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Einrichtung zum Austragen von Schüttgut aus einem Bunker Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum Austragen von Schüttgut aus einem Bunker,
mit mehreren koaxialen Schnecken mit voneinander unabhängigen Antrieben. Derartige
Einrichtungen sind für das Austragen von Materialien wie Mehl, Salz, Getreide, Kaffee,
Milchpulver, Kakao und sogar von Materialien, die einen Prozentsatz Feuchtigkeit
enthalten, besonders geeignet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Einrichtung
so weiterzubilden, daß sie zum Zumessen und Konditionieren des Schüttgutes geeignet
ist und dabei für eine einwandfreie volumetrische Genauigkeit sorgt ohne die übliche
Neigung der Schnecken, das Gut zusammenzudrücken und zu verdichten und es unter
Druck abzugeben.
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Bekannt ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art, die zum
Fördern von Schüttgut über eine beträchtliche Entfernung und auf einer Förderstrecke
von beliebigem Verlauf, einschließlich nach oben geneigter und sogar vertikaler
Abschnitte, bestimmt ist. Diese Einrichtung sieht mehrere ineinandergreifende drahtförmige
Schnecken mit abwechselnd umgekehrter Steigungs- und Drehrichtung vor. Weiterhin
berühren die drahtförmigen Schnecken, die eine beträchtliche Länge aufweisen können
und deren Durchmesser wesentlich geringer ist als der des Gehäuses, einander gegenseitig
und teilweise auch die Innenfläche der Gehäusewand. Derartige Berührungen sind jedoch
für das zu fördernde Gut schädlich.
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Der bei der bekannten Einrichtung als zweckmäßig erachtete Vorschlag,
den Durchmesser der Schnecken zum Abgabeende hin etwas kleiner werden zu lassen
und aufeinanderfolgenden Windungen verschiedene Durchmesser zu geben, ist für ein
weiches Konditionieren und Zumessen des Gutes unvorteilhaft. Bei der bekannten Einrichtung
ist auch ein Fördergebläse und ein erweitertes Auslaßgehäuse vorgesehen. Dieses
Gehäuse würde letztlich jedes durch die Schnekken erreichte Zumessen zunichte machen.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
sich zwei Schnecken in einem bestimmten Abstand voneinander in einer mit einem Auslaß
des Bunkers in Verbindung stehenden Konditionierungskammer in derselben Drehrichtung
und mit verschiedenen Drehzahlen drehen und daß die innere Schnecke sich durch eine
Austragsöffnung am Ende der Konditionierungskammer hindurcherstreckt.
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Neben der Genauigkeit und Zuverlässigkeit in der Zumessung und Abgabe
des Gutes weist diese Einrichtung den Vorteil auf, daß die Eigenschaften des Gutes
nicht verändert werden, weil es nicht zusam-
mengepreßt und mit im wesentlichen konstanter
Dichte abgegeben wird.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.
Darin zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung, wobei
Teile weggebrochen sind, F i g. 2 eine vertikale Schnittansicht längs der Linie
2-2 in Fig. 1, Fig. 3 eine Detailansicht in einem vergrößerten Maßstab, die die
Konstruktion und die Betriebsweise des Bunkerrüttelmechanismus zeigt, F i g. 4 einen
Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt längs
der Linie 5-5 in Fig. 4, der den Zusammenhang zwischen Bunker und Konditionierungskammer
zeigt, und Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt, der die Konstruktion und Betriebsweise
der Konditionierungskammer und der Schnecken darstellt.
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In der gezeigten Ausführungsform weist die Einrichtung zum Austragen
von Schüttgut ein Gestell 10 auf, das einen Bunker 12 trägt, so daß er mit Hilfe
von zwei Bolzen 14, die sich in Lagern 16 befinden, geschwenkt werden kann (F i
g. 1 und 2). Der Bunker 12 weist eine im wesentlichen vertikal verlaufende Vorderwand
13 auf, eine geneigte Rückwand 15
und zwei einander gegenüberliegende,
geneigte Seitenwände 17. Die Bolzen 14 sind in- den Seitenwänden 17, oberhalb des
unteren Endes 19 des Bunkers in einem Abstand von etwa K der Bunkerhöhe befestigt.
Auf diese Weise kann der Bunker um die sich zwischen den Bolzen 14 erstreckende
horizontale Achse Hin- und Herbewegungen oder Schwingbewegungen ausführen. Der Bunker
12 ist mit einer oberen Einfüllöffnung 18 und einer unteren Austragöffnung 20 für
die Zufuhr und Austragung des körnigen Feststoffs ausgerüstet. Eine Gelenkvorrichtung
22, die im Detail in den F i g. 3 und 4 gezeigt wird, ist an der Rückwand 15 des
Bunkers 12 befestigt und überträgt auf diese eine hin- und hergehende Bewegung.
Diese Gelenkvorrichtung besitzt zwei voneinander in Abstand befindliche Befestigungsarme
24, die auf der Rückwand 15 angebracht sind und einen Bolzen 26 tragen. Eine Antriebswelle
32 ist drehbar in den Lagern 34 (Fig.3) gelagert, die von einem Lagertragteil 36
auf dem Gestell -10 aufgenommen werden. Aus den Fig. 3 und 4 geht hervor, daß die
Antriebswelle 32 an einem Ende mit einem exzentrischen, wellenähnlichen Zapfen 40
ausgerüstet ist, der über eine Verbindungsstange 28 dem Bunker 12 eine hin- und
hergehende Bewegung erteilt. Die Stange 28 weist an beiden Enden Lager 30 auf, wobei
- das eine Lager die Verbindung mit dem Bolzen 26 und das andere die Verbindung
mit dem exzentrischen Zapfen 40 herstellt. Auf dem anderen Ende der Antriebswelle
32 ist eine Riemenscheibe 42 montiert, die einen Riemen 44 trägt. Wie aus Fig. 2
ersichtlich ist, wird der Riemen 44 auch von der Riemenscheibe 46 auf der Antriebswelle
48 getragen, die über ein Getriebe mit veränderlicher Drehzahl 52 von einem Elektromotor
50 angetrieben wird. Das Getriebe ist vorzugsweise in bekannter Form eingestellt,
um die Welle 48 mit einer Drehzahl von etwa 350 bis 650 UpM anzutreiben. Die gesamte
Bewegungsweite des Bunkers beträgt an dessen unterem Ende etwa 8/le Zoll. Auf diese
Weise wird deutlich, daß der Bunker 12 in einer Weise hin und her bewegt wird, die
beinahe der manuellen Entleerung oder Rüttelung eines Produkts aus einem Behälter
analog ist.
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Dieses Verfahren des Materialaustrags stellt eine kontinuierliche
Materialzufuhr zur Konditionierungskammer 54 unter dem Bunker 12 sicher, ohne daß
sich dabei das Material entmischt und ohne daß es abgebaut, belüftet oder zusammengepreßt
wird. Es ist wichtig zu erkennen, daß der Bolzen so wirkt, daß nur das Material,
das gerade in die Konditionierungskammer eintritt, der maximalen Schüttelbewegung
unterliegt. Während der Bewegung des Materials in Richtung auf die untere Auslaßöffnung
hin steigt die Rüttelbewegung fortschreitend an, um an der unteren Austragöffnung
ein Maximum zu erreichen.
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Die Materialstromverbindung zwischen der Auslaßöffnung 20 des Bunkers
12 und einer Einlaßöffnung 56 der Konditionierungskammer 54 wird durch ein flexibles
Übergangsstück 58 gebildet, so daß die Bewegung des Bunkers 12 nicht auf die stationäre
Kammer 54 (F i g. 5) übertragen wird.
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Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat die Konditionierungskammer
54 die Aufgabe, das Material zu konditionieren und zuzumessen, bevor es durch ein
Austragrohr 60, das auswechselbar mit dem Ende der Konditionierungskammer 54, an
einer Austragöffnung 62 befestigt ist, herausgefördert wird; Eine erste horizontal
angeordnete Schnecke 64 liegt
mittig innerhalb der Konditionierungskammer 54 und
erstreckt sich durch die Austragöffnung 62 und das Austragrohr 60. Diese Schnecke
arbeitet vorzugsweise mit einem relativ kleinen Spalt zwischen ihrem äußeren Umfang
rund der Wand des Austragrohres 60. Die Spaltweite hängt von den besonderen Eigenschaften
des zu fördernden Materials ab, der radiale Spalt beträgt normalerweise etwa 532
Zoll. Die Schnecke 64 besitzt eine schraubenförmig gewundene Blattwendel 66, mit
der eine vorher festgelegte Materialmenge auf Grund der Schneckenumdrehung ergriffen
und in Richtung auf und durch die Auslaßöffnung 62 und das Austragrohr 60 gefördert
wird.
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Eine zweite größere Schnecke 68 ist bezogen auf die erste Schnecke
64 koaxial angeordnet und besitzt gegenüber dieser einen größeren Durchmesser. Das
eine Ende der zweiten Schnecke 68 befindet sich neben der Auslaßöffnung 62. Die
Schnecke 68 besitzt eine schraubenförmige Blattwendel 70, mit der das Material konditioniert
und von da bei einer grundsätzlich konstanten volumetrischen Materialverdrängung
gegen die Auslaßöffnung 62 und ins Innere der ersten Schnecke 64 hineingefördert
wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die zweite Schnecke 68 einen größeren Durchmesser
als die erste Schnecke 64 besitzt.
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Die zweite Schnecke 68 ist um die erste Schnecke 64 konzentrisch
herumgelegt, sie rotiert aber mit einer anderen Geschwindigkeit. Die Drehzahldifferenz
zwischen den beiden Schnecken richtet sich nach den besonderen Eigenschaften des
zu konditionierenden und auszutragenden Materials. Das Verhältnis der beiden verschiedenen
Drehzahlen wirkt sich in hohem Maße auf die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit
von Materialzumessung und Materialaustrag aus. Es wird einleuchten, daß das Drehzahlverhältnis
vorher ausgewählt und eingestellt werden muß, um das Material, das in einer gewünschten
Weise ausgetragen werden soll, zu steuern und zuzumessen. So haben z. B. die neuesten
Versuche ergeben, daß ein Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Schnecke 64 und
der zweiten Schnecke 68 von etwa 10 : 1 bei der Förderung von Mehl oder Salz günstig
ist, wenn das diesbezügliche Durchmesserverhältnis etwa 1 : 3 beträgt. - Die Versuchsergebnisse
zeigen ferner, daß bei der volumetrischen Abmessung ohne weiteres - Genauigkeiten
von etwa 1 % bis 2 % zu erreichen sind.
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Es ist selbstverständlich, daß es nicht Aufgabe der Apparatur ist,
das Material zu verdichten oder auszupressen, =sondern daß die Schnecken das Material
leicht konditionieren, wobei seine Eigenschaften im wesentlichen die bleiben, die
es vorher-bGaßzEs ist unmöglich, das Material einfach auszupressen oder unter starkem
DruckSzu fördern, weil die größere Schnecke keinen vollen Querschnitt besitzt und
das Material deshalb durch die Schneckenmitte zurückrutschen würde, wenn z. B. infolge
zu starker Förderung ein zu großer Axialschub entsteht. Das heißt, das Material
kann sich nicht zusammenpressen oder abscheiden, es kann auch nicht abgebaut oder
ver formt werden, sondern es wird bei einer im wesentlichen konstanten Dichte herausgefördert.
Man kann annehmen, daß die zweite~Schnecke 68 jegliche Lufttaschen und ungefüllte
Hohlräume ausschaltet, die in unmittelbarer Umgebung der ersten Schnecke 64 auftreten
können, und dadurch eine konstante, volumtetrische Verdrängung des Materials beim
Eintreten in die erste iumessende Schnecke 64 sicherstellt.
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Die zweite Schnecke 68 arbeitet vorzugsweise mit einem relativ schmalen
Spalt zwischen ihrem äußeren Umfang und der Wand der Konditionierungskammer 54.
Der normale Gesamtspalt in der Durchmesserrichtung soll etwa t Zoll betragen. Deshalb
hält die Schnecke das sie umgebende Material in Bewegung, so daß in der Konditionierungskammer
54 grundsätzlich keine unbewegten Zonen auftreten.
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Wie am besten aus F i g. 6 ersichtlich ist, verläuft die Antriebswelle
72 der ersten Schnecke von dem einen Ende der ersten Schnecke 64 durch die hintere
Wand 74 der Kammer 54. Sie wird von den Lagerstellen 76 getragen, die an dem Rahmenteil
78 befestigt sind, das wiederum auf dem Gestell 10 angebracht ist, wie im folgenden
ausführlicher beschrieben wird. Der Rahmenteil 78 besitzt eine Abdeckung 79 zum
Ein- und Ausbau. Eine Kupplung 80 verbindet die Welle 72 mit der Antriebswelle 82,
die von dem Getriebe 52 ausgeht. Der Elektromotor 50 treibt das Getriebe 52 an,
das mit den beiden Wellen 48 und 82 zwei Antriebswellen besitzt, deren Drehzahl
in bekannter Weise voneinander unabhängig geregelt werden kann. Die zweite Schneckenantriebswelle
84 ist fest mit dem Ende der Schnecke 68 verbunden und koaxial in bezug auf die
erste Schnecke 64 in einem bestimmten Abstand zu dieser angeordnet. Die Antriebswelle
84 erstreckt sich durch die hintere Wand 74 und ist gleichfalls in den Lagern 76
drehbar gelagert. Das heißt, die Antriebswelle 84 wird unmittelbar von den Lagern
76 und zwei Buchsen 77 gehalten, die zwischen den Antriebswellen 72 und 84 liegen
und die Welle 72 tragen.
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Um die beiden Wellen 72 und 84 mit einer vorher festgelegten Drehzahldifferenz
anzutreiben, ist die Welle 72 mit einem Kettenrad 86 und die Welle 84 mit einem
Kettenrad 88 ausgerüstet. Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich ist, trägt der
Rahmenteil 78 ein zweites Lagerpaar 90, in dem eine Welle 92 drehbar angeordnet
ist. Auf der Welle 92 sitzen die beiden Kettenräder 94 und 96. Die Kettenräder 86
und 96 tragen einen endlosen Riemen oder eine endlose Kette 98, und die Kettenräder
94 und 88 einen zweiten endlosen Riemen oder eine Kette 100. Das Antriebsmoment
für die erste Schnecke 64 wird über die Kupplung 80 direkt auf die Welle 72 übertragen.
Das Antriebsmoment für die zweite Schnecke 68 wird über die Kupplung 80, die Welle
72, die endlose Kette 98, die Welle 92, die endlose Kette 100 und die Welle 84 geliefert.
Man erkennt, daß das Drehzahlverhältnis der beiden Schnecken sofort dadurch eingestellt
werden kann, daß in bekannter Weise der Durchmesser der oben erwähnten Kettenräder
verändert wird.
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Um die Konditionierungskammer 54 abzudichten und dadurch einen Materialverlust
zu verhindern, sind Dichtungseinrichtungen 102 vorgesehen (F i g. 6).
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Das eine Ende einer Hülse 104 ist fest mit der hinteren Wand 74 verbunden,
und in ihr anderes Ende, in das ein Gewinde geschnitten ist, ist eine Dichtungsplatte
106 eingeschraubt. Zwischen der Hülse 104 und der Welle 84 befindet sich Dichtungsmaterial
110.
Ein Packungsring 108 stellt auf der Welle 84 eine Reibschlußabdichtung her. Zwischen
den beiden Wellen 72 und 84 halten eine Dichtungsscheibe 112, eine Buchse 118 und
ein Packungsring 114 die Pakkung 116.