专利名称：减少冲击的气动式颗粒材料凝块输送方法和实施设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述之气动式缓慢输送，尤其是输送颗粒材料凝块的方法，以及涉及一种按权利要求9前序部分所述之实施此方法的设备。
已知一些高浓度颗粒材料的推移输送方法，按这些方法，颗粒材料以密集的颗粒材料条的形式或以不连续的凝块的形式(凝块式运输)通过管道运输。在这一过程中，凝块运输或缓慢运输在小型至中型管道直径以及接近中等管线长度的情况下已证实是相当可靠的，然而在远距离输送或/和大管道直径时，与颗粒材料特性有关地产生当大的困难。
其原因归诸于在刚刚离开管道的凝块与跟随它的下一个凝块之间被压缩的气体容积几乎是迅速的膨胀的。由于在随后的凝块的前端不再存在反压，所以这种动态的膨胀过程使之剧烈加速并提高了此凝块的速度。由此在输送管道的拐弯处和在水平的管段中一时过高的沉积(成条)而产生短时的堵塞，它们作为冲击传递给管道、它的工作部件以及支座和支承结构。这些部件、支座、支承结构上的动态应力，在关键性的部位可能导致连接装置或管道构件的松动，并在某些情况下由于疲劳断裂而导致故障。由于动态的膨胀释放出来的内部动力本身，会造成不均匀的沉积高度，不平衡的，与压力脉动相联系的输送，并因而强化了冲击力。这种在管道中的加速和减速过程，与均匀的运输相比，由于提高了在凝块中的颗粒材料压力而使惯性力和摩擦力更大，并因而造成附加的能量损失。由于这些同样的原因，与均匀的，冲击小的凝块运输或缓慢运输相比，产生更高的磨损量和线状部分(Fadenanteile)。
由DE4039496A1已知一种连续运输颗粒材料的方法，按此方法颗粒材料从收集器经由叶轮闸门并借助于一种输送媒介在输送管道中送料，其中，输送媒介经气动管路引入输送管道中。然后，借助于一个调节装置将颗粒材料与输送媒介在输送管道中的通过量的比保持的常数。因此，虽然经由叶轮闸门泄漏空气，仍应保持稳定输送。在一个专为凝块输送设计的方案中，输送媒介间歇性地供入，输送管道在进料端之后有虹吸管式弯曲，因为这样做有利于凝块形成。
尽管在输送管道起始处“发出脉冲(Takten)”，但这种方法和设备仍会在管道末端导致不希望的动态膨胀。这种方法只是在一种较短的输送距离的管道末端阻止动态膨胀过程。对于长的管道，承决于管道直径。颗粒材料特性和运输的状态，会自动调整凝块长度、凝块间距和沉积条高度的一定的动力学关系，而且基本上与在管道起始处是何种条件无关。
因此，本发明的目的是，减小在排出与继后的颗粒材料凝块之间输送媒介体积的高能和突然的动态膨胀，并减轻由此所产生的上述后果。
此目的通过方法的权利要求1的特征以及通过设备的权利要求9的特征来达到。
由从属权利要求可知有利的实施形式。
下面借助于
图1说明本发明。
在图1中，颗粒材料凝块1借助于可压缩的输送媒介2互相隔开间距地，通过一个例如200米长的输送管道，气动地一直运输到管道的水平延伸的端区12a。颗粒材料凝块1在那里径弯管3或拐弯的扩张段，无冲击或冲击很小地导入一个最好是圆柱形的扩张管4中，这是由于它们在向下运动时在条1a上没有阻塞力和在管壁上没有摩擦，所以使它们失去了它们的内聚力带来的结果。颗粒材料集中在过渡段5和/或拐弯段6中，后者最好设计的的为具有较小拐弯半径的弯管。在这种情况下，借助于作适当尺寸设计的横截面减小和/或闸门7和/或除气8或采取类似的措施，通过最好一次调整所提到的这些调整元件，可以达到一个在水平H1和H2之间波动的堵塞高度。最低水平H1避免贯通管道的上游的膨胀，而最高水平H2防止过高的压力升高并因而防止堵塞，不用这种一次调整，也可以用一种随堵塞高度和/或压力上升的不同而改变的调整方式，通过控制/调节闸门7和/或除气阀8进行工作。在拐弯段6上连接着一个立管段12b。由此可以做到，在拐弯段6的下游形成具有较小间距的较小的凝块1’。
取决于颗粒材料特性和管道的尺寸，在一定情况下可以取消的界限H1和H2内形成和保持稳定的颗粒材料缓冲水平的规定，或不再安装闸门7和/或除气阀8，因为在拐弯后的立管中形成了具有较小凝块间距的小的凝块1’，所以无论是与外界压力之间的压力差，还是在前后相继的凝块之间被压缩输送媒介的容积2’都减小了。由于这样一来在前后相继的凝块之间存在的被压缩输送媒介的总量2’以及它们的绝对压力减小，所以，与颗粒材料凝块1若例如在弯管3处高开端区12a相比，此被压缩输送媒介2’在管道末端10处膨胀释放的能量要小得多。采取这一措施，使原先紧凑的凝块的膨胀分阶段逐步进行，所以减小了在立管中的冲击力，并由于延长了在部分凝块中分出的凝块群的停留时间，减小了与后继的凝块的间隔距离，并因而减小了它的向前的膨胀体积。因此防止或进一步减小了通过扩张管4在转变装置入口处反正已经被抑制了的冲击以及再往上游去在直的管段1a中可能的冲击。
也可以利用除气阀8，以便从扩张管4中释放部分中间体积。于是，除了上面曾说明的凝块转变外，还导致降低输送媒介的速度并因而也降低了在转变装置后管段中的凝块速度。与此同时，在这一区段中气体和凝块速度的降低，有助于进一步增加部分凝块的停留时间，并因而有助于减小从区段12b到区域12a中膨胀贯通的倾向。另一个减小输送媒介流动速度的可能性在于，增大直立的管道12b的直径。在变小了的颗粒材料凝块1，排出并进入受料容器11中时，同样已变小的被压缩输送媒介的容积2，膨胀，在凝块排出的时刻此容积一直延伸到下一个凝块1’。
根据选择，除气接管8的连接管8a也可以通过旁通管8b与立管连通。在附图中扩张管4画为圆柱形罐，其中轴线相对于垂直线倾斜约45°。也可以取代这种情况，采用一个具有垂直中轴线和漏斗形底部的容器。除此之外，还可以使用另一种节流装置来代替闸门7，例如蝶形阀，它例如直接装在上述容器的后面，并通过控制或调整来改变节流间隙的间隙宽度，使容器的料位保持在最小与最大水平之间。
权利要求
1.在管道中借助于一种可压缩的输送媒介和以不连续的颗粒材料凝块(1)的形式运输颗粒材料的方法，其中，在凝块(1)之间总是存在有一定的被压缩输送媒介的材料量(2)，它在彼此相继的凝块之间占有一定的体积，其特征为在管道下游端区(12b)中彼此相继的凝块(1′)之间存在的被压缩输送媒介材料量(2’)，比在管道(12)端区(12b)之前的上游区(12a)中彼此相继的凝块(1)之间存在的被压缩输送媒介(2)的材料量(2)少，因此由于被压缩的输送媒介在从管道出口(10)处膨胀而从管道中释放产生的能量被减小。
2.按照权利要求1所述之方法，其特征为为了减少管道端区(12b)中彼此相继的凝块(1)之间被压缩媒介的材料量(2’)，凝块(1)转变为具有减小了长度和减小了距离的凝块(1’)。
3.按照权利要求2所述之方法，其特征为为了使凝块(1)转变到较小长度和较小距离的凝块(1’)，凝块(1)通过一个虹吸管状的管段(6)运输。
4.按照权利要求3所述之方法，其特征为虹吸管状管段(6)上游的凝块(1)通过一个具有扩大了的横截面积的管段(4)输送，并在此管段(4)中沉积颗粒材料的一个新的部分和延缓排送。
5.按照权利要求4所述之方法，其特征为在管段(4)中颗粒材料沉积部分的料位保持在一个最小水平面(H1)和一个最大水平面(H2)之间。
6.按照权利要求5所述之方法，其特征为为了调整颗粒材料的料位，调节在管段(4)上游端处的除气装置(8)和/或在虹吸管状管段(6)下游端的闸门(7)或其他类型的横截面节流装置，此时流出的气体量经导管(8a)导入大气，或导入立管(经8b)，或导入贮仓。
7.按照前列诸权利要求之一所述之方法，其特征为为了减少在管道端区(12b)中在彼此相继的减小了长度和减小了距离的凝块(1，)之间被压缩输送媒介的材料量(2’)，可以在出口(10)的上游使输送媒介流出。
8.按照权利要求7所述之方法，其特征为只在两个减小了长度和减小了距离的凝块(1’)之间令输送媒介流出。
9.借助于可压缩的输送媒介运输颗粒材料的设备，其中，被运输的材料以不连续的凝块(1)的形式存在但可变长度地通过管道移动，在凝块之间总是有一定的然而可变的被压缩输送媒介的材料量(2)，它在彼此相继的凝块(1)之间占有一定的然而可变的体积，其特征为此设备有一个用于减少在管道的端区(12b)中彼此相继的凝块(1’)之间被压缩输送媒介的材料量(2’)的装置。
10.按照权利要求9所述之设备，其特征为用于减小有关的材料量(2’)的装置，有一个使凝块(1)转变到在管道端区中具有减小了长度和减小了距离的凝块(1’)的装置。
全文摘要
已知一些在管道中借助于可压缩输送媒介和以不连续颗粒材料凝块的形式运输颗粒材料的方法和设备。缺点是输送媒介体积在管道端头在排出的与后续的运输材料凝块之间产生高能和突然的膨胀。以下所述克服此缺点使在管道下游端区(12b)中彼此相继的凝块(1′)之间被压缩输送媒介材料量(2′)，比管道上游端(12a)彼此相继的凝块(1)之间被压缩输送媒介材料量(2)小。主要通过用于使长的凝块(1)转变为短的凝块(1′)，从而使凝块(1′)以减小了的距离彼此相继的装置得以实现。
文档编号B65G53/04GK1145611SQ96190052
公开日1997年3月19日 申请日期1996年2月1日 优先权日1995年2月2日
发明者曼弗雷德·伊尔茨谢, 莱荫哈德·恩斯特, 欧根·梅茨勒 申请人:瓦谢尔机器制造有限公司