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