Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bzw. eine Vorrichtung zum Teilen einer Probemenge, welche über ein Zuführmittel einem schwingbeweglich gelagerten und rotierend angetriebenen Probenteiler zugeführt wird, wobei die Probemenge auf mehrere im Bereich des Umfanges des Probenteilers angeordneten Probeaufnahmen annähernd gleichmässig verteilt wird.
In der DE-A1-10 130 808 ist ein Probenteiler beschrieben, welcher in einer Aufnahme, bzw. in einer Bodenplatte drehbar gelagert ist. Der Antrieb des Probenteilers erfolgt über einen Antriebsmotor, der unterhalb der Bodenplatte angeordnet ist. Die Bodenplatte ist über Tragsäulen auf einer feststehenden weiteren Platte schwingbeweglich abgestützt und wird über einen Schwingungserzeuger während der Probenteilung in Schwingungen versetzt. Auf der Bodenplatte ist auch die Halterung für ein Zuführmittel (Förderrinne) befestigt, so dass dieses ebenfalls über den Schwingungserzeuger in Schwingungen während dem Betrieb versetzt wird. Diese gezeigte Einrichtung ermöglicht eine optimale und gleichmässige Verteilung der zugeführten Probenmenge, wobei Brückenbildungen oder Verstopfungen bei der Zuführung oder im Probenteiler selbst weitgehend vermieden werden.
Für bestimmte Analysen ist es notwendig, eine noch genauere Aussage über die Anteile bestimmter Materien in der Probenmenge zu erhalten. Dadurch ist es notwendig, die in einem ersten Schritt aufgeteilte Probenmenge in wenigstens einem weiteren Prozess noch weiter aufzuteilen.
Eine derartige Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Zement ist z.B. aus der DE-1 914 986 bekannt. Hier wird im Anschluss an einen ersten Teilerkegel eine weitere Teilereinrichtung mit einem weiteren Teilerkegel verwendet um eine weitere Teilung der ersten Probenteilung durchzuführen. Die Teilerkegel sind hierbei drehbar gelagert und mit einem Antrieb verbunden. Diese Vorrichtung ist im Wesentlichen für grobkörnige Güter ausgebildet. Ausserdem sind die Teilereinrichtungen statisch gelagert und nicht mit einem Schwingungserzeuger verbunden, so dass Ablagerungen und Verstopfungen innerhalb der Teilereinrichtung entstehen können.
Eine weitere mehrstufige Teilereinrichtung ist aus der DE-1 049 127 bekannt, wobei jedoch die einzelnen Stufen der Probenteiler statisch und unbeweglich angebracht sind, so dass Einrichtung ebenfalls nur für Grobkörnige Schüttgüter geeignet ist, wobei ebenfalls eine Verstopfung durch sich festsetzendes Gut nicht ausgeschlossen werden kann.
Aus der DE-A1-3 637 757 ist eine Einrichtung bekannt, wobei die an einem ersten Teilerorgan auf mehrere Teilerprobenrohre Probenanteile durch Öffnen eines Ventils am Ende dieses Rohres nach unten in einen Sammeltrichter abgegeben werden können, über welchen das Gut an ein nachfolgendes weiteres Teilerorgan abgegeben wird, der das weiter aufgeteilte Probematerial über weitere Teilerprobenrohre nach unten in Auffanggefässe überführt. Auch bei dieser Einrichtung besteht auf Grund der statisch unbeweglichen Ausführung die Gefahr von Brückenbildungen, bzw. von Verstopfungen, insbesondere, wenn es sich um die Probenentnahme von feineren Schüttgütern bzw. Materialien handelt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, bzw. eine Vorrichtung vorzuschlagen, das die Nachteile der bekannten Ausführungen beseitigt und auch für die mehrstufige Probenteilung feinerer Materialien geeignet ist und einen störungsfreien Betrieb der Probenentnahme gewährleistet.
Diese Aufgabe wird einesteils durch das vorgeschlagene Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, wobei vorgeschlagen wird, dass von wenigstens einer der Probeaufnahmen der Probeanteil direkt oder indirekt an einen weiteren Probenteiler abgeführt wird, welcher rotierend und schwingbeweglich gelagert ist und den zugeführten Probeanteil auf mehrere im Bereich seines Umfanges angeordnete Probeaufnahmen gleichmässig verteilt.
Dadurch wird gewährleistet, dass sich das Probengut während dem Durchlauf durch wenigstens zwei Probenteilerstufen nirgends absetzt und zu unerwünschten Brückenbildungen und letztendlich zu Verstopfungen führen kann.
Um den Antrieb für beide Teilerstufen vereinfacht im Bereich der Drehachse der ersten Teilerstufe anbringen zu können, wird vorgeschlagen, dass der weitere Probenteiler um die Drehachse des ersten Probenteilers umläuft.
Des Weiteren wird die Erfindung durch die Vorrichtung gemäss dem Kennzeichen nach Anspruch 3 gelöst, wobei vorgeschlagen wird, dass wenigstens einer der Probeaufnahmen ein weiterer drehbar und schwingbeweglich gelagerter Probenteiler nachgeordnet ist, der mit einem Antrieb und einem Schwingungserzeuger verbunden ist und den von der Probeaufnahme direkt oder indirekt zugeführten Probeanteil auf mehrere im Bereich seines Umfanges angeordnete Probeaufnahmen gleichmässig verteilt. Dadurch ist es möglich, auch die nachfolgende Teiler-einrichtung während dem Teilvorgang in Schwingungen zu versetzen, um einen reibungslosen Betrieb der Teilervorrichtung zu gewährleisten.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen der Probeaufnahme des ersten Probenteilers und dieser nachgeordneten weiteren Probenteiler ein Fördermittel angeordnet ist, um eine gezielte Übergabe an den nachfolgenden Probenteiler zu gewährleisten.
Das Fördermittel kann vorzugsweise mit dem Schwingungserzeuger des ersten oder dem weiteren Probenteiler verbunden sein.
Dabei kann das Fördermittel konzentrisch unterhalb des ersten Probenteilers angeordnet sein, um gezielt den von der ersten Probenaufnahme abgegebenen Probenanteil aufzufangen und an den nachfolgenden weiteren Probenteiler abzugeben.
Um die Überführung des nach unten abgegebenen ersten Probenanteils an den nachfolgenden weiteren Probenteiler zu unterstützen, wird weiter vorgeschlagen, das Fördermittel in Richtung des weiteren Probenteilers abfallend zu neigen. In diesem Fall ist vorteilhaft, wenn die Einleitung der Schwingungen über den Schwingungserzeuger derart vorgenommen wird, so dass die horizontalen Schwingbewegungen in Richtung des geneigten Fördermittels erfolgen. Durch diesen Umstand wird die Förderung weiter unterstützt.
Sofern, wie weiter vorgeschlagen, der weitere Probenteiler im Aufnahmeelement des ersten Probenteilers gelagert ist, kann für beide Probenteilerstufen der gleiche Schwingungserzeuger verwendet werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Zuführmittel, der erste Probenteiler, das Fördermittel und der weitere Probenteiler mit dem gleichen Schwingungserzeuger verbunden sind. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Ausführung ermöglicht, wobei die einwandfreie Funktion dieser Anlage gewährleistet ist. Um die Probenteilervorrichtung auf eine zweistufige Ausführung umrüsten zu können, wird vorgeschlagen, dass der erste Probenteiler und das Zuführmittel in seiner vertikalen Lage zum Aufnahmeelement über eine Verstelleinrichtung einstellbar sind. Dadurch ist es möglich, eine weitere Stufe eines Probenteilers im Anschluss an den ersten Probenteiler zu integrieren.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele näher beschrieben und aufgezeigt.
Es zeigen: Fig.1 eine schematische Seitenansicht eines mehrstufigen Probenteilers nach der Erfindung. Fig. 2 eine Schnittdarstellung X-X in der Draufsicht gemäss Fig.1 Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig.1
Fig. 1 zeigt einen Probenteiler 1, welcher in einem Schwingtisch 15 über eine Welle 9 und ein Lagerelement 32 drehbar gelagert ist. Der Probenteiler 1 weist einen Teilerkegel 4 auf, der mit auf seinem Umfang gleichmässig verteilten Führungsrinnen 6 versehen ist. Oberhalb des Teilerkegels ist eine Zuführung 7 angebracht, über welche das Probenmaterial 12 auf den Teilerkegel 4 zugeführt wird. Eine detailliertere Ansicht bzw. Beschreibung eines derartigen Probenteilers ist z.B. in der DE-A1-10 130 808 zu entnehmen, worauf hiermit verwiesen wird.
Die Zuführung 7 ist drehfest mit dem Probenteiler 1 verbunden und wird über eine Förderrinne 2 mit Probenmaterial beschickt, welche über einen Halter 5 und eine mit diesem verbundene Klemmvorrichtung 8 auf einer Säule 10 in ihrer vertikalen Lage positioniert ist. Die Säule 10 ist fix auf dem Schwingtisch 15 befestigt.
Oberhalb der Förderrinne ist ein Trichter 3 angeordnet der das Probenmaterial 12 in die Förderrinne 2 abgibt. Das Probenmaterial 12 kann direkt oder indirekt aus einem Verarbeitungsprozess dem Trichter 3 zugeführt werden.
Unterhalb des Probenteilers 1 ist eine Scheibe 14 angeordnet, die über eine Nabe 17 und eine Schraube 19 auf der Welle 9 in einem bestimmten Abstand zum Probenteiler 1 drehfest befestigt ist. Die Scheibe 14 ist mit Öffnungen auf ihrem Umfang versehen, über welche Aufnahmen 25 in der Scheibe gelagert sind. Die Aufnahmen 25 werden über Federn 23, die sich auf der Scheibe 14 abstützen in Richtung der Unterseite des Probenteilers 1 gedrückt, wodurch die in den Aufnahmen 25 aufgenommenen Behälter gegen die Unterseite des Probenteilers 1 verspannt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass der über die einzelnen Förderrinnen nach unten abgeführte Probenanteil sicher in den jeweiligen Behälter 12 abgeführt wird.
Im vorliegenden Beispiel ist an einer Stelle auf dem Umfang der Scheibe 14 ein Rohr 13 anstatt eines Behälters 12 angebracht, das den Probenanteil, der von der jeweiligen Führungsrinne 6 abgegeben wird, weiter nach unten in eine Rinne 28 abführt, welche sich über Säulen 30 auf dem Schwingtisch 15 abstützt. Die Rinne 28 mündet auf einer Seite in eine Förderrinne 29 und ist unter einem Winkel alpha abfallend in Richtung eines weiteren Probenteilers 40 ausgerichtet. In Fig. 2 wird eine Draufsicht gemäss dem Schnitt X-X nach Fig. 1 gezeigt. Hieraus ist zu entnehmen, dass die Förderrinne 29, in der die Rinne 28 auf einer Seite mündet, sich bis zu ihrem Abgabeende oberhalb eines weiteren Probenteilers 40 verjüngt. Mit einem Pfeil ist angedeutet, dass das Rohr 13 mit dem Probenteiler 1 oberhalb der feststehenden Rinne 29 umläuft.
Es wäre auch denkbar, noch einen weiteren Behälter 12 durch ein Rohr 13 zu ersetzen, welches z.B. auf der gegenüberliegenden Seite des in Fig. 2 gezeigten Rohres 13 angeordnet sein kann, um einen weiteren Probenanteil vom Probenteiler 1 in die Rinne 28 abzugeben. Der Probenteiler 40 kann z.B. gleich wie der Probenteiler 1 mit einer Zuführung 42 versehen sein, über welche das Probematerial 12 auf einen Teilerkegel 43 abgegeben wird. Dabei ist der Teilerkegel 43 ebenfalls mit auf seinem Umfang angeordneten Führungsrinnen 44 versehen. Der Probenteiler 40 ist über eine Welle 46 und ein Lager 47 auf dem Schwingtisch 15 drehbar gelagert.
Unterhalb des Probenteilers 40 ist auf der Welle 46 in einem bestimmten Abstand eine Scheibe 50 drehfest angebracht. Die Scheibe 50 kann ebenfalls wie die Scheibe 14 über eine nicht näher gezeigte Nabe mit einer Schraube auf der Welle 46 arretiert werden. Die Scheibe 50 weist ebenfalls verteilt auf ihrem Umfang Öffnungen auf, in welchen Aufnahmen 51 aufgenommen sind. Zwischen der Unterseite eines tellerförmigen Oberteils der Aufnahme 51 und der Scheibe 50 ist jeweils eine Feder 52 angeordnet, um Behälter 54 zur Probenaufnahme gegen die Unterseite des Probenteilers 40 zu drücken. Dabei ist jeweils an den Enden der Führungsrinnen 44 ein derartiger Behälter 54 vorgesehen.
Der Antrieb des Probenteilers 1 erfolgt über einen verjüngten Wellenabschnitt 11 der Welle 9, der sich nach unten von Lager 32 aus erstreckt und auf welchem eine Antriebsscheibe 20 (z.B. Riemenscheibe) befestigt ist. Über einen Riemen 21 und einer Antriebsscheibe 22, welche drehfest auf einer Antriebswelle 24 eines Motors 26 befestigt ist, wird die Antriebsleistung übertragen. Der Motor 26 ist dabei auf einer Konsole 27 befestigt, welche mit einem Sockel 16 verbunden ist.
Der Antrieb des weiteren Probenteilers 40 erfolgt über eine weitere, auf der Welle 24 befestigte Antriebsscheibe 60, welche über einen Riemen 58 mit einer Antriebsscheibe in Antriebsverbindung steht. Die Antriebsscheibe 56 ist auf einem verjüngten Wellenabschnitt 45 der Welle 46 befestigt.
Es ist auch eine Ausführung möglich, wobei der Probenteiler 40 von einer separaten Antriebsquelle angetrieben werden kann.
Um den Antrieb von dem Motor 26 auf die jeweiligen Probenteiler 1, 40 zu übertragen, sind auch andere nicht gezeigte Varianten möglich.
Der Motor 26 wird über eine Leitung 62 von einer Steuerung ST angesteuert.
Über diese Steuerung ST wird über die Leitung 67 auch ein Schwingungserzeuger 64 angesteuert, der auf dem Sockel 16 befestigt ist.
Der Schwingtisch 15 stützt sich über Tragsäulen 18 (z.B. 4 Tragsäulen) auf dem Sockel 16 ab. Zwischen dem Schwingtisch 15 und der jeweiligen Tragsäule ist ein Federelement 34 vorgesehen, dessen Ausführung z.B. der in der DE-A1-10 130 808 gezeigten Ausführung entspricht. Durch diese Befestigungsart wird ermöglicht, dass der Schwingtisch 15 gegenüber dem Sockel 16 Schwingbewegungen in einem begrenzten Rahmen, insbesondere in horizontaler Richtung ausführen kann. Unterhalb des Schwingtisches 15 sind Laschen 68 vorhanden, an welchen Blattfedern 65 über Befestigungsmittel 53 (z.B. Schraubverbindungen) befestigt sind. Diese Blattfedern 65 sind an ihrem andern Ende ebenfalls über Befestigungsmittel 53 an Laschen 70 befestigt, welche mit einer Platte 69 verbunden sind. Die Platte 69 ist mit dem Schwingungserzeuger 64, bzw. mit dem Sockel 16 fest verbunden.
Der Schwingungserzeuger 64 weist einen Stössel 66 auf, der im Betrieb eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und auf einer Längsfläche einer der Blattfedern 65 aufliegt. Der Stössel kann dabei am Ende mit einem Gummiaufsatz (nicht gezeigt) versehen sein. Durch die Bewegung des Stössels 66 wird die Blattfeder 65 nach links gedrückt und kehrt dann nach der Rückbewegung des Stössels 66 aufgrund der Federspannung wieder in die ursprüngliche Stellung zurück. Diese Bewegung wird durch die weitere Blattfeder 65' unterstützt, welche nicht direkt vom Stössel 66 beaufschlagt wird und parallel zur ersten Blattfeder 65 angeordnet ist. Durch die leichte Schrägstellung der Blattfedern 65, 65' führt der Schwingtisch 15 bei der horizontalen Verschiebung auch eine leichte vertikale Bewegung aus.
Diese horizontale Bewegung des Schwingtisches 15 in Richtung des weiteren Probenteilers 40 kombiniert mit einer leichten vertikalen Bewegung bewirkt die Unterstützung des gesamten Förderflusses, beginnend von der Förderrinne 2 bis zu den Behältern 12, bzw. zu den Behältern 54.
Die Funktionsweise dieser Einrichtung ist wie folgt:
Das in den Trichter 3 eingebrachte Probenmaterial P gelangt in die Förderrinne 2. Über die in Richtung des nachfolgenden Probenteilers leicht abfallende Förderrinne 2 gelangt das Probenmaterial mit Unterstützung der über den Schwingtisch 15 übertragenen Schwingbewegung in die Zuführung 7 des Probenteilers 1 und wird auf den rotierenden Teilerkegel 4 abgegeben. Unter Einwirkung der Fliehkraft und der Schwerkraft wird das Probenmaterial gleichmässig über die Führungsrinnen 6 nach unten abgeführt. Da der Probenteiler 1 ebenfalls auf dem Schwingtisch 15 gelagert ist, wird dieser Teilvorgang zusätzlich durch die aufgebrachte und beschriebene Schwingbewegung unterstützt.
Das auf diese Weise geteilte Probenmaterial gelangt zum einen in die am Ende der Führungsrinnen 6 am Probenteiler 1 anliegenden Behälter 12, bzw. zum anderen in das Rohr 13, über welches dieser Probenanteil in die feststehende Rinne 28 abgegeben wird. Durch die beschriebene Schrägstellung der Rinne 28, bzw. der mit dieser verbundenen Förderrinne 29, wird dieser Probeanteil unter Einwirkung der Schwingbewegung über den Schwingtisch 15 in die Zuführung 42 des nachfolgenden Probenteilers 40 überführt.
Der an den Probenteiler 40 abgegebene Probeanteil wird über den rotierenden Teilerkegel 43 und dessen Führungsrinnen 44 nochmals gleichmässig auf die unten angeordneten Behälter 54 verteilt. Der Probenteiler 40 wird ebenfalls über die Lagerung auf dem Schwingtisch 15 während des Teilvorganges in Schwingungen versetzt, welche den Förderfluss des Probenmaterials unterstützt und ein Festsetzen von Probematerial im Bereich des Probenteilers 40 verhindert. Es wäre auch denkbar, dem zweiten Probenteiler einen separaten Schwingungserzeuger, bzw. Schwingtisch zuzuordnen. Nach Durchführung der Probenteilung werden die Behälter 12, bzw. 54 entfernt und deren Inhalt an einem nachgeschalteten Analysegerät analysiert und die Anteile der darin enthaltenen Materialien festgestellt.
Mit dem Ergebnis kann dann der Verarbeitungsprozess entsprechend korrigiert, bzw. eingestellt werden. Mit den beim zweiten Probenteiler erzeugten Proben kann infolge der weiteren Durchmischung eine noch exaktere Analyse durchgeführt werden. Zum Entfernen der Behälter 12, bzw. 54 werden diese manuell gegen die Federn 23, bzw. 52 gedrückt und seitlich herausgenommen.
In Fig. 3 wird eine weitere Variante gezeigt, wobei der weitere Probenteiler 40 im Gegensatz zur Ausführung nach Fig.1 mit dem Probenteiler 1 um dessen Antriebswelle 9 mit umläuft. Das heisst, die Abgabeöffnung des Rohres 13 und die Zuführung 42 des Probenteilers 40 stehen sich während dem Teilungsprozess fortwährend koaxial gegenüber.
Die Welle 9 ist in einer Hohlwelle 80 über schematisch angedeutete Lager drehbar gelagert. Selbstverständlich ist die Welle so gelagert, dass sie in ihrer vertikalen Lage gegenüber dem Schwingtisch 15 fixiert ist. Die Hohlwelle 80 ist über das Lager 82 auf dem Schwingtisch 15 drehbar gelagert und ist an ihrem oberen Ende mit einem Zahnrad 84 versehen, das mit einem Zahnrad 85 in Antriebsverbindung steht. Dabei ist das Zahnrad 85 drehfest auf der Antriebswelle 46 des Probenteilers 40 angebracht. Die Welle 40 ist in einer Aufnahme 87 drehbar über nicht näher gezeigte Lagermittel gelagert. Die Aufnahme 87 ist drehfest mit der Welle 9 verbunden und kann in Form einer Scheibe ausgeführt sein. Zum Ausgleich der umlaufenden Masse des Probenteilers 40 ist auf der gegenüberliegenden Seite eine Ausgleichsmasse 88 auf der Aufnahme 87 befestigt.
Der Antrieb des Probenteilers 1 erfolgt über die Antriebsscheibe 93, die über den Riemen 95 mit der Antriebsscheibe 92 in Verbindung steht. Die Antriebsscheibe 92 ist auf der Welle 91 des Motors 90 befestigt.
Für den Antrieb des Probenteilers 40 ist im gezeigten Beispiel ein Motor 26 mit einer Antriebswelle 24 vorgesehen, welcher wie im ersten Ausführungsbeispiel über die Konsole 27 an dem Sockel 16 angebracht ist. Auf der Antriebswelle 24 ist eine Antriebsscheibe 22a befestigt, die über einen Riemen 21 a mit einer auf der Hohlwelle 80 befestigten Antriebsscheibe 20a antriebsmässig verbunden ist. Der Antrieb wird dann über das bereits beschriebene Zahnradpaar 84 und 85 auf die Welle 46 und somit auf den Teilerkegel 43 des Probenteilers 40 übertragen. Die Ansteuerung der Motoren 26, 90 erfolgt über die Steuerleitungen 62, bzw. 96. Ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Schwingungserzeuger 64 vorgesehen, der über die Blattfedern 65, 65' den Schwingtisch 15 während dem Teilungsprozess in Schwingung versetzt.
Die übrigen Bestandteile dieses Ausführungsbeispieles entsprechen der Ausführung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb diese hier nicht mehr näher erläutert werden.
Die über den ersten Probenteiler gleichmässig verteilte Probenmenge wird einerseits in die Behälter 12 und andererseits in das Rohr 13 abgegeben. Der vom Rohr 13 aufgenommene Probenanteil wird während dem Umlauf des nachfolgenden Probenteilers 40 in dessen Zuführung 42 abgeführt. Von dort wird dieser Probenanteil über den sich drehenden Teilerkegel über die Führungsrinnen 44 gleichmässig geteilt und in die Behälter 54 abgeführt. Da beide Probenteiler 1, 40 direkt oder indirekt am Schwingtisch 15 gelagert sind, wird der Teilungsvorgang durch die Überlagerung mit einer Schwingbewegung unterstützt, wodurch die Gefahr von Verstopfungen auch innerhalb der Probenteiler weitgehendst vermieden wird.