FöRDERN UND VERLADEN, PALETTIEREN ... - Advanced Mining

Abb. 2:
Prototyp einer einfachen Feststoffturbine
Bild 1 zeigt den Versuchsaufbau einer ersten
Energierückgewinnungseinrichtung. In diesem Versuch
wurde eine geometrisch relativ einfache und leicht
zu fertigende Geometrie der Feststoffturbine gewählt.
Die Turbine wurde an einer Übergabestelle von einem
Förderband auf ein anderes installiert. Das vom ersten
Gurtförderer abgeworfene Schüttgut wird von der
rotierenden Feststoffturbine aufgenommen und auf den
darunter liegenden zweiten Gurtförderer aufgegeben. Die
Turbine wandelt dabei die potentielle und die kinetische
Energie des Schüttgutes in Leistung um. Diese Leistung
wird durch einen Kettentrieb direkt von der Turbine auf
die Umlenktrommel bzw. Antriebstrommel übertragen
und somit an das System direkt zurückgeliefert, wodurch
sich der Leistungsbedarf des schüttgutabwerfenden
Förderbandes signifikant reduziert.
Technische Daten der
Versuchseinrichtung
• Turbinendurchmesser 765 mm
• Turbinenlänge 800 mm
• Kettenrad Turbine 95 Zähne | n = 0,335 U/s
• Kettenrad Abtriebstrommel 8 Zähne | n = 3,979 U/s
• Bandgeschwindigkeit 2,5 m/s
• Massenstrom 18,75 kg/s bzw. 28,13 kg/s
• Trommeldurchmesser 200 mm
• Achsabstand Turbine – Antriebstrommel
← 660 mm, ↓ 510 mm
• Theoretische Leistung bei 18,75 kg/s - 130 W
• Theoretische Leistung bei 28,13 kg/s - 195 W
(Fallhöhe 0,39 m - bis zum ersten Schaufelkontakt)
Ausgabe 04 | 2012
TECHNOLOGIETRANSFER
Die Geometrie der Turbine wurde im Vergleich zur
Förderanlage bewusst groß gewählt, da es sich hier um
eine kleine Anlage mit einem geringen Massenstrom
handelt, um dem Schüttgut möglichst viel Leistung zu
entziehen. Der Prototyp sollte auch die Möglichkeit bieten,
deutlich größere Massenströme aufnehmen zu können.
Messergebnisse
Abb. 3:
Feststoffturbine in Betrieb
Es wurden mehrere Messungen mit verschiedenen
Parametern durchgeführt.
Abbildung 4 zeigt die Leistungsersparnis des Fördergut
abwerfenden Gurtförderers auf Grund des Einsatzes der
Feststoffturbine. Hierfür wurden Leistungsmessungen mit
und ohne Turbine durchgeführt. Die Leistungsersparnis
bezieht sich auf einen Massenstrom von 18,75 kg/s.
Durch den Einsatz der Feststoffturbine konnte der
Leistungsbedarf des Gurtförderers von 825 W auf 707 W
gesenkt werden. Das entspricht einer Leistungsersparnis
von ca. 14,3% = 118 W.
Aus dem bewegten Schüttgut kann auf Grund der
gespeicherten Energie eine Leistung von ca. 130
W gewonnen werden (Fallhöhe 0,39 m und einer
Abwurfgeschwindigkeit von 2,5 m/s). Daraus errechnet
sich ein Wirkungsgrad der Turbine bei einem Massenstrom
von 18,75 kg/s von ca. 90%.
Abbildung 5 zeigt die Leistungsersparnis bei einer
Erhöhung des Massenstroms auf 28,13 kg/s. Die
Leistungsersparnis beträgt 152 W und entspricht somit
einer Reduktion um ca. 16,3 % (Leistung von 928 W auf
777 W reduziert).
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