Die Erfindung betrifft eine pneumatische Förderanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Förderanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Solche Förderanlagen dienen in erster Linie dazu, Schnitttabak zu fördern. Die Förderung erfolgt in der Regel als Saugförderung durch Leitungen mit nachgeschaltetem Verdichter, insbesondere Ventilator, der in dem Rohrsystem einen Druckunterschied erzeugt. Allgemein kann auch eine andere Fördereinrichtung im Druck- oder Saugbetrieb eingesetzt werden. Durch den Druckunterschied zwischen dem Materialeintrag in die Förderleitung und dem in die Förderleitung eingebrachten Abscheider zum Trennen der Förderluft vom Fördergut, wird die Luft und damit das Fördergut in dem Leitungssystem bewegt. Am Abscheider wird das Fördergut vom Luftstrom separiert. In der Regel wird der Verdichter den Unterdruck für mehrere Förderleitungen, die als kommunizierende Röhren ausgebildet sind, erzeugen. Die einzelnen Förderrohrleitungen sind dabei mit einem individuellen Regelsystem ausgerüstet, wie dies z.B. aus
Die Aufgabe dieser Regeleinheiten ist, unter Beachtung der sich stets ändernden Parameter wie Rohrleitungslänge, Art der Aufnahme des Fördergutes in die Förderanlage und Produkteigenschaften des Fördergutes spezifisch vorgegebene Soll-Fördergeschwindigkeiten einzuhalten. Die Regeleinheiten erzeugen mittels einer Drosseleinrichtung einen Luftwiderstand, der zu einer Reduzierung des für die Förderung verantwortlichen Druckgefälles zwischen Materialeintragsstelle in das Förderrohr und dem Abscheider führt. Durch den Grad der Drosselung wird die gewünschte Fördergeschwindigkeit der Förderluft und damit des Fördergutes erreicht.
Die Fördereinrichtung, d.h. insbesondere der Ventilator, wird dabei mit einer Leistung betrieben, die so groß gewählt ist, dass der Druckunterschied im Rohrleitungssystem immer so groß bleibt, dass unabhängig von den Stellungen der jeweiligen Drosselklappen eine gewisse Mindestfördergeschwindigkeit aufrechterhalten wird. In der Praxis erzeugt die Fördereinrichtung regelmäßig einen Unterdruck im Fördersystem, da sie normalerweise dem Abscheider nachgeschaltet ist.
In der Praxis erzeugt die Fördereinrichtung in der Regel einen deutlich höheren Unterdruck als vom Fördersystem tatsächlich benötigt wird. Die elektrische Energieaufnahme der Fördereinrichtung ist dadurch höher als erforderlich.
Dies beruht bei vielen Systemen darauf, dass die Fördereinrichtungen schlichtweg mit konstanter Leistung ungeregelt betrieben werden. Die überschüssige Energie wird dabei regelmäßig durch Regelklappen, die dem Tabakabscheider nachgeschaltet werden, vernichtet. Es existieren zwar Förderanlagen mit Fördereinrichtungen, deren Leistung einstellbar oder regelbar ist, jedoch muss auch bei diesen Anlagen der Sollwert der Regelung der Fördereinrichtung bzw. der Einstellwert der Fördereinrichtung derart hoch gewählt sein, dass über den gesamten Regelungsbereich der geregelten Drosselungen der einzelnen Förderleitungen sichergestellt ist, dass nirgendwo im System die geforderte Tabakmindestgeschwindigkeit unterschritten werden kann. Dies bedeutet, dass auch bei einer geregelten Fördereinrichtung diese immer einen Unterdruck erzeugen muss, der so groß ist, dass alle zur Regelung der Fördergeschwindigkeit eingesetzten Drosseleinrichtungen über ihren gesamten Einstellbereich unabhängig voneinander und gleichzeitig arbeiten können, ohne dass an irgendeiner Stelle der Förderanlage die geforderte Mindestfördergeschwindigkeit unterschritten wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine pneumatische Förderanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Förderanlage anzugeben, mit denen die Energieaufnahme der Fördereinrichtung im Betrieb deutlich reduziert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine pneumatische Förderanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Förderanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung macht sich zu Nutze, dass die Informationen über den aktuellen Drosselgrad an jeder Regeleinheit verfügbar sind. Die Druckerzeugung der Fördereinrichtung, bei der es sich um eine Saugfördereinrichtung oder auch eine Druckfördereinrichtung handeln kann, kann erfindungsgemäß variiert werden, wodurch ein Einfluss auf die Energieaufnahme des Systems möglich wird.
Für die Regeleinheiten sind minimale Drosselgrade (Rmin) definiert, die im Betrieb nicht unterschritten werden sollen, damit die Geschwindigkeit in den einzelnen Leitungen nach oben beschränkt ist. Es entspricht Rmin der maximal zulässigen Öffnungsstellung der Drosselklappe einer zugehörigen Drosselvorrichtung.
Erfindungsgemäß ist nun eine Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen, die in der Lage ist, die Leistung der Fördereinrichtung in einer Form zu variieren, so dass mindestens eine der Regeleinheiten im Bereich von Rmin arbeitet. Im Bereich von Rmin bedeutet, dass die betreffende Drosselklappe so geregelt wird, dass sie möglichst nicht stärker öffnet.
Durch die erfindungsgemäße Regelung wird sichergestellt, dass die Fördervorrichtung immer nur die benötigte Energie aufnimmt.
Dies kann zum Beispiel derart umgesetzt werden, dass die aktuellen Betriebszustände, insbesondere die Ist-Werte der Drosselgrade, der Regeleinheiten etwa mittels eines Bussystems an eine zentrale Steuer- und Regeleinrichtung übermittelt werden. Es erfolgt dort die Evaluierung der gemeldeten Daten und Ermittlung des Sollwertes für die Fördereinrichtung. Im Falle eines Ventilators als Fördereinrichtung kann mittels eines Frequenzumrichters der Elektromotor, der den Ventilator antreibt, in der Drehzahl angepasst werden.
Die Erfindung wird anhand der Figur nachfolgend näher erläutert.
Dort sind in einem Blockschaltbild die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen pneumatischen Förderanlage, insbesondere Schnitttabakförderanlage, dargestellt.
Es sind eine Mehrzahl Förderleitungen 10, 11, 12 vorgesehen, die jeweils in einem Aufgabebereich 1 mit dem Fördergut beschickt werden. In den Förderleitungen 10, 11, 12 sind Trennvorrichtungen 2 integriert, die das Fördergut, insbesondere Schnitttabak, von der Förderluft trennen. Zum Erzeugen des Druckgefälles ist den Förderleitungen 10, 11, 12 ein gemeinsamer Verdichter (allgemein Fördereinrichtung) 4 nachgeschaltet. Die gezeigte Anlage ist als Saugförderanlage ausgestaltet, aber auch eine den Trenneinrichtungen 2 vorgeschalteter Druckförderer würde erfindungsgemäß arbeiten können.
Den Trennvorrichtungen 2 nachgeschaltet sind jeweils eine Regeleinheit 31, 32, 33, die eine (nicht näher gezeigte) Drosselvorrichtung mit Drosselklappe regeln. In den Regeleinheiten 31, 32, 33 sind folglich Informationen über die Öffnungsstellung der jeweiligen Drosselklappen, also der jeweilige Drosselungsgrad, verfügbar und auslesbar. Diese Informationen können über zugehörige Schnittstellen, die hier als Signalleitungen 315, 325, 335 dargestellt sind, aber auch drahtlos funktionieren können, an eine Steuer- und Regeleinrichtung 5 übermittelt werden. Die Steuer- und Regeleinheit 5 vergleicht die Drosselungsgrade der einzelnen Regeleinheiten 31, 32, 33 mit den (ggf. jeweils) vorgegebenen minimalen Drosselungsgraden Rmin. Nun wird die Leistungsaufnahme der Fördervorrichtung 4 verändert, bis der momentane Drosselungsgrad (wenigstens) einer Drosselvorrichtung im Bereich Rmin liegt. Im Bereich bedeutet, dass der Drosselungsgrad durch Variieren der Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung 4 mittels der Steuer- und Regeleinheit 5 so eingeregelt wird, dass der Drosselungsgrad der betreffenden Regeleinheit 31, 32, 33 sich um Rmin einpendelt.
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