JPH0774044B2 - 固形分の空圧式又は液圧式管路搬送法とその実施装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、それぞれ一端を主搬送管に、また他端を純気
体又は純液体供給用の供給導管に接続した複数の圧力制
御装置を前記主搬送管に相互間隔をおいて配置し、前記
の各圧力制御装置を副路管を介してそれぞれ最寄りの下
流側圧力制御装置に付加的に接続して、正圧又は負圧に
よって管路を通して固形分を空圧式又は液圧式に搬送す
る方法並びに、主搬送管と、純気体と純液体とから成る
部分流を導く供給導管とから成り、前記主搬送管が、相
互間隔をおいて配置された複数の弁装置を有し、各弁装
置が、一端では前記主搬送管に、また他端では前記部分
流を供給するための供給導管並びに付加的な副路管にそ
れぞれ接続されており、該副路管が、前記弁装置を主搬
送管の下流側部位に接続している形式の、管路を通して
固形分を空圧式又は液圧式に搬送する装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 空圧式搬送装置又は液圧式搬送装置の操業は周知のよう
に、所定の気体量又は所定の液体量によって搬送される
固形分の量が多量になるに応じて一層経済的になる。管
路と被搬送固体粒子との摩耗は、搬送速度の低下に伴っ
て著しく減少されるので、搬送管路内における気体速度
又は液体速度をできるだけ低速度にしようとする努力が
払われる。また粘着性の微粒状の固形分を搬送する場
合、特に粉粒状ばら荷の空圧搬送（気送）時に発生する
管内壁付着層の形成は気体速度が遅くなるに伴って低下
する。

しかしながら実地における気体速度又は液体速度の低速
度化及び搬送媒体流中の固形分の増量化には限界が在
る。それというのは流動速度が過度に低くなると、固形
分の一部分が管床に沈降し、かつ該管床面に沿って紐状
又は砂丘状の形で推進させられることになるからであ
る。これらのばら荷積層が互いに重なり合うことによっ
て、閉じた閉塞栓体が形成され、いずれにせよ搬送管路
を閉塞させることになる。

管閉塞栓体の形成を防止するために種々の方法と装置が
公知になっているが、この場合例えばドイツ連邦共和国
特許第449393号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公告
第1191741号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公告
第2022962号明細書に基づいて公知になっているよう
に、搬送管は、相前後した多数の部位で内位又は外位に
配設された付属導管を介して付加的な気体又は液体が供
給されるようになっている。

前記公知の方法はすべて、搬送管内の気体量又は液体量
が搬送区距離の増大に伴って増量し、ひいては流動速度
も増速するという欠点を有しており、その結果、究極的
には、管路の摩耗及び被搬送固体粒子の摩砕をそれ相応
に伴った不経済な搬送効果が生じ、かつ又、固形分が粘
着性の場合には管路の内壁付着層が厚く形成されること
になる。

ドイツ連邦共和国特許第1174256号明細書に記載されて
いる別の方法では、順次間隔をおいて、管平行な複数の
副路管が主搬送管から分岐しかつ再び主搬送管へ合流し
ている。これは、比較的長い管閉塞栓体が形成されたの
ちに、前記副路管を介して純流体つまり純気体又は純液
体を、該閉塞栓体の上流側始端部から該閉塞栓体内へ導
入し、この純流体の導入によって閉塞栓体を、より短い
区分に分割させるためである。副路管は、主搬送管より
も著しく小さな横断面を有しているので、「閉塞栓体離
散流動」中、副路管に高い摩耗を、また被搬送固形分粒
子には高い摩砕を生ぜしめることになるような著しく高
い流動速度が副路管内に発生する。粘着性のばら荷を搬
送する場合には、副路管自体が閉塞し、その機能を失っ
て働かないようになる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2550164号明細書及び
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2305030号明細書に記
載された別の装置では、空圧搬送時に形成されつつある
閉塞栓体は、搬送管内の圧力降下を介して局所化され、
かつ、管閉塞の虞れの在る管路区分内へ付加的な気体を
導入することによって除かれる。

このために、純気体を導く副路管は、主搬送管の方に向
かって作用する多数の逆止弁を介してかつ該逆止弁と相
俟ってか又は個別的に作用する遮断弁を介して主搬送管
と接続されており、この場合、該遮断弁は、閉塞の虞れ
の在る管路区分内へ空気を供給する。

この装置を用いれば、空圧搬送のために必要な気体流量
は、慣用の搬送装置に対比して大抵は50％以下に低下さ
せることができる。発生中の閉塞を迅速かつ効果的に除
くためにオーバーフロー弁を介して最小限の気体量を相
応の管路区分内へ導入することが必要である。副路管の
流動抵抗は管長の増大に伴って上昇するので、副路管を
通流する気体量は、搬送区間長の増大に伴って減少す
る。従って副路管は実際には100〜150mよりも長くなっ
てはならない。さもないと、閉塞を解消するために必要
な最小限の気体量が、主搬送路の下流側端部へ流れるこ
とができないからである。

前記の搬送法の別の欠点は、全搬送装置の機能が、固形
分を順次に通流させる各遮断弁の機能に関連しているこ
とである。このような弁の１つが故障すると、当該弁の
目下の位置に応じて、上流側又は下流側で隣接した副路
管部分も故障し、これに伴って、通常は相応の主搬送管
区分に管閉塞が生じることになる。

ただ１つのオーバーフロー弁又は遮断弁が故障したこと
に基づいて主搬送管から固形分が副路管内へ侵入する
と、その下流側後方に位置している全ての弁に機能障害
が生じ、その結果、顕著な現象として、被搬送固形分の
処理容量の低下と主搬送管の閉塞が生じる。このような
事態が生じた場合、固形分を通流させる全ての弁を取外
して個別に分解・掃除することが必要になる。その結
果、搬送装置の稼働を著しく長時間にわたって停止させ
ることになるので、これは特に不利である。

低い気体速度で稼働する長い搬送管の場合には特に、異
なった管路区分において２つ以上の閉塞部位が同時に発
生することがある。その場合、前記の搬送法の特性に相
応して二次空気は、最も下流側で形成中の閉塞栓体にし
か導入されない。これによって、該閉塞栓体よりも上流
側に位置している主搬送路部分内には、その間に、コン
パクトな、つまり目の詰まった閉塞栓体が形成されるこ
とになる。流動方向とは逆方向でこのコンパクトな閉塞
栓体を除去することは、これよりも下流側後方に位置し
ている全ての障害を除去したときに始めて可能になる。
しかしながらコンパクトな閉塞栓体を除去するには、そ
の所要時間は数分間にも及ぶので、ばら荷搬送つまり固
形分搬送はこの時間のあいだ休止されるので、極めて不
都合である。

二次空気を用いて複数の部分に分割された閉塞栓体部分
は、それよりも上流側に位置する気体の圧縮に基づい
て、往々にして弾丸状に高速度で主搬送管を通走するこ
とになるので、その結果、該閉塞栓体が裂断した場合に
は、主搬送管及び該主搬送管に設けられた弁の摩耗度は
一層高くなる。搬送ばら荷が摩砕し易い場合には、個々
の粒子の破断も高くなる。

刊行物〈VT Verfahrentechnik 12〉（1978）Nr.4,S.20
0,Fig.12に基づいて、本発明の装置に関する特許請求の
範囲第３項に上位概念として記載した形式の装置が公知
になっている。この公知の装置及びこれに関連した方法
の欠点は、高い技術手段を必要とし、その構造の複雑な
点から見ても、経済的な面から見ても産業上の利用価値
が全く認められないことである。この公知技術では、順
次に続く２つの測定部位間で比較測定が行なわれるので
あるが、この場合、第１の測定部位における昇圧が、下
流側に位置する第２の測定部位へ付加的な純気体又は純
液体の供給するための決定的なファクタとなる。この公
知の構成は２つの圧力検出用測定部位を必要とし、両測
定部位は、機械的な秤量器と抗圧ばねと介して互いに調
和されねばならない。しかしながら、これは極めて複雑
で、トラブルを発生し易く、従ってその操作の点から見
ても使用不可能である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、従来技術の欠点を避けることは元より
のこと、特に、空圧式又は液圧式搬送管内における単数
又は複数の閉塞栓体の形成を、管区分毎にかつ互いに無
関係に検知し、かつ短い搬送管区分においても同時にか
つ互いに独自に除去し得るようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するための本発明の方法上の構成手段
は、特許請求の範囲第１項に記載した通り、並列した圧
力制御装置間の圧力降下度ΔＰが、主搬送管内の閉塞発
生に基づいて、搬送障害のない主搬送管内の標準的な圧
力降下度ΔPvに相当する値を上回った際に、供給導管か
ら副路管を介して最寄りの下流側制御装置へ純気体又は
純液体を供給する点にある。

更に同一課題を解決するための本発明の装置上の構成手
段は、特許請求の範囲第３項に記載した通り、弁装置が
圧力制御装置として構成されており、搬送導管に、各圧
力制御装置内で、該圧力制御装置の配置されている主搬
送管の部位における圧力と副路管の下流側端部の圧力と
の間で圧力平衡が行なわれ、しかも主搬送管内の標準的
な圧力降下度が、各副路管の下流側端部に配置された逆
止弁によって補償可能であり、かつ、閉塞発生に基づい
て主搬送管内の圧力が昇圧すると、副路管を介して下流
側の主搬送管部分へ純気体部分流又は純液体部分流を供
給して圧力平衡が制御される点にある。

なお本発明の有利な実施態様は、特許請求の範囲の従属
請求項に記載した通りである。

［実施例］ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

なお図示の本発明の実施装置に基づいて本発明の方法の
利点も併せて説明する。

第１図では、搬送すべき固形分、つまり、ばわ荷１は、
例えば貯蔵槽２から調量器３を介して、搬送媒体、つま
り気体又は液体の通流する主搬送管４内へ給送され、か
つ該主搬送管の終端部で受け槽５内で前記搬送媒体から
分離される。

主搬送管４には、種々異なった圧力制御装置6a,6b,6c,6
dが装備されており、該圧力制御装置の相互間隔は、主
搬送管の管径の約５倍乃至50倍に相当している。圧力制
御装置6a〜6dには供給導管7b,7c,7d,7eから純気体又は
純液体が供給され、その場合、前記供給導管内の圧力は
主搬送管４内の最大圧力よりも高い。なお本発明で云う
ところの「純気体又は純液体」とは、ばね荷つまり固形
分を含まない気体又は液体のことである。圧力制御装置
6a〜6dは剛性又は弾性の隔膜8a,8b,8c,8dによって夫々
２つの室、つまり上位室9a,9b,9c,9dと下位室10a,10b,1
0c,10dとに分割されている。圧力制御装置6a〜6dに配設
された調圧器11a,11b,11c,11dは、前記の各上下両室9a,
10a;9b,10b;9c,10c;9d,10dに常に等圧を生ぜしめるよう
に動作する。各圧力制御装置6a〜6cの上位室9a〜9c内に
在る純流体つまり純気体又は純液体は副路管12a,12b,12
cを介して当該圧力制御装置の直ぐ下流側に位置する圧
力制御装置の下位室10b,10c,10dを経て主搬送管４内へ
流入し、また最終圧力制御装置6dの上位室9d内の純流体
は副路管12dを介して主搬送管４の内部へ直接流入する
ことができる。その場合各下流側の下位室10b,10c,10d
には逆止弁13a,13b,13cが、また最終の副路管12dには逆
止弁14が配設されており、これによって、固形分と気体
との混合流体又は固形分と液体との混合流体は、純流体
の通流する上位室9a,9b,9c,9d内へ侵入するのを防止さ
れている。前記逆止弁13a,13b,13c,14の設定可能な閉弁
力は、予め設定された所定の圧力差ΔPvが生じた際に始
めて副路管12a〜12dから下位室10b,10c,10dもしくは主
搬送管４の内部への流入を逆止弁が許すように設計され
ている。第１図及び以下の説明において、主搬送管４の
各管区分内で支配する圧力は記号ＰHで、また各副路管1
2a〜12d内で支配する圧力は記号ＰNで示されている。

第２図では、主搬送管４のいかなる部位においても搬送
流体内の固形分濃度が主搬送管全長にわたって一様であ
る場合に生じる圧力降下度ＰHがプロットされている。
調圧器11a〜11dによって、各副路管の上流側端部には、
主搬送管４内の圧力降下度ＰHに合致した圧力ＰNを生ぜ
しめる。逆止弁13a,13b,13c及び14の閉弁力は、主搬送
管全長にわたって固形分濃度が一様である場合、図示の
ばら荷搬送時に、その都度隣接した２つの圧力制御装置
6a〜6d間の圧力降下度つまり圧力差ΔPvによってはなお
開弁できないような値に設定されている。

空圧式又は液圧式搬送に「障害がない」場合には、この
ようにして副路管12a〜12dから主搬送管４内への純流体
つまり純気体又は純液体の流入が避けられる。

第３図では本発明の搬送装置は、主搬送管４内の管部位
16と17との間に管閉塞栓体15を丁度発生したばかりの状
態で図示されている。管閉塞発端区域は、第４図の線図
において、固体分濃度の局所的な高まりに基因して生じ
た主搬送管４内の急勾配の圧力降下度ＰHによって明示
されている。管閉塞の危険に曝された部位16の上流側と
部位17の下流側との主搬送管４内では、第２図に示した
のと同じ圧力降下度ＰHが依然として支配している。圧
力制御装置6a〜6dは、部位18,19,20,21に相当する副路
管12a〜12dの上流側端部に圧力ＰNを生ぜしめ、該圧力
は、その下に位置する主搬送管４内の圧力ＰHに等し
い。こうして逆止弁13a,13b,13c及び14の閉弁圧ΔPv分
だけ増圧された主搬送管内圧力ＰHに等しい圧力が、前
記副路管12a〜12dの下流側端部で強制的に生じなければ
ならない。

ところで第４図に示した例では、部位19及び22における
逆止弁13a及び14の閉弁圧ΔPvは、副路管12a及び12dか
ら主搬送管４内への純流体の流出を阻止している。

これに対して部位20及び21では、部位19と20との間で働
く圧力差ΔＰB並びに部位20と21との間で働く圧力差Δ
ＰBは、逆止弁13b及び13cを開弁するのに必要な圧力差
ΔPvよりも大である。そこでこの圧力差ΔＰBは、発生
した管閉塞栓体15を弛めるべく部位20と21において純流
体を副路管から主搬送管４内へ流入させるために使用さ
れる。

図３に示した例では、圧力制御装置6cの下で発生してい
る管閉塞栓体15内へ純流体を導入すると共に、管閉塞の
発端点より後方の下流側に設けられた圧力制御装置6dの
下方でも付加的に主搬送管４内へ純流体が導入されるの
が特に有利である。これによって、下流側へ移動する局
所的な過度に高められた固形分濃度は一層急速に低下さ
れるので、第１図に示した標準的な搬送状態が極めて迅
速に再び回復される。

本発明の方法によって、かつ該方法を実施するために必
要な装置を用いることによって、発生する管閉塞を適時
検出して弛めるばかりでなく、すでに発生した緊密な管
閉塞栓体も前記の方式で外部からの干渉なしに除去する
ことが可能である。このような管閉塞栓体は例えば、搬
送動作を生ぜしめる液体流量又は気体流量の低下によっ
て、或いは又、固形分の短時間の過剰供給によって生じ
ることがある。

本発明の別の利点は、主搬送管の異なった部位で同時に
発生する複数の管閉塞栓体を互いに独自にかつ同時に除
去できることである。多数の圧力制御装置の中の１つが
故障した場合でさえも、他のすべての圧力制御装置に機
能障害が生じることはない。

第５図には本発明の有利な圧力制御装置6a〜6dの実施態
様が縦断面図で示されている。弁ケーシング６が主搬送
管４と固定的にか又は着脱可能に結合されている。第１
図及び第３図に示した各副路管12a〜12dには接続導管25
が開口している。各副路管12a〜12dの下流側端部には接
続導管26が連通し、かつ、ばね27により予荷重のかけら
れた逆止弁28によって閉止され、この場合ばね27の予荷
重つまりばね力は、例えば弁軸29に設けられたねじ山と
調整ナット30とを介して調整可能である。

前記弁ケーシング６の内部には、純気体又は純液体が接
続導管７を介して導入される調圧器の調圧室11が設けら
れている。調圧室11と上位室９との間の隔壁32は不作用
位置では、ばね33によって負荷された弁体34によって閉
鎖され、該弁体の下端部34aは弾性的な隔膜35によって
前記ばね33のばね力に抗して移動することができる 不作用位置では純気体又は純液体は調圧室11から上位室
９内へ流入することはできない。主搬送管４の方向から
下位室10を経て弾性的な隔膜35に圧力が作用すると、該
隔膜35は上位室９の方に向かって移動し、これに伴って
弁体34をばね33のばね力に抗して押圧するので、純気体
又は純液体は調圧室11から上位室９内へ流入し、ひいて
は接続導管25の方へ向って流れる。上位室９と上位室10
内に等圧が支配すると、調圧室11と上位室９との間の隔
壁32は弁体34によって再び閉鎖され、それに伴って調圧
室11から上位室９内へ向かう純気体流又は純液体流は遮
断される。

第６図には、接続導管26内に配置された逆止弁28と組合
された本発明の圧力制御装置の別の実施態様が図示され
ており、この場合の逆止弁28の閉弁力はばね37と調整ね
じ38とを介して弁ケーシング６の外部から調整すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は主搬送管に管閉塞の生じていない状態で示した
本発明の装置のばら荷搬送中の概略全体図、第２図は第
１図に示した状態における主搬送管全長にわたる圧力経
過線図、第３図はばら荷による管閉塞発生時における本
発明の装置の概略全体図、第４図は第３図に示した状態
における主搬送管全長にわたる圧力経過線図、第５図は
本発明の方法を実施するための弁装置及び圧力制御装置
の概略縦断面図、第６図は有利な実施態様による弁装置
及び圧力制御装置の概略縦断面図である。 ［符号の説明］ １……ばら荷、２……貯蔵槽、３……調量器、４……主
搬送管、５……受け槽、６……弁ケーシング、6a,6b,6
c,6d……圧力制御装置、7,7a……接続導管、7b,7c,7d,7
e……供給導管、8a,8b,8c,8d……隔膜、9,9a,9b,9c,9d
……上位室、10,10a,10b,10c,10d……下位室、11……調
圧室、11a,11b,11c,11d……調圧器、12a,12b,12c,12d…
…副路管、13a,13b,13c,14……逆止弁、15……管閉塞栓
体、16,17……管部位、25,26……接続導管、28……逆止
弁、29……弁軸、30……調整ナット、32……隔壁、33…
…ばね、34……弁体、34a……下端部、35……弾性的な
隔膜、37……ばね、38……調整ねじ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ一端を主搬送管（４）に、また他
   端を純気体又は純液体供給用の供給導管（７）に接続し
   た複数の圧力制御装置（6a〜6d）を前記主搬送管に相互
   間隔をおいて配置し、前記の各圧力制御装置を副路管
   （12a〜12d）を介してそれぞれ最寄りの下流側圧力制御
   装置に付加的に接続して、正圧又は負圧によって管路を
   通して固形分を空圧式又は液圧式に搬送する方法におい
   て、並列した圧力制御装置（6a〜6d）間の圧力降下度
   （ΔＰ）が、主搬送管（４）内の閉塞栓体発生に基づい
   て、搬送障害のない主搬送管（４）内の標準的な圧力降
   下度（ΔPv）に相当する値を上回った際に、供給導管
   （７）から副路管（12a〜12d）を介して最寄りの下流側
   制御装置（6b〜6d）へ純気体又は純液体を供給すること
   を特徴とする、固形分の空圧力式又は液圧式管路搬送
   法。
2. 【請求項２】副路管（12a〜12d）の下流側端部に配置さ
   れた逆止弁（13a〜13c,14）の閉弁力を、副路管（12a〜
   12d）によって接続された両圧力制御装置（6a〜6d）間
   における無閉塞状態の主搬送管（４）内の圧力降下度
   （ΔPv）に等しくする、特許請求の範囲第１項記載の管
   路搬送法。
3. 【請求項３】主搬送管（４）と、純気体と純液体とから
   成る部分流を導く供給導管（７）とから成り、前記主搬
   送管（４）が、相互間隔をおいて配置された複数の弁装
   置（6a〜6d）を有し、各弁装置が、一端では前記主搬送
   管（４）に、また他端では前記部分流を供給するための
   供給導管（７）並びに付加的な副路管（12a〜12d）にそ
   れぞれ接続されており、該副路管が、前記弁装置を主搬
   送管（４）の下流側部位に接続している形式の、管路を
   通して固形分を空圧式又は液圧式に搬送する装置におい
   て、弁装置が圧力制御装置（6a〜6d）として構成されて
   おり、搬送導管（４）に、各圧力制御装置（6a〜6d）内
   で、該圧力制御装置の配置されている主搬送管（４）の
   部位における圧力と副路管（12a〜12d）の下流側端部の
   圧力との間で圧力平衡が行なわれ、しかも主搬送管
   （４）内の標準的な圧力降下度が、各副路管（12a〜12
   d）の下流側端部に配置された逆止弁（13a〜13c,14）に
   よって補償可能であり、かつ、閉塞栓体発生に基づいて
   主搬送管（４）内の圧力が昇圧すると、副路管（12a〜1
   2d）を介して下流側の主搬送管部分へ純気体部分流又は
   純液体部分流を供給して圧力平衡が制御されることを特
   徴とする、固形分の空圧式又は液圧式管路搬送装置。
4. 【請求項４】逆止弁（13a〜13c,14）が、主搬送管
   （４）内へ純気体部分流又は純液体部分流のみを流入さ
   せるように構成されている、特許請求の範囲第３項記載
   の管路搬送装置。
5. 【請求項５】各圧力制御装置（6a〜6d）が、隔膜（35）
   を備えた弁ケーシング（６）を有し、該隔膜が前記弁ケ
   ーシング（６）を、主搬送管（４）に直接連通している
   下位室（10）と、副路管（12a〜12d）に連通している上
   位室（９）とに分割しており、前記上位室（９）には、
   純気体部分流又は純液体部分流を供給する別の弁室（1
   1）が接続しており、しかも該弁室（11）と前記上位室
   （９）とを仕切る隔壁（32）が、前記上位室（９）と下
   位室（10）との圧力が等圧時には、ばね（33）によって
   負荷された弁体（34）によって閉止され、また前記主搬
   送管（４）内並びに該主搬送管と連通する下位室（10）
   内の圧力が昇圧時には、前記上位室（９）内へ侵入する
   前記弁体（34）の下端部（34a）に対して前記隔膜（3
   5）から伝達される力によって開放される弁ポートを有
   している、特許請求の範囲第３項又は第４項記載の管路
   搬送装置。
6. 【請求項６】各副路管（12a〜12d）の下流側端部に配置
   された各逆止弁（13a〜13c,14）が、それぞれ最寄りの
   下流側の圧力制御装置（6b〜6d）に組込まれており、か
   つ該圧力制御装置と相俟って１つの構造的並びに機能的
   なユニットを形成している、特許請求の範囲第４項記載
   の管路搬送装置。
7. 【請求項７】下流側の最終圧力制御装置（6d）の副路管
   （12d）の下流側端部が、主搬送管（４）の方に向かっ
   て開弁する少なくとも１つの逆止弁（14）を有してい
   る、特許請求の範囲第３項又は第４項記載の管路搬送装
   置。