CN103328355B - 用于分配粉末的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双料斗系统，所述系统包括第一料斗（1）和第二料斗（2），第一料斗（1）具有第一和第二开口（4；5），而第二料斗（2）布置在第一料斗（1）的第二开口（5）上方并伸入第一料斗（1）的第二开口（5）中，第一料斗（1）的第一开口（4）具有长度（l）和分配区域（o），第二料斗（2）相对于第一料斗（1）可移动地布置，其中第二料斗（2）可在长度（l）的至少3/4上移动。本发明还涉及一种利用双料斗系统分配物料的方法。
Description
技术领域
本发明涉及双料斗系统。本发明还涉及利用双料斗系统分配物料的方法。
背景技术
现有技术中已熟知具有物料再充填机构的双料斗系统。例如，在文献DE1611317中披露了具有存储容器的粉末容器。存储容器伸入粉末容器并容纳有粉末以便再充填粉末容器。存储容器可移动地布置在粉末容器内部，其中运动主要发生在垂直方向。
在文献DE2541972中披露了粉末容器和再充填容器。粉末容器布置在再充填容器内部，且两个容器都经由一个再充填装置互相连接。由于再充填装置，再充填容器的粉末可进入粉末容器。再充填装置的第一个实施例是可移动的撬体，所述撬体将粉末输送至粉末容器中。
上述两个文献都具有这样的缺点：再充填粉末在受限的区域中进入粉末容器。由于这一点，粉末容器中的粉末水平高度并不均匀。由于不均匀的粉末水平高度，在粉末容器中的粉末上(经由重力)局部出现不同的压力，这导致粉末的不均匀密度和分配。
WO2010/108702描述了用于例如煤渣的分配器，所述分配器包括上部和下部分配台。上部分配台包括具有内部扩摊装置的料斗。下部分配台也包括用于疏松物料的分隔器。WO2010/108702旨在将细粒度的疏松物料均匀地扩摊在矩形表面上。
发明内容
本发明的目的是创造一种双料斗系统，所述系统在整个分配区域上并在整个分配时间中具有均匀的且持续可重复的粉末密度和粉末分配。
该目的由下述的双料斗系统实现。其中，所述系统包括第一料斗和第二料斗，第一料斗具有第一开口和第二开口，第二料斗布置在第一料斗的第二开口之上并伸入第一料斗的第二开口中，第一料斗的第一开口具有长度；其中，第二料斗布置成相对于第一料斗可移动，其中第二料斗能够在所述长度的至少3/4上移动，其中，由第一料斗的第一开口形成分配区域，且第二料斗相对于第一料斗可移动地布置成使得移动能够发生在平行于分配区域的平面中。
第一和第二料斗容纳有物料。优选地，第一和第二料斗容纳有粉末，更优选地，容纳有粒状粉末。在下文中词语“物料”、“粉末”、“粒状粉末”和“粒状物料”含义相同地使用。
由于第二料斗可移动地布置在第一料斗的第一开口(出口)的长度l)的至少3/4之上，因此粉末被均匀地再充填于该第一开口的长度上并因而再充填于粉末水平表面的全部长度上。因此，第一料斗中的单位压力是均匀的。因此，恒定的再充填保证了由第一料斗的第一开口的均匀的粉末分配——这意味着在第一开口的分配区域上恒定的粉末量。结果带部件从双料斗系统接收到非常均匀的粉末分配，尤其是在单位面积重量和密度方面。
可移动的布置意味着至少第二料斗的侧面可沿着l)的距离移动，直至侧面接触到第一料斗的一个侧面或单独的止动机构。在全部长度l)的至少3/4上可移动的布置意味着第二料斗的这个侧面可在第一料斗的全部长度l)的至少3/4上移动。优选地，第二料斗在第一料斗的第一开口的全部长度l)的5/6上、且最优选在全部长度l)上可移动地布置。
优选地，第二料斗的移动发生在平行于分配区域的平面上。这意味着第二料斗在水平方向上移动而没有垂直移动，且第二料斗的分配区域水平地处于第一料斗位置的下方。与文献DE1611317形成对比(图2)，粉末因而掉落时在第一料斗中的剩余粉末水平上没有大的差别。在第二料斗的一个移动步骤中(这意味着第二料斗沿着长度l移动并折返)，粉末水平高度持续减少，因为粉末持续地流出第一料斗的第一开口。但是，在时间t*N和位置l*N时第一料斗中的粉末水平高度相较于在时间t*N+1和位置l*N+1时第一料斗中的粉末水平高度是恒定的，其中N是移动步骤的数量，而l*是第二料斗沿长度l的恒定位置，而t*是在该移动步骤期间恒定的时间点。由于添加再充填粉末而导致的在第一料斗中部分或全部的粉末压实可得到避免或减少。
优选地，第二料斗是至少部分尖端形的或矩形的或圆形的，和/或第二料斗的第一开口形成了分配区域p)。优选地，第二料斗的成型部分是在第二料斗的第一开口的部分中。第二料斗的成型部分影响到粉末流动。成型部分必须使得其是对粉末离开料斗2时的流动限制。当采用具有高摩擦系数的物料(例如粉末)时，由成型部分导致的流动限制应大于当采用具有低摩擦系数的物料时。因此流动限制的形状和所用的物料以这种方式相互适应：当第二料斗的粉末在第一料斗中达到限定的粉末水平高度时粉末流动停止。
若粉末离开第一料斗的第一开口(优选为信箱形开口)并落在一个表面上(例如带部件或纸张)，所述表面距第一料斗的第一开口少于30mm或优选少于2mm，则形成了分配区域o)。
若粉末离开第二料斗的第一开口并落在一个表面上(例如带或纸张)，所述表面距第二料斗的第一开口少于2-10mm，则形成了分配区域p)。
优选地，分配区域p)等于第二料斗的第一开口的区域。由第二料斗再充填的区域是由第二料斗的第一开口的区域尺寸和第二料斗沿长度l)的移动形成的，并且优选等于第一料斗的第二开口的区域。在再充填期间或之后第一料斗中的“粉末小山”可得到避免。也可使第二料斗的再充填区域在l’方向上略小于第一料斗的第二开口的区域。
优选地，双料斗系统可用于粉末作为物料的情况。若应用粉末，则当第二料斗的第一开口接触到第一料斗中限定的粉末水平(或再充填粉末水平)时，粉末颗粒和粉末颗粒以及料斗系统侧壁之间的摩擦防止了粉末经由第一开口离开第二料斗。
优选地，第二料斗的第一开口布置在相对于第一料斗的第一开口一定(高度)距离d)处。第二料斗可相对于第一料斗这样布置：使得第二料斗的第一开口正好在第一料斗的第二开口上方。同样在这种情况下，本发明的第二料斗伸入第一料斗中。
在第一实施例中第一料斗首先充填粉末，其中粉末在第一料斗中填补至限定的水平高度。随后第二料斗布置在第一料斗之上并伸入第一料斗中(经由第一料斗的第二开口)。第二料斗也充填了粉末，其中第二料斗的第一开口接触到第一料斗中的粉末水平。在该时刻由于第一料斗中的粉末，没有粉末可离开第二料斗。至此，由于没有粉末离开第一料斗(经由第一料斗的第一开口)，第一料斗中的粉末水平恒定于限定的粉末水平且没有粉末流出第二料斗的第一开口。若粉末离开第一料斗而第一料斗的粉末水平高度降低，则在第一料斗的粉末水平和第二料斗的第一开口之间出现间隙。由于该间隙，粉末可流出第二料斗的第一开口，而在相同时候第二料斗同时沿全部长度l)移动。在分配区域p)上均匀地发生粉末流出第二料斗的第一开口。随着第一料斗中重新恢复限定的粉末水平，在第一料斗中的限定的粉末水平和第二料斗的第一开口之间不存在间隙。粉末停止流出第二料斗。在第二实施例中，第一料斗由第二料斗充填物料。这意味着物料(例如粉末)经由第二开口被充填至第二料斗中并填补第一料斗。当第二料斗填补第一料斗时，第二料斗沿第一料斗的第一开口的长度l)移动。若在第一料斗中达到限定的物料水平，则第二料斗不再填补第一料斗，而物料仍留在第二料斗中。
优选地，第一料斗具有振动装置。优选地，第一料斗在第一料斗的第一开口的区域内具有振动装置。最优选地，第一料斗的第一开口具有带信箱开口的“信箱”设计，而振动装置布置在该信箱开口上。优选地，振动装置是振动叶片。
信箱状开口负责离开第一料斗的第一开口的物料的量。这意味着信箱状开口确定离开第一料斗的第一开口的物料的剂量。由于信箱状开口，产生了恒定厚度的粉末层。所产生的粉末层的单位面积重量取决于第一料斗中的物料水平和粉末密度。第一料斗中的单位压力(或者静压)似乎是均匀的物料密度的原因，其中均匀的单位压力取决于第一料斗内均匀的粉末水平高度。第一料斗中具有不同物料水平高度的区域具有不同的单位压力。结果出现了不同密度的出流物料。因此，当希望在长的生产周期内有物料的均匀密度输出时，第一料斗中均匀的物料水平是重要的。
当第一料斗的第一开口的物料体积流量恒定时，限定的粉末水平将以恒定速率下降。再充填过程由第二料斗的移动来执行，所述第二料斗以恒定速度执行横向移动。因此，第一料斗中的粉末水平可在某些程度上根据物料流出量和横向速度而变化。第二料斗的横向速度必须选为足够快以减少这种效果。
本发明的另一方面是利用如上所述的双料斗系统分配物料的方法。优选地，方法中所用的物料是粒状物料。
第一料斗的信箱状开口的最优尺寸和第二料斗的成型形状取决于所用粉末的颗粒尺寸和内摩擦。第二料斗的尺寸，尤其是第二料斗的成型形状选择成使得在出口孔处的单位压力较小但足够高到呈现出自由的粉末流动而不会形成搭桥。第一料斗的尺寸，尤其是信箱部分选择成使得在出口孔处的单位压力也较小，也有粉末的自由流动，且静压视充填水平尽可能地小。
对于该方法，在第一料斗的再充填过程中，第二料斗沿第一料斗的第一开口的整个长度l)的至少3/4移动。
优选地，当第一料斗具有限定的物料水平高度x)时，第二料斗的第一开口与第一料斗的粉末接触。在这种情况下，优选地，没有第二料斗的物料可经由第二料斗的第一开口离开第二料斗。
由于在第一料斗中的粒状物料和第二料斗中的粒状物料之间的接触区域内的摩擦，第二料斗中的粒状物料不能离开第二料斗的第一开口。
更优选地，当物料经由第一开口离开第一料斗时第一料斗的物料水平高度x)降低，而第二料斗的第一开口不再与第一料斗的物料接触。第二料斗的物料经由第一开口离开第二料斗并经由第一料斗的第二开口进入第一料斗。
优选地，第二料斗沿长度l)移动。
优选地，第二料斗沿长度l)持续移动。这意味着第二料斗在再充填过程期间沿长度l)移动，也在第一料斗中达到限定的粉末水平高度x)时移动。优选地，第一料斗的出流的停止致使第二料斗的横向移动停止。在尤其优选的实施例中，第一和第二料斗总是在过程期间运动。
为更好地理解，第一料斗和第二料斗充填有粒状物料(例如粉末)，其中第一料斗具有限定的物料水平高度x)，而第二料斗的第一开口布置成与第一料斗的物料接触，使得没有第二料斗的物料可经由第二料斗的第一开口离开第二料斗。若物料经由第一料斗的第一开口流出第一料斗，则第一料斗的限定的物料水平高度x)降低，而第二料斗的第一开口不再与第一料斗内的物料接触。在这种情况下第二料斗的物料可经由第二料斗的第一开口离开第二料斗并经由第一料斗的第二开口进入第一料斗。以这种方式填补第一料斗直至第一料斗中限定的物料水平高度x)重新恢复。优选地，第二料斗在再充填过程中沿长度l)移动。更优选地，第二料斗总是沿长度l–w’)移动。
优选地，第二料斗通过沿长度l)一次移动来再充填限定的物料水平高度x)。更优选地，第二料斗通过沿长度l)移动并返回来再充填限定的物料水平高度x)。
优选地，物料经由重力离开第一料斗的第一开口。更优选地，物料经由重力也离开第二料斗的第一开口。在这些优选的实施例中无需额外的力(除了重力和布置在上方的物料的单位压力是必须的之外)。
优选地，离开第一料斗的第一开口的物料经由振动装置均匀地分配在表面上。这确保了粉末更容易地流动且粉末的高度和密度差被最小化，因而形成了具有恒定的单位面积重量的层。形成了均匀的物料层，所述物料层具有恒定的厚度，密度和单位面积重量。
附图说明
通过下文给出的范例和附图进一步阐明了本发明。
图1示意性示出双料斗系统。
图2示意性示出在再充填过程期间的第二料斗。
图3示意性示出第一料斗的一部分。
图4示意性示出第一料斗的一部分的细节。
图5示意性示出第一和第二料斗。
具体实施方式
图1示出了双料斗系统3，所述双料斗系统至少包括第一料斗1和第二料斗2。第一料斗1具有第一开口4和第二开口5，第二料斗2具有第一开口6和第二开口7。第二料斗2部分伸入第一料斗1的第二开口5。第一料斗1的第一开口4形成了具有长度l和宽度w的分配区域o，物料从所述分配区域流出第一料斗1的第一开口4。在图1中该分配区域o示于距料斗系统3一定距离处以便有清晰的画面。分配区域o的尺寸约等于第一料斗1的第一开口4的区域，其中第一料斗1的第一开口4形成为在前侧的信箱形开口。第二料斗2相对于第一料斗1可移动地布置，其中第二料斗可沿至少3/4的长度l移动。优选地，第二料斗沿l移动直至第二料斗2的侧面到达第一料斗1的侧面，所述第一料斗的侧面在第一料斗1的第二开口5内部。带8或纸张或箔布置在第一料斗1的第一开口4之下以收集离开第一料斗1的物料。第二料斗2的第一开口6具有宽度w’和长度l’，所述宽度w’和长度l’约等于第二料斗2的第一开口6的分配区域p(图1中未示出)。第二料斗2的形状这样优化：使得粉末流出第二料斗2的第一开口6并再充填由第一料斗1中下降的粉末水平形成的空间。第二料斗2的侧壁角度和第二料斗2的第一开口6的尺寸至少取决于粉末物料的流动行为(内摩擦)。这意味着第二料斗2的成型部分优化成使得静压最小，粉末自由流动且没有发生搭桥的形成。第二料斗2的充填水平对于纸张上已到达的粉末物料仅具有较小影响。因此，充填第二料斗2影响不大，可在连续或不连续的基础上完成。优选地，第二料斗总是保持为完全充满。
优选地，第二料斗2的l’约等于或略小于b(第一料斗1)。由于第二料斗沿长度l的移动，第二料斗2覆盖了第一料斗1的第二开口5的表面。
图2(以侧面)示出了在再充填过程期间第二料斗2和第一料斗1的一部分。第二料斗2沿第一料斗的长度l(在箭头方向)移动，而物料离开第二料斗2的第一开口6以将物料水平y填补至限定的物料水平x。若物料水平x再次重新恢复，则第一料斗1的物料与第二料斗2的第一开口6接触，因而再没有物料可经由第二料斗2的第一开口6离开第二料斗2。优选地，第二料斗在第一料斗1的长度方向l上持续横向移动并折返，这意味着垂直于以及优选水平于生产方向(第一料斗1相对于静止带8在生产方向上移动，或带8相对于静止的第一料斗1在生产方向上移动)。优选地，第二料斗2以恒定的速度从左至右移动。当第二料斗2(或第一开口6)的右侧面到达第一料斗1的右侧面时，移动停止且其再次以恒定的速度开始从右至左，直至第二料斗2(或第一开口6)的左侧面到达第一料斗1的左侧面。第二料斗2的移动速度可与第一料斗1(或带8)的移动速度匹配，这意味着处于生产速度。在生产期间粉末持续流出第一料斗1的信箱状设计的第一开口4，因而第一料斗1中的粉末水平以恒定速率降低。第二料斗2的一部分可以是特殊成型的并且包括第二料斗2的第一开口6。第二料斗2的第一开口6形成了分配区域p(见图5，为形成清晰的画面偏移了第二料斗2的第一开口6)。分配区域p具有长度l’和宽度w’。优选地，分配区域p的长度l’等于或小于或约等于第一料斗1的第二开口5的宽度b。
第三种方法首先是充填第一料斗1接近所需的水平，随后利用料斗2来调整其精确至所需的粉末水平x。
图3示出了第一料斗1的细节部分。表面s与带8接触。物料在第一料斗1内部，其中仅示出了一部分物料。在优选的实施例中形成了信箱状开口20(20是图4的一部分)。
图4以侧视图示意性详细示出第一料斗1的一部分以及第二料斗2的一部分(虚线)。第一料斗1的第一开口4设计为信箱9，其具有信箱状开口20、表面s和在顶侧的振动叶片10。振动叶片10和第一料斗1的第一开口4的形状改善了粉末的均匀流动行为。除了其它因素之外，主要由于信箱状开口20和振动叶片10，物料可非常均匀地在传送方向11上分配在带8上。应指出，分配区域o可略大于由第一料斗1的第一开口4形成的区域。由于第一料斗1的第一开口4和带8之间的距离和/或振动装置10的采用，粉末可分配在分配区域o中。第二料斗2伸入第一料斗1的第二开口5。若第一料斗1的物料水平符合限定的物料水平x，则第二料斗2的第一开口6与第一料斗1的物料接触。
在图5中示出了第一料斗1和第二料斗2。第二料斗2的第二开口7具有宽度b’。第二料斗的第一开口6具有宽度w’和长度l’，其中第二料斗2的第一开口6的长度l’约等于或略小于第一料斗1的第二开口5的宽度b。第一料斗1具有总高度h1，所述总高度h1分成部分h2和表面s。由于成角度的部分s，第一料斗1的第一开口4的宽度w不同于第一料斗1的第二开口5的宽度b。
附图标记
1第一料斗
2第二料斗
3双料斗系统
4第一开口，第一料斗
5第二开口，第一料斗
6第一开口，第二料斗
7第二开口，第一料斗
8带
9信箱
10振动装置
11传送方向
20信箱状开口
l长度，分配区域o
w宽度，分配区域o
o分配区域，由第一料斗的第一开口形成
l’长度，分配区域P
w’宽度，分配区域p
p分配区域，由第二料斗的第一开口形成
x限定的物料水平高度
y(实际)物料水平高度
d距离
s表面(第一料斗)
s’成型部分(第二料斗)
b第一料斗的第二开口的宽度
b’第二料斗的第二开口的宽度
h1第一料斗的总高度
h2第一料斗的立方体部分
h1’第二料斗的总高度
h2’第二料斗的立方体部分
Claims (12)
1.一种双料斗系统(3)，所述系统包括第一料斗(1)和第二料斗(2)，第一料斗(1)具有第一开口(4)和第二开口(5)，第二料斗(2)布置在第一料斗(1)的第二开口(5)之上并伸入第一料斗(1)的第二开口(5)中，第一料斗(1)的第一开口(4)具有长度(l)，其特征在于，第二料斗(2)布置成相对于第一料斗(1)可移动，其中第二料斗(2)能够在所述长度(l)的至少3/4上移动，
其中，由第一料斗(1)的第一开口(4)形成分配区域(o)，且第二料斗(2)相对于第一料斗(1)可移动地布置成使得移动能够发生在平行于分配区域(o)的平面中。
2.根据权利要求1所述的双料斗系统(3)，其中第二料斗(2)可移动地布置成使得仅水平地发生移动。
3.根据权利要求1或2所述的双料斗系统(3)，其中第二料斗(2)具有第一开口(6)，且由第二料斗(2)的第一开口(6)形成分配区域(p)。
4.根据权利要求1或2所述的双料斗系统(3)，其中第二料斗(2)具有流动限制。
5.根据权利要求4所述的双料斗系统(3)，其中由于第二料斗(2)的部分尖端形或矩形或三角形的形状而发生所述流动限制。
6.根据权利要求1或2所述的双料斗系统(3)，其中第二料斗(2)的第一开口(6)布置成与第一料斗(1)的第一开口(4)相距一距离(d)。
7.根据权利要求1或2所述的双料斗系统(3)，其中第一料斗(1)在第一料斗(1)的第一开口(4)的一个侧面上具有振动装置(10)。
8.一种利用双料斗系统分配物料的方法，所述双料斗系统是根据权利要求1至7的至少一项所述的双料斗系统(3)，其中第二料斗(2)在第一料斗(1)的再充填期间沿第一料斗(1)的第一开口(4)的长度(l)的至少3/4移动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中当第一料斗(1)具有物料水平高度(x)且第二料斗(2)的第一开口(6)布置成与第一料斗(1)的物料接触时，第二料斗(2)的物料不能经由第二料斗(2)的第一开口(6)离开第二料斗(2)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中当物料经由第一开口(4)离开第一料斗(1)且第一料斗(1)的物料水平高度(x)降低且第二料斗(2)的第一开口(6)不再与第一料斗(1)的物料接触时，第二料斗(2)的物料经由第一开口(6)离开第二料斗(2)并经由第一料斗(1)的第二开口(5)进入第一料斗(1)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中第二料斗(2)沿所述长度(l)移动直至限定的所述物料水平高度(x)重新恢复。
12.根据权利要求10所述的方法，其中第二料斗(2)沿所述长度(l)连续移动。
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