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Apparat zur gesteuerten Förderung von feinkörnigem Material Die Erfindung
bezieht sich auf einen Apparat zur gesteuerten Förderung von feinkörnigem Material,
bei dem ein Förderrohr sich nach unten in einen Auffangbehälter öffnet, der einen
Boden und eine an diesen ringsum ansetzende aufrechte Wand aufweist, bei dem ein
seitlicher Spielraum zwischen der Wand des Auffangbehälters und dem Rohr besteht
und bei dem Rüttelmittel dem Auffangbehälter eine senkrecht hin- und hergehende
Linearbewegung und überdies eine um seine senkrechte Achse hin- und hergehende Rotationsbewegung
erteilen.
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Apparate dieser Art sind bekannt. Bei ihnen mündet das Förderrohr
nicht unterhalb der Oberkante des Auffangbehälters. Auch wird das Material nicht
fließend über die Oberkante des Auffangbehälters abgefördert. Vielmehr soll die
Ableitung des Materials aus einem Bunker durch besondere, beispielsweise zwei Austrittsöffnungen
erfolgen.
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Ferner ist eine Austrageinrichtung für feinkörniges Gut mit einem
senkrechten Förderrohr bekannt, das sich nach unten in einen Auffangbehälter öffnet,
der einen Boden mit einer aufrechten Wand aufweist. Die Oberkante dieses Randes
liegt oberhalb der Rohröffnung und ist mit Abstand von dieser angeordnet. Der Auffangbehälter
ist mit einem regelbaren Schwingantrieb versehen.
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Es sind auch schwingende Auffangbehälter mit einem senkrechten umlaufenden
Rand bekannt, bei welchen das Gut durch Zentrifugalkräfte ausgetragen wird.
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Bei einigen bekannten Anordnungen hat man die Auffangbehälter nachgiebig
gelagert. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, den mit einem umlaufenden Rand
versehenen Behälterboden in Rotationsschwingungen durch einen Vibrator zu versetzen.
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Schließlich sind sogenannte »Wuchtförderer« bekannt, die geneigte
Lenkerfedern aufweisen. Dieser Wuchtförderer soll durch einen Magneterreger angetrieben
werden und als Bunkerverschluß dienen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Apparat eingangs
beschriebener Art das Material über die Oberkante des Auffangbehälters abfließen
zu lassen. Dabei soll eine Dichtungsschicht aus dem geförderten Material entstehen,
die eine dem Höhenstand zwischen der unteren Mündung des Förderrohrs und der Oberkante
des Auffangbehälters entsprechende Dicke hat.
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Das Material soll also nicht in horizontaler Richtung abgeführt werden,
wie dies bei den vorbekannten Apparaten der Fall ist. Alle vorbekannten Apparate
weisen wenigstens ein Förderelement auf, das sich mehr oder weniger in horizontaler
Richtung hin- und herbewegt. Demgegenüber soll nach der Erfindung eine Art Ventil
geschaffen werden, durch das körniges Material unter dem Einfluß der Schwere von
einem Bereich in einen tiefer liegenden Bereich zu fördern ist. Der Durchlauf des
Materials durch einen erfindungsgemäten Apparat soll im wesentlichen senkrecht erfolgen,
nicht aber im wesentlichen waagerecht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein erfindungsgemäßer Apparat dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberkante der Außenwand des Auffangbehälters oberhalb der
unteren Mündung des Förderrohrs liegt und das Material fließend über die Außenwand
des Auffangbehälters abgefördert wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Figuren.
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Fig. la, lb und lc zeigen schematisch die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen
Apparats;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
einer praktischen Verkörperung des Apparats; Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht
des Apparats nach Fig. 2.
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Aus den Fig. 1 a, 1 b und 1 c ist ersichtlich, daß der Apparat ein
Förderrohr 1 aufweist, durch das feinkörniges Material nach unten in einen Auffangbehälter
2 gefördert wird. Der Auffangbehälter 2 hat einen Boden 2 a, der in einigem Abstand
vom Ende des Rohrs 1 liegt, und ringsum eine Wand 2 b, deren Oberkante oberhalb
der Rohröffnung des Rohrs 1 liegt. Wenigstens der Boden 2 a des Auffangbehälters
2 kann durch geeignete Mittel gerüttelt werden. Wie aus Fig. 1 a erkennbar, füllt
das feinkörnige Material vor der Rüttelung des ganzen Auffang behälters 2 oder seines
Bodens 2 a den Ringraum zwischen der Außenwand des Förderrohrs 1 und der Umfangswand
2b des Aufnahmebehälters 2, bis das Ende des Förderrohrs 1 völlig in dem Material
steckt und sich dadurch eine Abdichtung des Rohrs ergibt.
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Bei Rütteln des ganzen Auffangbehälters 2 oder seines Bodens in Richtung
der in Fig. 1 b dargestellten Pfeile wird die Packungsdichte des Materials in dem
Auffangbehälter 2 derart vermindert, daß das Material fließbar wird. Der Druck des
Materials in dem Förderohr 1 bewirkt, daß sich das Material in dem Förderrohr abwärts
bewegt, und daher fließt das Material über die Oberkante der Umfangswand 2 b des
Auffangbehälters, wie aus Fig. ob ersichtlich, worauf es aus dem Apparat durch einen
Auslaß 3 abgeführt wird.
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Fig. 1 c zeigt den sich einstellenden Zustand, wenn die Materialzufuhr
durch das Förderrohr 1 aufhört.
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Obwohl der Auffangbehälter 2 weiterhin gerüttelt wird, nimmt das Material
einen Zustand an, in dem ein Gleichgewicht erreicht wird und eine Druckdifferenz
über dem Apparat aufrechterhalten wird, die Entleerung des Auffangbehälters jedoch
selbsttätig aufhört.
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Die ganze Druckdifferenz, die von dem Apparat aufrechterhalten werden
kann, ist durch die Höhendifferenz X h des Materials bestimmt, wie aus Fig. 1 c
ersichtlich.
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Die Förderkapazität kann, abgesehen von Erhöhung oder Verminderung
ihrer körperlichen Abmessungen durch Einstellung der Rüttelamplitude des Auffangbehälters,
verändert werden durch Veränderung der Tiefe des Auffangbehälters 2 und durch Der
änderung des Spielraums zwischen dem Ende des Förderrohrs 2 und dem Boden des Auffangbehälters.
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Die Tiefe des Auffangbehälters 2 und der Spielraum der Förderrohröffnung
von dem Boden 2 a des Auffangbehälters sind ferner durch die Druckdifferenz bestimmt,
die über dem Apparat herrscht, und durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften
des zu fördernden Materials, beispielsweise durch seine wahre Dichte, durch seine
Packungsdichte, seine Haftfähigkeit und durch seine hygroskopischen Eigenschaften.
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Eine praktische Verkörperung des erfindungsgemäßen Apparats ist in
Fig. 2 dargestellt. Ein Puder- oder Pulverbehälter 21, der beispielsweise am Ausgang
eines Bunkers, eines Sackfllters oder eines Zyklons angebracht sein kann, ist über
Flansche mit den Flanschen eines Rohrs 22 verbunden. Das Rohr 22 weist einen unteren
Flansch auf, der mit einer Plafte 23 a verbunden ist, welche die obere Begrenzungswand
eines Zylindergehäuses 23 bildet. In der
Mitte der Platte 23 a befindet sich eine
Öffnung, deren Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rohrs 22 gleicht. Ein Förderrohr
24 ist mit einem Ende innerhalb des Rohrs 22 durch geeignete Mittel befestigt und
ragt durch die Öffnung in der Platte 23 a in das Innere des Gehäuses 23. Am unteren
Ende des Gehäuses 23 ist eine Scheibe 25 befestigt. Die Scheibe 25 weist rund um
eine mittlere, kreisförmig begrenzte Auflagefläche 27 eine Reihe von Öffnungen 26
auf. Auf der Auflagefläche 27 sind fest ein Elektromagnet 28 sowie eine Reihe von
Federstreifen 29, von denen nur zwei dargestellt sind, befestigt. Die Federn 29
erstrecken sich nach oben schrägwinklig von der Auflagefläche 27 fort.
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Die Enden der Feder 29, die der Auflagefläche 27 abgewandt liegen,
sind an der Unterseite einer kreisscheibenförmigen Platte 30 befestigt, die den
Boden eines Auffangbehälters bildet. Ringsum an die Platte 30 setzt rechtwinklig
nach aufwärts eine abnehmbare Umfangswand 31 an. Die Oberkante dieser Umfangswand
31 liegt oberhalb der Auslaßöffnung des Rohrs 24 und in seitlichem Abstand von diesem
Rohr. Der Auffangbehälter wird also allein durch die Federn 29 abgestützt. Der Auffangbehälter
liegt konzentrisch zum Förderrohr 24, dessen offenes Ende in geringem Abstand oberhalb
der Platte 30 endet.
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Ein Anker 32 ist mittig an der Unterseite der Platte 30 befestigt.
Seine untere Begrenzungsfläche liegt nächst dem Kern des Elektromagneten28 und hat
die gleichen Abmessungen wie dieser.
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An der Unterseite der Scheibe 25 ist eine kegelstumpfförmige Ablaßkammer
36 befestigt, deren oberes und weiteres Ende die gleichen Abmessungen hat wie das
untere Ende des Gehäuses 23. Ein Anschlußblock 33 in der Seitenwand der Kammer 36
gestattet einen Anschluß der Leitungen 34 zum Elektromagneten 28, durch die der
Elektromagnet mit einer äußeren Stromquelle verbunden werden kann.
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Der untere Teil der Kammer 36 hat eine Auslaßöffnung 35 zur Abführung
des durch den Apparat geförderten Materials. Im Betrieb wird Puder oder Pulver von
dem Behälter 21 über das Rohr 22 und das Förderrohr 24 in den Auffangbehälter 30,31
gefördert. Der Auffangbehälter wird durch den Anker 32, der unter dem Einfluß des
Elektromagneten 28 steht, gerüttelt. Der Elektromagnet 28 wird mit pulsierendem
Strom gespeist, zweckmäßig mit durch Halbwellengleichrichtung gewonnenem Wechselstrom.
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Da die Platte 30 von den schrägliegenden Federn abgestützt wird,
wird die senkrechte lineare Hin- und Herbewegung des Ankers 32 modifiziert in dem
Sinn, daß der Auffangbehälter eine Bewegung ausführt, die eine wesentliche hin-
und hergehende Drehkomponente um eine senkrechte Achse hat. Diese kombinierte Bewegung
wird im folgenden als Schrägrüttelung bezeichnet.
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Da der Auffangbehälter 30, 31 schräg gerüttelt wird, so vollführt
der in ihm befindliche Puder oder das Pulver Drehbewegungen und fließt zentrifugal
über die Wand 31. Es wurde gefunden, daß Schrägrüttelung einen flüssigeren Auswurf
und eine größere Förderkapazität ergibt im Vergleich zu einem Apparat gleicher Größe,
bei dem der Auffangbehälter allein eine einfache Hin- und Herbewegung ausführt,
und daß der Puder oder das Pulver glatter von dem Behälter 21 zum Auslaß 35 fließt.
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Die Seitenwand des Gehäuses 23 kann aus durchsichtigem Material bestehen
oder mit Beobachtungsfenstern
versehen sein. So ist es beispielsweise
möglich, festzustellen, ob und wann ein Zustand, wie in Fig. 1c dargestellt, erreicht
ist.
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In einer speziellen Ausführungsform hat der Apparat ein Förderrohr
24 mit einem Durchmesser von 120 mm. Der Aufangbehälter 30, 31 hat einen Durchmesser
von 200 mm und ist 80 mm tief. Zwischen dem Förderrohr 24 und der Platte 30 ist
ein Spiel von 10 mm. Der Apparat wurde an die Auslaßöffnung eines Sacktllters einer
luftgespülten Pulverisierungsanlage zur Verarbeitung von Kalziumkarbonat angeschlossen.
Der Druck in dem Sackfilter betrug 70 mm Wassersäule. Die Förderkapazität des gesamten
Apparats an Kalziumkarbonat betrug 40 kg pro Stunde und bei der Förderung von Talkum
etwa 100 kg pro Stunde. Die angegebenen Förderleistungszahlen geben die Kapazität
des Pulverisators an. Der Förderapparat selbst hat eine Förderkapazität von einigen
Tonnen pro Stunde.
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Der Apparat nach der Erfindung ist insbesondere zusammen mit dem
Puder- oder Pulververpackungsapparat verwendet. Allgemein soll das zu verpackende
Pulver oder der Puder eine große Packungsdichte haben. Der Puder oder das Pulver
im Rüttelabschnitt des Apparats nach der Erfindung ist in einem fließfähigen Zustand,
und daher ist die Packungsdichte dort verringert. Jede einzelne Puder- oder Pulversorte
hat eine gewisse Kohäsion, die mit der Rüttelwirkung in Wechselwirkung tritt. Selbst
wenn der Puder oder das Pulver aus dem Rüttelabschnitt abgeführt ist, bleibt die
Kohäsionswirkung bestehen und gibt dem Puder oder Pulver eine höhere Packungsdichte,
als es vor dem Eintritt in den Rüttelabschnitt hatte. Wird der erfindungsgemäße
Apparat mit einem Packapparat verbunden, so kann die Rüttelung daher zwei Zwecken
dienen, nämlich der Förderung und der Erhöhung der Packungsdichte.
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Da der Förderapparat nach der Erfindung als Ventil wirkt, bieten
sich für seine weitere Anwendung Möglichkeiten in Anlagen, in denen sich Abschnitte
mit unterschiedlichen Arbeitsdrücken befinden, wobei es wünschenswert ist, feinkörniges
Material von einem solchen Druck abschnitt unter Aufrechterhaltung der Druckdifferenz
zu fördern.
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Es ist nicht erforderlich, daß der Auffangbehälter elektromechanisch
gerüttelt wird. Auch pneumatische oder elektropneumatische Mittel können für diesen
Zweck angewendet werden. Der Auffangbehälter muß nicht notwendig von unten abgestützt
sein. Beispielsweise kann der Auffangbehälter an Federn aufgehängt sein, die an
oberen Teilen des Gehäuses befestigt sind, so daß die Rüttelvorrichtung bei der
Rüttelung die Winkeldrehung selbst ausführen kann, der Auffangbehälter kann direkt
auf dem Rüttler befestigt sein. Es liegt ebenfalls innerhalb der Erfindung, eine
elektrische Spule außerhalb des Apparats anzubringen und den Auffangbehälter induktiv
zu rütteln.