DE4004005A1 - Einspeisungsvorrichtung fuer teilchenfoermige materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschicken bzw. Einspeisen von teilchenförmigen Stoffen bzw. Materia­ lien bei konstanter Beschickungs- bzw. Einspeisungs­ geschwindigkeit; insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit konstanter Beschickungsgeschwindigkeit, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, unterschiedliche Arten teilchenförmiger Stoffe mit einem vorbestimmten Mischungsverhältnis einzuspeisen.

In der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffent­ lichung 53-6221 (Sho) wurde bereits eine Beschickungs- bzw. Einspeisungsvorrichtung für teilchenförmige Stoffe bzw. für teilchenförmige Materialien vorgeschlagen, die einen Trichter mit einer unteren Oberfläche aufweist, die unter einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der Ruhewinkel der einzuspeisenden teilchenförmigen Stoffe, und die eine Beschickungswalze aufweist, die in der Nähe eines Trichterauslasses vorgesehen ist und eine äußere Reibungsoberfläche hat, um die teilchenförmigen Stoffe mit der Reibung einzuspeisen, die bei Drehung der Walze da­ zwischen entsteht. Es ist ein Steuertor mit halbkreis­ förmigem Querschnitt vorgesehen, welches um eine sich in axialer Richtung der Beschickungswalze erstreckenden Achse drehbar ist und welches mit der Beschickungswalze zu­ sammenwirkt, um einen Durchlaufkanal für die Stoffe da­ zwischen zu ergeben. Der durch den Kanal gelaufene teil­ chenförmige Stoff wird in einer unterhalb der Be­ schickungswalze angeordneten Rutsche bzw. Rinne gesammelt.

Bei einer Vorrichtung gemäß diesem Stand der Technik wird die Beschickungsgeschwindigkeit bzw. -rate der teil­ chenförmigen Stoffe bzw. des teilchenförmigen Materials durch den Öffnungsgrad des Kanals und die Umdrehungsge­ schwindigkeit der Beschickungswalze bestimmt, und sie kann deshalb in einfacher Weise dadurch geregelt werden, daß man den Drehwinkel des Steuertores einstellt und/oder die Umdrehung der Beschickungswalze verändert. Es wurde ge­ zeigt, daß die Beschickungsvorrichtung dieses Typs dann vorteilhaft arbeitet, wenn die einzuspeisenden teilchen­ förmigen Stoffe von einer einzigen Art sind.

In einigen Fällen ist es notwendig, zwei oder mehrere unterschiedliche Arten teilchenförmiger Materialien unter vorbestimmter Mischrate einzuspeisen. In einem solchen Fall müssen zur Aufrechterhaltung der vorbestimmten Misch­ rate während des Betriebs die jeweiligen Arten der teil­ chenförmigen Stoffe unter konstanten Beschickungsge­ schwindigkeiten bzw. -raten eingespeist werden. Es muß deswegen auch berücksichtigt werden, daß die teilchen­ förmigen Stoffe beim Mischen mit einer vorbestimmten Mischrate dem nächsten Arbeitsschritt mit vorbestimmter Beschickungsgeschwindigkeit zugeführt werden sollten.

Wenn man mehrere unterschiedliche Arten der teilchen­ förmigen Stoffe mit gegebener Beschickungsrate einzu­ speisen hat, um sie unter gegebener Mischrate vorzu­ mischen, kann man sich für die jeweiligen Arten einer entsprechenden Anzahl von Beschickungsvorrichtungen be­ dienen, die in der früheren japanischen Veröffentlichung offenbart sind, wobei dies jedoch zu einer außerordentlich großen Anlage führen und beträchtliche Kosten verursachen würde. Weiterhin wäre es schwierig, getrennt voneinander die Positionen der Steuertore und/oder die Geschwindig­ keiten der Beschickungswalzen in den jeweiligen Vor­ richtungen zu steuern, um das vorbestimmte Mischverhältnis aufrechtzuerhalten, wenn man die Beschickungsgeschwindig­ keit oder -menge der teilchenförmigen Stoffe im gemischten Zustand erhöht oder erniedrigt.

Wenn man die vorerwähnte Einspeisungsvorrichtung auf den Fall des kontinuierlichen Einspeisens einer großen Menge der teilchenförmigen Stoffe anwendet, wäre der Ein­ satz einer Beschickungswalze erforderlich, die eine be­ trächtliche axiale Länge und einen größeren Durchmesser aufweist. Dies führt zu einer größeren Vorrichtung und erhöht die Anlagekosten.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine ver­ besserte Einspeisungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere für das Behandeln mehrerer unterschied­ licher Arten teilchenförmiger Stoffe geeignet ist.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einspeisungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine große Menge teilchenförmiger Stoffe (die von einer einzigen Art sein können) kontinuierlich einzuspeisen, wobei die Anlagegröße und die Anlagekosten minimiert wird.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einspeisen von teilchenförmigen Stoffen zur Verfügung gestellt, welche aufweist: einen Trichter bzw. Silo mit einer unteren Oberfläche, welche unter einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der Ruhewinkel der einzuspeisenden teilchenförmigen Stoffe; eine erste Teileinrichtung zum Aufteilen des Trichter­ innenraumes in mehrere zur Aufnahme der jeweiligen teil­ chenförmigen Stoffe eingerichteten Behälterabteile; rotie­ rende Beschickungswalzen, die parallel zueinander unter­ halb von Auslässen angeordnet sind, die sich jeweils in den Böden der Behälterabteile befinden, wobei sich die Beschickungswalzen axial parallel zur ersten Teileinrich­ tung erstrecken; eine Einzelantriebsvorrichtung zum gleichzeitigen Drehen der Beschickungswalzen mit vorbe­ stimmter Geschwindigkeit; Steuertore von jeweils hal­ kreisförmigem Querschnitt; die in der Nähe der Be­ schickungwalzen angeordnet sind, um dazwischen Be­ schickungskanäle zu erzeugen, die sich in der Axialrich­ tung der Beschickungswalzen erstrecken; und getrennte Steuereinrichtungen zum Drehen der Steuertore unter Ver­ änderung der Drehwinkel der Steuertore, wodurch der jewei­ lige Öffnungsgrad der Beschickungskanäle unabhängig ge­ steuert wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einspeisen von teilchen­ förmigen Stoffen zur Verfügung gestellt, welche aufweist: einen Trichter bzw. Silo mit einer unteren Oberfläche, die unter einem größeren Winkel als dem Ruhewinkel der einzu­ speisenden teilchenförmigen Stoffe geneigt ist, wobei ein unterer Teil des Trichters in mehrere Öffnungen unterteilt ist, durch die die in dem Trichter enthaltenen teilchen­ förmigen Stoffe nacheinander bzw. fortlaufend heraus­ fallen; mehrere sich drehende Beschickungswalzen, die jeweils unterhalb der Öffnungen parallel zueinander ange­ ordnet sind; eine Einzelantriebseinrichtung zum gleichzei­ tigen Drehen der Beschickungswalzen mit vorbestimmter Geschwindigkeit; Steuertore von jeweils halbkreisförmigem Querschnitt, die in der Nähe der Beschickungswalzen ange­ ordnet sind, um dazwischen Beschickungskanäle zu erzeugen, die sich in axialer Richtung der Beschickungswalzen er­ strecken; und getrennte Steuereinrichtungen zum Drehen der Steuertore unter Veränderung der Drehwinkel der Steuer­ tore, wodurch der jeweilige Öffnungsgrad der Beschickungs­ kanäle unabhängig gesteuert wird.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlich; es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung, im Schnitt von vorne ge­ sehen;

Fig. 2 die Beschickungsvorrichtung von hinten gesehen;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Beschickungsvorrichtung; und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fig. 1.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Beschickungsvorrichtung für teilchenförmige Stoffe unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Trichter bzw. Silo 1 mit einer unteren Oberfläche 1 a auf, welche nach innen unter einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der Ruhewinkel der einzuspeisenden Stoffe bzw. des einzuspeisenden Materials. Der Trichter 1 ist aufgebaut aus einem oberen kastenförmi­ gen Abteil 24 und einem unteren Abteil 23, dessen Umrisse von der geneigten Oberfläche 1 a gebildet werden, die zum Boden hin einen abnehmenden Durchmesser hat. Das Innere des Trichters 1 ist durch eine Trennwand 4 in zwei Abtei­ le 2 und 3 unterteilt, die so eingerichtet sind, daß sie unterschiedliche teilchenförmige Stoffe A bzw. B aufneh­ men. Die in den Behälterabteilen 2 und 3 enthaltenen teil­ chenförmigen Materialien A und B können von außen durch durchsichtige Fenster 25 eingesehen werden, wobei die Fenster die Versorgung und das Nachfüllen der Materialien in die jeweiligen Behälterabteilungen und das Beobachten der Betriebsbedingungen erleichtern.

Das untere Ende der Trennwand 4 ist als verzweigte Trenneinrichtung 7 ausgebildet, wodurch symmetrische Aus­ lässe 5 und 6 geschaffen werden, durch die die in den Behälterabteilen 2 und 3 enthaltenen teilchenförmigen Materialien A und B jeweils daraus entlassen werden können. Unterhalb der jeweiligen Auslässe 5 und 6 sind Beschickungswalzen 8 und 9 vorgesehen sowie Steuertore 10 und 11 mit halbkreisförmigem Querschnitt, wodurch Kanä­ le 8 a und 9 a zum Materialdurchlauf zwischen der Be­ schickungswalze und dem Steuertor geschaffen werden. Die winkelmäßige Position bzw. der Drehwinkel der Steuer­ tore 10 und 11 kann getrennt durch den Antrieb von Steuer­ motoren 16 und 17 verändert werden, so daß die durch den jeweiligen Kanal 8 a bzw. 9 a einzuspeisenden Materialmengen in gewünschter Weise gesteuert werden können. In Fig. 1 ist das Steuertor 10 so positioniert, daß der Stoff bzw. das Material A durch die Beschickungswalze 8 mit maximaler Beschickungsrate eingespeist werden kann, wogegen das den kleinsten bzw. engsten Kanal 9 a definierende Steuertor 11 ein Einspeisen des Materials B durch die Beschickungs­ walzen 9 mit minimaler Beschickungsrate zuläßt.

Der Trichter 1 ist im wesentlichen oberhalb eines kastenförmigen Grundrahmens 21 abgestützt. Ein Paar nach innen geneigter Wände 22 sind innerhalb der Grundrah­ men 21 symmetrisch so angeordnet, daß sie dazwischen eine Rinne bzw. Rutsche 14 bilden, die eingerichtet ist zum Einführen der Materialien A und B, die von den Be­ schickungswalzen 8 und 9 gegen eine Auslaßöffnung 15 hin ausgeworfen werden. Ein Teil der Materialien wird unter Umständen nicht geradewegs auf die Auslaßöffnung 15 hin gerichtet und kann mit den Wänden 22 in Kollision geraten, wird jedoch entlang der geneigten Wände 22 hinabgleiten und so sicher durch die Öffnung 15 austreten.

Die Beschickungswalzen 8 und 9 werden durch einen Einzelantrieb wie z. B. einen Elektromotor 12 angetrieben, daß sie sich bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Wie besonders aus Fig. 2 zu entnehmen ist, kann dies beispielsweise mit einer um eine Welle des Elektromotors 12 laufenden Endlos­ kette (oder Endlosriemen) 20 und mit Riemenscheiben 18 und 19 der Beschickungswalzen 8 und 9 erreicht werden, so daß bei einem Lauf des Elektromotors 12 im Uhrzeigersinn sich die Beschickungswalzen 8 und 9 in entgegengesetzten Richtungen drehen, wie es durch die Pfeile gezeigt ist. Das Antriebselement ist mit einer abnehmbaren Haube 26 abgedeckt (Fig. 4). Weitere Antriebsmechanismen wie z. B. eine Vielzahl von Getrieben können ebenfalls zum Erreichen der vorstehend geschilderten Aufgaben eingesetzt werden. Auf diese Weise ergibt sich ein abwärts gerichteter Fluß der Materialien zwischen den zwei Beschickungswalzen 8 und 9. Wie in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Serial No. 07/2 21 916 (eingereicht am 20. Juli 1988) offenbart wird, ist jede der Beschickungswalzen 8 und 9 an ihrem äußeren Umfang mit einer Vielzahl von sich axial er­ streckenden Rillen versehen, die eine Breite und Tiefe aufweisen, die zur Aufnahme der teilchenförmigen Stoffe bzw. der teilchenförmigen Materialien ausreichend ist, um so zu verhindern, daß die Stoffe relativ zu den Be­ schickungswalzen gleiten, wenn sich diese mit höherer Geschwindigkeit drehen.

Bei der vorstehend erläuterten Vorrichtung werden die Materialien bzw. Stoffe A und B in die unterteilten Behäl­ ter 2 bzw. 3 des oberen Trichters 24 mit genügender Füll­ höhe eingefüllt. Wenn durch getrennte Steuerung bzw. Ein­ stellung der Kontrolltore 10 und 11 dafür gesorgt ist, daß zwischen den Materialien A und B eine gewünschte Mischrate besteht, wird der Antrieb 12 in Betrieb genommen und dreht die Beschickungswalzen 8 und 9 mit gleicher Umdrehungsge­ schwindigkeit, jedoch in entgegengesetzten Richtungen, wie es in Fig. 2 durch Pfeile erläutert ist. Die Materialien A und B werden somit fortlaufend durch die Auslässe 5 und 6 mit der jeweiligen Beschickungsrate eingespeist und dann durch die Beschickungswalzen 8 und 9 in Richtung auf die gemeinsame Rutsche bzw. Rinne 14 in einem vereinigten Strom nach unten gerichtet. Während sie von den Be­ schickungswalzen 8 und 9 weg innerhalb der Rutsche 14 laufen, werden die Materialien A und B in gewissem Ausmaß miteinander vorgemischt.

Bei dieser Betriebsweise können zwei unterschiedliche Arten teilchenförmiger Materialien fortlaufend durch die Beschickungswalzen mit konstanter Beschickungsrate einge­ speist werden. Weil die Beschickungswalzen 8 und 9 durch den gleichen Antrieb 12 angetrieben werden, wird die Mischrate der Stoffe bzw. Materialien A und B von der winkelmäßigen Position bzw. den Drehwinkel der Steuer­ tore 10 und 11 bestimmt, die die Öffnungsgrade der Kanäle 8 a und 9 a zwischen den Steuertoren und den Be­ schickungswalzen bestimmen. Der Anwender muß sich nur damit beschäftigen, die winkelmäßige Position der Steuer­ tore 10 und 11 getrennt zu regeln, um eine gewünschte Mischungsrate zu erhalten. Solange wird die Beschickungs­ rate der Materialien A und B beim Mischen von der Umdre­ hungsgeschwindigkeit der Beschickungswalzen 8 und 9 be­ stimmt. Wenn man die Umdrehung des Antriebs 12 ändert, erhöht oder erniedrigt man proportional dazu die Menge der gemischten Materialien A und B, die der Rinne bzw. Rutsche 14 zugeführt wird, wobei deren Mischrate unverän­ dert bleibt.

Will man neben den Materialien A und B eine zusätz­ liche Art eines teilchenförmigen Stoffs bzw. Materials wie z. B. ein Additiv oder ein Dispersionsmittel zuführen, kann man eine der unterteilten Behälterabteile mit einer Trenn­ wand bzw. Trenneinrichtung 13 (gezeigt in Fig. 4 als ge­ dachte Linien) in zwei Unterabschnitte 3 B und 3 C untertei­ len. Die Trennwand 13 erstreckt sich zwischen einer Um­ fangswand des oberen Trichterabteils 24 und der mittleren Trennwand 4. Bei diesem Beispiel ist ein Unterabteil 3 C mit kleinerem Volumen zur Aufnahme des Additivs oder des Dispersionsmittels eingerichtet. Das Material B im Unter­ abteil 3 B und das zusätzliche Material im Unterabteil 3 C werden durch die Beschickungswalze 9 in der vorstehend beschriebenen Weise eingespeist, wobei eine gegebene Mischrate von der Position der Trenneinrichtung 13 be­ stimmt wird, und dann wird dieses Gemisch weiter mit dem anderen Material bzw. Stoff A gemischt, wobei dies in der Rutsche 14 unter vorbestimmter Beschickungsrate erfolgt, die von der winkelmäßigen Position der Steuertore 10 und 11 bestimmt wird.

Die erläuterte Vorrichtung ist auch dann anwendbar, wenn eine große Menge einer einzigen Art eines teilchen­ förmigen Materials unter gewünschter Beschickungsrate bzw. -geschwindigkeit gefördert werden soll. Die mittlere Trennwand 4 wird vorzugsweise bei einer so modifizierten Vorrichtung entfernt, um ein einziges Behälterabteil zu erhalten, welches für das Material ein großes Aufnahme­ vermögen hat. Das in dem einzigen Behälterabteil im oberen Trichter 25 enthaltene teilchenförmige Material wird durch die verzweigte Trenneinrichtung 7 in zwei Ströme aufge­ teilt, von denen einer durch den Kanal 8 a und der andere durch den Kanal 9 a geschickt wird. Diese zwei Ströme werden in der Rutsche 14 vereinigt, so daß das Material durch den Auslaß 15 mit vorbestimmter Beschickungsrate ausgelassen wird, wobei die Beschickungsrate von der winkelmäßigen Position der Steuertore 10 und 11 und/oder der Umdrehung der Beschickungswalzen gesteuert wird. Es kann der Fall sein, daß eines der Steuertore in fester Lage gehalten wird, während das andere steuerbar konstru­ iert ist; dies erleichtert die bestimmte Steuerung der Beschickungsrate durch einfaches Einstellen der winkel­ mäßigen Position des anderen Steuertors. Verglichen mit der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik, die eine einzige Beschickungswalze mit beträchtlicher axialer Länge und größerem Durchmesser verwendet, was zu einer Zunahme der Vorrichtungsgröße und der Anlagekosten führt, ist die Vorrichtung in besonderer Weise zur Verarbeitung einer großen Menge des einzigen teilchenförmigen Materials bei bestimmter Beschickungsrate geeignet.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Einspeisen teilchen­ förmiger Materialien, gekennzeichnet durch
einen Trichter (1) mit einer unteren Ober­ fläche (1 a), welche unter einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der Ruhewinkel der ein­ zuspeisenden Materialien (A, B);
eine erste Teileinrichtung (4) zum Aufteilen des Innenraumes des Trichters (1) in mehrere zur Aufnahme der jeweiligen teilchenförmigen Mate­ rialien (A, B) eingerichtete Behälterabtei­ le (2, 3);
rotierende Beschickungswalzen (8, 9), die parallel zueinander unterhalb von Ausläs­ sen (5, 6) angeordnet sind, die sich jeweils in den Böden der Behälterabteile (2, 3) befinden, wobei sich die Beschickungswalzen (8, 9) axial parallel zur ersten Teileinrichtung (4) er­ strecken;
eine Einzelantriebseinrichtung (12) zum gleich­ zeitigen Drehen der Beschickungswalzen (8, 9) mit vorbestimmter Geschwindigkeit;
Steuertore (10, 11) von jeweils halbkreis­ förmigem Querschnitt, die jeweils in der Nähe der Beschickungswalzen (8, 9) angeordnet sind, um dazwischen Beschickungskanäle (8 a, 9 a) zu erzeugen, die sich in der Axialrichtung der Beschickungswalzen (8, 9) erstrecken; und ge­ trennte Steuereinrichtungen (16, 17) zum Drehen der Steuertore (10, 11) unter Veränderung der Drehwinkel der Steuertore (10, 11), wodurch der jeweilige Öffnungsgrad der Beschickungs­ kanäle (8 a, 9 a) unabhängig gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unterhalb der Beschickungswalze (8, 9) angeordnete Rutsche (14) zum Sammeln der teilchenförmigen Materia­ lien in gemischtem Zustand.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Behälterabteile (2, 3) in mehrere Unterabteile (3 B, 3 C) durch eine zweite Teil­ einrichtung (13) unterteilt ist, die sich senkrecht zur ersten Teileinrichtung (4) erstreckt, wobei die Unterabteile (3 B, 3 C) eingerichtet sind zur Aufnahme unterschiedlicher Arten von teilchenförmigen Materia­ lien und in einem gemeinsamen Auslaß zusammengefaßt sind, der durch einen der Auslässe gebildet wird, die zu den Beschickungskanälen (8 a, 9 a) führen.

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen Einspeisen von teil­ chenförmigen Materialien, gekennzeichnet durch
einen Trichter (1) mit einer unteren Ober­ fläche (1 a), die unter einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der Ruhewinkel der einzu­ speisenden teilchenförmigen Materialien (A, B), wobei ein unterer Teil des Trichters (1) in mehrere Öffnungen (5, 6) unterteilt ist, durch die die in dem Trichter (1) enthaltenen teil­ chenförmigen Materialien fortlaufend heraus­ fallen können;
mehrere rotierende Beschickungswalzen (8, 9), die parallel zueinander jeweils unterhalb der Öffnungen (5, 6) angeordnet sind;
eine Einzelantriebseinrichtung (12) zum gleich­ zeitigen Drehen der Beschickungswalzen (8, 9) mit vorbestimmter Geschwindigkeit;
Steuertore (10, 11) mit jeweils halbkreis­ förmigem Querschnitt, die jeweils in der Nähe der Beschickungswalzen (8, 9) angeordnet sind, um dazwischen Beschickungskanäle (8 a, 9 a) zu erzeugen, die sich in der Axialrichtung der Be­ schickungswalzen (8, 9) erstrecken; und
getrennte Steuereinrichtungen (16, 17) zum Drehen der Steuertore (10, 11) unter Veränderung der Drehwinkel der Steuertore (10, 11), wodurch der jeweilige Öffnungsgrad der Beschickungs­ kanäle (8 a, 9 a) unabhängig gesteuert wird.