DE2250432A1 - Pneumatischer druckbehaelter - Google Patents

Description

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Polysius AG, Neubeckum

Pneumatischer Druckbehälter

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Druckbehälter mit einem konischen Auslauftrichter, der zumindest im unteren Bereich doppelwandig ausgebildet 1st, wobei der Hohlraum zwischen der Außenwand und der flexiblen Innenwand mit einer Druckluftquelle verbindbar ist.

Pneumatische Druckbehälter dienen im allgemeinen für eine verhältnismäßig kurzzeitige Aufnahme bzw. Zwischenspeicherung von pulverförmigen und feinkörnigen Schüttgütern. An den Gutauslauf des Auslauftrichters ist meist eine pneumatische Förderleitung angeschlossen, mit der die im Druckbehälter befindlichen Schüttgüter abgefördert werden.

Die genannten Schüttgüter neigen in Auslauftrichtern vielfach zu Brückenbildungen, so daß entsprechende Auslaufhilfen vorgesehen werden müssen.

Zu diesem Zweck bedient man sich in der Hauptsache pneumatischer Auflockerungssysteme, bei denen die Innenwand des Auslauftrichters ganz oder zumindest teilweise mit einem porösen Belag versehen wird, durch den Auflockerungsluft in den Behälter eingeblasen werden kann, oder bei denen eine Vielzahl von Lufteinblasdüsen am Auslauftrichter vorgesehen werden. Bei diesen bekannten Auflockerungssystemen kann es sehr leicht zu Verstopfungen der Luftzufuhrelement und somit zu Störungen beim' Austragen des Schüttgutes kommen. Weiterhin sind - je

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nach Art und Größe des Druckbehälters - mehr oder weniger umfangreiche Steuer- und Regeleinrichtungen für die Zuführung der Auflockerungsluft erforderlich.

Wenn pneumatische Druckbehälter, die mit diesen bekannten Auflockerungssystemen ausgerüstet sind, beispielsweise zum Einblasen bzw. Einführen von Zusatzstoffen (z.B. Kalk) in Konverter zum Einsatz kommen, so können unkontrollierte Sauerstoffmengen mit diesen Zusatzstoffen in den Konverter gelangen und auf diese Weise die Arbeit des Konverters ungünstig beeinflussen.

Man hat auch bereits Schüttgutbehälter entwickelt, bei denen an der Innenwand des Behälters bzw. dee Behältertrichters periodisch aufblasbare Kissen angeordnet sind. Diese Auslaufhilfen sind zwar für bestimmte Schüttgüter ganz brauchbar, jedoch in ihrer Wirkungsweise den pneumatischen Auflockerungssystemen vollkommen unterlegen. Außerdem ragen die aufblasbaren Kissen zumeist in unerwünschter Weise in den Behälter hinein, so daß hierdurch ein restloses Auslaufen des im Behälter befindlichen Schüttgutes beeinträchtigt wird.

Ein anderer bekannter pneumatischer Druckbehälter weist etwa die äußere Form eines Kessels auf, wobei der untere Teil dieses Behälters doppelwandig ausgeführt ist. Hierbei ist in den äußerlich weltgehend zylindrischen Unterteil eine flexible Innenwand gespannt eingebaut, die von der Verbindungsstelle mit dem Oberteil bis zum zentral unten liegenden Auslauf reicht und im ungefüllten Behälterzustand die Form eines konischen Auslauftrichtere darstellt. Der Hohlraum zwischen der festen Außenwand und der flexiblen Innenwand kann hierbei mit einer Druckluftquelle verbunden werden. Wenn dieser bekannte Druckbehälter mit Schütt-

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gut gefüllt ist, dann liegt die Innenwand aufgrund ihrer Flexibilität dicht an der Innenseite der Außenwand an, so daß ihre natürliche Trichteform im gefüllten Behälterzustand nicht aufrechterhalten wird. Wenn dann ein größer Teil des Schüttgutes den Behälter Wieder verlassen hat, wird Druckluft in den Hohlraum zwischen der Innenwand und der Außenwand eingeführt, so daß die flexible Innenwand wieder eine Auslauftrichter-Form annimmt und der restliche Teil des Schüttgutes auslaufen kann. Durch diese bekannte Behälter-Ausführung ergibt sich zwar - aufgrund der Flexibilität der Innenwand - ein günstiges Fassungsvermögen; durch die bloße ZurückfÜhrüng der flexiblen Innenwand in ihre Trichterform (bei weitgehend entleertem Behälter) kann jedoch ein restloses Auslaufen nur bei sehr leicht fließenden Schüttgütern erreicht werden, während bei schwierigeren Schüttgütern sich BrÜekenbildungen ühd Ansätzbildungen nicht vermeiden lassen* Ein weiterer iiäGhteil dieser bekannten Ausführung ist darin zu Sehen, daß für das Zurückführen der flexiblen Innenwand in ihre Trichterform eine erhebliche Iiuftmenge sowie ein relativ hoher Luftdruck erforderlich sind, was wiederum einen beträchtlichen Energiebedarf zur Folge, hat..

Als Auslaufhilfen bei Schüttgütbehältern sind schließlich auch bereits elektromechanische Vibratoren bekannt, die an eine Behälterwand bzw. an einen Auslauftrichter an* gesetzt und bei Auslaufschwierigkeiten eingeschaltet Werden, wodurch der ganze Trichter bzw. die.ganze Behälter^ wand in Schwingungen versetzt wird. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß für unterschiedliche Schüttgüter meist sehr verschiedene Schwingungsbereiche für eine Auflockerung des Schüttgutes erforderlich sind * Hierdurch kann es bei oft wechselnden Schüttgutarten sehr leicht vor-

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kommen, daß eine vollkommen verkehrte Schwingung eingestellt ist, wodurch das im Behälter befindliche Schüttgut nicht aufgelockert, sondern noch erheblich starker verdichtet wird, was die AuslaufSchwierigkeiten noch erhöht. Hinzu kommt noch, daß eine Schwingungsregulierung dieser Geräte meist nur in relativ engen Grenzen möglich ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Auslaufhilfen liegt in der Schwingungsübertragung auf Gebäudeteile, weshalb umfangreiche Dämpfungsieolierungen vorgenommen werden müssen, wodurch erhebliche zusätzliche Kosten entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachtelle der bekannten Ausführungen einen pneumatischen Druckbehälter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit relativ einfachen Mitteln ein restloses Auslaufen auch solcher Schüttgüter ermöglicht wird, die leicht zu Ansatz- und Brückenbildungen neigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flexible Innenwand des Auslauftrichters als ein· in Vibrationsschwingungen versetzbare Membrane ausgebildet

Während bei den bekannten Schüttgutbehältern mit elektromechanischen Vibratoren praktisch nur senkrecht zu der Wand, an der dieser Vibrator angebaut ist, Schwingungen erzeugt werden, so ergeben sich durch die erfindungsgemäße Ausführung der flexiblen Innenwand des Auslauftrichters durch die Vlbrationsschwingungen schlauchartige Verengungen und Erweiterungen im Auslauftrichter, deren Frequenz aufgrund der Beaufschlagung mit Druckluft in einem sehr weiten Bereich geregelt werden kann, so daß auf diese Weise ein sicheres Auslaufen des im Druckbehälter befindlichen Schüttgutes

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auch dann gewährleistet werden kann, wenn dieses leicht zu Ansatz- und Brückenbildungen neigt. Die membranartige Ausbildung der flexiblen Innenwand läßt sich in jedem Falle Übergangslos in den Auslauftrichter des Druckbehälters einsetzen, so daß keine vorstehenden Teile das restlose Auslaufen des Schüttgutes behindern können.

Vergleicht man diese erfindungsgemäße Ausfuhrungsform mit den bekannten pneumatischen Auflockerungssystemen, so wird man feststellen, daß bei dem erfindungsgemäßen Druckbehälter zumindest eine gleich gute Auflockerung des Schüttgutes erzielbar ist, daß aber gleichzeitig die Störanfälligkeit (Verstopfung von Lufteinblasöffnungen) vollkommen beseitigt ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei einem Einsatz dieses erfindungsgemäßen Druckbehälters für die Zuführung von Zusatzstoffen in einen Konverter oder dergleichen, da hierbei keine unkontrollierten Sauerstoffmengen (von der Auflockerungsluft) in den Konverter gelangen können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten .Ausführungsbeispieles. Es zeigen

Fig.l einen Vertikalschnitt durch ,einen Auslauftrichter eines erfindungsgemäßen pneumatischen Druckbehälters, wobei rein schematisch die Verbindung zwischen dem Hohlraum (zwischen Trichter-Außenwand und flexibler Innenwand) und der Druckluftquelle angedeutet 1st;

Flg.2 eine weitgehend schematische Ansicht eines ganzen pneumatischen Druckbehälters mit den zugehörigen Druckluft- und Förderleitungen. . ..._v ....

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Flg.l enthält einen Im wesentlichen konischen Auslauftrichter 1 eines erfindungsgemäß ausgeführten, pneumatischen Druckbehälters. Dieser Auslauftrichter 1 setzt sich aus einem oberen Trichterteil 2 und einem unteren Trichterteil 3 zusammen, die beide durch Flansche 2a bzw. 3a miteinander verbunden sind. Bei diesem dargestellten Auslauftrichter 1 ist lediglich der untere Bereich, d.h. also der untere Trichterteil 3 doppelwandig ausgeführt. Die beiden Wände des unteren Trichterteiles 3 werden einerseits von der druckfesten Außenwand 3b des Trichterteiles 3 sowie von einer flexiblen Innenwand 4 gebildet, die überall einen etwa gleich großen, jedoch relativ geringen Abstand zueinander aufweisen, so daß sich zwischen der Außenwand 3b und der flexiblen Innenwand 4 ein ebenfalls etwa konischer, ringförmiger Hohlraum 5 ergibt. An den unteren Flansch 3c des unteren Trichterteiles 3 ist eine Auslaufdüse 6 angeflanscht. Diese Flanschverbindungen (zwischen den beiden Trichterteilen 2, 3 sowie zwischen dem unteren Trichterteil 3 und der Auslaufdüse 6) dienen gleichzeitig zur Festlegung des oberen und des unteren Randes der flexiblen Innenwand 4. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist sowohl der obere Rand der flexiblen Innenwand als auch der untere Rand mit Je einem Wulst 4a bzw. 4b versehen, wobei diese beiden Wulste derart in ihren zugehörigen Flanschverbindungen festgeklemmt sind, daß sich eine straff gespannte konische Innenwand des Trichterteiles 3 ergibt, wobei diese flexible Innenwand 4 praktisch vollkommen glatte bzw. absatzlose übergänge zu den oben und unten anschließenden festen Teilen des übrigen Behälters bzw. Trichters aufweist. Die flexible Innenwand 4 bildet auf diese Weise eine konische Membrane.

Im oberen Bereich des unteren Trichterteiles 3 ist der Hohlraum 5 mit einem Druckluftzuführstutzen 7 und im unteren Bereich - auf der gegenüberliegenden Trichterseite -

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mit einem Druckluftabführstutzen 8 versehen. Beide Druckluftstutzen 7» 8 stehen über eine pneumatische Steuereinrichtung 9 mit einer Druckluftquelle 10 in Verbindung, durch die die flexible Innenwand bzw. Membrane ¹I in Vibrationsschwingungen versetzt werden kann. Die Zu- und Abführung der Druckluft zum bzw. vom Hohlraum 5 und somit dis Vibration der flexiblen Innenwand k wird durch die pneumatische Steuerung 9 in optimaler Weise gesteuert. Durch die gewählte Anordnung der beiden Druckluftstutzen 7 und 8 wird gleichzeitig erreicht, daß sich die zugeführte Druckluft in günstigster Weise in dem Hohlraum 5 verteilen kann, bevor sie über den Abführstützen 8 wieder abgeführt werden kann.

Der Druckluft-Zuführstutzen 7 des Hohlraumes 5 ist über eine Zuführleitung 11 und der Drückluftabführstutzen 8 ist über eine Abführleitung 12 mit der pneumatischen Steuereinrichtung 9 verbunden, bei der es sich um eine an sich bekannte Einrichtung handeln kann. Diese Steuereinrichtung 9 ist daher lediglich schematisch iri Fig»l veranschaulicht und setzt sich im wesentlichen aus einem pneumatisch gesteuerten Hauptventil (mit Rückholfeder) 13, einem ebenfalls pneumatisch gesteuerten Hilfssteuerventil (mit Rückholfeder) 14, einem einstellbaren Drosselventil 15, einem Rückschlagventil 16 sowie einem entsprechend angeordneten, als Vorsteuerventil dienenden Elektromagnetventil 17 zusammen; alle diese Teile sind selbstverständlich in geeigneter Weise miteinander verbunden. Die pneumatische Steuereinrichtung 9 ist über eine Verbindungsleitung 18 an die Druckluftquelle 10 angeschlossen, bei der es sich in üblicher Weise um einen Druckbehälter bzw. Druckspeicher oder dergleichen handeln kann.

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Bei einer Entleerung des mit Schüttgut gefüllten Druckbehälters, beispielsweise in eine an die Auslaufdüse 6 angeschlossene Förderleitung 19, wird die flexible Membrane bzw. Innenwand Ί des unteren TrichtertelleB 3 in Vibrationsschwingungen versetzt, indem von der Druckluftquelle 10 Druckluft in den Hohlraum 5 eingeführt wird, die durch die pneumatische Steuereinrichtung 9 derart gesteuert werden kann, daß die für das jeweilige Schüttgut am besten geeignete Schwingungszahl eingestellt werden kann.

In Fig.2 1st ein pneumatischer Druckbehälter vollkommen veranschaulicht, dessen Auslauftrichter erfindungsgemäß so ausgebildet ist, wie es anhand der Fig.l in allen Einzelheiten geschildert worden 1st.

Dieser erfindungsgemäße pneumatische Druckbehälter 20 enthält einen im wesentlichen zylindrischen Oberteil 21, an den sich nach unten der Auslauftrichter 1 (vgl. Fig.l) anschließt, der sich im wesentlichen aus dip oberen Trichterteil 2 und dem doppelwandlgen unteren Trichterteil 3 zusammensetzt. Der nicht näher dargestellte Hohlraum des unteren Trichterteiles 3 ist über die Druckluftzuführleitung 11 und die Druckluftabfuhrleitung 12 wiederum mit der pneumatischen Steuereinrichtung 9 verbunden.

An die Auslaufdüse 6 schließt sich nach unten ein Gutförderventil 22 an, das mit einer pneumatischen Förderleitung 23 in Verbindung steht, die außerdem mit einer Leitung 24 verbunden ist, über die von einer Pumpe oder sonstigen Druckluftquelle Druckluft bzw. Förderluft herangeführt wird.

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Der Druckbehälter 20 ist.In üblicher Weise an einem Behälterdeckel 25 oben abgeschlossen, in dem eine verschließbare Gutzuführöffnung 26 vorgesehen ist und der über einen Stutzen mit einer Oberdruckleitung 27 und über einen weiteren Stutzen mit einer Entlüftungsleitung 28 verbunden ist. Die Oberdruckleitung 27 ist von der Druckluftleitung 24 abgezweigt, wobei außerdem von der Oberdruckleitung 27 (ggf. auch von der Druckluftleitung 24) eine Abzweigleitung bzw. Verbindungsleitung 18· zu der pneumatischen Steuereinrichtung 9 abgezweigt ist. Selbstverständlich sind in diesen Leitungen auch in üblicher Weise die nicht näher erläuterten, jedoch notwendigen Armaturen (wie z.B. Ventile) vorgesehen.

Die Förderfunktion dieses erfindungsgemäßen pneumatischen Druckbehälters 20 erfolgt in bekannter Weise, wobei jedoch die Auflockerung des auszutragenden Schüttgutes mit Hilfe der anhand von Fig.l geschilderten Ausführung erfolgt, also mit der - pneumatisch - in Vibrationsschwingungen versetzbaren Membrane 4. Die Ausführungsform der Fig.2 macht deutlich, daß für die Beaufschlagung des Hohlraumes 5 (zwischen der flexiblen Innenwand 4 und der festen Außenwand 3b des unteren Trichterteiles 3) keine gesonderte Druckluftquelle vorgesehen werden muß, sondern daß lediglich ein - relativ geringer - Teil der ohnehin an den Behälter herangeführten Druckluft abgezweigt zu werden braucht, was zu einer relativ einfachen konstruktiven Ausbildung führt.

Aus der veranschaulichten Ausführungsform des erfindungsgemäßen pneumatischen Druckbehälters, insbesondere aus der Ausbildung des Auslauftrichters, läßt sich ohne Schwierigkeiten entnehmen, daß gegenüber den bekannten Ausführungen eine weitere beträchtliche Konstruktionsverein-

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fachung erzielt werden kann, wenn lediglich der untere Trichterteil doppelwandig - in der geschilderten Welse ausgeführt 1st. Auf diese Weise läßt sich außerdem eine sehr weitgehende Standardisierung der mit Auslaufhilfen ausgerüsteten Trichterunterteile erreichen, so daß nur wenige Unterteilgrößen für alle gängigen Druckbehälter größen verwendet werden können.

Es versteht sich natürlich von selbst, daß der erfindungsgemäße pneumatische Druckbehälter in vielfacher Form abgewandelt und weitergebildet werden kann, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Es kann dabei beispielsweise auch - nicht wie in den Flg.l und 2 dargestellt - der Auslauftrichter einteilig aus geführt und vollkommen in der geschilderten Welse doppel wandig ausgeführt sein.

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Claims (4)

Patentansprüche

1.^Pneumatischer Druckbehälter mit einem konischen Auslauftrichter, der zumindest im unteren Bereich doppelwandig ausgebildet ist, wobei der Hohlraum zwischen der Außenwand und der flexiblen Innenwand mit. einer Druckluftquelle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die flexible Innenwand (4) des Auslauftrichters (1) als eine in Vibrationsschwingungen versetzbare Membrane ausgebildet ist*

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauftrichter (1) aus einem oberen und einem unteren Trichterteil (2 bzw. 3) zusammengesetzt ist und lediglich der untere Trichterteil doppelwandig und mit der in Vibrationsschwingungen versetzbaren Innenwand (4) ausgeführt ist.

3. Druckbehälter nach Anspruch 2, mit einer unten an den Auslauftrichter angeflanschten Auslaufdüse, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Trichterteil (2 bzw. 3) durch Plansche (2a bzw* 3a) miteinander verbunden sind und daß zwischen den Verbindungsflanschen der beiden Trichterteile (2 bzw» 3) sowie zwischen dem Verbindungsflansch (3c) des unteren Trichterteiles und der Auslauf düse (6) je ein wulstartiger Rand (¹Ia bzw. 4b) der flexiblen Innenwand (4) festgelegt ist.

4. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich des Hohlraumes (5) mit einem Druckluftzuführstutzen (7) und der untere Bereich des Hohlraumes mit einem Druckluftabführstutzen (8) versehen ist und daß beide Druckluftstutzen über eine pneumatische Steuereinrichtung (9) mit elektrischer Versteuerung mit der Druckluftquelle (10) in Verbindung stehen.

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Druckbehälter nach Anspruch 1, mit einer Druckluftzuführleitung für die pneumatische Abförderung des Schüttgutes aus dem Behälter, wobei von der Druckluftzuführleitung eine Oberdruckleitung abgezweigt und in den Behälterdeckel eingeführt 1st, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatisch· Steuereinrichtung (9) über eine Verbindungsleitung (18*) an eine der beiden genannten Druckluftleitungen (2t oder 27) angeschlossen ist.

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