DE3390301C2 - Verfahren und Vorrichtung für den Transport pulvrigen oder teilchenförmigen Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Als Transport-Materialien von Interesse können z. B. Pulver basierend auf Kalk, Flugasche, Mehl, Gips, Kalk­ hydraten, Kartoffelmehl, Kohlenstaub, Magnesitkonzen­ trat, Sodiumsulfat, Phosphat, PVC-Pulver, Seifenpul­ ver, Soda, Aluminium, Zement usw. erwähnt werden.

Es ist bekannt, z. B. in Verbindung mit der Entladung eines Schifftanks, Transportvorrichtungen in Form einer Transportröhre mit einer inneren Transport­ schnecke zu benutzen. Bei der Anwendung einer geschlos­ senen Transportröhre werden die Probleme vermieden, die auf Staubniederschlag in der Umgebung zurückzufüh­ ren sind, was ansonsten ausgeprägte Umweltprobleme gleichzeitig mit dem Auftreten einer erheblichen Ver­ schwendung von Transportmaterial erzeugen könnte. Eini­ ge der vorstehend angeführten Transportmaterialien kön­ nen zusätzlich große Reibungsprobleme erzeugen, so daß eine hohe Leistungsaufnahme erforderlich ist, um das Transportmaterial nach oben bzw. außen auf dem Tank oder Behälter zu fördern. Die Abnützung der Lagerteile kann besonders hoch sein, so daß hohe Wartungskosten anfallen. Zudem besteht ein großer Anteil der benötig­ ten Energie in der Überwindung der Reibung zwischen Transportrohr (Heberohr) und Transportmaterial bzw. zwischen der Transportschnecke und dem Transportmate­ rial.

Zusätzlich entsteht infolge der Gewichtsbelastung des Materials gegen die Transportschnecke eine erhebliche lateral gerichtete Kraft vom Transportmaterial gegen die Transportröhre und gegen die Transportschnecke, woraus Reibung folgt.

Aus der DE-OS 27 43 731 ist eine Förderschnecke für die Förderung von fluidisierbarem mehl- oder staubförmigem Fördergut bekannt, wobei durch eine poröse Wand eine Fluidisierung des Transportmaterials teilweise bereits im Bereich der Förderstrecke der Transportschnecke erfolgt.

Weiter ist aus der DE-OS 23 28 592 eine pneumatisch arbeitende Vertikalfördereinrichtung bekannt, die an der Seite mit einer Materialzuführöffnung versehen ist. Diese Vertikalfördereinrichtung dient zum Fördern von Heu, Stroh usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem möglichst kleinen Luft-Volumenstrom ein hohes Maß an Fluidisierung des Transportmaterials zu erreichen und so die Reibung und damit den Energiebedarf zum Transportieren des Transportmaterials zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 gelöst.

Die Hebekraft des Luftstromes ist die gleiche wie bei der bekannten Lösung mit einer Transportschnecke, allerdings sind durch den Luftstrom infolge der Erfindung die Reibungskräfte auf ein Minimum reduziert.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführungsvorrichtungen das Material von der Seite nach innen in das untere Ende einer nach oben gerichteten Transportröhre unmittelbar über einen nach oben gerichteten Luftstrom treibt, der das Mate­ rial nach und nach "verflüssigt", während es in die Transportröhre gedrückt wird und das Material nach oben durch die Transportröhre im fluidisierten Zu­ stand fördert.

Beim Eintreiben des Materials vom Zuführungskopf in einem relativ gleichmäßigen Fluß von der Seite nach innen in die Transportröhre kann eine sofortige Fluidisierung des Transportmaterials durch den von unten und nach oben gerichteten Luftstrom erzielt werden, während das Transportmaterial nach und nach nach innen in die Transportröhre entladen wird und der Luftstrom kann gleichzeitig zum Transport des fluidisierten Materials nach oben durch die Transportröhre herangezo­ gen werden.

Nach der Erfindung wird es bevorzugt, daß das Material am oberen Ende der nach oben gerichteten Transportröh­ re in eine weitere Transportröhre oder einen Transport­ kanal überführt wird, der sich schräg nach unten er­ streckt und in an sich bekannter Weise einen Material­ fluß in fluidisiertem Zustand in Längserstreckungs­ richtung des Transportrohres ermöglicht.

Beim Ausleeren des Transportmaterials in einem fluidisierten Zustand am oberen Ende der Trans­ portröhre gemäß der Erfindung und Übergeben des Transportmaterials in fluidisiertem Zustand in wei­ tere rohrähnliche Transportvorrichtungen, die sich schräg nach unten erstrecken, wird nur ein minimaler Kraftaufwand benötigt, um das Material weiter in einem fluidisiertem Zustand als fließendes Medium ab­ wärts durch die sich schräg nach unten erstreckende Transportröhre zu fördern.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das unte­ re Ende einer nach oben gerichteten Transportröhre, unmittelbar über einem luftdurchlässigen Tuch mit einer verbundenen unteren Zuführung für Preßluft, mit wenigstens einer Materialzuführungsöffnung versehen ist, die von der Seite her nach innen gerichtet ist bzw. vorzugsweise mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Materialzuführungsöffnungen versehen ist.

Die Materialzuführungsöffnung kann sich erforderlichen­ falls über die gesamte Peripherie der Transportröhre erstrecken, es ist jedoch bevorzugt, daß zwei gesonder­ te Versorgungsöffnungen vorgesehen sind, die sich dia­ metral frontseitig gegenüberliegend angeordnet sind, so daß man das Material in gerichteter Weise nach innen zum Zentrum der Transportröhre getrieben be­ kommt, damit das Transportmaterial auf kontrollierte Weise nach innen zum nach oben gerichteten Luftstrom geführt wild.

Es ist vorteilhaft, daß es die Vorrichtung in Verbin­ dung mit dem weiteren Transport des Transportmaterials ermöglicht, daß dieses weiter in fluidisiertem Zustand transportiert wird und in diesem Zusammenhang ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Transportröhre in rechtem oder spitzem Winkel einer nachfolgenden Transportröhre angrenzt, die sich schräg nach unten erstreckt und in an sich bekannter Weise mit einem eine longitudinale Trennwand bildenden, luftdurchlässigen Tuch versehen ist, das die Transportvorrichtung in einen unteren Abschnitt zur Zuführung der fluidisierenden Preßluft und einen oberen Abschnitt zum Transport des fluidisierenden Ma­ terials aufteilt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden offensicht­ lich durch die nachfolgende Beschreibung, die auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug nimmt. Diese zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Transportvor­ richtung gemäß der Erfindung, die zur Überfüh­ rung von pulverförmiger Ladung von einem Schiff zu einem anderen verwendet wird.

Fig. 2 eine Detailansicht des Zufuhrungskopfes der Vorrichtung und die Überführung zur Transport­ röhre der Vorrichtung, teilweise im Schnitt.

In Fig. 1 ist ein erstes Schiff 10 gezeigt, das einen Ladetank oder einen Laderaum 11 mit pulverförmiger La­ dung hat, die das Transportmaterial 12 bildet, und die in den Laderaum 14 eines zweiten Schiffes 13 durch die Transport-Vorrichtung gemäß der Erfindung überführt wer­ den soll.

Die Transportvorrichtung 15 ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem Geste 11 oder Wagen 16 mit einem ersten Satz von Rädern 17 versehen, die auf einer Schienenführung 18 auf dem Deck 19 des Schif­ fes 13 rollen und einem zweiten Satz von Rädern 20, die auf einer Schienenführung 21 auf dem Ladelukensüll des Schiffes 13 rollen, so daß die Transportvorrich­ tung auf dem Schiff 13 von Laderaum zu Laderaum vor­ wärts und rückwärts bewegt werden kann, zu jedem Lade­ raum, an dem sie benötigt wird.

Der Wagen 16 ist mit einem drehbaren Turm ausgestat­ tet, der eine Unterstützungsplatte 23 enthält, die drehbar um eine vertikale Achse 24 auf dem Wagen mon­ tiert ist. Der Drehturm kann um einen Drehwinkel von über 360° gedreht werden. Auf der Unterstützungsplatte sind ein frontseitiger Satz von zwei Unterstützungs­ gliedern 25 und ein rückwärtiger Satz von zwei weite­ ren Unterstützungsgliedern 26 befestigt, wobei jeder Satz von Unterstützungsgliedern entsprechende Unter­ stützungsglieder auf jeder Seite eines Stützarmes 27 hat. Jedes Unterstützungsglied besteht aus einer Kol­ benstange 25a (26a) mit zugehörigem Kolben 25b (26b) und einem Druckmittelzylinder 25c (26c). Die Kolben­ stange ist an der Unterstützungsplatte 23 befestigt, wohingegen der Zylinder durch gesondert verschwenkbare Befestigungsglieder am Stützarm 27 befestigt ist. Die Unterstützungsglieder sind in einem bestimmten Abstand voneinander befestigt, so daß bei entsprechendem Anhe­ ben und Absenken der Zylinder auf den Kolbenstangen der Unterstützungsglieder 25 und 26, der Stützarm 27 auf verschiedene Weise durch Verdrehung um die Längs­ achse des Stützarms 27 und durch Verdrehung um eine dazu gekreuzte Achse rechtwinklig zur Zeichnungsebene verkippt werden kann. Der Stützarm 27 kann in einem Winkel von ungefähr 15° angehoben und in einem Winkel von ungefähr 16° abgesenkt werden.

Der Stützarm 27 enthält ein Transportrohr 28, das in Längsrichtung durch vertikal angeordnete obere und un­ tere Stützplatten 27a und 27b verstärkt ist.

Das Transportrohr 28 mündet in einen Transportkanal von der Entladungsöffnung zur Ablauföffnung. Am vorde­ ren, oberen Ende des Transportrohres ist um eine hori­ zontale Achse verschwenkbar mittels einer Gelenkverbin­ dung 29 ein weiteres Transportrohr 30 angeordnet, das ein Steigrohr des Transportkanals bildet. Das weitere Transportrohr 30 ist unten mit einem Zuführungskopf 31 versehen. Das Gewicht des weiteren Transportrohres 30, des Zuführungskopfes 31 und des in diesen enthaltenen Transportmaterials wird durch das Transportrohr 30 ge­ tragen. Durch einen Druckmittelzylinder 32, der ver­ schwenkbar an den oberen Enden der Transportrohre 28 und 30 angelenkt ist, kann das weitere Transport­ rohr 30 mit dem Zuführungskopf 31 um die horizontale Achse der Gelenkverbindung 29 verschwenkt werden.

Am hinteren unteren Ende des Transportrohres 28 ist um eine horizontale Achse mittels einer weiteren Gelenk­ verbindung 33 ein weiteres Transportrohr 34 in Form eines nach unten gerichteten Rohres verschwenkbar befe­ stigt. Das Rohr 34 kann zu einem axialen teleskoparti­ gen Auszug und zu einer Verdrehung um die vertikale Achse 24 vorgesehen sein und geht in einen verbundenen Transportkanal 35, 36, 37, 38 über, der zur Ablauföff­ nung 39 an der Oberseite des Laderaums 14 im Schiff 13 führt. Die Rohrabschnitte des Transportkanals 35-38 sind um vertikale Achsen schwenkbar mit weiteren Ge­ lenkverbindungen 40-42 in an sich bekannter Weise an­ einander befestigt, so daß dich der Wagen 16 entlang der Schienenführungen 18 und 21 bei gleichzeitig fest­ gelegter Ablauföffnung 39 bewegen kann.

In Fig. 2 ist im Detail der untere Abschnitt des weiteren Transportrohres 30 und des zugehörigen Zufüh­ rungskopfes 31 gezeigt.

Das weitere Transportrohr 30 hat einen unteren Rohrab­ schnitt 30a, der mit dem Zuführungskopf 31 fest verbun­ den ist. Das Rohr 30 und der Rohrabschnitt 30a sind über eine vertikale Drehachse mittels angrenzender Flansche mit einem zugehörigen (nicht gezeigten) Dreh­ zapfenlager drehbar aneinander verbunden. Durch einen Elektromotor 43, der am Rohrabschnitt 30a befestigt ist und ein Getrieberad 44, das einen Getriebekranz 45′ am unteren Flansch des Rohrs 30 kämmt, kann der Rohrabschnitt 30a (und der Zuführungskopf 31) relativ zum Transportrohr 30 verdreht werden.

Der Rohrabschnitt 30a hält zwei Zuführungsanordnungen 45,46, die parallel verlaufen, je eines an jeder Seite des Rohrabschnittes über lateral gerichtete Rohr­ verbindungen 47,48. Jede Zuführanordnung besteht aus einem Zuführrohr 49 mit zugehöriger interner Hebe­ schnecke 50. Das Zuführrohr besteht aus zwei Ab­ schnitten 49a und 49b, wobei der obere Abschnitt 49a Jeweils an dem Rohrabschnitt 30a fest angeordnet ist, wohingegen das obere Ende des unteren Abschnittes 49b am Abschnitt 49a drehbar befestigt ist. Das untere Ende des Abschnittes 49b ist in seinem oberen Teil mit einem Getriebekranz 52 versehen, der mittels eines Ge­ trieberades 53 durch einen Antriebsmotor 54 drehange­ trieben ist. Der Abschnitt 49b wird in zur Hebe­ schnecke 50 entgegengesetzter Drehrichtung angetrie­ ben. Auf der Außenseite des Abschnittes 49b sind Schneckenelemente 55 vorgesehen, die sich entsprechend der Hebeschnecke neigen, die jedoch das Material in Abwärtsrichtung drücken, wohingegen die Hebeschnecke das Material in Aufwärtsrichtung befördert. Am unteren Ende des Abschnittes 49b ist ein Satz von Zuführungs­ schaufeln 56 mit dazwischenliegenden Einführungspassa­ gen 57 zum unteren Ende des Zuführrohres 49 angeord­ net.

Unmittelbar über dem Boden 58 des Rohrabschnittes 30a ist ein sich horizontal erstreckendes Tuch 59 befe­ stigt, zu einer Zwischenkammer 60 wird Druckluft über ein Preßluftrohr 61 zugeführt. Unmittelbar über dem Tuch 59 werden durch die Rohrverbindungen 47, 48 zwei Zuführungsöffnungen 62, 63 gebildet, die von der Seite nach innen (eines von jeder Zuführ-Anordnung 45, 46) gerichtet sind.

Das Material 12, das vom Materialbestand am Boden des Laderaums 11 des Schiffes 10 durch die Schneckenelemen­ te 55 und/oder die Zuführungsschaufeln 56 an den Zuführungsanordnungen 45, 46 abgelöst ist und das in den Zuführungsanordnungen durch die Hebeschnecken 50 in einem ziemlich dicht zusammengepackten Zustand nach oben gefördert wird, wird über die Rohrverbindungen 47,48′ seitlich nach innen in den Rohrabschnitt 30a unmittelbar über dem Tuch 59 hineingedrückt und in einen Luftstrom aus der Kammer 60 entladen, so daß das Material unmittelbar einen fluidisierten Zu­ stand einnimmt und mit der Druckluft nach oben durch das Transportrohr 30 geführt wird.

Die Zuführanordnungen 45, 46, die das Material nach oben in Richtung der Rohrverbindungen 47, 48 bzw. der Zuführungsöffnungen 62, 63 in einem dichtgepackten zu­ sammengepreßten Zustand führen, verhindern, daß die Druckluft unbeabsichtigterweise durch die Zuführanord­ nungen 45, 46 nach außen dringen kann. Bei einer Anpas­ sung der Menge der Druckluft und des Druckes, mit dem die Druckluft fließt, an die Geschwindigkeit der Zufüh­ rung der Zuführanordnungen kann ein effektives Fluidisieren des Material dadurch erzielt werden, daß das Material teilweise nach außen über das luftdurchlässige Tuch gedrückt wird und teilweise das Material nach außen in den Fluß der Druckluft durch das luftdurchlässige Tuch gezogen wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, das Material dem Raum über dem luftdurchlässigen Tuch über zwei diame­ tral gegenüberliegende Öffnungen zuzuführen, so daß die Ströme des Materials aus den Rohrverbindungen 47, 48 in nach innen gegen das Zentrum des Rohrabschnittes 30a gerichteter Richtung gegeneinander gedrückt werden.

Am oberen Ende des Transportrohrs 30 wird das Material über die Gelenkverbindung 29 in das obere Ende des Transportrohres 30 in fluidisiertem Zustand entladen, daß es sozusagen mehr oder weniger in winkli­ ger Richtung in das Rohr 30 geblasen oder hineingetrie­ ben wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Material 12 in fluidisiertem Zustand vom Rohr 30 weiter durch das Rohr 28 und den Transport­ kanal 35-38 gefördert. Dabei werden die Verbindungsroh­ re in Form von fluidisierenden Gleitbahnen benutzt, die auf bekannte Weise mittels eines als Trennwand wirkenden zwischenliegenden luftdurchlässigen Tuches in einen oberen Transportteil und einen unteren Druck­ luftteil geteilt sind. Dabei wird eine gesonderte Zu­ führung für jedes individuelle Rohr benötigt. In den fluidisierenden Gleitbahnen wird lediglich Druckluft benötigt, die ausreichen muß, um die Aufrechterhaltung des fluidisierten Zustandes des Transportmate­ riales sicherzustellen, die Druckluft aus dem Trans­ portrohr 30 wird durch den Transportkanal 35-38 zusam­ men mit dem fluidisierten Transportmaterial abge­ führt. In den fluidisierenden Gleitbahnen wird das Transportmaterial im wesentlichen entsprechend einem stetigen Flüssigkeitsstrom bewegt.

In Praxis können unterschiedliche Typen von Zuführungs­ köpfen zusammen mit dem fluidisierenden Rohr 30 Ver­ wendung finden. Weiter können unterschiedliche Typen von Transportvorrichtungen zur Weitertransportierung des Materials durch das Transportrohr 28 und den Trans­ portkanal 35-38 verwendet werden. Der dargestellte Zu­ führungskopf sowie die dargestellten fluidisierenden Gleitbahnen werden im Hinblick auf die vorteilhafte Kombination mit der Fluidisierung des Materials im Rohr 30 bevorzugt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Transport von pulverförmigem oder teilchenförmigem Material Von einem Behälter, wie dem Laderaum eines Schiffes, durch dessen obere Öffnung zu einer gesondert angeordneten Ablauföffnung mittels einer Transportvorrichtung, die mit einem Zuführkopf zum Loslösen und Zuführen des Materials zur Transportvorrichtung an ihrem Material- Aufnahmeende Versehen ist, wobei das pulver- oder teilchenförmige Material losgelöst und durch eine nach oben gerichtete Zuführvorrichtung hochgefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmaterial (12) im komprimierten Zustand von der Zuführvor­ richtung quer durch seitwärts in ein Vertikales Transportrohr (30) gerichtete Öffnungen (62, 63) in einen aufwärts gerichteten Luftstrom in einen unteren Rohrabschnitt (30a) des vertikalen Transportrohrs (30) an einer Stelle ein­ gespeist wird, welche sich oberhalb eines sich quer im Inneren des unteren Rohrabschnitts (30a) erstreckenden und von Preßluft durchdrungenen Tu­ ches (59) befindet, wodurch das komprimierte Material beim Einleiten in den unteren Rohrabschnitt (30a) fluidisiert wird und dadurch der Weitertransport des Materials durch das Transportrohr (30) im fluidisierten Zustand ermög­ licht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material am oberen Ende des nach oben gerichteten Transportrohrs (30) in ein weiteres Transportrohr (28) oder einen Transportkanal (28, 35-38) überführt wird, das oder der sich schräg nach unten erstreckt und dem Mate­ rial ermöglicht, in fluidisiertem Zustand in Längsrichtung des Transportteils zu fließen.

3. Vorrichtung zum Transportieren von pulverförmigem oder teilchenförmigem Material von einem Behälter, wie dem Laderaum eines Schiffes oder eines Containers eines Schiffes, durch dessen obere Öffnung zu einer gesondert angeordneten Ablauföffnung mittels einer Transportrichtung, die mit einem Zuführkopf zum Loslösen und Zuführen des Materials zur Transportvorrich­ tung an ihrem Material-Aufnahmeende versehen ist, wobei sich an den Zu­ führkopf ein nach oben erstreckendes Zuführrohr anschließt, welches zum Zuführen von komprimiertem Transportmaterial in das nach oben gerichtete Transportrohr ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des nach oben gerichteten Zuführrohrs (49) mittels zur Seite hin gerichteter Öffnungen (62, 63) mit dem unteren Rohrabschnitt (30a) des nach oben gerichteten Transportrohrs (30) an einer Stelle verbunden ist, welche sich oberhalb eines luftdurchlässigen Tuches (59) befindet, welches sich im Inneren des Transportrohrs (30) quer erstreckt; und daß eine Zwi­ schenkammer (60) unterhalb des luftdurchlässigen Tuches (59) angeordnet ist, in die ein Preßluftrohr (61) einmündet, mittels welchem der Zwischen­ kammer (60) Druckluft zuführbar und ein Luftstrom durch das die Zwischen­ kammer (60) abdeckende Tuch (59) in das Transportrohr (30) einführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Transportrohr (30) zwei gegenüberliegende seitwärts gerichtete Öffnungen (62, 63) vorhanden sind, wobei jeder Öffnung (62, 63) ein Zuführ­ rohr (49) zugeordnet ist.