[0001] Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe zur pneumatischen Hochdruckförderung von
1 bis 10 MPa fluidisierter Stäube und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Membranpumpe.
[0002] Für Niederdruckanwendungen im Bereich von ca. 0,1 bis 0,2 bar Druckerhöhung werden
in der Praxis Förderschnecken mit leichter Schüttgutkomprimierung und anschließender
Gasinjektion zur pneumatischen Schüttgutförderung eingesetzt, s.
DD000000081606A1,
DE000003035745A1,
DE000000656009A,
DE000000650988A,
DE000000615779A,
DE000000596565A,
DE000000568999A,
DE000000551066A,
DE000000485635A,
DE000000449676A,
DE000000427455A. Für etwas höhere Drücke bis ca. 0,3 MPa werden statt Schnecken Zellenräder verwendet,
s.
DE102009016191B4,
DE102009016191A1. Werden mehrere Staubpumpen in Reihe geschaltet können entsprechend höhere Drücke
erreicht werden, was jedoch für Hochdruckanwendungen mit einem sehr großen apparativen
Aufwand verbunden ist, s.
DE102008049542B4,
DE102008049542A1,
DE102008007033A1,
WO002010037601A1,
WO002009095290A3,
WO002009095290A2. Neben diesem Funktionsprinzip der Schneckenförderer und Zellenräder werden auch
Staubpumpen nach dem Prinzip der Druckluftmembranpumpen eingesetzt, wobei auch hier
nur geringe Drücke möglich sind
DE 3909800 A1.
[0003] Während für niedrige Drücke Staubpumpen industriell eingesetzt werden, sind für Hochdruckprozesse
in der Größenordnung von 1 bis 10 MPa heute nur Schleusenprozesse industriell etabliert,
s.
DE 10 2005 047 583 B4,
DD 147 188 A3,
DE102008052673A1. Um die Investitions- und Betriebskosten solcher Schleusensysteme zu reduzieren,
werden auch Staubpumpen für Hochdruckanwendungen entwickelt, wobei folgende Verfahren
bekannt sind:
Für Hochdruckanwendungen in der Größenordnung von 1 bis 10 MPa sind Staubpumpen basierend
auf dem Prinzip der Strangpresse bekannt. Hierbei wird das Schüttgut mechanisch wie
in einer Strangpresse in einem sich verjüngenden Kanal zu einem Brikett verdichtet
und dadurch eine hohe Druckbarriere aus Kanal und Brikett gebildet, was zur Abdichtung
zwischen Hoch- und Niederdruckteil erforderlich ist, siehe
US000008851406B2,
US020100021247A1 Nachteilig hierbei ist der hohe Verschleiß aufgrund der hohen auftretenden Reibungskräfte
als auch die Problematik, dass die mechanischen Schüttguteigenschaften durch diesen
Vorgang stark verändert werden, da das Schüttgut nach der Pumpe in brikettähnlichen
Schüttgut-agglomerationen vorliegt. Insbesondere für Verbraucher wie die Staubverbrennung
oder Staubvergasung ist dann unter Druck eine erneute Aufmahlung erforderlich, was
ein bisher ungelöstes Problem darstellt.
[0004] Neben dem Prinzip der Strangpresse ist für Hochdruckanwendungen auch das Kolbenpumpenprinzip
bekannt. Hierzu bekannte Ausführungen sind in
DE000001008201A,
DE000001175653A,
DE000002722931A1,
DE102008009679A1 beschrieben. Wesentlicher Nachteil hierbei ist der hohe, bisher ungelöste Verschleiß
an den trocken laufenden Kolbenringen. Dieses Problem kann durch die Verwendung von
Membranen wie in
DE102011007066A1 dargestellt gelöst werden.
[0005] Hierbei sind jedoch aufgrund des schwerkraftgetriebenen Befüllens - wie auch bei
allen anderen bekannten Staubpumpen und Schleusensystemen - relativ große Querschnitte
und Abmessungen erforderlich.
[0006] Das Dokument
US 6 447 216 offenbart eine hydraulisch betriebene Staubpumpe.
[0007] Das Dokument
CH 466 134 offenbart eine hydraulisch betriebene Staubpumpe, welche federkraftbeaufschlagte
Ventile aufweist. Die Membran ist vertikal angeordnet.
[0008] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Pumpenkopf zur pneumatischen Hochdruckförderung
von fluidisiertem Schüttgut und ein Verfahren zum Betrieb des Pumpenkopfes anzugeben,
bei denen das Schüttgut über den gesamten Pumpvorgang hinweg in einem aufgelockerten,
fluidisierten Zustand gehalten wird.
[0009] Das Problem wird durch eine Membranpumpe zur pneumatischen Hochdruckförderung von
fluidisierten Stäuben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum
Betrieb einer solchen Membranpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
[0010] Bei der erfindungsgemäßen Staubpumpe erfolgt die Befüllung durch pneumatisches Ansaugen,
wobei das Schüttgut über den gesamten Pumpvorgang hinweg in einem aufgelockerten,
fließfähigen Zustand gehalten wird und Staubverdichtungen gezielt vermieden werden.
Dabei wird eine in hohem Maße kompakte und damit wirtschaftliche Bauweise erzielt.
[0011] Das pneumatische Ansaugen hat mehrere entscheidende Vorteile gegenüber bekannten
Staubpumpensystemen: Der Querschnitt der Saugleitung 17 und damit die Größe des Einlassventils
8 und der Anschluss am Pumpenkopf fällt im Vergleich zu einer schwerkraftgetriebenen
Befüllung wesentlich kleiner aus, wodurch der Pumpenkopf entsprechend kleiner ausgelegt
werden kann. Des Weiteren kann die Befüllung von unten in den Staubraum hinein erfolgen.
Das hat den Vorteil, dass die Konstruktion des Pumpenkopfes im Bereich der Membran
und im Hydraulikbereich vereinfacht ist, da keine Staubdurchführung von oben benötigt
wird, was sonst bei Befüllung durch Schwerkraft der Fall wäre. Des Weiteren ist es
möglich, die Staubpumpe neben, anstatt unterhalb des Vorlagebunkers 11 zu platzieren,
was wiederum Bauhöhe einspart und die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen erhöht. Schließlich
ist es durch diese Anordnung möglich, eine sehr große Auflockerungsfläche 4 konstruktiv
zu realisieren, was für die Vermeidung von Staubverdichtungen und kurze Zykluszeiten
erforderlich ist.
[0012] Der in Fig 3 dargestellte Druckübersetzer und damit auch die Trennung des Hydrauliksystems
in eine Primärhydraulik 15 - zwischen Druckübersetzer und Hydraulikaggregat - und
eine Sekundärhydraulik 16 - zwischen Membran 3 und Druckübersetzer 13 - bieten folgende
Vorteile: Der Druck des Hydraulikaggregates kann unabhängig vom Prozessdruck gewählt
werden, wodurch kostengünstige Standard-Hydraulikaggregate anstelle von Spezialanfertigungen
verwendet werden können. Da in der Regel der Druck des Hydraulikaggregates (20-30
MPa) wesentlich höher als der geforderte Prozessdruck im Staubsystem (1-10 MPa) liegt,
sind die Volumenströme im Hydraulikaggregat und damit die Kosten des Hydraulikaggregates
deutlich geringer, als würde das Hydraulikaggregat auf den Prozessdruck des Staubsystems
ausgelegt werden. Das Druckübersetzungsverhältnis (Primärdruck/Sekundärdruck) liegt
damit in der Regel bei circa 2-30. Durch die Verringerung der Volumenströme in der
Primärhydraulik und die dort ablaufenden Schaltvorgänge können Druckschläge reduziert
oder ganz vermieden werden. Im Falle eines Membranbruches bleibt das Hydraulikaggregat
unbeschadet, da Staub dann nur in die Primärhydraulik eindringen kann, nicht aber
in die Sekundärhydraulik. Für Primär- und Sekundärhydraulik können unterschiedliche
Hydraulikflüssigkeiten verwendet werden, was eine bessere Anpassung an die jeweiligen
Prozessbedingungen ermöglicht. Durch die Trennung in Primär- und Sekundärhydraulik
wird es möglich, mit einem Hydraulikaggregat mehrere Pumpenköpfe zu betreiben und
auch bei Ausfall eines oder mehrerer Pumpenköpfe, die jeweils anderen Pumpenköpfe
weiter zu betreiben.
[0013] Ein weiterer Vorteil des gesamten Verfahrens ist, dass der Hochdruck-Gasbedarf gegenüber
dem in
DE102011007066A1 beschriebenen System nochmals weiter reduziert ist, da einerseits das nach dem Ausfördern
noch zu entspannende Totvolumen aufgrund der kleineren Rohrleitungsquerschnitte noch
geringer gestaltet werden kann und andererseits beim Ausfördern das vorher zugeführte
Bespannungsgas für die pneumatische Förderung mit genutzt wird.
[0014] In weiterer Ausgestaltung arbeiten mehrere Pumpenköpfe phasenverschoben zueinander.
Durch diese Maßnahme wird der Förderprozess vergleichmäßigt.
[0015] In einer besonderen Ausgestaltung wird die Membran durch einen oder mehrere Kolben
aber auch Führungsstangen 10 mechanisch geführt, wodurch unerwünschte Verformungen
der Membran vermieden werden. Über die Lage des Kolbens beziehungsweise der Führungsstange
10 relativ zum Gehäuse 9 ist eine Positionsmessung der Membran 3 gegeben.
[0016] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0017] Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis
erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- Fig 1
- einen erfindungsgemäßen Pumpenkopf
- Fig 2
- die wesentlichen Ablaufschritte des Pumpenzyklus' und
- Fig 3
- die Einbindung mehrerer Pumpenköpfe in ein Staubpumpensystem.
[0018] In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente.
[0019] Die erfindungsgemäße Staubpumpe und das damit ausgeführte Verfahren sind für feinkörnige
Schüttgüter oder Stäube geeignet, welche sich durch Gaszugabe auflockern und fluidisieren
lassen, wie etwa Kohlestaub, und zielt insbesondere auf die Versorgung von druckaufgeladenen
Kohlestaubvergasern mit trockener Kohlestaubeinspeisung ab. Die Prozessdrücke liegen
hierbei in der Größenordnung von 1 bis 10 MPa. Grundsätzlich kann das Verfahren aber
auch für alle anderen Prozesse eingesetzt werden, wo fluidisierbare Stäube trocken
auf hohen Druck gepumpt werden sollen.
[0020] Bei dem Pumpenkopf nach Fig 1 befindet sich in einem drucktragenden Gehäuse 9 eine
elastische, bewegliche Membran 3, die den Staubraum 1 vom Hydraulikraum 2 hermetisch
dicht trennt. Die Membran wird zentrisch über eine Führungsstange 10 geführt und durch
Zugabe oder Entnahme von Hydraulikflüssigkeit über die Anschlussleitung 6 nach unten
beziehungsweise nach oben bewegt. Staub wird über das Einlassventil 8 in den Staubraum
gesaugt und über das Auslassventil 7 aus dem Staubraum herausgefördert. Zur Auflockerung,
Be- und Entspannung wird über die Anschlussleitungen 5 und die gasdurchlässigen Auflockerungsflächen
4 Gas zugegeben beziehungsweise abgeführt.
[0021] In Fig 2 ist der Pumpenzyklus anhand von vier Ablaufschritten A) bis D) dargestellt.
[0022] In Schritt A) wird dem Hydraulikraum Flüssigkeit entzogen, wodurch die Membran nach
oben gezogen wird und im Staubraum Unterdruck erzeugt wird. Dadurch wird Staub aus
dem Vorlagebunker 11 angesaugt. Vorausgesetzt sei, dass der Staub im Vorlagebunker
sich durch Gaszugabe in einem fluidisierten Zustand befindet. Während des pneumatischen
Einförderns in den Staubraum 1 durch Auslenken der Membran 3 wird ein Unterdruck im
Staubraum 1 erzeugt, wodurch die Förderung unterstützt wird.
[0023] Wenn die Membran die obere Endlage erreicht hat, wird in Schritt B) durch Schließen
der Einlassarmatur 8 und Gaszugabe über die Gasanschlüsse 5 der Staubraum auf den
Druck bespannt, welcher durch den Druck des Verbrauchers 20 zuzüglich des pneumatischen
Förderdruckverlustes zwischen Pumpenkopf 14 und Verbraucher (circa 0,1 bis 1 MPa)
gegeben ist.
[0024] In Schritt C) wird zum Ausfördern die Auslassarmatur 7 geöffnet und der Staub unter
Gaszugabe über die Gasanschlüsse 5 herausgefördert. Gleichzeitig wird das Volumen
des Staubraumes durch Zugabe von Hydraulikflüssigkeit über den Hydraulikanschluss
6 in den Hydraulikraum, mittels der Membran 3 reduziert.
[0025] In Schritt D) wird das konstruktiv unvermeidliche Restvolumen des Staubraumes entspannt
und der Pumpenzyklus beginnt mit Schritt A von vorne.
[0026] Beim Ansaugen des Schüttgutes liegt der Druck im Staubraum 1 circa 0,01 bis 0,08
MPa unterhalb dem Druck im Vorlagebehälter 11 (Förderdifferenzdruck). In einer besonderen
Ausgestaltung der Erfindung wird der Unterdruck in dem Staubraum 1 erzeugt, indem
Unterdruck über den Gasanschluss 5 angelegt wird. Hierbei wird während des pneumatischen
Einförderns von Staub in den Staubraum über das Evakuieren des Staubraumes mittels
einer Vakuumpumpe der Förderdifferenzdruck erzeugt. Der über den Gasanschluss (5)
angelegte Unterdruck gleicht dem Betrag nach dem Förderdifferenzdruck oder ist ebenso
groß wie der Förderdifferenzdruck.
[0027] Da ein einzelner Pumpenkopf 14 chargenweise (diskontinuierlich) arbeitet, werden,
wie in FIG 3 dargestellt, mehrere Pumpenköpfe zu einem Staubpumpensystem zusammengeschaltet,
wobei ein kontinuierlicher Staubförderstrom erzielt werden kann. Hierfür sind mindestens
2 Pumpenköpfe angeordnet. Je nach geforderter Durchsatzleistung und Verfügbarkeitsanforderungen
können beliebig viele Pumpenköpfe zusammengeschaltet werden. Sind eine Mehrzahl von
n Pumpenköpfen angeordnet, können diese um 2n/n des Pumpenzyklus' gegeneinander phasenverschoben
betrieben werden. Neben dem Vorteil der kontinuierlichen Staubförderung kann hierbei
das Hydraulikaggregat bei gegebener Durchsatzleistung kleiner dimensioniert werden,
als es bei diskontinuierlichem Betrieb der Fall wäre. Bei dieser Ausgestaltung werden
auch die Auswirkungen auf das Druckregime des Verbrauchers 20 reduziert.
[0028] Ein Flugstromvergaser wird mit 100 t/h bei 5 MPa Vergasungsdruck mit Kohlestaub versorgt.
Der Druckverlust zwischen Staubpumpe und Vergaser beträgt 1 MPa, womit der Förderdruck
bei 6 MPa liegt. Das Staubpumpensystem ist mit n=10 Stück Pumpenköpfen ausgestattet.
Ein Pumpenkopf leistet somit 10 t/h. Die Zykluszeit eines Pumpenkopfes beträgt 20
s, wodurch sich ein erforderliches Volumen des Staubraumes zu 0,15 m
3 und der Ansaug-Volumenstrom zu 270 m
3/h ergibt. Das Hydraulikaggregat arbeitet bei einem Betriebsdruck von 30 MPa und mit
einem Volumenstrom von 54 m
3/h. Da beim Bespannen und Ausfördern weiter Gas zugegeben wird, entspricht der Druckfördervolumenstrom
300 m
3/h. Es ergibt sich ein Hochdruck-Gasbedarf von circa 16.000 Nm
3/h. Dies entspricht einer elektrischen Antriebsleistung des Gasverdichters von circa
2,36 MW. Für ein konventionelles Schleusensystem wären etwa das 2,3-fache, nämlich
36.800 Nm
3/h und 5,43 MW an Verdichterleistung erforderlich. Mit einem Wirkungsgrad des Hydraulikaggregates
von 80% ergibt sich die elektrische Leistungsaufnahme der Staubpumpe zu 0,5 MW. In
diesem Beispiel wird mit dem hier vorgestellten Staubpumpenprozess gegenüber einem
konventionellen Schleusensystem 2,57 MW an Elektroenergie oder 20.800 Nm
3/h Hochdruck-Fördergas eingespart.
[0029] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Armaturen, nämlich das Auslassventil
7 und das Einlassventil 8, in verschleißfester Ausführung gegeben.
[0030] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bespannung beziehungsweise
Entspannung des Staubraumes 1 mit Gas über eine großflächige, gasdurchlässige Auflockerungsfläche
4, die für das staubförmige Schüttgut dicht ist.
[0031] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist am Boden des Staubraumes 1 eine
großflächige, gasdurchlässige Auflockerungsfläche 4 integriertet, durch welche die
Ein- und Ausläufe des zu fördernden Staubes hindurchtreten.
[0032] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Auflockerungsfläche im Verhältnis
zur Innenfläche des Staubraumes nach Möglichkeit groß gewählt (mindestens 30% der
Innenfläche des Staubraumes), wodurch sich geringere Gasgeschwindigkeiten im Schüttgut
ergeben und eine Komprimierung des Schüttgutes vermieden wird.
[0033] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung liegt beim Ausfördern des Schüttgutes
der Druck im Staubraum circa 0,1 bis 1 MPa über dem Druck des Empfangsbehälters aber
auch Dosiergefäß 20.
[0034] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Hydrauliksystem in eine Primär-
und Sekundärhydraulik unterteilt, wobei die Primärhydraulik mit der Membran 3 verbunden
ist und von der Sekundärhydraulik über einen Druckübersetzer angetrieben wird. Das
Druckübersetzungsverhältnis (Primärdruck/Sekundärdruck) mag circa 2 bis 30 betragen.
Die Primär- und Sekundärhydraulik können mit unterschiedlichen Hydraulikflüssigkeiten
betrieben werden. Der Druckübersetzer kann als Druckübersetzerkolben ausgeführt sein.
Der Druckübersetzer kann durch eine Rückstellfeder zurückstellbar ausgeführt sein,
wobei die Rückstellfeder als mechanische Feder oder als pneumatische Gasdruckfeder
ausgeführt sein kann.
[0035] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Pumpenköpfe
zu einem System kombiniert, deren Druckförderleitungen 18 zusammengeführt 19 sind,
was eine unterbrechungsfreie Schüttgutförderung ermöglicht.
[0036] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung geht aus dem Vorlagebunker 11 eine
Saugförderleitung 17 ab, die sich auf mehrere Pumpenköpfe verzweigt.
[0037] Die vorliegende Erfindung wurde zu Illustrationszwecken anhand von konkreten Ausführungsbeispielen
im Detail erläutert. Dabei können Elemente der einzelnen Ausführungsbeispiele auch
miteinander kombiniert werden. Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Ausführungsbeispiele
beschränkt sein, sondern lediglich eine Beschränkung durch die angehängten Ansprüche
erfahren.
Bezugszeichenliste
[0038]
- 1
- Staubraum
- 2
- Hydraulikraum
- 3
- Membran
- 4
- Gasdurchlässige Auflockerungsfläche, staubdichter Filter
- 5
- Gasanschluss
- 6
- Hydraulikanschluss
- 7
- Auslassventil
- 8
- Einlassventil
- 9
- Drucktragendes Gehäuse
- 10
- Membran-Führungsstange
- 11
- Vorlagebunker
- 12
- Hydraulikaggregat
- 13
- Druckübersetzer
- 14
- Pumpenkopf
- 15
- Primärhydraulik
- 16
- Sekundärhydraulik
- 17
- Pneumatische Saugleitung
- 18
- Pneumatische Druckleitung
- 19
- Zusammenführung
- 20
- Verbraucher, Empfänger (z. B. Flugstromvergaser, Kohlenstaubbrenner)
- 21
- Schüttgut
- 22
- Gas
1. Membranpumpe zur pneumatischen Hochdruckförderung von 1 bis 10 MPa fluidisierter Stäube
bei der
- ein druckfestes Gehäuse (9) gegeben ist,
- das Volumen in dem Gehäuse durch eine waagrecht (horizontal) angeordnete Membran
(3) in einen unteren Staubraum (1) und einen oberen Hydraulikraum (2) getrennt ist,
- der Staubraum von unten einen durch eine Einlassarmatur (8) absperrbaren Zugang
für den Staub aufweist,
- der Staubraum von unten einen durch eine Auslassarmatur (7) absperrbaren Abgang
für den Staub aufweist,
- am Boden des Staubraums eine gasdurchlässige Auflockerungsfläche (4) angeordnet
ist, die mit einem Gasanschluss (5) verbunden ist,
- der Hydraulikraum mit einem Hydraulikanschluss (6) für die Zuführung beziehungsweise
Abführung von Hydraulikflüssigkeit verbunden ist.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
die Membran (3) über eine Führungsstange (10) zentrisch geführt ist.
3. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydraulikanschluss (6) über einen Druckübersetzer (13) mit einem Hydraulikaggregat
(12) verbunden ist.
4. Membranpumpe nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckübersetzer (13) als Druckübersetzerkolben ausgeführt ist.
5. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
sie auf gleicher Höhe wie der Vorlagebunker (11) angeordnet ist.
6. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
sie mehrfach angeordnet ist.
7. Membranpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zugang für den Staub und der Abgang für den Staub die Auflockerungsfläche (4)
durchdringen.
8. Verfahren zur pneumatischen Hochdruckförderung von fluidisierten Stäuben mit einer
Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in einer Staubfördereinrichtung,
bei dem
- die Staubfördereinrichtung einen Vorlagebunker (11) aufweist,
- der Vorlagebunker (11) eine Schüttung von fluidisiertem Staub beinhaltet,
- der Auslass des Vorlagebunkers (11) über eine pneumatische Saugleitung (17) mit
der Einlassarmatur (8) der Membranpumpe verbunden ist,
demzufolge
- die Membran (3) hydraulisch nach oben ausgelenkt wird, ein Unterdruck in dem Staubraum
(1) erzeugt wird und über die geöffnete Einlassarmatur (8) fluidisierter Staub in
den Staubraum (1) angesaugt wird,
- die Einlassarmatur (8) geschlossen wird,
- der Staubraum (1) mit Gas über den Gasanschluss (5) auf den erforderlichen Hochdruck
bespannt wird,
- die Auslassarmatur (7) geöffnet wird,
- der Staub unter Gaszugabe über den Gasanschluss (5) aus dem Staubraum (1) herausbefördert
wird, während gleichzeitig das Volumen des Staubraums durch hydraulische Auslenkung
der Membran (3) nach unten reduziert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet, dass
der Staubraum (1) entspannt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 9 und Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpenzyklen der Membranpumpen phasenversetzt zueinander ablaufen.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10
dadurch gekennzeichnet, dass
der Unterdruck in dem Staubraum (1) erzeugt wird, indem Unterdruck über den Gasanschluss
(5) angelegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11
dadurch gekennzeichnet, dass
über den Gasanschluss (5) ein Unterdruck angelegt wird, der dem Betrag nach dem Förderdifferenzdruck
gleicht.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vorlagebunker (11) unter Atmosphärendruck steht.
1. Diaphragm pump for the pneumatic high-pressure delivery of 1 to 10 MPa fluidized dusts,
in which:
- a pressure-tight housing (9) is provided,
- the volume in the housing is divided by a levelly (horizontally) arranged diaphragm
(3) into a lower dust chamber (1) and an upper hydraulic chamber (2),
- the dust chamber has, from below, an entrance for the dust which can be shut off
by means of an inlet fitting (8),
- the dust chamber has, from below, an exit for the dust which can be shut off by
means of an outlet fitting (7),
- at the base of the dust chamber, there is arranged a gas-permeable loosening surface
(4) which is connected to a gas port (5),
- the hydraulic chamber is connected to a hydraulic port (6) for the supply and discharge
of hydraulic fluid.
2. Diaphragm pump as claimed in claim 1,
characterized in that
the diaphragm (3) is guided centrally by means of a guide rod (10) .
3. Diaphragm pump as claimed in any one of the preceding claims,
characterized in that
the hydraulic port (6) is connected via a pressure intensifier (13) to a hydraulic
assembly (12).
4. Diaphragm pump as claimed in claim 3,
characterized in that
the pressure intensifier (13) is designed as a pressure intensifier piston.
5. Diaphragm pump as claimed in any one of the preceding claims,
characterized in that
the diaphragm pump is arranged at the same height as the hopper (11).
6. Diaphragm pump as claimed in any one of the preceding claims,
characterized in that
the diaphragm pump is provided in a manifold arrangement.
7. Diaphragm pump as claimed in any one of the preceding claims,
characterized in that
the entrance for the dust and the exit for the dust pass through the loosening surface
(4).
8. Method for the pneumatic high-pressure delivery of fluidized dusts by means of a diaphragm
pump as claimed in any one of claims 1 to 7, in a dust delivery device,
in which
- the dust delivery device comprises a hopper (11),
- the hopper (11) contains fluidized dust in bulk material form,
- the outlet of the hopper (11) is connected via a pneumatic suction line (17) to
the inlet fitting (8) of the diaphragm pump,
whereupon
- the diaphragm (3) is hydraulically deflected upward, a negative pressure is generated
in the dust chamber (1) and fluidized dust is drawn into the dust chamber (1) via
the opened inlet fitting (8),
- the inlet fitting (8) is closed,
- the dust chamber (1) is charged to the required high pressure with gas via the gas
port (5),
- the outlet fitting (7) is opened,
- the dust is delivered out of the dust chamber (1) by means of a feed of gas via
the gas port (5), while at the same time the volume of the dust chamber is reduced
by hydraulic deflection of the diaphragm (3) downward.
9. Method as claimed in claim 8,
characterized in that
the dust chamber (1) is relieved of pressure.
10. Method as claimed in any one of the preceding claims 8 to 9 and claim 6,
characterized in that
the pump cycles of the diaphragm pumps take place in a phaseoffset manner with respect
to one another.
11. Method as claimed in any one of claims 7 to 10,
characterized in that
the negative pressure in the dust chamber (1) is generated by virtue of negative pressure
being applied via the gas port (5) .
12. Method as claimed in claim 11,
characterized in that
a negative pressure equal in magnitude to the delivery pressure differential is applied
via the gas port (5).
13. Method as claimed in any one of the preceding claims,
characterized in that
the hopper (11) is at atmospheric pressure.
1. Pompe à membrane pour le refoulement pneumatique à haute pression par 1 à 10 MPa de
poussières fluidisées, dans laquelle
- est prévu un boîtier résistant à la pression (9),
- le volume dans le boîtier est séparé par une membrane (3) perpendiculaire (horizontale)
en une chambre à poussière inférieure (1) et une chambre hydraulique supérieure (2),
- la chambre à poussière présente une entrée par le bas pour la poussière qui peut
être fermée par un raccord d'entrée (8),
- la chambre à poussière présente une sortie par le bas pour la poussière qui peut
être fermée par un raccord de sortie (7),
- une surface de décompactage perméable aux gaz (4) est disposée dans le fond de la
chambre à poussière et est reliée à un raccord de gaz (5),
- la chambre hydraulique est reliée à un raccord hydraulique (6) pour l'alimentation
et l'évacuation d'un liquide hydraulique.
2. Pompe à membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que la membrane (3) est guidée de façon centrée par une tige de guidage (10).
3. Pompe à membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le raccord hydraulique (6) est relié à une unité hydraulique (12) par un multiplicateur
de pression (13).
4. Pompe à membrane selon la revendication 3, caractérisée en ce que le multiplicateur de pression (13) est conçu comme un piston multiplicateur de pression.
5. Pompe à membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est disposée à la même hauteur que la trémie d'alimentation (11).
6. Pompe à membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est présente plusieurs fois.
7. Pompe à membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée pour la poussière et la sortie pour la poussière traversent la surface de
décompactage (4).
8. Procédé de refoulement pneumatique à haute pression de poussières fluidisées à l'aide
d'une pompe à membrane selon l'une des revendications 1 à 7, dans un dispositif de
refoulement de poussières, dans lequel
- le dispositif de refoulement de poussière présente une trémie d'alimentation (11),
- la trémie d'alimentation (11) comprend un déversement de poussière fluidisée,
- la sortie de la trémie d'alimentation (11) est reliée au raccord d'entrée (8) de
la pompe à membrane par une conduite d'aspiration pneumatique (17),
procédé selon lequel
- la membrane (3) est déviée hydrauliquement vers le haut, un vide est généré dans
la chambre à poussière (1) et la poussière fluidisée est aspirée dans la chambre à
poussière (1) via le raccord d'entrée ouvert (8),
- le raccord d'entrée (8) est fermé,
- la chambre à poussière (1) est remplie de gaz par l'intermédiaire du raccord de
gaz (5) à la haute pression requise,
- le raccord de sortie (7) est ouvert,
- la poussière est transportée hors de la chambre à poussière (1) en ajoutant du gaz
par l'intermédiaire du raccord de gaz (5), tandis qu'en même temps le volume de la
chambre à poussière est réduit par en déviant hydrauliquement la membrane (3) vers
le bas.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre à poussière (1) est dépressurisée.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes 8 à 9 et la revendication 6, caractérisé en ce que les cycles de pompage des pompes à membrane se déroulent de façon déphasée les uns
par rapport aux autres.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes 7 à 10, caractérisé en ce que la dépression est générée dans la chambre à poussière (1) en appliquant une dépression
via le raccord de gaz (5).
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une dépression égale à la valeur après la pression différentielle de refoulement est
appliquée par l'intermédiaire du raccord de gaz (5).
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes 8 à 12, caractérisé en ce que la trémie d'alimentation (11) est à la pression atmosphérique.