DE2603964C3

DE2603964C3 - Vorrichtung zum Entleeren eines Schüttgutbunkers

Info

Publication number: DE2603964C3
Application number: DE2603964A
Authority: DE
Inventors: Fritz Teske
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-03
Filing date: 1976-02-03
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2603964B2; ES450144A1; GB1551983A; US4083462A; DE2603964A1; BE846612A; BR7604402A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entleeren eines Schüttgutbunkers, bestehend aus einem in einem Gehäuse über dem den unteren Bunkerendteil verschließenden, mindestens eine exzentrisch angeordnete Entleeröffnung aufweisenden Gehäuseboden angeordneten und über ein Triebschaltwerk antreibbaren Schaufelrad, dessen Klinken-Schaltrad auf der Schaufelradwelle unter dem Gehäuseboden angeordnet ist und mindestens ein als druckmittelbetriebener Arbeitszylinder ausgebildetes Schaltglied vorgesehen ist.

Derartige Vorrichtungen haben den Zweck, Aufböschungen des Schüttgutes im Bunker zu zerstören und damit ein ungehindertes Austragen des Schüttgutes durch die Entleeröffnungen herbeizuführen.

Hierzu ist es aus der DD-PS 43 491 bekannt, das Schaufelrad in eine kontinuierliche Umdrehung zu versetzen.

Eine weit weniger Erstellungs- und Betriebskosten erfordernde Vorrichtung obiger Gattung offenbart die DE-OS 23 64 830, wobei das Schaufelrad mit einem Schrittschaltwerk in gleichbleibender Drehrichtung intermittierend angetrieben wird.

Bei allen bekannten derartigen Vorrichtungen besteht aber die Gefahr, daß insbesondere bei einer exzentrisch zur Schaufelradwelle angeordneten Entleeröffnung das Schaufelrad durch das Schuttgut blockiert wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung eingangs beschriebener Gattung Möglichkeiten zur Vermeidung einer solchen Blockie-

rang des Schaufelrades zu schaffen, ohne daß zusätzliche, auf das Schüttgut wirksame Mittel zur Auflockerung notwendig sind.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß ein in wechselnden Drehrichtungen das Schaufelrad antreibbares Triebschaltwerk angeordnet ist, daß ferner den Drehwiderstand des Schaufelrades messende und bei Erreichen eines einstellbaren Drehwiderstandes die Drehrichtung des Schaufelrades umkehrende Steuereinrichtung vorgesehen ist und daß am Schaufeirad pro Entleeröffnung ein Schaufelradarm vorgesehen ist, der so angeordnet ist, daß dieser über die Entleeröffnung hinweg hin und her pendelt.

Auf diese Weise erhält man, ausgehend von der Erkenntnis, daß mii zunehmender Entfernung von der Entleeröffnung der Drehwiderstand, den das im Bunker befindliche Schüttgut dem Schaufelrad entgegengesetzt, wächst, eine Entleervorrichtung, mit der vornehmlich im Bereich der Entleeröffnung und in Abhängigkeit vom Drehwiderstand das Schüttgut aufgelockert wird, so daß einerseits eine Blockade des Schaufelrades ausgeschlossen ist, weil nach Erreichen eines vorwählbaren Drehwiderstandes und nachfolgender Änderung der Schaufelrad-Drehrichtung der Schaufelradarm stets in Schüttgutbereiche mit geringerem Drehwiderstand als zuvor verstellt wird.

Andererseits wird durch die symmetrische Auflockerung des Schüttgutes eine dessen Förderung zumindest hemmende Brückenbildung a priori erschwert.

Eine einerseits fertigungstechnisch besonders günstige, andererseits aber auch robuste, erfinderische Ausgestaltung einer vorbeschriebenen Einzelheit besteht darin, daß ein Schaltrad vorgesehen ist, bei dem beide Zahnflanken jeder Zahnlücke als wirksame Zahnflanken, also zur Übertragung von vom Schaltglied ausgeübten Druck- bzw. Zugkräften ausgebildet sind, und daß dem Schaltglied ein von der Steuereinrichtung beeinflußbares Stellglied zum wahlweisen Kuppeln bzw. Entkuppeln des Schaltgliedes mit bzw. vom Schaltrad zugeordnet ist, wobei vorzugsweise ferner als Stellglied ein an das druckmittelbetätigbare, vorzugsweise hydraulische System des Schaltgliedes angeschlossener, druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder angeordnet ist.

Weiterhin kennzeichnen sich vorteilhafte und erfinderische Merkmale des vorbeschriebenen Gegenstandes dadurch, daß die Messung des Drehwiderstandes mittels den effektiven Druck des Arbeitsmittels mit einstellbaren Werten vergleichender Vorrichtungen erfolgt, die auf die Steuerorgane des Schaltgliedes wirksam sind.

Eine solche Ausgestaltung ist mit optimal einfachen Mitteln erstellbar. Zudem besteht die Möglichkeit, die vorwählbaren Werte, bei welchen die Vorrichtung ansprechen soll, stufenlos zu verändern.

Eine bevorzugte und erfinderische Ausführungsform des vorbeschriebenen Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein das Schaltrad um jeweils eine Zahnteilung verstellendes Schaltglied angeordnet ist, und daß an der Welle mehrere auf dem Umfang verteilt angeordnete und der Anzahl der so Schaltradzähne entsprechende Schaltfinger angeordnet sind, die mit gestellfesten Sensoren korrespondieren, derart, daß die Sensoren nur beim Passieren eines Schaltfingers die Steuervorrichtung in Abhängigkeit vom effektiven Arbeitsmitteldruck zur Umkehrung der Schaufelrad-Drehrichtung beeinflussen, wobei vorzugsweise ferner der Arbeitsdruck der von den wellenfesten Schaltfingern beeinflußbaren Sensoren kleiner als der maximale zulässige Druck des hydraulischen Systems ausgeiegt ist, und daß zudem ein von der jeweiligen Stellung des Schaltrades unabhängig wirksamer, bei Erreichen eines den Arbeitsdruck der vorgenannten Sensoren übersteigenden Druckes des Arbeitsmittels ansprechender und die Steuervorrichtung zur Umkehrung aer Drehrichtung des Schaufelrades beeinflussender Sensor angeordnet ist.

Durch die Anordnung der wellenfestei: Schaltfinger und der gestellfesten Sensoren, deren Arbeitsdruck unterhalb des maximal zulässigen Druckes im hydraulischen System liegt, wird sichergestellt, daß die Drehrichtung bereits an den Meßstellen umgekehrt wird, sofern beim Passieren eines Schallfingers der Meßstelle der einstellbare Arbeitsdruck erreicht ist.

Hierdurch wird einerseits die gesamte Anlage geschont, andererseits kann damit der Schwenkwinkel des Schaufelradarmes in Abhängigkeit von der Konsistenz des Schüttgutes vorgewählt werden, um eine angestrebte asymmetrische Auflockerung im Bereich der Entleeröffnung des im Bunker befindlichen Schüttgutes sicherzustellen.

Für den Fall, daß zwischen zwei Meßstellen erst der vorgewählte, unterhalb des maximalen Druckes liegende Arbeitsdruck erreicht wird, ist aber auch sichergestellt, daß eine Umkehrung der Drehrichtung des Schaufelrades erfolgt, um sowohl eine Überlastung der gesamten Anlage als auch eine Blockierung des Schaufelrades auszuschließen.

Eine selbständige Erfindung, die aber eine vorteilhafte Weiterbildung des vorbeschriebenen Gegenstandes darstellt, besteht darin, daß die Schaufelradarme Querschnitte im wesentlichen stumpfwinkliger und vorzugsweise gleichschenkliger Dreiecke aufweisen und so angeordnet sind, daß die lange Querschnittsseite stets parallel zum Gehäuseboden verläuft und daß der der laugen Querschniltsseile gegenüberliegende Winkel von der Nabe aus in Richtung auf das freie Armende ständig bis maximal auf 180° zunehmend ausgebildet ist.

Durch diese Ausgestaltung der Schaufelradarme vermögen diese zur Auflockerung des Schüttgutes mit weit weniger Kraftaufwand als bislang das Schüttgut durchzuschneiden. Darüber hinaus weisen die Schaufelradarme eine hohe Formfestigkeit auf.

Je nach Beschaffenheit des Schüttgutes ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß an der Nabe des Schaufelrades außer dem vorgenannten Schaufelradarm ein, vorzugsweise zwei oder mehrere weitere Schaufelradarme auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die Schaufelradarme kleinere Schüttgutangriffsflächen als die erstgenannten Schüttgutarme aufweisen, wobei vorzugsweise ferner die Schaufelradarme mit den kleinen Schüttgutangriffsflächen kürzer, vorzugsweise weniger als halb so lang als die erstgenannten Schaufelradarme ausgebildet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Bunkerentleerungsvorrichtung im Längsschnitt 1-1,

F i g. 2 desgleichen von oben gesehen,

F i g. 3 eine Einzelheit im Schnitt HI-III,

F i g. 4 desgleichen im Schnitt IV-IV.

Diese Entleervorrichtung besteht au:> einem zylindrische!,, oben offenen, an einem nichtgezeichneten Schüttgutbunker mit senkrechten oder schrägen Wänden anschließbaren C-ehäuse 1.

Über dem Gehäuse 2 ist ein Schaufelrad 3 mit einem

langen und zwei kurzen Schaufelradarmen 3a bzw. 36 angeordnet. Letzteres ist auf einer Welle 4 befestigt, die den Gehäuseboden 2 abgedichtet durchgreift. Als Dichtung ist eine Labyrinthdichtung 5 vorgesehen.

Zur drehbaren Lagerung der Welle 4 sind gestellfest gehalterte Radiallager 6 und 6' sowie ein Axiallager 7 angeordnet.

Als Antrieb dient ein Triebschaltwerk, das aus einem zwischen den Radiallagern 6 und 6' auf der Welle 4 befestigten Klinkenschaltrad 8 und zwei gestellfest gehalterten Schaltgliedern besteht.

Als Schaltglieder sind zwei diametral angeordnete, hydraulische, doppeltwirkende Arbeitszylinder 9, 9' vorgesehen, deren Zylinder um gestellfeste, vertikale Achsen 10 verschwenkbar angelenkt sind. Die Kolbenstangen 11 der Arbeitszylinder 9, 9' tragen als Schaltklinken Gabeln i2 mit zur Welle 4 achsparaiiei verlaufenden Bolzen 13, die mit den Zahnlücken 14 des Klinkenschaltrades 8 korrespondieren.

Alle Zahnflanken 15 sind zu den Bolzen 13 konform hinterschnitten ausgebildet, so daß das Klinkenschaltrad 8 mittels der Schaltglieder sowohl im Uhrzeigersinn als auch diesen entgegengerichtet angetrieben werden kann.

Ferner greift an jedem Arbeitszylinder 9 bzw. 9' ein Arbeitszylinder 16 an. Letztere sind einerseits am Gestell und andererseits am Arbeitszylinder 9 bzw. 9' um vertikale Achsen verschwenkbar angelenkt.

Alle Arbeitszylinder 9, 9', 16 sind an ein in F i g. 4 angezeigtes hydraulisches System angeschlossen.

Dieses besteht aus einem öltank 17, einer von einem Elektromotor 18 antreibbaren Pumpe 19 sowie einer Steuereinrichtung 20.

Im Gehäuseboden 2 ist eine Entleeröffnung 21 angeordnet, unter welcher ein Stetigförderer, zum Beispiel ein Gurtförderer 22 vorgesehen ist.

Die Arbeitsweise der Entleervorrichtung ist folgende:

In der Grundstellung steht der Schaufelradarm 3a in der in F i g. 2 in gestrichelten Linien dargestellten Stellung.

Diese Grundstellung wird durch einen nicht dargestellten, am Klinkenschaltrad 8 befestigten Schaltnokken und einen gestellfesten, gehalterten Sensor erzielt, der eine elektrische Steuerung 23 derart beeinflußt, daß nach dem Abschalten der Vorrichtung in jedem Fall das Schaufelrad 3 erst nach Erreichen der Grundstellung stillgesetzt wird.

Wird nun der Elektromotor 18 eingeschaltet, fördert die Pumpe 19 das unter Druck stehende Arbeitsmittel über die Dreiwegeventile 24, 25 in die den Kolbenstangen 11 abgewandten Verdrängerräume der Arbeitszylinder 9 und 9', deren Kolbenstangen 11 ausfahren und das Klinkenschaltrad 8 im Uhrzeigersinn drehen, bis das Klinkenschaltrad 8 die in Fig.4 dargestellte Stellung erreicht. Kurz vor Erreichen dieser Stellung passiert einer der zwölf auf dem zwölf Zähne aufweisenden Klinkenschaltrad 8 auf den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Schaltfinger 26 einen der übereinander gestellfest angeordneten Sensoren 27, der dann elektrische Elektro-Hydro-Schalter 28 bzw. 28' zum Messen des Arbeitsmitteldruckes einschaltet.

Die Schalter 28 sind an die den Kolbenstangen abgewandten und die Schalter 28' an die kolbenseitigen Verdrängerräume der Zylinder 9,9' angeschlossen.

Ist in diesem Moment der effektive Druck des Arbeitsmittels kleiner als der einstellbare Arbeitsdruck des Elektro-Hydro-Schalters 28 von beispielsweise 200 bar. — dies trifft in jener Stellung des Klinkenschaltrades 8 mit Sicherheit zu, weil der Widerstand, den da Schüttgut dem Schaufelradarm 3a entgegensetzt, in Richtung zur Entleeröffnung abnimmt — werden vor der elektrischen Steuerung 23 beeinflußt, zunächst di Kolbenstangen 11 um die Tiefe der Hinterschneidunger der Zahnflanken 15 zurückgezogen und dann über da Mehrwegeventil 29 die den Kolbenstangen abgewand ten Verdrängerräume der Arbeitszylinder 16 mi Arbeitsmittel beaufschlagt, was zur Folge hat, daß deren

ίο Kolbenstangen so weit herausgeschoben werden, dat die Schaltklinken 12/13 aus den Zahnlücken 1 herausgehoben werden, um daran anschließend die Kolbenstangen 11 der Arbeitszylinder 9, 9' durch Beaufschlagung der kolbenstangenseitigen Verdränger räume so weit zurückzuziehen, bis die Schaltklinken den benachbarten Zahnklücken 14 gegenüberstehen. Sodann werden wiederum von der elektrischen Steuerung 23 beeinflußt über das Ventil 29 die kolbenstangenseiti gen Verdrängerräume der doppeltwirkenden Arbeits zylinder 16 mit Arbeitsmittel beaufschlagt und damit die Schaltklinken 12/13 erneut mit dem Klinkenschaltrad gekuppelt.

Ist diese Stellung erreicht, werden von der elektri sehen Steuerung 23 beeinflußt die den Kolbenstangen 11 abgewandten Verdrängerräume der Arbeitszylinder 9, 9' beaufschlagt, was zur Folge hat, daß das Klinkenschaltrad 8 und somit das Schaufelrad 3 erneu im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Dabei werden die einzelnen Schaltstellungen durch weitere, nicht dargestellte Sensoren folgerichtig kon trolliert und angesteuert.

Diese schrittweise Drehung des Schaufelrades 3 wiederholt sich in der Regel so lange, bis an einer Meßstelle der effektive Druck im hydraulischen System den eingestellten Arbeitsdruck von beispielsweise 20C bar infolge des vom Schüttgut auf das Schaufelrad 3 wirksamen Widerstandes übersteigt.

In diesem Falle werden bei Erreichen einer Meßstelle wiederum von dem Elektro-Hydro-Schalter 28 beein flußt, über die elektrische Steuerung 23 die elektroma gnetisch verstellbaren Mehrwegeventile 24 und 25 se verstellt, daß die kolbenstangenseitigen Verdrängerräu me der Arbeitszylinder 9, 9' beaufschlagt werden unc diese das Klinkenschaltrad 8 zurück, also entgegen den" Uhrzeigersinn, drehen.

An der folgenden Meßstelle werden dann die Schaltklinken 12/13 in der wie vorbeschriebenen Weise jedoch in umgekehrter Folge, so lange zum Drehen de· Klinkenschaltrades mit dem Klinkenschaltrad ge- bzw

so vom Klinkenschaltrad entkuppelt, bis jenseits der Entleeröffnung 21 der effektive Druck des Arbeitsmittels wieder 200 bar überschreitet.

Wird jedoch zwischen zwei benachbarten Meßsteller infolge möglicher plötzlicher Setzungen des Schüttgute!

der maximale, zulässige Arbeitsmitteldruck von bei spielsweise 300 bar erreicht, wird über die von· Elektro-Hydro-Schalter 30 beeinflußte elektrisch« Steuerung 23 bereits vor Erreichen der nächster Meßstelle die Umkehrung der Drehrichtung eingeleitet.

to Weiterhin sind im hydraulischen System Monometei 31 und 32 sowie Elektro-Hydro-Schalter 33 und 34 zur Drucküberwachung gegen Überdruck vorgesehen.

Außerdem ist ein hydraulisch wirksames Sicherheits ventil 35 angeordnet, das wirksam wird, wenn di<

t>5 Elektro-Hydro-Schalter versagen sollten.

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, in Gehäuseboden 2 der Entleeröffnung 21 diametra gegenüber eine weitere Entleeröffnung und an

Schaufelrad J einen weiteren langen Schaufelradarm, wie in strichpunktierten Linien dargestellt, vorzusehen.

In diesem Falle ist es zweckmäßig, die kurzen Schaufelradarme 3£> fortzulassen.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entleeren eines Schüttgutbunkers, bestehend aus einem in einem Gehäuse über dem den unteren Bunkerendteil verschließenden, mindestens eine exzentrisch angeordnete Entleeröffnung aufweisenden Gehäuseboden angeordneten und über ein Triebschaltwerk antreibbaren Schaufelrad, dessen fClinkenschaltrad auf der Schaufelradwelle unter dem Gehsuseboden angeordnet ist und mindestens ein als druckmittelbetriebener Arbeitszylinder ausgebildetes Schaltglied vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein in wechselnden Drehrichtungen das Schaufelrad (3) antreibbares Triebschaltwerk angeordnet ist, daß ferner den Drehwiderstand des Schaufelrades (3) messende und bei Erreichen eines einstellbaren Drehwiderstandes die Drehrichtung des Schaufelrades (3) umkehrende Steuereinriciitung (20) vorgesehen ist und daß am Schaufelrad (3) pro Entleeröffnung (21) ein Schaufelradarm (3a) vorgesehen ist, der so angeordnet ist, daß dieser über die Entleeröffnung (21) hinweg hin und her pendelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltrad (8) vorgesehen ist, bei dem beide Zahnflanken (15) jeder Zahnlücke (14) als wirksame Zahnflanken, also zur Übertragung von vom Schaltglied ausgeübten Druck- bzw. Zugkräften ausgebildet sind, und daß dem Schaltglied (9) ein von der Steuereinrichtung (20) beeinflußbares Stellglied zum wahlweisen Kuppeln bzw. Entkuppeln des Schaltgliedes mit bzw. vom Schaltrad (8) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein an das druckmittelbetätigbare, vorzugsweise hydraulische System des Schaltgliedes (9) angeschlossener druckmittelbetätigter Arbeitszylinder (16) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Drehwiderstandes mittels den effektiven Druck des Arbeitsmittels mit einstellbaren Werten vergleichender Vorrichtungen erfolgt, die auf die Steuerorgane des Schaltgliedes (9) wirksam sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein das Schaltrad (8) um jeweils eine Zahnteilung verstellendes Schaltglied (9) so angeordnet ist, und daß an der Welle (4) mehrere auf dem Umfang verteilt angeordnete und der Anzahl der Schaltradzähne entsprechende Schaltfinger (26) angeordnet sind, die mit gestellfesten Sensoren (27) korrespondieren, derart, daß die Sensoren (27) nur beim Passieren eines Schaltfingers (26) die Steuervorrichtung (20) in Abhängigkeit vom effektiven Arbeitsmitteldruck zur Umkehrung der Schaufelrad-Drehrichtung beeinflussen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck der von den wellenfesten Schaltfingern (26) beeinflußbaren Sensoren (27) kleiner als der maximale, zulässige Druck des hydraulischen Systems ausgelegt ist, und daß zudem ein von der jeweiligen Stellung des Schaltrades (8) unabhängig wirksamer, bei Erreichen eines den Arbeitsdruck der vorgenannten Sensoren übersteigenden Druckes des Arbeitsmittels ansprechender und die Steuervorrichtung (20) zur Umkehrung der Drehrichtung des Schaufelrades (3) beeinflussender Sensor (30) angeordnet ist

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelradarme (3a, 3b) Querschnitte, im wesentlichen stumpfwinkliger und vorzugsweise gleichschenkliger Dreiecke aufweisen und se angeordnet sind, daß die lange Querschnittsseite stets parallel zum Gehäuseboden (2) verläuft, und daß der der langen Querschnittsseite gegenüberliegende Winkel von der Nabe aus in Richtung auf das freie Armende ständig bis maximal auf 180° zunehmend ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nabe des Schaufelrades (3) außer dem vorgenannten Schaufelradarm (3a) ein, vorzugsweise zwei oder mehrere weitere Schaufelradarme (3b) vorgesehen sind, alle Schaufelradarme (3a, 3b) auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die weiteren Schaufelradarme (3b) kleinere Schüttgutangriffsflächen als die erstgenannten Schüitgutarme (3a) aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelradarme (3b) mit den kleinen Schüttgutangriffsflächen kürzer als die erstgenannten Schaufelradarme (3a) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaufelradarme (3b) weniger als halb so lang als die ersten Schaufelradarme (3a) sind.