DE3024743C2 - Regelvorrichtung für eine pneumatische Förderanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für eine pneumatische Förderanlage mit einer Förderleitung, einem Fliehkraftabscheider und nachgeschalletem Sauggebläse sowie einer in der Abluftleitung des Fliehkraftabscheiders angeordneten Luftdrossel, die in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausgang des Fliehkraftabscheiders mittels einer Regeleinrichtung laufend automatisch verstellt wird.

Für die Passagenüberhebung der Mühlenzwischenprodukte hat die Mühlenpneumatik in den vergangenen drei Jahrzehnten die früher verwendeten Elevatoren nahezu vollständig verdrängt. Nur mittels Mühlenpneumatik läßt sich eine große Anzahl Einzelförderungen besonders platzsparend und sich den räumlichen Verhältnissen anpassend installieren. Ein ganz besonderer Vorteil der Mühlenpneumatik lieg·, in den verhältnismäßig günstigen Anlagekosten, ferner in der einfachen Wählbarkeit des Weges über Rohrweichen, Drehrohrverteiler u. a., wobei zusätzlich Vorzüge auch gegenüber anderen Fördersystemen wie Bandtransport. Bccherelevatoren usw. trotz des verhältnismäßig großen Kraftbedarfes vorliegen.

Die meist verwendeten Mühlenpneumatiken werden als Ventilatorpneumatiken gebaut, wobei insbesondere Radialventilatoren, nur selten Axial- oder Sondergebläse eingesetzt werden. Bei großen Förderleitungen und großen Distanzen werden auch Kreiskolbengebläse und vereinzelt Schraubenverdichter verwendet.

Bei einer Mühlenpneumatik werden in der Regel eine Vielzahl von Förderrohren an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen, die mit dem Lufterzeuger bzw. dem Saugventilator verbunden ist. Dabei stellt sich infolge der Vielzahl der Anschlüsse und der dadurch bedingten Druckverluste ein mittlerer statischer Druck ein, der durch einzelne Passagen weniger stark beeinflußbar ist, weshalb ein Ausgleich der Luftmenge problematisch wird. Die Förderleistung solcher Mühlenpneumatiken ist starken Schwankungen unterworfen und besonders im Anfahrzustand kann es in mehreren Strängen dazu kommen, daß dort überhaupt kein Produkt mehr gefördert wird.

In der CH-I¹S 2 90 764 wird vorgeschlagen, wenigstens zwei pneumatische lordeileilungen /u verwenden, die über je einen Reinigiingsapparnt an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen sind und die je einem Regclapparat zugeordnet werden sollen, der jeweils seinerseits eine Luftmengen-Einstellklappe steuert. Dabei soll der Regelapparat zwischen dem Reinigungsapparat und der Sammelleitung und die Luftmengeneinstellklappe vor dem Reinigungsapparat eingebaut sein. Der Regelapparat soll hierbei die Durchflußschwankungen feststellen und über die Luftmengeneinstcllklappe den öffnungsquerschnitt der Transportleitung verändern, um dadurch ein Gleichgewicht der Luftmenge in den verschiedenen Transportleitungen

ίο automatisch sicherzustellen. Im Bereich der Mühlcnpncumatik hat sich allerdings gezeigt, daß diese vorbeschriebene Lösung nicht realisierbar war, da die eingesetzten Förderleitungsquerschnitte möglichst keine Hindernisse aufweisen dürfen. Umlenkungen sanft erfolgen und Rohrweichen keine scharfen Ablenkungen erzwingen sollen. Beim Einsatz von Fliehkraftabscheidern, die in der Mühlenpneumatik sehr häufig verwendet werden, darf auch das Luft-Produkt-Gemisch vor Eintritt in den Abscheider nicht verwirbelt werden, da sonst die Produktabscheidung beeinträchtigt wird. Überdies bedingt die aus der CH-PS 2 90 764 vorbekannte Vorrichtung einen erheblichen baulichen Aufwand, was insbesondere für deren meßtechnische Seite gilt, wenn eine genügende Rcgelgenauigkeit und Funktionssichcrheit vorausgesetzt wird.

Eine in jeder Beziehung befriedigende Lösung für eine Mühlenpneumatik bzw. für eine Regelvorrichtung für eino solche Mühlenpneumatik in einer pneumatischen Förderleitung für Mühlen konnte bislang leider

jo nicht gefunden werden.

Aus der DE-PS 8 11 578 ist eine Regelvorrichtung für eine pneumatische Förderanlage mit einer Förderleitung, einem Fliehkraftabscheider und nachgeschaltetem Sauggebläse sowie mit einer in der Abluftleitung des Fliehkraftabscheiders angeordneten Luftdrossel bekannt, wobei die Luftdrossel in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausgang des Fliehkraftabscheiders mittels einer Regeleinrichtung laufend automatijch verstellt wird. Zur Erzeugung des Unterdrucks in der Leitung wird ein Kreiskolbengebläse eingesetzt. Solche Kreiskolbengebläse schöpfen wegen ihres stets gleichbleibenden Schöpfvolumens sehr stark, so daß auch bei Auftreten größerer Ansaug-Widerständc noch relativ viel Luft gefördert werden kann. Problemalisch sind solche Mühlenpneumatiken jedoch in den Fällen, bei denen Sauggebläse, nämlich Ventilatoren, im Absaugsystem als Luftförderer eingesetzt werden sollen: denn solche Ventilatoren weisen eine sehr flache Druck-Volumen-Charakteristik auf, was bedeutet, daß

z. B. beim Auftreten eines größeren Widerstands in der Ansaugleitung die angesaugte Luftmenge, die noch gefördert werden kann, relativ stark absinkt. Gerade die bei solchen flachen Druck-Volumen-Charakteristiken eingesetzter Gebläse auftretende Schwierigkeit in der Regelung solcher Mühlenpneumatiken muß auch für den der DE-PS 8 11 578 entnehmbaren Stand der Technik angenommen werden. Insbesondere sind dieser Druckschrift so gut wie keine näheren Hinweise auf eine geeignete Regelvorrichtung für eine betriebssiche-

w) re Steuerung einer Mühlenpneumatik auch bei schwacher Druck-Volumen-Charakteristik entnehmbar.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten An so auszugestalten, daß sie bei guter Betriebssicherheit

i,i und hoher Wirtschaftlichkeit auch bei flacher Druck-Volumen-Charakteristik des Luftfördersystcms (Ventilatoren im Absaugsystem als Lufifördcrer) voll zufriedenstellend einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Regelvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch geröst, daß die Druckdifferenz am Fliehkraftabscheider auf einen konstanten Wert geregelt wird und daß die Öffnungsbewegungen der Luftdrossel in einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, daß die Ofienstellung von der Mittelstellung der Drossel aus in weniger als 5 Sekunden erreichbar ist. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung lassen sich in besonders vorteilhafter Weise die Förderbedingungen in einer pneumatischen Förderleitung einer Mühle regeln. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Druckdifferenz an Meßpunkten in einem Abstand vor und nach dem Fliehkraftabscheideraum gemessen wird. Vorzugsweise wird in dem Fall, in dem in der Förderleitung mehrere Fliehkraftabscheider vorgesehen sind, dafür Sorge getragen, daß die Abluftleitungen mehrerer Fliehkraftabscheider an eine gemeinsame Sammelleitung oder an einen gemeinsamen Lufterzerger angeschlossen sind und die Druckdifferenz an jedem Fliehkraftabscheider unabhängig eingeregelt wird. Hierdurch ist es möglich, trotz periodischen und ständigen Schwankungen in den einzelnen Passagen die Gesamtleistung der ganzen Mühle nur wenig schwankend zu halten, indem ein gegenseitiger Ausgleich von Schwankungen möglich ist, d. h. derjenige Förderstrang, der eine momentane Leistungsspitze aufweist, kann auch mehr Ventilatorleistung beanspruchen, ohne dadurch die übrigen Stränge nennenswert zu beeinflussen.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung führte in ersten Versuchen zu überraschend guten Ergebnissen: die pneumatische Förderung konnte gegenüber herkömmlichen Mühlenpncumatiken beruhigt werden und der gesamte Kraftbedarf um mehr als 20% abgesenkt werden. Die Erfindung erlaubt es. mit überraschend einfachen, robusten und systemgerechten Mitteln und sehr einfachem baulichen Aufwand eine echte Verbesserung der Funktion der Mühlenpneumatik zu erreichen. Die Druckverluststeuerung ist kostengünstig und wirtschaftlich im Betrieb im Vergleich zu einer Regelung der Produktmenge, einer Luftmengenregclung oder gar einer Falschluftregelung. Eine mit der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung betriebene Pncuniatikanlagc hai die Tendenz, ständig einen optimalen Förderzustand beizubehalten, was im Falle einer Mühlenpneumatik ganz besonders wichtig ist, weil es sich dabei um ein System mit meist vielen parallel geschalteten variablen Transporten handelt. Die Erfindung ermöglicht es, die zentralen Elemente der Mühlenpncumatik, wie Sammelleitung, Ventilator-Zentralfilter o. ä. effektiv für den gewünschten Betriebszustand zu dimensionieren, wobei die Gesamtleistung der ganzen Mühle in der Praxis nur wenig schwankt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine mit einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung bestückte Mühlenpneumatik (im Prinzip),

Fig. 2 die gleich/eilige Verwendung einer Mehrzahl einzelner Regeleinheiten, die an eine gemeinsame Luftquelle angeschlossen sind, und

F i g. 3 eine schematischc Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäß geregelten Mühlenpneunimik.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Mühlcnpneumatik ist einem Abscheider 1, der als Fliehkraftabscheider 2 aus gebildet ist, eine Regeleinrichtung 3 zugeordnet. Der Fliehkraftabscheider 2 weist einen von oben bis unten gleichmäßig sich verjüngenden Konus 4 auf. der oben mit einem Deckel und unten mit einer Produktschleuse 6 sowie einer Rotationsschleuse 6' nach außen geschlossen ist. Eine pneumatische Förderleitung 7 mündet im

wesentlichen horizontal sowie tangential an einer öffnung 8 in den Abscheideraum 9. Das im Fliehkraftabscheider 2 abgeschiedene Produkt fällt in die Produktschleuse 6 und wird über ein Fallrohr 10 in den Verarbeitungsprozeß zurückgegeben, wie dies aus F i g. 3 zu

ίο entnehmen ist.

Die Abluftleitung 11 führt mit einem Tauchrohr 12 in den Abscheideraum 9 und ist über eine Luftdrossel 13 einer Verbindungsleitung 14 an eine Sammelleitung 15 und an einen (in Fig.3 dargestellten) Ventilator 16 angeschlossen.

Die Luftdrossel 13 wird gebildet aus einem Drosselschieber 20 sowie einer Drosseikammer, die aus einer unteren Kammer 21 und einer oberen Kammer 22 besteht. Der Drosselschieber 20 wird durch eine druckbeaufschlagte Kraftmembrane 23 bewegt, wobei eine Druckfeder 24 den Drosselschieber 20 bei fehlender Druckluft auf der Stcuerseite in eine ganz offene Stellung drückt. Die Kraftmembrane 23 wird über eine einfache Druckluftsteuereinheit 25 gesteuert, die aus folgenden Elementen besteht: einem Regelarm 26, einem Dreiwegeventil 27, einer Druckluftzufuhrleitung 28, einer Steuerleitung 29, einer Einstellfeder 30 sowie einer Diuckvergleichs-Meßstelle 31. Die Druckvergleichs-Meßstelle 31 weist einen geschlossenen Steuerraum 32

jo auf, der über eine Luftleitung 32' mit einer Druckmeßsielle in der Förderleitung 7 verbunden ist (bzw. die Luftleitung 32' überträgt den statischen Druck im Endbereich der Förderleitung 7). Die andere Seite der Druckvergleichs-Meßstelle 31 liegt über einer geschlossenen Membrane 34 direkt an der unteren Kammer 21 an. Die Druckvergleichs-Meßstelle 31 vergleich! somit den statischen Druck der Stelle hinter dem Fliehkraftabscheider 2 mit dem an einer Stelle 0.5 bis 1,5 in vor dem Abscheider (d. h. gegen die Förderrichtung versetzt).

Die Druckdifferenz auf beiden Sciicn ucr geschlossenen Membrane 34 bewegt den Regelarm 26 um ein Gelenk 35.

Die Funktionsweise der gezeigten Regelvorrichtung ist wie folgt:

Bei abgeschalteter Förderluft wirkt an der Druckvergleichs-Meßstelle 31 auf beiden Seiten der gleiche statische Druck, so daß auf den Regelarm 26 keine weitere Kraft ausgeübt wird außer die der Einstellfeder 30, die den Regclarm 26 im Uhrzeigersinn zieht und einen Schaltkoniakt 36 des Dreiwegeventils 27 über den Regelarm 26 freigibt. Bei geöffnetem Dreiwegeventil 27 wird der Verbindungsweg von der Drucklrftzufuhrleitung 28 zur Steuerleitung 29 unterbrochen, so daß in der Steuerleitung 29 bzw. hinter der Kraftmembrane 23 kein Steuerdruck mehr herrscht und die Druckfeder 24 den Drosselschieber 20 in seiner ganz offenen Stellung hält. Der Ventilator 15 kann auf diese Weise niemals bei vollständig geschlossenem Drosselschieber 20 eingeschaltet werden.

w) Bei eingeschalteter Förderluft, jedoch ohne Produktförderung und ohne automatische Luftregulierung, stellt sich in der Förderleitung 7 ein Leerlaufwiderstand bei einem Maximum der Luftgeschwindigkeit ein. Entsprechend der Lul'tmcnge tritt auch im Zyklon 2 ein maxima-

(V) lcr Druckverlusi auf. Bei einer Mühlenpneumatik mit mehreren Fördcrleitungen wird deshalb der hier betrachtete Förderstrang durch die Verdoppelung seiner l.ufimcnge eine entsprechende Reduzierung der für die

übrigen Stränge zur Verfügung stehenden Luftmenge ergeben.

Bei der gezeigten Mühlenpneumatik bewirkt eine große Druckdifferenz im Zyklon 2, daß die Membrane 34 nach rechts gedrückt und durch den Regclarm 26 der Schaltkontakt 36 geschlossen wird. Von der Druckluftzufuhrleitung 28 wird über die Steuerleitung 29 hinter der Kraftrnembrane 23 ein Druck aufgebaut, der die Luftdrossel 13 nach unten in ihre Schließstellung drückt. Die Durchflußmenge der Luft durch den Zyklon 2 wird solange verkleinert, bis Gleichgewicht unter den einzelnen Stellgliedern entsteht. Die Luftmenge wird dabei nicht auf einen größeren, sondern auf einen tieferen Gleichgewichtswert entsprechend der zugehörigen Druckdifferenz im Fliehkraftabscheider 2 geregelt.

Bei geringer Produkibeiastung sieiii sich eine Funktionsweise der Mühlenpneumatik analog dem vorstehend beschriebenen Fall mit eingeschalteter Förderluft, aber ohne Produktförderung ein. Durch geeignete Auswahl der Einstellfeder 30 bzw. der Druckfeder 24 kann ein vorgegebener Korrekturwert in die Regelung eingebracht werden, d. h. das Verhältnis der statischen Druckkräfte und der Federkräfte kann in einer gewünschten Richtung beeinflußt werden.

Durch den Einbau einer allseitig wirkenden Drossel 38 (F i g. I) kann die Bewegung der Luftdrossel 13, insbesondere die Öffnungsbewegung, sehr rasch erfolgen, was sehr wichtig ist. Dabei muß dafür gesorgt werden, daß die Steuerleitung 29 schnell entlüftet, aber langsam belüftet wird. Um die Regelstabiiität nicht zu gefährden, sollte aber die Schließbewegung der Luftdrossel relativ langsam erfolgen.

Die Darstellung nach F i g. 2 zeigt schematisch eine größere Anzahl einzelner Fliehkraftabscheider 60 bis 65, die an eine gemeinsame Sammelleitung 66 angeschlossen sind. Jeder Abscheider weist eine Regeleinrichtung 70 auf, wobei alle gezeigten Regeleinrichtungen 70 bevorzugt identisch ausgeführt sind. ImGegensatz zu den Regeleinrichtungen ist jedoch jeder Abscheider entsprechend der spezifischen Produktfördcrleitung in seiner Größe angepaßt.

Obwohl ohne weiteres gewisse Regelelemente für die ganze Gruppe in einem zentralen Regler zusammengefaßt werden können, hat es sich als beste Lösung ergeben, wenn jeder Regler für sich allein funktionsfähig ist: jeder Regler wird hierfür als eine vollständige Einheit ausgebildet, wobei sich keine gegenseitige Störung oder sonstigen negativen Einflüsse durch die Einzelregclung feststellen lassen.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, werden in der Abluftleitung jedes Zyklons 2 bevorzugt Längsleisten in Form eines Kreuzes 39 eingebaut. Der Abscheiderwirkungsgrad des Fliehkraftabscheiders 2 wird dadurch nicht negativ beeinflußt, jedoch der Wirbeleffekt im Abscheider 2 unter Kontrolle gehalten.

In Fig.3 ist eine schematische Gesamtansicht einer Mühlenanlage dargestellt: das Mühlengebäude weist mehrere Stockwerke auf, die mit 1. II, IH und IV bezeichnet sind. Dabei sind der Boden für die Walzenstuhl 80, der für die Grießputzmaschine 82 sowie der für die Plansichter 81 übereinander angeordnet, wobei das Gut unter der Schwerkraft von oben nach unten fließt. Die Überhebungdes Produktes für die nächste Arbeitsstufe geschieht durch die Mühlenpneumatik bzw. die einzelnen Stränge 90, 91, .·.;, wobei regelmäßig mehr als zwanzig Stränge,.vielfach fünfzig und mehr Stränge, benötigt werden. Diese Stränge können dabei an eine oder mehrere zentrale Reinigungscinheiten bzw. an einen Filter 50 angeschlossen werden. Bevorzugt werden aber, mit Ausnahme der Druckstränge, alle Stränge über Abscheider an das zentrale Luftsystem angeschlossen, wobei diese Stränge jeweils je eine eigene Regelvorrichtung aufweisen sollen. Daraus ist aber auch ersichtlich, daß nicht erzwungenermaßen alle Pneumatikleitungcn mit einer einzigen Regelvorrichtung ausgerichtet werden müssen: es ist aber zweckmäßig, alle Leitungen, die an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen sind, zu regeln.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regelvorrichtung für eine pneumatische Förderanlage mit einer Förderleitung, einem Fliehkraftabscheider und nachgeschaltetem Sauggebläse sowie einer in der Abluftleitung des Fliehkraftabscheiders angeordneten Luftdrossel, die in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausgang des Fliehkraftabscheiders mittels einer Regeleinrichtung laufend automatisch verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdiflerenz am Fliehkraftabscheider (2) auf einen konstanten Wert geregelt wird und daß die Öffnungsbewegungen der Luftdrossel (13) in einer solchen Geschwindigkeit erfolgen, daß die Offenstellung von der Mittelstellung der Drossel (13) aus in we.liger als 5 Sekunden erreichbar ist