DE2906316A1

DE2906316A1 - Verfahren zum hydraulischen transport, insbesondere von erzen, kohle oder sonstigen feststoffen ueber grosse entfernungen

Info

Publication number: DE2906316A1
Application number: DE19792906316
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Hofmann
Original assignee: Siemag Transplan GmbH
Current assignee: Siemag GmbH
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1980-08-21
Also published as: IT1141203B; IT8019789A0; ZA80673B; GB2047818A; DE2906316C2

Description

PA I ENT ANWALT E F.w! HfcMMERICH · GERD MILLER · D. GRGSSE · F. POLLMEIER 29. Januar 1979 J/M

Sletnag Transplan GmbH, Obere Industriestraße 5, 59o2 Netphen 1

Verfahren zum hydraulischen Transport, insbesondere von Erzen, Kohle oder sonstigen Peststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum hydraulischen Transport gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher bezeichneten Verfahrensschritte.

Insbesondere Massengüter, wie Erze, Kohle und damit vergleichbare Mineralien eignen sich für den hydraulischen Transport auch über große Entfernungen. Dabei unterscheidet man den sogenannten horizontalen Transport und den vertikalen Transport, wobei beide mit der Schwierigkeit zu kämpfen haben, daß die in der Trübe befindlichen Feststoffe zum Ausfällen neigen. Schwierig ist auch die Erzeugung des für die Förderung erforderlichen Druckes in der Rohrleitung, da die bisher bekannten Trübepumpen nur eine begrenzte Förderhöhe aufweisen. Daher müssen in bestimmten Abständen weitere Pumpen installiert werden, um die Trübe auf dem notwendigen Druck zu halten. Lfm dies zu vermeiden, sind verschiedene Rohraufgeber entwickelt worden, die mehr oder weniger nach dem gleichen Prinzip arbeiten, wobei zwei oder drei parallel nebeneinander verlegte Rohrleitungen, sogenannte Rohrkammern, wechselweise und im bestimmten Rhythmus mit der Trübe gefüllt und mit Hilfe einer Klarwasserhochdruckpumpe wieder geleert werden. Dabei wird der jeweils mit Trübe gefüllte Inhalt der Rohrkammer über das von einer Hochdruckpumpe hochgespannte Wasser in die Förderleitung hineingedrückt. Hierdurch ist es möglich, derartige Trüben über große Entfernungen zu transportieren.

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Auch für die Abstimmung der einzelnen Fördervorgänge, d.h. für das Einschleusen in die Hochdruckleitung sind verschiedene Vorschläge bekannt. Alle diese Lösungen sehen vor, daß jeweils die einzelnen Kammern wechselweise mit Trübe gefüllt und dann mit Hilfe des hochgespannten Wassers wieder entleert werden. Um Sedimentierungen zu vermeiden, sind sogenannte Gegenströmungs— Rohraufgeber entwickelt worden, die in der gleichen Richtung befiillt, aber in der Gegenrichtung entleert werden.

Nachteilig dabei ist, daß die Abschlußorgane in der Trübeleitung vor den einzelnen Rohrkammern, insbesondere von abrasivem Feststoff stark beansprucht werden, da sie in der anstehenden Trübe geschaltet werden müssen. Um die Belastung und den Verschleiß dieser Sperrorgane in Grenzen zu halten, wird bei den bekannten Verfahren, bei denen über die Trübepumpe jeweils ausschließlich Trübe gefördert wird, zum Teil versucht, Sperrorgane derart anzuordnen, daß sich während des Umschaltvorganges die zum Sedimentieren neigenden Feststoffteilchen in unmittelbarer Nähe der Sperrorgane möglichst vor oder hinter diesen absetzen. Die bisher gefundenen konstruktiven und verfahrenstechnischen Lösungen sind jedoch unzureichend und können auf Dauer dazu führen, daß ein ordnungsgemäßes Öffnen bzw. Schließen dieser Sperrorgane nach und nach immer mehr unterbunden wird. Auch die am Ausgang der Rohrkammern befindlichen Sperr— organe sind durch die Schaltung in der Trübe in gleicher Weise gefährdet bzw. dem Verschleiß unterworfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das eine die Kammersperrorgane schonende Scha]tung sicherstellt.

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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils beim Schalten von einer Rohrkammer auf die andere kurzzeitig der Trübepumpe Klarwasser zugeführt wird. Hierdurch entsteht ein Pfropfen von definierter Lanqe, der aufgrund der vorgegebenen Fördergeschwindigkeit so in der Leitung positioniert werden kann, daß das jeweils zu betätigende Sperrorgan 3ich im Klar— wasserbereich befindet. Damit ist sichergestellt, daß die einzelnen Sperrorgane am Einlaß und Auslaß der Rohrkammern ausschließlich im klaren Wasser bewegt werden, wodurch der bisherige Verschleiß weitgehend vermieden wird. Bei schräg oder senkrecht angeordneten Rohrkammeraufgebern wird gleichzeitig erreicht, daß der in der Kammer befindliche Klarwasserpfropfen in der Umschaltphase ein kürzzeitiges Absinken der im Trübestrom befindlichen Feststoffteilchen ermöglicht, ohne daß dies zu einer Verstopferbildung führt. Dabei wird der gleiche Klarwasserpfropfen anschließend am Rohrkammerauslaß so positioniert, daß auch die dort befindlichen Sperrorgane jeweils im Klarwasser schalten.

Ein Schalten der am Rohrkammerauslaß in der Trübeleitung befindlichen Sperrorgane wird gemäß der Erfindung zusätzlich dadurch sichergestellt, daß die am Rohrkammerauslaß angeordneten Sperrorgane jeweils mit Hochdruckwasser überfahren werden. Damit wird es möglich, sowohl die Sperrorgane bei horizontal als auch bei schräg oder senkrecht angeordneten Rohrkammeraufgebern so zu fahren, daß sie jeweils im Klarwasserbereich schalten.

Um ein Überfüllen der Rohrkammern mit Trübe zu verhindern und damit gleichzeitig sicherzustellen, daß auch die in der Rücklaufleitung angeordneten Sperrorgane jeweils im Klarwasserbereich schalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Menge des die Rücklaufleitung passierenden Klarwassers gemessen wird. Damit läßt sich auf einfache Art

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und Weise der Füllungsgrad der Rohrkammern sicher erfassen und ein einwandfreies Schalten der genannten Sperrorgane sicherstellen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Rohrkammeraufgeber vorgesehen, bei dem vor der Trübepumpe eine Klarwasserzusatzleitung an die Trübeleitung angeschlossen ist und bei dem in beiden Leitungen Sperrorgane angeordnet sind, die aufeinander abgestimmt betätigt werden können. Mit Hilfe dieser Schaltung bzw. eines dieser Sperrorgane kann der Trübepumpe jeweils ein Wasserpfropfen zugeführt und bis in den Bereich der Sperrorgane am Rohrkammereinlaß transportiert werden, wobei während dieser Zeit über das andere im Niederdruck arbeitende Sperrorgan der Trübestrom abgestoppt ist. Damit wird sowohl die gewünschte Schonung der Hochdruck-Sperrorgane des Rohrkammeraufgebers sichergestellt als auch dessen schräge oder vertikale Anordnung ermöglicht, da nunmehr die während der kurzen Stillstandsphase der Kammerfüllung sedimentierenden Trübeteilchen keine Verstopfer verursachen können.

Zur Verhinderung der Überfüllung der Rohrkammern mit Trübe und damit gleichzeitig zur Sicherung der in der Rücklaufleitung angeordneten Sperrorgane sind diese Sperrorgane über das in der Rücklaufleitung angeordnete Durchflußmengen-Meßgerät regelbar. Damit ist sichergestellt, daß diese Sperrorgane jeweils so geschaltet werden, solange sie im Klarwasserbereich sind. Ein Überfahren dieser Sperrorgane mit Trübe und damit eine Verschmutzung des klaren Wassers ist somit verhindert.

Die mit Hilfe einer derartigen hydraulischen Fördereinrichtung transportierten Stoffe können in ihrer Art und Konzentration sowie auch in der Korngröße wechseln. Um derartige Schwankungen sicher aufzufangen

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und die im Trübestrom befindlichen im Bereich des Rohrkammereiηlasses positionierten Sperrorgane zu schützen, ist daher vorgesehen, daß den Rohrkammern Meßeinrichtungen zugeordnet sind, über die die Öffnungszeiten der Sperrorgane regelbar bzw. einstellbar sind. In der Regel kann diese Einstellung vorher erfolgen, insbesondere dann, wenn die Schwankungen bekannt sind. Für horizontal angeordnete Rohrkammeraufgeber sind daher kaum Schwierigkeiten zu erwarten. Um aber auch unvorhergesehene Schwankungen bei schräg oder vertikal angeordneten Rohrkammeraufgebern auffangen bzw. unschädlich machen zu können, sind die Öffnungszeiten der Sperr organe über Meßeinrichtungen in den Rohrkammern, d.h. insbesondere Sinkgeschwindigkeitsmeßeinrichtungen bzw. Konsistenzmeßeinrichtungen einstellbar. Entweder erfolgt eine solche Einstellung automatisch aufgrund der gemessenen Werte oder aber manuell»

Die Erfindung zeichnet sich durch mehrere Vorteile aus. So ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstmals möglich, daß der Rohrkammeraufgeber unabhängig davon, ob er mit zwei oder mehr Kammern ausgebildet ist, sowohl horizontal als auch vertikal oder aber mit einem bestimmten Winkel angeordnet werden kann. Die bisher dem Verschleiß am meisten unterworfenen Sperrorgane schalten gemäß der Erfindung nunmehr ausschließlich im klaren Wasser, womit eine erhebliche Herabsetzung des Verschleißes verbunden ist. Außerdem ist damit die Schaltsicherheit erhöht.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Zweikammer-Rohraufgeber,

Fig. 2 ein Schaltschema für einen derartigen Zweikammer Rohraufgeber.

Der in Fig. 1 als Ausführungsbeispiel dargestellte Zweikammer-Rohraufgeber besteht aus den Rohrkammern Io, 11, deren Durchmesser sowohl der Rohrleitung 3 als auch der Trübeleitung 14 entspricht.

Die aus den Rohrabschnitten bestehende Rohrleitung 3 wird am Rohrkammerauslaß 17 in die beiden Rohrkammern lo, 11 auseinander gezweigt. Das hier dargestellte Fördersystem besteht somit beispielsweise aus zwei Rohrkammern, die senkrecht und parallel zueinander angeordnet sind. Die Rohrkammern Io, 11 werden über die Trübepumpe 3o wechselweise über den Rohrkammereinlaß 16 befüllt, während auf der Rohrkammerauslaßseite 17 der Austrag und die Förderung der Trübe durch die Klarwasserhochdruckpumpe 2o mit Hilfe einer geeigneten Sperrorgansteuerung der Rohrkammern erreicht wird. Die Steuerung dieser Sperrorgane 21-24 sowie 31 und 32 erfolgt so, daß die Klarwasserhochdruckpumpe 2o nicht mit Feststoff in Berührung kommt. Hierdurch ist ein störungsfreier Betrieb der Klarwasserhochdruckpumpe 2o gewährleistet.

Damit die Feststoffe, infolge ihrer Sinkgeschwindigkeit während des Umschal tens von einer Rohrkammer Io, 11 auf die andere, sich nicht auf dem Sperrorgan 33, 35 absetzen können, wird im Saugbereich der Trübepumpe 3o

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kurzzeitig auf Klarwasser umgeschaltet· Die hierfür vorgesehene Zeitspanne richtet sich nach der für das Schalten der Sperrorgane 33, 34 benötigten Zeit. Das Überfahren der Sperrorgane 33, 34 mit Klarwasser wird dabei dadurch erreicht, daß in der Trübeleitung 14 ein Sperrorgan 31 und in der Klarwasserzusatzleitung 15 ein Sperrorgan 32 angeordnet ist. Da diese beiden Sperrorgane 31, 32 aufeinander abgestimmt arbeiten, kann jeweils ein Klarwasserpfropfen von definierter Länge in die Leitung gegeben werden, der nach Durchlaufen der Trübepumpe 3o so positioniert wird, daß er oberhalb des Sperrorgans 33 bzw. 35 und unterhalb derselben verbleibt, so daß dieses Sperrorgan jeweils im Klarwasserzustand bzw. Klarwasserbereich schaltet. Ein Überfüllen der Rohrkammern mit Trübe und damit ein Über— fahren der Sperrorgane 22, 24 mit Trübe wird verhindert, indem in der Rücklaufleitung ein Durchflußmengen—Meßgerät angeordnet ist, das über die Menge des passierenden klaren Wassers den Füllungsgrad der Kammer erfaßt. Damit wird gleichzeitig sichergestellt, daß die Sperrorgane 22, sowie auch 26, 28 im Klarwasserbereich schalten.

Bei schräg oder senkrecht angeordneten Rohrkammeraufgebern Io, 11 wird gleichzeitig durch das Überfahren der .Sperrorgane 33, 34 bzw. 35, 36 mit klarem Wasser verhindert, daß die mit Trübe gefüllte Rohrkammer wegen der langsam absinkenden Feststoffe verstopft. Dies wird zusätzlich noch dadurch sichergestellt, daß das den Sperrorganen 21, 23 und den Druckausgleichssperrorganen 25, 27 von der Klarwasserhochdruckpumpe 2o über die Klarwasserleitung 18 herangeführte Druckwasser so rechtzeitig in die Rohrkammern lo, 11 drückt, daß die in den Klarwasserpfropfen, die sich auch oberhalb der Sperrorgane 33, 35 ausgebildet haben, eingedrungenen Feststoffteilchen wieder entgegen ihrer Absinkbewegung in Richtung Förderleitung 3 beschleunigt werden.

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im nächsten Fördertakt wird der Klarwasserpfropfen bei der Beaufschlagung der Rohrkammern lo, 11 mit Hochdruckwässer bis in den Bereich des Rohrkammeraus— lasses 17 und der dort angeordneten Sperrorgane 34, 36 gefördert und ebenso wie bei den Sperrorganen 33, beiderseits derselben positioniert. Bei senkrecht oder schräg angeordneten Rohrkammeraufgebern können die während des Fördertaktes gleichzeitig zum Absinken neigenden Feststoffteilchen eine stärkere Überfahrung der ausgangsseitigen Sperrorgane 34, 36 des Rohrkammer— aufgebers mit Klarwasser erforderlich machen. Die Beanspruchung der als Sperrorgane 33-36 dienenden Schieber ist weitgehendst minimiert.

Während Fig. 1 die wesentlichen Teile des Rohrkammer— systems lo, 11 wiedergibt, sind in Fig. 2 die Schaltvorgänge des nachfolgend beschriebenen gesamten Schalt— Schemas wiedergegeben. Dabei zeigt Stellung o, daß die Kammer Io gerade mit Trübe gefüllt wird, während die in der Kammer 11 befindliche Trübe in die Rohrleitung 3 ausgetragen und gefördert wird. Die Ausgangsstellung der .'Jperrorgane ist so, daß die Trübe über das Sperrorqan 31 in die Trübepumpe 3o und von dort in die Rohrkammer Io gelangt. Die Sperrorgane 22, 26 sind geöffnet, damit das in der Rohrkammer Io befindliche Klarwasser herausgedrückt werden kann. Das Sperrorgan 34 ist so angeordnet, daß beim Schließen der Sperrorgane 22, 26 auf jeden Fall ein Klarwasserpfropfen vor dem Sperrorgan 34 selbst verbleibt. Gleichzeitig wird über die Klarwasserhochdruckpumpe 2o Druckwasser über die Klarwasserleitung 18 und durch die Sperrorgane 23, 27 in die Rohrkammer 11 gedrückt. Dadurch wird die in der Rohrkammer 11 befindliche Trübe verdrängt und über das geöffnete Sperrorgan 36 in die Rohrleitung 3 übergeben·

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Bei der Stellung 1 ist die Rohrkammer Io annähernd mit Trübe gefüllt. Um ein Schalten des Sperrorgans 33 im Klarwasserbereich zu ermöglichen, ist das Sperrorgan 31 geschlossen und das Sperrorgan 32 geöffnet, so daß kurzzeitig über die Trübepumpe 3o ein Klarwasserpfröpfen in die Rohrkammer Io hineingedrückt wird« Die übrigen Sperrorganstellungen sind unverändert. Dabei bewirkt der Klarwasserpfropfen gleichzeitig, daß das Sperr— organ 33 während der Umschaltphase von Niederdruck auf Hochdruck nicht nur im Klarwasser schalten kann, sondern daß gleichzeitig auch die Trübeteilchen, die nach unten absinken wollen, die Absperrorgane nicht erreichen.

Die Stellung 2, die in Fig. 2 auch gezeigt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan 33 und gleichzeitig auch die Sperrorgane 22, 26 geschaltet sind. Das Befüllen der Rohrkammer Io ist damit abgeschlossen.

In der Stellung 3 ist das Druckausgleichssperrorgan 25 geöffnet, d.h. die Rohrkammer Io wird mit Hochdruck vorgespannt. Danach ist die Rohrkammer Io bereit zum Trübefördern»

Bei der Stellung 4 schließen die Sperrorgane 23, 27 sowie 36 den Bereich der Rohrkammer 11 ab. Gleichzeitig wird das Sperrorgan 34 sowie zusätzlich auch das Sperr— organ 21 geöffnet, so daß über die Klarwasserhochdruckpumpe 2o Druckwasser in die Rohrkammer Io hineingedrückt wird« Damit beginnt die förderung der in der Rohrkammer Io anstehenden Trübe. Bei der Stellung 5 öffnet das Druckausgleichssperrorgan 28, d.h. die Rohrkammer 11 wird auf Niederdruck entspannt. Danach ist die Rohr— kammer bereit zum Befüllen.

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Nach Stellung 6 ist das Sperrorgan 32 in der Klarwasserzusatzleitung 15 wieder geschlossen, während das Sperr» organ 31 in der Trübeleitung 14 wieder öffnet, so daß Trübe über die Trübepumpe 3o strömen kann.

Durch Öffnen bei Stellung 7 des Sperrorgans 35 und gleich zeitiges Öffnen des Sperrorgans 24 kann die Trübe dann mit Hilfe der Trübepumpe 3o in die Rohrkammer 11 hineingedrückt werden.

Kurz bevor bei Stellung 8 die Rohrkammer 11 vollständig mit Trübe gefüllt ist und die Rohrkammer Io nocht geleert wird, öffnet sich das Sperrorgan 32 in der Klarwasserzusatzleitung 15 wieder, während gleichzeitig das Sperrorgan 31 in der Trübeleitung 14 schließt. Dadurch wird kurzzeitig ein Klarwasserpfropfen in die Rohrkammer gedrückt, so daß anschließend die Schaltvorgänge des Sperrorgans 35 im Klarwasserbereich erfolgen können.

Bei Stellung 9 schließen die Sperrorgane 24, 28 sowie 35. Damit ist der Füll Vorgang der Rohrkajnmer 11 abgeschlossen. Die Rohrkammer 11 steht fertig zum Abfördern der Trübe in die Rohrleitung 3.

Nach Stellung Io ist das Druckausgleichssperrorgan 27 qeöffnet, so daß die Rohrkammer 11 mit Hochdruck vorgespannt wird. Damit wird die Rohrkammer 11 endgültig förderbereit gemacht.

Bei :j te llung 11 sind die Sperrorgane 23, 27 sowie 36 wieder geöffnet, während die Sperrorgane 21, 25 und 34 schließen. Damit beainnt die Leerförderung der Rohrkammer 11.

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Stellung 12 zeigt ein geöffnetes Druckausgleiehssperr~ organ 2b, womit angezeigt wird, daß die Rohrkammer Io wieder auf Niederdruck bzw. Normaldruck entspannt wird. Danach kann die Rohrkammer Io erneut gefüllt werden.

Die Stellung 13 zeigt ein geöffnetes Sperrorgan 31, während das Sperrorgan 32 in der Klarwasserzusatz— leitung 15 wieder geschlossen ist. Die Trübepumpe 3o ist somit wieder förderbereit für die Trübe.

Stellung 14 schließlich entspricht der Ausgangsstellung o, da nun die Sperrorgane 22 und 33 wieder geöffnet sind, so daß einerseits das in der Rohrkammer Io befindliche Klarwasser im Bereich des Rohrkammerauslasses 17 aus·' treten und die Trübe in die Rohrkammer Io eintreten kann, während gleichzeitig der Inhalt der Rohrkammer 11 in die Rohrleitung 3 ausgetragen und gefördert wird.

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Claims

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1. verfahren zum hydraulischen Transport, insbesondere von Erzen, Kohle oder sonstigen Feststoffen über große Entfernungen, wobei die Trübe über eine Nieder-, druck-Trübepumpe wechselweise in druckentlastete Rohrkammern gefüllt und dann über eine Hochdruckpumpe aus den Rohrkammern in die Rohrleitung hinein— gedruckt wird,

dadurch gekennzeich n^e t , daß jeweils beim Schalten von einer Rohrkammer (lo) auf die andere (11) kurzzeitig der Trübepumpe (3o) Klarwasser zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die am Rohrkammerauslaß (17) angeordneten Sperrorgane (34, 36) jeweils mit Hochdruckwasser überfahren werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des die Rück'lauf leitung passierenden Klarwassers gemessen wird.

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4. Kohrkainmerauf geber für den hydraulischen Transport von Feststoffen in Rohrleitungen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i-3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Trübepumpe (3o) eine Klarwasserzusatzleitung (15) an die Trübeleitung (14) angeschlossen ist und daß in beiden Leitungen Sperrorgane (31, 32) angeordnet sind, die aufeinander abgestimmt betätigbar sind.

5. Rohrkammeraufgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrorgane (22, 24) über das in der Rücklaufleitung angeordnete Durchflußmengenmeßgerät regelbar sind.

6. Rohrkammeraufgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohrkammern (lo, 11) Meßeinrichtungen zugeordnet sind, über die die Öffnungszeiten der Sperrorgane (31 und 32) regelbar sind.

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