberveischede

VORRICHTUNG ZUM ABSAUGEN VON GROBMATERIAL

Friedhelm Albrecht · ** ·* ₄? AB^POy(Hi 17.1.2001

VORRICHTUNG ZUM ABSAUGEN VON GROBMATERIAL

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen von Grobmaterial, mit einem Filterbehälter, der über ein Filter mit einem Sauggebläse verbunden ist und an den eine Saugleitung angeschlossen ist.

Bei Erdaushubarbeiten, beispielsweise beim Erstellen von Erdbohrungen, Gräben oder Schächten, ist es bekannt, das Aushubmaterial, also beispielsweise Bohrklein, lockeres Erdreich oder andere aufgefüllte Materialien, mit Hilfe eines leistungsfähigen Sauggebläses abzusaugen. Das über eine Saugdüse und die Saugleitung angesaugte Material wird in dem unter Unterdruck stehenden Filterbehälter gesammelt, während das Sauggebläse durch das Filter gegen Staub und feinkörniges Material geschützt ist. Der Filterbehälter und das zugehörige Sauggebläse sind zumeist als transportable Einheit auf einem LKW oder dergleichen montiert. Der Filterbehälter sollte ein möglichst großes Fassungsvermögen haben, damit lange Betriebszeiten ermöglicht werden. Wenn das Fassungsvermögen erschöpft ist, muß der Filterbehälter belüftet und geleert oder gegen einen leeren Filterbehälter ausgetauscht werden. Hierdurch ergeben sich relativ lange Betriebsunterbrechungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei gegebenem Fassungsvermögen des Filterbehälters eine Verlängerung der Betriebszeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäjß dadurch gelöst, daß in der Saugleitung ein Vorabscheider angeordnet ist, der eine Ausschleusungseinrichtung zum Ausschleusen von abgeschiedenem Material bei laufendem Sauggebläse aufweist.

Durch den Vorabscheider wird grobkörniges Material schon vor Eintritt in den Filterbehälter abgeschieden, so daj3 weniger Material in den Filterbehälter gelangt und folglich das Fassungsvermögen erst nach einer längeren Betriebszeit erschöpft ist. Da das feinkörnige Material, das nicht im Vorabscheider abgeschieden werden kann, generell eine höhere Schüttdichte aufweist als ein Gemisch aus feinkörnigem und grobkörnigem Material, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung zudem das Fassungsvermögen des Filterbehälters effizienter genutzt. Häufig ist es auch ein erwünschter Nebeneffekt der Erfindung, daß durch

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den Vorabscheider bereits eine Vorsortierung des Aushubmaterials erfolgt.

Das im Vorabscheider zurückgehaltene Material wird mit Hilfe der Ausschleusungsrichtung intervallweise entfernt, so daß der Vorabscheider selbst nur ein geringes Fassungsvermögen aufzuweisen braucht. Um den Verschlußmechanismus der Ausschleusungseinrichtung entgegen dem im Vorabscheider herrschenden Unterdruck zu öffnen, braucht der Vorabscheider allenfalls kurzfristig belüftet zu werden. Dabei braucht jedoch der Betrieb des leistungsstarken Sauggebläses nicht unterbrochen zu werden. Insgesamt wird so eine beträchtliche Verlängerung der nutzbaren Betriebszeiten erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Da der Vorabscheider lediglich grobkörnigeres Material zurückhalten soll, braucht er keine eigene Filtereinrichtung aufzuweisen. Er kann einfach durch eine Unterdruckkammer gebildet werden, in der sich das grobkörnige Material aufgrund der Beruhigung des Luftstromes absetzt. Die Ausschleusungseinrichtung weist bevorzugt eine unter der Unterdruckkammer angeordnete Schleusenkammer auf, die gegenüber der Umgebung weitgehend luftdicht verschließbar ist. Wenn das abgeschiedene Material in der Unterdruckkammer einen bestimmten Füllstand erreicht hat, wird eine Bodenklappe oder ein Bodenventil der Unterdruckkammer geöffnet, so daß das Material durch Schwerkraft in die Schleusenkammer fällt. Da die Schleusenkammer in diesem Zustand gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wird sie durch das Sauggebläse evakuiert, so daß der Saugbetrieb ununterbrochen fortgesetzt oder zumindest schon vor dem Schließen der Bodenklappe wieder aufgenommen werden kann. Wenn die Bodenklappe wieder geschlossen ist, wird die Schleusenkammer belüftet, und ein Auslaß der Schleusenkammer wird geöffnet, so daß das Material herausfällt. Das auf diese Weise ausgeschleuste Material kann an Ort und Stelle zwischengelagert oder direkt von einem Transportfahrzeug aufgenommen und abtransportiert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Unterdruckkammer einen Füllstandswächter auf, der bei Erreichen eines bestimmten Füllstands automatisch den Schleusenmechanismus aktiviert. Die Erfassung des Füllstands kann mit Hilfe von optischen oder mechanischen Sensoren oder wahlweise auch

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mit Hilfe einer Verwiegeeinrichtung erfolgen, die das Gewicht des Inhalts oder das Gesamtgewicht der Unterdruckkammer mit Inhalt erfaj3t.

Wenn das aus dem Auslaß der Schleusenkammer ausgetragene Material direkt in einem Transportgerät aufgefangen werden soll, ist es zweckmäj3ig, wenn das Öffnen und Schließen des Auslasses der Schleusenkammer von Hand gesteuert werden kann oder zumindest der automatische Betrieb von Hand zeitweise blokkiert werden kann, bis das Transportgerät in Position gebracht wurde.

Die Bodenklappe der Unterdruckkammer kann so ausgebildet sein, daß sie bei belüfteter Schleusenkammer durch das zwischen der Schleusenkammer und der Unterdruckkammer bestehende Druckgefälle in der Schließstellung gehalten wird. Eine Entleerung der Unterdruckkammer in die Schleusenkammer kann dann einfach dadurch ausgelöst werden, daß die Unterdruckkammer kurzzeitig belüftet oder die Schleusenkammer evakuiert wird. Zum Schließen der Bodenklappe kann ein handbetätigter oder motorbetriebener Mechanismus oder eine Schließfeder vorgesehen sein. In der Endphase kann der Schließ Vorgang auch durch erneutes Belüften der Schleusenkammer unterstützt werden.

In einer modifizierten Ausführungsform ist anstelle der Bodenklappe ein Membranventil vorgesehen, das durch die Druckdifferenz zwischen Schleusenkammer und Unterdruckkammer in der geschlossenen Stellung gehalten wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum

Absaugen von Erdaushub;

Figuren 2 bis 4 einen Vorabscheider der Vorrichtung nach Figur 1 in unterschiedlichen Betriebsphasen; und

Figur 5 einen Vorabscheider gemäß einer anderen Ausführungs

form.

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Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung dient zum Absaugen von Erdaushub mit Hilfe einer Saugleitung 10, die über einen Vorabscheider 12 mit einem Filterbehälter 14 verbunden ist. Der Filterbehälter 14 ist seinerseits über ein in seinem oberen Bereich angeordnetes Filter 16 mit einem leistungsstarken Sauggebläse 18 verbunden. Durch das Filter 16 werden Staub und feinkörnige Materialien zurückgehalten, die sich im unteren Bereich des Filterbehälters 14 absetzen. Wenn das Fassungsvermögen des Filterbehälters 14 erschöpft ist, muß der Filterbehälter geleert oder ausgewechselt werden. Zu diesem Zweck sind der Filterbehalter 14 und das Sauggebläse 18 im gezeigten Beispiel auf einem Transportfahrzeug 20 montiert.

Der Vorabscheider 12 weist eine druckdicht verschließbare Unterdruckkammer 22 auf, in der sich der über den stromaufwärtigen Ast 24 der Saugleitung 10 eintretende Luftstrom vorübergehend beruhigen kann, bevor die Luft über den stromabwärtigen Ast 26 in den Filterbehälter 14 weitergeleitet wird. Dies hat zur Folge, daß sich grobkörnige Bestandteile des angesaugten Materials schon in der Unterdruckammer 22 absetzen und somit gar nicht erst in den Filterbehälter 14 gelangen. Der Boden der Unterdruckkammer 22 verjüngt sich trichterförmig zu einer luftdicht schließenden Bodenklappe 28, die den Einlaß einer direkt unter der Unterdruckkammer 22 angeordneten Schleusenkammer 30 bildet. Am unteren Ende ist die Schleusenkammer 30 durch eine Austragklappe 32 verschlossen, an die sich nach unten ein Austragschacht 34 anschließt. Der Austragschacht hat eine gewisse Bodenfreiheit, so daß ein Auffangbehälter, ein Förderband oder ein sonstiges Transportgerät zum Abtransport des ausgetragenen Materials untergestellt werden kann.

Am oberen Ende der Unterdruckkammer 22 ist ein Belüftungsventil 36 angeordnet. In der Wand der Unterdruckkammer 22 ist in einer bestimmten Höhe, die dem maximal zulässigen Füllstand in der Unterdruckkammer entspricht, ein Füllstandswächter 38 angeordnet. Ein zweiter Füllstandswächter 40 befindet sich unmittelbar oberhalb der Bodenklappe 28.

Figur 1 illustriert den Zustand des Vorabscheiders 12 während des Saugbetriebs. Das Belüftungsventil 36 und die Bodenklappe 28 sind geschlossen, so daß in der Unterdruckkammer 22 ein gewisser Unterdruck herrscht. Die Bodenklappe 28 wird durch eine nicht gezeigte Schließfeder in der geschlossenen Stellung gehalten. Diese Schließfeder ist jedoch so dimensioniert, daß sie allein

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nicht ausreicht, die Bodenklappe in der geschlossenen Stellung zu halten, wenn bei maximalem Füllstand in der Unterdruckkammer 22 das Gewicht des abgeschiedenen Materials auf die Bodenklappe wirkt. Die Schließkraft, mit der die Bodenklappe 28 dennoch in der geschlossenen Stellung gehalten wird, beruht maßgeblich auf der Druckdifferenz zwischen dem Inneren der Unterdruckkammer 22 und der Schleusenkammer 30, die sich in dem in Figur 1 gezeigten Zustand auf Atmosphärendruck befindet.

Wenn der Füllstandswächter 38 feststellt, daß der maximale Füllstand in der Unterdruckkammer 22 erreicht ist, liefert der Füllstandswächter 38 einen kurzen Signalimpuls an das Belüftungsventil 36, so daß dieses Ventil kurzzeitig öffnet. Obgleich das Sauggebläse 18 in Betrieb bleibt, baut sich daher die Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 22 und der Schleusenkammer 30 ab, so daJ3 die Bodenklappe 28 nachgibt.

Sobald die Bodenklappe 28 einen Spalt weit geöffnet ist, wie in Figur 2 gezeigt ist, baut sich die Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer 22 und der Schleusenkammer 30 weiter ab, da das auf der Bodenklappe liegende grobkörnige Material relativ luftdurchlässig ist. In diesem Augenblick kann das Belüftungsventil 36 schon wieder geschlossen werden, so daß der Saugbetrieb praktisch ohne Unterbrechung fortgesetzt wird. Obgleich die Unterdruckkammer 22 wieder evakuiert wird, reicht der Sog nicht aus, die Bodenklappe 28 wieder zu schließen. Aufgrund des Gewichts des darauf lastenden Materials öffnet sich die Bodenklappe vollständig, so daß das Material in die Schleusenkammer 30 fällt, wie in Figur 3 gezeigt ist. Da die Austragklappe 32 weitgehend luftdicht schließt, herrscht in diesem Zustand in der Schleusenkammer 30 derselbe Unterdruck wie in der Unterdruckkammer 22.

Wenn der untere Füllstandswächter 40 feststellt, daß die Unterdruckkammer 22 ganz geleert ist, wird ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, das die Bedienungsperson auffordert, die Bodenklappe 28 von Hand mit Hilfe eines nicht gezeigten Betätigungsgestänges wieder zu schließen. Wahlweise kann die Bodenklappe 28 auch automatisch durch einen Motorantrieb oder durch Federkraft wieder in die Schließstellung zurückgestellt werden. Da kein Material mehr auf der Bodenklappe 28 lastet, ist die erforderliche Schließkraft deutlich kleiner als in dem in Figur 1 gezeigten Zustand.

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Wenn die Bodenklappe 28 wieder die Schließstellung erreicht, wird die Schleusenkammer 30 wieder belüftet. Im einfachsten Fall kann diese Belüftung automatisch dadurch erreicht werden, daß die Austragklappe 32 nicht vollständig dicht schließt, so daß eine gewisse Leckströmung in die Schleusenkammer 30 eintritt. In dem Maße, in dem der Füllstand in der Unterdruckkammer 22 wieder zunimmt, steigt dann auch die auf die Bodenklappe 28 wirkende Schließkraft, bis die Schleusenkammer 30 sich wieder auf Atmosphärendruck befindet.

Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird die Austragklappe 32 geöffnet, so daß das Material aus der Schleusenkammer 30 herausfällt, wie in Figur 4 gezeigt ist. Das Öffnen der Austragklappe 32 kann - automatisch oder durch Eingriff der Bedienungsperson - zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, bevor der Füllstand in der Unterdruckkammer 22 wieder den Maximalwert erreicht hat. Wenn anschließend die Austragklappe 32 wieder geschlossen wird, ist wieder der in Figur 1 gezeigte Zustand erreicht, und der Vorabscheider 12 ist bereit für einen neuen Ausschleusungsvorgang.

Statt die Unterdruckkammer 22 mit Hilfe des Belüftungsventils 36 zu belüften, um den Ausschleusungsvorgang auszulösen, ist es in einer abgewandelten Ausführungsform auch möglich, die Schleusenkammer 30 kurzzeitig über ein Ventil und eine nicht gezeigte Leitung mit dem stromabwärtigen Ast 26 der Saugleitung zu verbinden, so daß die Schleusenkammer evakuiert wird. Auch dies führt zu einem Abbau des Druckgefälles zwischen der Schleusenkammer 30 und der Unterdruckkammer 22 und somit zu einem automatischen Öffnen der Bodenklappe 28.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 und 4 dadurch unterscheidet, daß die Bodenklappe 28 durch ein Membranventil 42 ersetzt ist. Dieses Membranventil weist zwei Membranen 44 beispielsweise in der Form von verschleißfesten Gummimatten auf, die zusammen ein schlauch- oder trichterförmiges Gebilde ergeben. Wenn ein Druckgefälle zwischen der Schleusenkammer 30 und der Unterdruckkammer 22 besteht, liegen die beiden Membranen 44 eng aneinander, wie in Figur 5 in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Wenn das Druckgefälle durch Belüftung der Unterdruckkammer 22 oder durch Evakuieren der Schleusenkammer 30 abgebaut wird, treten die Membranen 44 aufgrund des Gewichts des darauf lastenden Materials auseinander, und sie geben einen Auslaß in die Schleusen-

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kammer 30 frei, wie in Figur 5 gestrichelt eingezeichnet ist. Wenn die Unterdruckkammer 22 vollständig geleert ist, und die Schleusenkammer 30 wieder belüftet wird, kehrt das Membranventil 42 selbsttätig in die Schließstellung zurück. 5

Claims

1. Vorrichtung zum Absaugen von Grobmaterial, mit einem Filterbehälter (14), der über ein Filter (16) mit einem Sauggebläse (18) verbunden ist und an den eine Saugleitung (10) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugleitung (10) ein Vorabscheider (12) angeordnet ist, der eine Ausschleusungseinrichtung (28; 42) zum Ausschleusen von abgeschiedenem Material bei laufendem Sauggebläse aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorabscheider durch eine Unterdruckkammer (22) gebildet wird, in der sich ein Teil des angesaugten Materials aufgrund einer Beruhigung der Luftströmung absetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschleusungseinrichtung eine unter der Unterdruckkammer (22) angeordnete, gegenüber der Umgebung weitgehend luftdicht verschließbare Schleusenkammer (30) und ein zwischen der Unterdruckkammer (22) und der Schleusenkammer (30) angeordnetes Verschlußglied (28; 42) aufweist, das durch das Gewicht des abgeschiedenen Materials in Öffnungsrichtung beaufschlagt und durch das zwischen der Unterdruckkammer (22) und der Schleusenkammer (30) herrschende Druckgefälle in der Schließstellung gehalten wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied eine Bodenklappe (28) der Unterdruckkammer (22) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied ein Membranventil (42) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (28; 42) selbsttätig öffnet, wenn das Druckgefälle zwischen der Unterdruckkammer (22) und der Schleusenkammer (30) abgebaut wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Belüftungsventil (36) zum kurzzeitigen Belüften der Unterdruckkammer (22).

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Füllstandswächter (38), der automatisch die Ausschleusungseinrichtung (28; 42) betätigt, wenn der Füllstand im Vorabscheider (12) einen vorgegebenen Wert erreicht.