<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen von festen Teilchen, wie Pellets, insbesondere Brennstoff-Pellets, aus einem Vorratsraum, mit einer die Teilchen ansaugenden und durch Unterdruck austragenden Sauglanze, die eine Ansaugöffnung aufweist, die sich in der Betriebsstellung innerhalb des Vorratsraumes befindet.
Bei bekannten Austragevorrichtungen werden die Pellets mittels einer feststehenden Sauglanze aus dem Lagerraum meistens an einer Stelle abgesaugt, wodurch der Lagerraum nicht komplett entleert wird. Für einen verbesserten Austrag ist es möglich, mehrere Ansaugpunkte zu setzen, jedoch führt auch dies nicht zu einem kompletten Austrag. Eine weitere Möglichkeit, den Austrag aus dem Lagerraum zu verbessern, bestünde darin, im Lagerraum einen schrägen Boden mit einem Böschungswinkel von z. B. 450 vorzusehen, damit die Pellets auf einen Punkt zusammenrutschen, an dem die Absaugung erfolgt. Hierbei ist jedoch nachteilig, dass ein beträchtlicher Teil des Lagervolumens verloren geht.
Aus der AT 405 875 B ist eine Austrageinrichtung für feste Materialien, insbesondere Brennstoffe, bekannt, bei der die Materialentnahme über eine Saugleitung erfolgt. Die zumindest teilweise flexible Saugleitung ist an einer Führungsschiene im Deckenbereich eines Lagerraumes montiert, so dass die Eintritts- öffnung der Saugleitung in horizontaler und in vertikaler Richtung bewegbar ist. Aber auch hier kann noch immer nicht der gesamte Lagerbereich erfasst werden.
Aus der DE 2 208 879 A ist andererseits eine Vorrichtung zum pneumatischen Austragen von Spänen bekannt, wobei eine horizontale Förderschnecke zur Förderung der Späne zu einer pneumatischen Austragsvorrichtung vorgesehen ist. Diese Vorrichtung ist somit aufwendig, sichert aber ebenfalls nicht eine komplette Austragung der gelagerten Späne.
Des Weiteren ist in der US 4 536 120 A eine Vorrichtung zum Austragen von festen Brennstoffteilchen aus einem Vorratsraum gezeigt, bei der die Brennstoffteilchen über einen hin-und herbewegten Kolben ausgetragen werden. Um gegebenenfalls an den Wänden des Vorratsbehälters haftende Brennstoffteilchen loszulösen, ist ein gelenkig gelagerter, um seine Achse rotierender Mischarm vorgesehen. Zusätzlich sind im Bodenbereich des Vorratsbehälters horizontal rotierende Flügel angebracht, um das Brennstoffmaterial in eine am Rand des Vorratsbehälters befind-
<Desc/Clms Page number 2>
liche Öffnung zu drücken, wonach das Brennstoffmateriat über den Kolben weitertransportiert wird. Auch diese Vorrichtung ist somit ziemlich aufwendig in der Konstruktion.
Ziel der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche ohne Verlust von Lagerraum einen praktisch vollständigen Pelletaustrag aus dem Lager- bzw.
Vorratsraum ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung benachbart der Abgabeseite einer Förderschnecke angeordnet ist, die über eine gelenkige Welle an ihrer Abgabeseite mit einem mittigen Drehantrieb verbunden und weiters um den an den Drehantrieb anschliessenden inneren Teil der gelenkigen Welle im Kreis bewegbar angeordnet ist.
Somit werden mit Hilfe der Förderschnecke Pellets von der Ansaugöffnung entfernten Stellen zu dieser hingefördert, und der Vorratsraum kann zur Gänze - dann mit Hilfe der Sauglanze - ge- leert werden, wobei diese Konstruktion praktisch keinen Raumverlust des Vorratsraumes verursacht. Weiters ist aufgrund der gelenkigen Welle keine Einstellung der Förderschnecke notwendig, sondern die Förderschnecke passt sich der im Vorratsraum vorhandenen Pelletmenge automatisch an. Durch diel--f
<Desc/Clms Page number 3>
Auflage auf dem Pelletvorrat tritt bei der Forderung der Pellets ein Reibmoment auf, welches die Förderschnecke um die Antriebseinheit im Kreis laufen lässt, so dass der gesamte Vorratsraum von der Förderschnecke in einer kreisrunden Bewegung überstrichen wird.
Um auf einfache Weise ohne eine spezielle Gelenksverbindung, wie beispielsweise ein Kugelgelenk, die für die Drehung der Schnecke um die eigene Achse und die Kreisbewegung notwendigen Freiheitsgrade zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn die gelenkige Welle eine biegsame Welle ist.
Für eine problemlose Drehmomentübertragung vom Drehantrieb zur gelenkigen bzw. biegsamen Welle ist es von Vorteil, wenn der an den Drehantrieb anschliessende innere Teil der gelenkigen Welle vertikal angeordnet ist.
Für eine zuverlässige Förderung der Pellets von der Förderschnecke zu der Sauglanze ist es vorteilhaft, wenn die gelenkige Welle mit ihrem inneren Teil oberhalb von einer Platte angebracht ist ; auf dieser Platte können sich die mittels der Förderschnecke herangeförderten Pellets im Kreis bewegen, bis sie bei der vertieften Entnahmestelle zur Ansaugöffnung der Sauglanze gelangen.
Damit die Platte die Pellets im Kreis bewegt, bis sie an die Sauglanze abgegeben werden, ist es günstig, wenn die Platte mit einer Drehantriebs-Welle verbunden ist, die mit der gelenkigen Welle verbunden ist, wodurch die Platte mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die gelenkige Welle umläuft.
Für eine einfache Übertragung der Pellets von der Platte zu der Sauglanze ist es günstig, wenn die Ansaugöffnung der Sauglanze seitlich unterhalb der Platte angeordnet ist, wodurch die Pellets, wenn sie an dieser Stelle, z. B. auch aufgrund der Fliehkraft, von der Platte fallen, direkt von der Sauglanze aufgenommen werden können.
Um den Drehantrieb nur zu aktivieren, wenn oberhalb der Ansaugöffnung keine Pellets vorhanden sind, und somit keine Pellets von der Sauglanze angesaugt werden können, ist es günstig, wenn neben der Ansaugöffnung ein dem Drehantrieb zugeordneter Sensor zur Detektierung von Pellets oberhalb der Ansaugöffnung vorgesehen ist.
Damit die Förderschnecke sich der jeweiligen PelletsVorratsmenge im Vorratsraum von selbst anpasst und somit stets
<Desc/Clms Page number 4>
an der Oberfläche der Vorratsmenge aufliegt, ist es vorteilhaft, wenn die Förderschnecke von der gelenkigen Welle frei auskragt ; hierbei sinkt die Förderschnecke aufgrund der Schwerkraft mit der Oberfläche der Pellets-Vorratsmenge sukzessive ab.
Um in der Nähe der Ansaugöffnung der Sauglanze eine Vertiefung im Pellet-Vorrat zu schaffen bzw. das Ansaugen der Pellets zu erleichtern, ist es günstig, wenn die Sauglanze mit einem drehbar gelagerten Rührwerkzeug im Bereich der Ansaugöffnung versehen ist. Dabei wird eine einfache, nichtsdestoweniger wirksame Ausbildung erhalten, wenn das Rührwerkzeug im Bereich der Ansaugöffnung einen abgewinkelten Arm aufweist.
Für eine sichere Lagerung der Welle und um zu vermeiden, dass Pellets die Drehung der Welle behindern, ist es günstig, wenn die Welle für das Rührwerkzeug in einem eigenen Rohrteil gesondert vom Saugrohr der Sauglanze gelagert ist.
Um den Umlauf der Förderschnecke möglichst nicht zu behindern ist es vorteilhaft, wenn die Sauglanze zur Gänze tiefer als die Abgabeseite der Förderschnecke bzw. der Anschluss der gelenkigen Welle angeordnet ist.
Damit die Förderschnecke auch noch umlaufen kann, wenn nur mehr ein sehr geringer Pellet-Vorrat im Vorratsraum vorhanden ist und die Oberfläche der Vorratsmenge unterhalb der Sauglanze endet, ist es günstig, wenn eine mit Rampen versehene Brücke zum Führen der abgesunkenen Förderschnecke über die Sauglanze vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung : Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Vorratsraumes mit einer über eine biegsame Welle angetriebenen Förderschnecke und einer Sauglanze ; Fig. 2 eine Draufsicht auf diesen Vorratsraum mit der über eine biegsame Welle angetriebenen Förderschnecke und der Sauglanze ; Fig. 3 eine Detailansicht der in Fig. l und Fig. 2 gezeigten Sauglanze mit einem Rührwerkzeug ; und Fig. 4 ein Querschnitt der in Fig. 3 gezeigten Sauglanze samt Rampen-Brücke, gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Vorratsraum 1 mit einer Förderschnecke 2 gezeigt, welche zur Austragung von im Vorratsraum 1 befindlichen
<Desc/Clms Page number 5>
Pellets dient. Die Förderschnecke 2 ist über eine biegsame Welle 3 mit einer Antriebseinheit 4 verbunden. Die Antriebseinheit 4 besteht im Wesentlichen aus einem Motor 5, der sich in einem staubdichten Gehäuse 6 befindet. Die Antriebswelle 7 des Motors 5 ist vertikal ausgerichtet und befindet sich im Wesentlichen in der Mitte des Vorratsraumes 1. Die Drehzahl des Motors 5 beträgt beispielsweise 100 Umdrehungen/min. An der Antriebswelle 7 des Motors 5 ist eine Platte 8 befestigt, welche sich somit mit der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 7 mitbewegt. Die Platte 8 dient zur Aufnahme der mittels der Förderschnecke 2 herangeförderten Pellets.
Die Platte 8 kann aus einer Stahlscheibe bestehen, welche ungefähr einen Durchmesser von 200 mm aufweist und ca. 3 mm dick ist. An die Platte 8 ist die biegsame Welle 3 direkt über einen inneren, vertikalen Teil 3' angeflanscht. Die biegsame Welle 3 kann eine Länge von ca.
280 mm und einen Durchmesser von ungefähr 15 mm aufweisen. Die Förderschnecke 2, deren Länge beliebig nach den Abmessungen des Lagerraums l abgestimmt werden kann, weist beispielsweise einen Durchmesser von 100 mm auf.
Aufgrund der frei auskragenden Anordnung der Förderschnecke 2 und des Antriebs mit Hilfe der biegsamen Welle 3 liegt die Förderschnecke 2 zu jedem Zeitpunkt an der Oberfläche der im Vorratsraum 1 befindlichen Pellets (nicht gezeigt) auf. Zu Beginn der Austragung, wenn der Vorratsraum 1 im Wesentlichen mit Pellets gefüllt ist, wird die Förderschnecke 2 inaktiv sein ; da zu dieser Zeit ohnehin Pellets über der Ansaugöffnung 9 der Sauglanze 10 vorhanden sind, ist eine Förderung mit Hilfe der Förderschnecke 2 in diesem Fall nicht notwendig.
Zur Detektierung, ob Pellets über der Ansaugöffnung 9 vorhanden sind, ist ein Sensor 11 vorgesehen, welcher mit der Antriebseinheit 4 verbunden ist. Sobald der Sensor 11 detektiert, dass keine Pellets über der Ansaugöffnung 9 vorhanden sind, wird der Motor 5 in Betrieb genommen, und die Förderschnecke 2 beginnt Pellets von von der Ansaugöffnung 9 entfernten Stellen in Richtung der Platte 8 zu fördern. Dies wird der Fall sein, wenn die im Vorratsraum 1 befindlichen Pellets eine Art Schütttrichter bilden, welcher einen Böschungswinkel entsprechend dem Charakter der Pellets aufweist, wie dies bei der in Fig. l gezeigten Stellung der Förderschnecke 2 der Fall ist.
Die Förderschnecke 2 beginnt sodann, während sie
<Desc/Clms Page number 6>
sich abgesehen von der Drehung um ihre eigene Achse um die Antriebswelle 7 des Motors 5 im Kreis bewegt, Pellets in Richtung der Platte 8 zu transportieren. Die Pellets bleiben auf der Platte 8 liegen und können nur im Bereich der Ansaugöffnung 9 aufgrund von Fliehkräften von der Platte 8 herunterfallen, da hier aufgrund der Absaugung eine Vertiefung im Pelletvorrat entsteht.
Bei fortlaufender Austragung der Pellets aus dem Vorratsraum 1 wird die Förderschnecke 2 zusehends absinken und zwischendurch auch eine horizontale Stellung, wie bei 2' gezeigt, einnehmen. Danach wird die Förderschnecke 2 noch weiter absinken, wobei im Bereich der Sauglanze 10 eine Rampe 21 vorgesehen ist, um ein Bewegen der Schnecke 2 über die Sauglanze 10 zu ermöglichen und somit einen vollkommenen Austrag der im Vorratsraum 1 befindlichen Pellets zu erreichen.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Innenraum l'des Vorratsraumes 1 zylindrisch ist, wodurch beim Umlauf der Förderschnecke 2 um die Antriebswelle 7 des Motors 5 alle Bereiche des Innenraumes l'von der Förderschnecke 2 überstrichen werden, wie dies auch bei der bei 2'gezeigten alternativen Stellung der Förderschnecke 2 gezeigt ist. Die Ansaugöffnung 9 der Sauglanze 10 befindet sich etwas neben der Platte 8, in Draufsicht gesehen (und tiefer als diese, vgl. Fig.
1), um die von der Platte 8 fallenden Pellets direkt ansaugen zu können und über die Sauglanze 10 aus dem Vorratsraum l auszutragen.
Damit im Bereich der Ansaugöffnung 9 Pellets stets von der Platte 8 fallen können, ist in der Sauglanze 10 ein Rührwerkzeug 12 gelagert, welches durch Drehen eines abgewinkelten Armes 12' (vgl. Fig. 3) eine Vertiefung in den Pelletvorrat gräbt, in welcher die Pellets aufgelockert werden, um dann über die Ansaugöffnung 9 von der Sauglanze 10 ausgetragen zu werden. Die Sauglanze 10 ist aussen über eine Verbindung 13 in den Vorratsraum l geführt.
In Fig. 3 ist die Sauglanze 10 im Detail dargestellt. Die Sauglanze 10 weist ein äusseres Rohr 14 auf, in dessen Innerem ein querschnittskleineres Saugrohr 15 angeordnet ist. Die beiden Rohre 14 bzw. 15 weisen gemäss Fig. 3 eine stirnseitige Abschrägung 16 von ca. 450 auf, wobei die Abschrägung 16 im eingebauten Zustand nach unten weist. Das Saugrohr 15 kann
<Desc/Clms Page number 7>
beispielsweise einen Durchmesser von 42 mm und eine Wandstärke von 2 mm aufweisen. Für ein störungsfreies Absaugen der Pellets befindet sich innerhalb des äusseren Rohrs 14 in einem vom Saugrohr 15 gesonderten Rohrteil 17 das Rührwerkzeug 12 bzw. genauer dessen Welle 18.
Das Rührwerkzeug 12 wird von einem Motor 19 angetrieben, welcher ausserhalb des Vorratsraums l vorgesehen ist. Die Welle 18 des Rührwerkzeugs 12 ist eine Stahlwelle, welche in hülsenförmigen Lagern 18'gelagert ist und mit einer Drehzahl von z. B. ca. 7, 5 Umdrehungen/min rotiert. Im Bereich der Ansaugöffnung 9 weist das Rührwerkzeug 12 den abgewinkelten Arm
EMI7.1
Saugrohr 15 in Pfeilrichtung 20 aus dem Vorratsraum l ausgetragen werden können. Der abgewinkelte Arm 12'ist in Fig.
3 überdies mit strichlierten Linien in einer zweiten Stellung (um 1800 gegenüber der in vollen Linien gezeichneten Stellung verdreht) dargestellt, um so den Rührbereich zu veranschaulichen.
In Fig. 4 ist die Sauglanze 10 im Querschnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 gezeigt. Hierbei ist die Anordnung des äusseren Rohrs 14 und des Saugrohrs 15 ersichtlich. Weiters ist der gesonderte Bereich 17 der Sauglanze 10 gezeigt, in dem die Welle 18 des Rührwerkzeugs 12 in dem hülsenförmigen Lager 181 gelagert ist. Die hülsenförmigen Lager 18'sind an dem äusseren Rohr 14 angeschweisst. Es ist auch möglich, dass die Welle 18 anstatt in Rohr-Hülsen (18'in Fig. 3 und 4) in einem durchgehenden (ca. 15 m langen) Rohr (nicht gezeigt) gelagert ist, welches im Ansaugbereich sowie im Endbereich der Sauglanze 10 an dem äusseren Rohr 14 angeschweisst ist. Das Saugrohr 15 ist ebenfalls mit dem äusseren Rohr 14 verschweisst, wie dies in Fig.
4 schematisch veranschaulicht ist.
Um ein Überlaufen der Schnecke 2 über die Sauglanze 10 zu ermöglichen, ist eine Brücke 21 vorgesehen, welche in beiden Randbereichen flach auslaufende Rampen 22 aufweist, um einen möglichst sanften Überlauf der Schnecke 2 über die Sauglanze 10 zu erreichen.