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Vorrichtung zur Zuführung stückigen Materials, insbesondere unrunder
Stücke, zu in waagerechter Ebene nebeneinander befindlichen Stellen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung stückigen Materials, insbesondere unrunder
Stücke zu in waagerechter Ebene nebeneinander befindlichen Stellen, wobei diese
Vorrichtung, die insbesondere für Trockensortierungen geeignet ist, aus einem Körper
mit einer geneigten Aufgabefläche, einer Speisevorrichtung, die das Material auf
die geneigte Aufgabefläche aufgibt, und aus einer oder mehreren Führungsschaufeln,
die die Stücke von der Speisevorrichtung nach den erwähnten Stellen befördert und
diese stückweise, der Reihe nacheinander abgeben, besteht. Unter unrunden Stücken
sollen hierbei Stücke verstanden werden, die infolge ihrer Form nicht rollen können,
sondern sich gleitend fortbewegen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung entspricht der Körper mit der geneigten
Fläche einem kegelförmigen Blech, das zusammen mit an einer drehenden Zylinderwand
befestigten Schaufeln in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit wie
die Schaufeln rotiert.
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Die Speisevorrichtung dreht sich in gleicher Richtung, aber mit einer
größeren Geschwindigkeit, die vorzugsweise ein Vielfaches von der der Schaufeln
ist. Hiermit wird die Kapazität der Vorrichtung gesteigert und die Möglichkeit geschaffen,
die Stücke einzeln an nebeneinander befindlichen Stellen abzuliefern, so daß diese
Stücke sich auf ihrem weiteren Weg nicht gegenseitig behindern.
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Bei dieser Vorrichtung werden die Stücke, die z. B. aus Kohle, durchwachsender
Kohle und Berge bestehen, mit großer Kraft aus der Spéisevorrichtung an die Schaufeln
geschleudert. Dies führt zu einem starken Verschleiß der Schaufeln, zur Zerstückelung
und Zerreibung der weicheren und eben wertvollsten Kohlenteile, wodurch Feinkohle
in die Berge gelangt und die Ausbeute herabgesetzt wird. Außerdem erzeugt diese
Vorrichtung im Betrieb einen großen Lärm.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile beseitigt durch einen Neigungswinkel
der Aufgabefläche mit der Horizontalen, der größer ist als der von dem jeweiligen
Aufgabegut und der Beschaffenheit der Aufgabefläche abhängigen Böschungswinkel,
und durch eine solche Anordnung der Schaufeln direkt oberhalb der Aufgabefläche,
daß die Tangenten an die Schnittlinie der Schaufelfiächen und der Aufgabefläche
mit der Horizontalen einen Winkel bilden, der kleiner als der oben bezeichnete Böschungswinkel
ist, und durch eine Relativbewegung der Schaufeln gegenüber der Aufgabefläche, wobei
bei bewegter Aufgabefläche die Schaufeln sich gleichsinnig und schneller bewegen.
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Unter dem Böschungswinkel des Aufgabegutes in bezug auf das Material
der geneigten Fläche ist hier der Winkel zu verstehen, unter dem diese Fläche hinsichtlich
der waagerechten Ebene aufgestellt ist, wobei ein Gegenstand nach Überwindung der
von der
Schwerkraft hervorgerufenen Reibung zu gleiten anfängt. Dieser Winkel wird
durch die Reibungszahl zwischen dem Aufgabegut und dem Material der geneigten Fläche
bedingt. Falls die zu klassierenden Stücke aus Stoffen mit verschiedener Reibungszahl
bestehen, wird der Neigungswinkel der geneigten Fläche jedenfalls größer sein als
der größte zu diesen Stoffen gehörige Böschungswinkel, und der Neigungswinkel der
Schnittlinie wird kleiner sein als der kleinste Böschungswinkel.
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Die Speisevorrichtung ist hierbei vorzugsweise stationär und unbeweglich
aufgestellt und gibt die Stücke in ein und derselben Stelle auf. Bei einer Vorrichtung,
bei der die Stellen, an die die Stücke abgegeben werden sollen, sich in einem Kreis
um eine zentral fest angeordnete Speisevorrichtung befinden, werden erfindungsgemäß
direkt oberhalb der als Kegel gebildeten Aufgabefläche radialsymmetrisch und konzentrisch
zu den Abgabestellen gekrümmte Schaufeln angeordnet, die sich in Richtung ihrer
konvexen Seite drehen.
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Zweckmäßigerweise besitzen diese Schaufeln gegenüber der Kegelfläche
eine Relativgeschwindigkeit.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, daß sich
die Stücke geradlinig von einer höher gelegenen Stelle zu einer niedrigeren Stelle
der geneigten Fläche fortbewegen können. Sobald jedoch ein Stück an eine Schaufel
anstößt, kann es infolgedessen,
daß die Neigung der Schnittlinie
zwischen Schaufel und der geneigten Fläche geringer ist als der Böschungswinkel,
nicht über diese Schaufel hinuntergleiten. Ein weiteres Hinuntergleiten ist nur
möglich. wenn das Stück durch die Verschiebung der Schaufel hinsichtlich der geneigten
Fläche seinen Halt verliert.
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Jedes Stück wird also allmählich von der Aufgabestelle bis zur Abliefernngsstelle
hinabsinken. Bei einem kegelförmigen Körper vollzieht sich diese Verschiebung längs
den Erzeugenden des Kegels, auf die das Stück aufgegeben wird. Weil die Speisevorrichtung
stillsteht und der kegelförmige Körper rotiert, gerät jedes nächste Stück des aufgegebenen
Gutes auf eine andere Erzeugende.
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Vorzugsweise verhalten sich die Rotationsgeschwindigkeiten der Schaufeln
und des Kegels als (n+1) : ii, wobei n die Zahl der Schaufeln darstellt. Hierbei
wird erreicht, daß jede Schaufel einen kontinuierlichen Materialstrom über den ganzen
Umkreis abzugeben vermag, ohne daß zwei Stücke zugleich an derselben Stelle abgeliefert
werden, während eine maximale Belastung der anschließenden Vorrichtung erreicht
wird.
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Die Erfindung läßt sich auch anwenden, wenn die Stellen, wo die Stücke
abgeliefert werden sollen, sich in einer Geraden befinden. Eine solche Vorrichtung
besteht erfindungsgemäß aus einer ortsfesten, ebenen, rechteckig geneigten Aufgabefläche
und aus einer oder mehreren Führungsschaufeln, die aus geraden Platten bestehen
und die die Stücke auf Stellen aufgeben, die sich parallel zu der Längsseite der
Aufgabefläche und der Bewegungsrichtung der Schaufeln befindet, und die eine Pendelbewegung
parallel zu den Aufgabestellen ausführen, und aus einer fest an der oberen Kante
der geneigten Aufgabefläche angeordneten Speisevorrichtung, die die Stücke in einer
Richtung im wesentlichen senkrecht zu der besagten Linie aufgibt.
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Hierdurch wird ein freies Zuströmen der Stücke von der Speisevorrichtung
zu den Ablieferstellen in jeder Stellung der Führungsschaufel (n) verhindert. Eine
solche Speisevorrichtung kann z. B. eine Rinne oder ein Sieb sein. Gemäß einer Ausführungsform
nach der Erfindung bewegen sich zwei parallel angeordnete Führungsschaufeln in Richtung
längs der Abgabestellen hin und her, wobei sich in den Endlagen einmal beide oberen
Schaufelenden gegenüber den seitlichen Begrenzungen der Speisevorrichtung, das andere
Mal nur eines, und zwar das über der anderen Schaufel liegende obere Schau fel ende
gegenüber einer Seitenbegrenzung befinden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Schaufeln so angebracht,
daß sie von einem in der Nähe des oberen Endes der geneigten Fläche befindlichen,
sich hin- und herbewegenden Punkt divergieren, wobei sich die Pendelbewegung dieses
Punktes zwischen den beiden seitlichen Begrenzungen der der Speisevorrichtung gegenüberliegenden
Punkten erstreckt und die Abgabestellen für die Stücke in zwei gesonderte Abschnitte
verteilt sind.
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An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert
werden. Es zeigt Fig. 1 schematisch einen senkrechten Längsschnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die als Teil einer Anlage zur Trockenaufbereitung von Gegenständen
mit verschiedenen Abmessungen und Volumina nach der Wichte angewandt wird, Fig.
2 eine Draufsicht von Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht wie Fig. 2, wobei schematisch
die zu befördernden Stücke angegeben sind, Fig. 4 einen senkrechten Querschnitt
einer anderen Ausführungsform,
Fig. 5 eine Draufsicht der Fig. 4, Fig. 6 schematisch
eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform von Fig. 4.
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In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist auf einem
Gestell 1 ein zylindrisches Gehäuse 2 angebracht. An der Wand 3 dieses Gehäuses
sind mit mit Hilfe von Trägern 4 über den ganzen Umkreis neben- und untereinander
Flachfedern 5 befestigt. Um die äußeren Enden der Federn 5 ist konzentrisch eine
zylindrische Wand 6 angebracht, die von einem auf den Umkreis angreifenden, nicht
eingezeichneten Antrieb zur Rotation gebracht werden kann. Zur Führung und Unterstützung
der Wand sind Rollen 7 und 8 vorgesehen, die auf Träger 9 aufstützen. An der Wand
sind dicht über den Federn 5 Schaufeln 10 (im vorliegenden Falle vier Stück) befestigt,
und ferner ein durch Rippen 11 an einer Achse 13 befestigter Kegel förmiger Körper
12, der mit Hilfe dieser Achse 13 und eines nicht eingezeichneten Antriebs in gleicher
Richtung rotiert wie die Wand 6. Die Rotationsgeschwindigkeit dieses Körpers ist
geringer als die der Wand 6.
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In kurzer Entfernung von dem Kreis, der durch die freien Enden der
gekrümmten Schaufel 10 (s. Fig. 2) gebildet wird, ist eine stationäre Speiserinne
14 vorgesehen. Diese Rinne weist über dem kegelförmigen Körper eine schwache Neigung
auf und ist derart ausgebildet und aufgestellt, daß die Material stücke mit vernachlässigbarer
Geschwindigkeit auf den kegelförmigen Körper aufgegeben werden. Hierfür kann unter
anderem ein gekrümmtes Führungsblech 20 dienen.
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Der Neigungswinkel, gebildet durch die Erzeugende des kegelförmigen
Körpers 12 und die waagerechte Ebene, ist von dem Material abhängig, aus dem dieser
Körper und das Aufgabegut hergestellt sind, und hat mindestens so groß zu sein,
daß sämtliche Stücke über die geneigte Kegelfläche hinuntergleiten können. Falls
der Körper 12 aus Stahlblech hergestellt ist und das Aufgabegut aus Rohkohle und
Berge besteht, wird dieser Neigungswinkel vorzugsweise zwischen 30 und 350 liegen.
An den Verbindungsstellen zwischen den Schaufeln 10 und der Wand 6 sin!d nacheilend
Offnungen 15 in der Wand angebracht, durch die die von den Federn 5 und der Wand
6 zurückgehaltenen Stücke austreten können, deren spezifisches Gewicht niedriger
ist als die von den Federn bestimmte Trennwichte und die anschließend in einen durch
einen Zylindermantel 16 und die Wand 6 gebildeten Raum 17 geraten, aus dem sie durch
eine Rinne 18 austreten. Die von den Federn 5 durchgelassenen Stücke werden in einem
Trichter 19 aufgefangen. Die Schaufeln 10 sind derart gekrümmt, daß ihre Schnittlinie
mit dem Kegel 12 einen Winkel mit der waagerechten Ebene bildet, der geringer ist
als der Reibungswinkel der Stücke mit der kleinsten Reibungszahl, so daß keins der
Stücke infolge der Schwerkraftwirkung über die Schaufel zur Peripherie gleiten kann.
Dieser Winkel beträgt für Holzkohle und Berge etwa 150. Es wurde zwischen der Rotationsgeschwindigkeit
der Schaufel und der des Kegels ein Verhältnis von (off+ 1) : ot gewählt, wobei
in die Zahl der Schaufeln darstellt. Der Vorteil einer solchen Wahl ergibt sich
aus der Fig. 3, in der in vier Phasen O-I-II-III-IV (=0) eine vollständige UTmdrehung
einer Schaufel angegeben ist. Die vier Ouadranten der Kegelflächel2 sind je in gleiche
Abschnitte la bis lOa, 1b bis lOb, lc bis 10c und 1d bis lOd verteilt. Ein bei 14
auf die Kegeffläd 12 aufgegebener Gegenstand wird infolge der Schwerkraft im wesentlichen
entsprechend der Erzeugenden dieser Fläche hinuntergleiten, bis er von einer Schaufel
zurückgehalten wird. Sollte die Rotation der Schaufel der
der Kegelfläche
gleichkommen, so würde dieser Gegenstand keine relative Verschiebung hinsichtlich
der Kegelfläche und der Schaufel erfahren. Da jedoch die Schaufel schneller rotiert
als die Kegelfläche, wird diesem Gegenstand die Unterstützung gleichsam entzogen,
so daß der Gegenstand im wesentlichen entsprechend der Erzeugenden der Fläche, auf
der er sich befindet, allmählich hinunterzugleiten anfängt, wobei die Stellung dieses
Gegenstandes hinsichtlich der der Schaufel eine Änderung erfährt und sich der Gegenstand
in Richtung auf die Wand, an der die Schaufel befestigt ist, bewegt. Im Stand 0
der Schaufel wird der erste Gegenstand in den Abschnitt 1 a geraten und die nächsten
Gegenstände in die darauffolgenden Abschnitte. Bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit
von Schaufel und Kegel würden auf diese Weise, wenn die Schaufel ein Viertel der
Kreisbahn durchlaufen hat, sämtliche zehn Abschnitte mit Gegenständen belegt werden.
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Unter der Annahme, daß der Kegel vier Umdrehungen in der Minute vollführt,
sind bei den Schaufeln in derselben Zeit fünf Umdrehungen zu verzeichnen.
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Dadurch werden an erster Stelle nicht nur bloß acht Abschnitte des
an eine Schaufel angrenzenden Quadranten belegt, sondern es verschieben sich die
Stücke auch hinsichtlich der Schaufel. Infolgedessen werden bei Erreichung von Stand
I die Abschnitte 1 b und 2 b unbesetzt sein, während die Abschnitte 3 b bis 10 b
mit frisch aufgegebenen Stücken belegt werden, was durch nicht schraffierte Figuren
bezeichnet ist. Bei Stand II sind die Abschnitte 1 c bis 4c leer und die sechs Abschnitte
3c bis 10c und außerdem die Abschnittelb und 2 b des anstoßenden Quadranten besetzt.
Im Stand III sind die Abschnitte 1 d bis 6d leer, die Abschnitte 7d bis 1Od und
1 c bis 3 c aber; mithin insgesamt sieben Abschnitte, mit Stücken belegt, so daß
sich die Zahl der bei 14 frisch aufgegebenen Stücke beim Ubergang von Stand 11 zum
Stand III um eins verringert hat. In dem Stand IV, der dem Anfangsstadium 0 gleich
ist, sind die Abschnitte 1 a bis 8 ci leer, die Abschnitte 9 ci und 10a und 1 d
bis 3 d besetzt, so daß jetzt drei Abschnitte entleert wurden. In diesem Stand fängt
die Schaufel wieder an, neue Stücke aufzunehmen. Die noch auf der Schaufel vorhandenen
Stücke sind zur Unterscheidung der frisch aufgegebenen Stücke schraffiert. Man sieht,
daß beim Übergang von Stand O zum Stand I noch drei Abschnitte, und zwar 1 la bis
3 3a, mit alten Stücken belegt sind, an die die frisch aufgegebenen in den Abschnitten
3 b bis lOb anschließen, und ferner, daß im Stand II nur noch in dem Abschnitt 3b
alte Stücke vorhanden sind. Hieraus ergibt sich, daß aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Stücke kontinuierlich eins nach dem anderen über den ganzen Umkreis abgeliefert
werden, so daß die Vorrichtung im Betrieb gleichmäßig und maximal belastet wird.
Es ist eine Bedingung, daß jede Schaufel einen solchen Teil der Kegelfläche umspannt,
daß kein einziges Stück sich unmittelbar von der Aufgabestelle zur Peripherie bewegen
kann, d. h. ohne mit einer Schaufel in Kontakt gewesen zu sein.
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Die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen sind besonders
geeignet, wenn die mit dieser Speisevorrichtung betriebene Trennungsanlage große
Stücke zu verarbeiten hat. Eine Trennungsanlage, in der Stücke mit bestimmter Maximalabmessung
verarbeitet werden müssen, weist eine gewisse Maximalkapazität auf. Die Masse der
Stücke ist dem Volumen proportional, d. h. proportional zur dritten Potenz einer
Abmessung oder zu dem Produkt mehrerer Abmessungen. Da die Zahl der nebeneinander
aufzugebenden
Stücke in umgekehrtem Verhältnis zu der Abmessung der Stücke, parallel zum Kreisumfang
der Vorrichtung, steht, wird die Leistungsfähigkeit einer bestimmten rotationssymmetrischen
Vorrichtung dem Quadrat des Volumens proportional sein. Zur Verarbeitung größerer
Stücke braucht man jedoch längere Federn, so daß die Oberfläche ungefähriti einem
den Abmessungen der Stücke proportionalen-Verhältnis zu vergrößern ist. Dies hat
zur Folge, daß man sich zur Verarbeitung der Stücke auf einem kreisförmigen Bett
eines Bettes zu bedienen hat, dessen Kapazität die dritte Potenz der Kapazität eines
Bettes von gleichen Abmessungen jedoch für kleinere Stücke beträgt. In den meisten
Fällen ist die zu verarbeitende Menge solcher Stücke jedoch nicht so groß, daß eine
derartige Kapazität erforderlich wäre. Außerdem ist mit einem aus langen Federn
bestehenden kreisförmigen Bett der Nachteil verbunden, daß die Federenden zu weit
voneinander entfernt sind, was die Trennung beeinträchtigt. Es ist deshalb vorteilhafter,
ein Bett zu konstruieren, bei dem die Federn parallel zueinander angeordnet sind,
wie in den Fig. 4 bis ó angegeben ist. Die geneigte Fläche besteht hier aus einem
flachen rechtwinkligen Blech 21, das auf einem Gestell 22 angebracht und in einem
Winkel von etwa 330 zu der waagerechten Ebene angeordnet ist. Das untere Ende des
Bleches befindet sich oberhalb eines Bettes von in parallelen Gruppen übereinander
angeordneten Flachfedern 23, die mit ihren einen Enden an dem Gestell 22 befestigt
sind. Gegenüber den anderen freien Enden befinden sich Klappen 24, - die schwenkbar
um eine Achse 25 gelagert sind. An das obere Ende des Bleches 21 ist eine Speisevorrichtung
26 angeschlossen, die aus einer schwach geneigten Rüttelrinne oder einem Sieb bestehen
kann. Auf dem Blech 21 sind Schaufeln 27, 28 angebracht, die sich parallel zum oberen
und unteren Blechrand hin- und herbewegen können und mittels Stäbe 31 mit einem
auf Trägern 30 fahrbaren Wagen 29 verbunden sind. Die Schaufeln 27, 28 sind aus
geraden Platten konstruiert, die in einem solchen Winkel hinsichtlich des oberen
und unteren Randes des Bleches 21 angeordnet sind, daß die Schnittlinien zwischen
diesen Platten und der geneigten Fläche einen Winkel von etwa 150 in bezug auf die
waagerechte Ebene bilden. Die Platten 27 und 28 sind in solcher Entfernung parallel
zueinander aufgestellt, daß am einen Ende des waagerechten Verschiebungsweges die
oberen Enden dieser Platten ganz oder fast ganz gegenüber den äußeren Enden der
Seiten der Speisevorrichtung 26 liegen. Vorzugsweise ist die Länge des Verschiebungsweges
der Breite der Speisevorrichtung gleich. Die Klappen 24 werden von einem nicht eingezeichneten
Steuermechanismus entsprechend den Bewegungen der Schaufeln27,28 um die Achse 25
gedreht, damit die von den Federn zurückgehaltenen Stücke durchgelassen werden.
In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform befinden sich die Platten 27,28 in
in der rechten Endlage. Dabei gleiten die von der Speisevorrichtung kommenden Stücke
über das Blech21 geradlinig hinunter, bis sie von der Platte 28 zurückgehalten werden.
Bei Verschiebung der Platte nach links verlieren die Stücke ihren Halt und gleiten
weiter, bis sie an einer niedrigeren Stelle aufs neue von der Platte 28 zurückgehalten
werden. Bei dieser Verschiebung nach links gleiten zugleich die Stücke aus der Speisevorrichtung
auf die Platte 27.
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Bei einer Verschiebung nach rechts werden sämtliche auf den Platten
27 und 28 ruhenden Stücke in waagerechter Richtung nach rechts verschoben, um erst
bei einer erneuten Verschiebung nach links weiter hinabsinken
zu
können, bis sie auf die Federn 23 Während der Verschiebung nach rechts haben die
bei der Verschiebung nach links auf die Federn 23 geratenen Stücke die Gelegenheit,
sich nach der Wichte zu trennen. Eine solche Vorrichtung kann nur ohne viel Fehler
arbeiten, wenn die Stücke nicht als ein unabgebrochener Strom aufgegeben werden,
was tatsächlich bei einer Kohlen- und Erzwäsche mit großen Stücken der Fall ist.
So kann, um ein konkretes Beispiel zu nennen, zur Trennung von Stücken mit Abmessungen
von 280 bis 500 mm eine Trennungsanlage bis zur Länge von 4 m verwendet werden,
wobei die Stücke über eine Breite von 2 m aufgegeben werden.
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Die Zuführung dieser Stücke erfolgt in solchen Absätzen, daß man nicht
die Gefahr läuft, daß zwei Stücke zu gleicher Zeit auf dieselben Federn geraten.
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Bei dieser Vorrichtung kann man sich mit einer einzigen Führungsschaufel
begnügen. In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird dies dann die Schaufel 28 sein,
wobei die Verschiebung der Schaufel nach rechts gegenüber der linken Seite der Speisevorrichtung
26 endet. Es ist eine solche Länge und ein solcher Stand der Schaufel zu wählen,
daß diese bei ihrer linken Endlage die Speisevorrichtung26 noch völlig überlappt,
so daß keine Stücke unmittelbar von dieser Speisevorrichtung zu den Federn gleiten
können.
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In der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die Führungsplatten 32 und
33 divergierend hinsichtlich einander angeordnet. Die Länge der Pendelbewegung ist
wieder der Breite der Speisevorrichtung 37 gleich, und jede Führungsplatte erstreckt
sich zu einer Trennungsvorrichtung 34 bzw. 35, die im wesentlichen dieselbe Breite
aufweist wie die Speisevorrichtung. Der Raum zwischen diesen Trennungsvorrichtungen
kann zur Unterbringung der Abzugsvorrichtungen der getrennten Fraktionen dienen
(nicht eingezeichnet).