DE10108706B4

DE10108706B4 - Vorrichtung zum Zuführen von Schüttgut

Info

Publication number: DE10108706B4
Application number: DE10108706A
Authority: DE
Inventors: Frank Pahl; Helmut Bauer
Original assignee: AZO GmbH and Co
Current assignee: AZO GMBH & CO. KG, 74706 OSTERBURKEN, DE
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2021-02-24
Also published as: DE10108706A1

Abstract

Vorrichtung zum Zuführen von Schüttgut-Komponenten zu einer Abgabestelle (24), bestehend aus einem Wiegebehälter (15) für die Hauptkomponente mit einer Massen-Erfassungseinrichtung und einem an den Auslauf des Wiegebehälters angeschlossenen Zuführrohr (18), das zentral in einen Übergabetrichter (19) an der Abgabestelle mündet, und wenigstens zwei Dosiereinrichtungen (20, 21), die einander gegenüberliegend oberhalb der Mündung des Zuführrohrs (18) wenigstens eine weitere Komponente in den Übergabetrichter (19) einspeisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtungen (20, 21) die weitere Komponente an je ein Leitrohr (27, 28) abgeben und die beiden Leitrohre im Zentrum des Übergabetrichters (19) zu einem einzigen Ablauf (33) zusammengeführt sind, und daß das Zuführrohr (18) zwischen den Leitrohren (27, 28) ausmündet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Schüttgut-Komponenten zu einer Abgabestelle, bestehend aus einem Wiegebehälter für die Hauptkomponente mit einer Massen-Erfassungseinrichtung und einem an den Auslauf des Wiegebehälters angeschlossenen Zuführrohr, das zentral in einen Übergabetrichter an der Abgabestelle mündet, und wenigstens zwei Dosiereinrichtungen, die einander gegenüberliegend oberhalb der Mündung des Zuführrohrs wenigstens eine weitere Komponente in den Übergabetrichter einspeisen.
Im Sinne der Erfindung ist "Abgabestelle" eine Stelle der Vorrichtung, wo das Schüttgut beispielsweise einer Verarbeitungsmaschine, z.B. einem Extruder, einem Mischer, einer Verpackungsmaschine, einer Fördereinrichtung od. dgl. zugeführt wird. Um den Massendurchsatz bei einer solchen Schüttgutzuführung zu erfassen, weist die Vorrichtung einen Wiegebehälter auf, dem die Hauptkomponente des Schüttgutes beispielsweise aus einem oder mehreren Vorratsbehältern oder Abscheidern einer pneumatischen Förderanlage chargenweise aufgegeben wird. Dem Wiegebehälter ist eine Massen-Erfassungseinrichtung zugeordnet, um den Massendurchsatz zu erfassen. Aus dem Wiegebehälter läuft das Schüttgut in den Übergabetrichter, dessen Ablauf die Abgabestelle bildet.
In vielen Einsatzfällen sind mehrere Schüttgutkomponenten zuzuführen. In diesem Fall wird die Hauptkomponente mit dem größten Massenanteil über das Zuführrohr an den Übergabetrichter abgegeben, während die anderen Komponenten über radiale Zuführungen mittels Dosiereinrichtungen, beispielsweise Dosierschnecken od. dgl., aufgegeben werden, wobei im Übergabetrichter bis zur Abgabestelle eine Vormischung der Komponenten stattfindet. Das Schüttgut gelangt im Fallstrom durch das Zuführrohr in den Übergabetrichter und wird dort aufgestaut, um am Abgabeende einen kontinuierlichen Ablauf entsprechend dem Bedarf der nachgeschalteten Maschine, Einrichtung od. dgl. zu garantieren. Der Schüttgutablauf selbst wird dann wesentlich durch die Fließeigenschaften des Schüttgutes bestimmt.

Bei einer bekannten Vorrichtung ( EP 0 432 190 B1 ) gelangt das Schüttgut aus dem Auslauf des Wiegebehälters unmittelbar in den Übergabetrichter. Unterhalb des Auslaufs und innerhalb des Übergabetrichters ist ein zum Wiegebehälter achsgleicher Kegel angeordnet, der zwischen sich und dem Mündungsrand des Auslaufs einen Auslaufspalt bildet, durch den das Schüttgut über die Kegelfläche nach außen gelenkt wird. Der Spalt ist durch eine verstellbare Aufhängung des Kegels am Wiegebehälter einstellbar. Durch das Umlenken nach außen sollen axiale Reaktionskräfte, die über das Zuführrohr auf den Wiegebehälter einwirken und das wiegeergebnis verfälschen, vermieden werden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ( EP 0 472 949 B1 ) zur Zuführung von zwei Schüttgut-Komponenten, z.B. verschiedener oder verschiedenfarbiger Kunststoffgranulate zu einem Extruder, wird die Hauptkomponente aus dem Wiegebehälter über das Zuführrohr zentral in den Übergabetrichter übergeben. Auch hier ist dem unten offenen Zuführrohr ein kegeliger Staukörper zugeordnet, der die Hauptkomponente zur Seite hin ablenkt. Die zweite Komponente wird über eine radiale Zuführung, z.B. eine Dosierschnecke, in den Übergabetrichter übergeben.

Beide bekannten Vorrichtungen sind aufgrund des verstellbaren Kegels unterhalb des Auslaufs konstruktiv aufwendig. Bei der Vorrichtung zum Zuführen mehrerer Komponenten ( EP 0 472 949 B1 ) weist der Übergabetrichter ein unteres zylindrisches Teil auf und reicht das Zuführrohr bis in diesen zylindrischen Teil, während die weitere Komponente in den darüber befindlichen trichterförmigen Teil zugespeist wird und auf den annähernd ebenen Gutspiegel der im zylindrischen Teil aufgestauten Hauptkomponente aufläuft. Hier kann es insbesondere abhängig von den unterschiedlichen Fließeigenschaften der Komponenten zu Unregelmäßigkeiten in der Zuführung der weiteren Komponenten an die Abgabestelle kommen, insbesondere wenn die weiteren Komponenten in geringen Mengen zugegeben werden, wie dies beispielsweise bei Additiven, Treibmitteln od. dgl. der Fall ist.

Es ist weiterhin eine volumetrisch arbeitende Vorrichtung bekannt ( DE 8505384 U1 ), bei der in verschiedenen Behältern mit ablaufseitig angeordnetem Zellenrad je eine Komponente enthalten ist. Zwei Behälter mit in der Mischung geringerem Anteil sind an gegenüberliegenden Stellen eines Übergabetrichters angeordnet, während zwei weitere Behälter die Hauptkomponenten in das Zentrum des Übergabetrichters abgeben. Wie dies im einzelnen geschieht, läßt die Schrift offen. Eine einigermaßen gute Durchmischung der Komponenten ist bei dieser Anordnung nicht zu erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der EP 0 472 949 B1 bekannte Vorrichtung in konstruktiver Hinsicht zu vereinfachen und zugleich sicherzustellen, daß bei der Zuführung mehrerer Komponenten im Übergabetrichter ein gleichmäßiger Massenfluß aller Komponenten zur Abgabestelle und zugleich eine gute Vormischung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dosiereinrichtungen die weitere Komponente an je ein Leitrohr abgeben und die beiden Leitrohre im Zentrum des Übergabetrichters zu einem einzigen Ablauf zusammengeführt sind, und daß das Zuführrohr zwischen den Leitrohren mündet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen zunächst maßgeblich dadurch, daß die zweite bzw. jede weitere Komponente nicht außen auf den aus der Hauptkomponente gebildeten Schüttgutkegel gleichsam abgeworfen, sondern in Leitrohre eingespeist wird, die die Komponenten im Aufgabetrichter kontrolliert nach unten führen und im unteren Bereich des Behälters abgeben. Umgekehrt wird die durch das Zuführrohr zentral aufgegebene Hauptkomponente nicht im Zentrum nach unten geführt, sondern an den Leitrohren und deren unterer Zusammenführung nach außen abgelenkt und entlang der konvergierenden Seitenwände des Übergabetrichters nach unten geführt. Im unteren Bereich des Übergabetrichters oberhalb der Abgabestelle läuft also die zweite und jede weitere Komponente im Zentrum zu, während die Hauptkomponente von außen zuläuft. Vorrichtungen dieser Art arbeiten im Staubetrieb, d.h. die Komponenten rutschen entsprechend der Produkt-Anforderung der an die Abgabestelle anschließenden Anlage im Übergabetrichter nach. Unmittelbar unterhalb des Ablaufs der Leitrohre findet dann durch das Nachrutschen ein Vormischen statt, wobei die Sinkgeschwindigkeit der Hauptkomponente aufgrund der größeren Gutsäule im Übergabetrichter größer ist als die der Nebenkomponenten. In dem unmittelbar an den Ablauf anschließenden Bereich werden die Nebenkomponenten durch Mitnahmeeffekte in die Hauptkomponente eingemischt und gelangen die Komponenten vorgemischt an die Abgabestelle bzw. in die hieran anschließende Anlage.

Durch die zentrale Zugabe der Nebenkomponenten mit dem in der Regel wesentlich geringeren Massenanteil ist sichergestellt, daß sie zur Abgabestelle gelangen und nicht an den äußeren Wandungsbereich des Übergabetrichters migrieren und durch Wandeffekte verzögert werden. Auch die bei den bekannten Vorrichtungen und geringer Masse der Nebenkomponenten beobachteten Inhomogenitäten der Mischungen, insbesondere bei einer Aufgabe auf einen Extruder, treten nicht auf. Der Grund liegt darin, daß die quer zur Sinkbewegung des Schüttgutes arbeitende Extruderschnecke das zulaufende Produkt nicht kontinuierlich, sondern satzweise übernimmt und zusätzlich eine Bewegungskomponente quer zur Sinkbewegung in die unterste Schüttgutschicht einträgt, die die zentral zulaufende Komponente nicht bis in den Randbereich des Übergabetrichters verdrängen kann.

In bevorzugter Ausführung weisen die Leitrohre im Anschluß an ihre Zusammenführung eine ihren Ablauf bildende Erweiterung auf.

Durch die Zusammenführung der Leitrohre wird zunächst eine Querschnittsverengung gegenüber der Summe der Querschnitte der Leitrohre erzeugt, die die durch die Leitrohre geführten Komponenten etwas zurückhält. Durch die anschließende Erweiterung laufen die Komponenten praktisch im freien Fall einwandfrei ab. Zugleich wird die Hauptkomponente durch die Außenwandung der Erweiterung nach außen gelenkt. Unmittelbar unterhalb des Ablaufs der Nebenkomponenten kann die Hauptkomponente nur unter ihrem Schüttwinkel zum Zentrum vordringen, so daß sich dort eine Art Guttrichter aus der Hauptkomponente bildet, in den die Nebenkomponenten aufgegeben und bei Produktanforderung im Zentrum der Hauptkomponente zugemischt werden.

Vorzugsweise erstreckt sich die Erweiterung diffusorartig nach außen unter Bildung eines breiten Ringspaltes zwischen dem Ablauf und den Wänden des Übergabetrichters. Über diesen Ringspalt läuft die Hauptkomponente zu. Der Neigungswinkel der Wandung des Übergabetrichters und der diffusorartigen Erweiterung sowie die Breite des Ringspaltes sind so aufeinander abgestimmt, daß die Hauptkomponente einwandfrei abläuft. Zweckmäßigerweise sind die Leitrohre V-förmig zusammengeführt.

Ein Teil der Hauptkomponente wird bereits durch die Leitrohre nach außen abgelenkt. Während im Bereich der Zusammenführung der Leitrohre und der anschließenden Erweiterung die Hauptkomponente vollständig aus dem Zentrum des Übergabetrichters nach außen verdrängt wird.

In weiterhin bevorzugter Ausführung weisen die Leitrohre an ihrem oberen Ende unmittelbar unterhalb des Abgabeendes der Dosiereinrichtungen einen Einlauftrichter auf, der für eine einwandfreie Einleitung der Nebenkomponenten in die Leitrohre sorgt.

Die Dosiereinrichtungen enden wandnah in einem oberen zylindrischen Bereich des Übergabetrichters, während das Zuführrohr den zylindrischen Bereich des Übergabetrichters durchgreift und im konvergierenden Bereich des Übergabetrichters mündet.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Anlage zum Zuführen von drei verschiedenen Granulaten zu einem Extruder und
2 eine vergrößerte Ansicht des Übergabetrichters.
1 zeigt eine pneumatische Förderanlage mit einem Sauggebläse 1, einem Staubabscheider 2, und drei Produktabscheidern 3, 4 und 5, denen über die Förderleitungen 6, 7 und 8 drei verschiedene Komponenten, z.B. Kunststoffgranulate zugeführt werden können. Die Reinluftseite der Abscheider 3, 4, 5 ist über die Saugleitung 9 an den Staubabscheider 2 angeschlossen. Die Abscheider 3, 4, 5 sind am unteren Ende mit einer Klappe 10 verschlossen, die mit einem Bedarfsmelder zusammenwirkt, über den bei Leerlaufen des Behälters Granulat nachgefordert wird. Die Verschlußklappe 10 öffnet jeweils in einen Zwischenbehälter 11, 12 bzw. 13.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel werden die verschiedenen drei Granulate einem Extruder 14 zugeführt, von denen die Hauptkomponente im mittleren Abscheider 4 und über den Zwischenbehälter 12 in einen Wiegebehälter 15 mit einem zulaufseitigen Verschluß gelangt. Die weiteren Komponenten mit geringerem Massenanteil werden in den Abscheidern 3 und 5 abgeschieden und gelangen über die Zwischenbehälter 11, 13 in die Behälter 16, 17. Anlagen der vorgenannten Art sind bekannt und im vorliegenden Fall nur beispielhaft beschrieben.
An den Wiegebehälter 15 schließt ablaufseitig ein Zuführrohr 18 an, das in einen Übergabetrichter 19 mündet, der zugleich den Aufgabetrichter des Extruders 14 bildet. Die weiteren Komponenten, die in dem Behälter 16, 17 enthalten sind, werden aus diesem mittels Dosiereinrichtungen in Form von Dosierschnecken 20, 21 abgezogen und etwa radial in den Übergabetrichter 19 eingespeist. Jeder Behälter 16, 17 mit Dosierschnecke 20, 21 sitzt gleichfalls auf einer in der Zeichnung nur angedeuteten Wiegeeinrichtung, die an die Massenerfassungseinrichtung angeschlossen ist.
2 zeigt den Übergabetrichter 19 und die Schüttgut-Zuführung in vergrößerter Ansicht. Der Übergabetrichter 19 weist einen oberen zylindrischen Abschnitt 22 und daran anschließend einen trichterförmigen Abschnitt 23 mit der Abgabestelle 24 auf. In dem zylindrischen Abschnitt 22 sind die Dosierschnecken 20, 21 in den Übergabetrichter 19 hineingeführt derart, daß ihr Abgabeende 25 bzw. 26 oberhalb der geneigten Wände des trichterförmigen Abschnitts 23 liegt. Das Zuführrohr 18 ist am unteren Ende offen und mündet im konvergierenden Bereich des Übergabetrichters aus.
Im Aufgabetrichter 19 sind jeder Dosierschnecke 20, 21 Leitrohre 27, 28 zugeordnet, die an ihrem oberen Ende einen Einlauftrichter 29, 30 aufweisen, der sich unmittelbar unterhalb des Abgabeendes 25, 26 der Dosierschnecken 20, 21 befindet. Die Leitrohre sind V-förmig zum Zentrum des Übergabetrichters 19 zusammengeführt, sind also im Bereich 31 miteinander verbunden. An diesen Bereich 31 schließt sich eine konisch divergierende Erweiterung 32 mit einem gleichfalls zentrisch liegenden Ablauf 33 an. Zwischen dem Ablauf 33 der konischen Erweiterung 32 und der konvergierenden Wandung 23 des Übergabetrichters 19 wird ein breiter Ringspalt 34 gebildet.
Die über das Zuführrohr 18 zugeführte Hauptkomponente des Schüttgutes wird im Zentrum des Übergabetrichters 13 aufgegeben, wobei die Aufgabe so erfolgt, daß die Hauptkomponente unmittelbar unterhalb des offenen Zuführrohrs 18 sich in einem Schüttkegel aufbaut. Je nach Produkt-Anforderung durch den Extruder 14 rutscht die Hauptkomponente nach und wird dabei durch die Leitrohre 27, 28 nach außen und im Bereich der Zusammenführung 31 der beiden Leitrohre 23 vollständig aus dem Zentrum heraus in den äußeren Bereich des Übergabetrichters 19 verdrängt. Die über die Dosierschnekken 20, 21 aufgegebenen Nebenkomponenten gelangen über die Einlauftrichter 29, 30 und die Leitrohre 27, 28 in das Zentrum des Übergabetrichters und aus dem Ablauf 33 in den Übergabetrichter, und zwar in das Zentrum des sich dort aufbauenden Innentrichters der Hauptkomponente. Die über die Dosierschnecken 20, 21 zugeführten Nebenkomponenten werden innerhalb der Leitrohre nicht aufgestaut, sondern werden gleichsam fallend aufgegeben, um sicherzustellen, daß stets die gewünschte Menge entsprechend der Anforderung des Extruders 14 im Zentrum der Hauptkomponente zuläuft.

Claims

Vorrichtung zum Zuführen von Schüttgut-Komponenten zu einer Abgabestelle (24), bestehend aus einem Wiegebehälter (15) für die Hauptkomponente mit einer Massen-Erfassungseinrichtung und einem an den Auslauf des Wiegebehälters angeschlossenen Zuführrohr (18), das zentral in einen Übergabetrichter (19) an der Abgabestelle mündet, und wenigstens zwei Dosiereinrichtungen (20, 21), die einander gegenüberliegend oberhalb der Mündung des Zuführrohrs (18) wenigstens eine weitere Komponente in den Übergabetrichter (19) einspeisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtungen (20, 21) die weitere Komponente an je ein Leitrohr (27, 28) abgeben und die beiden Leitrohre im Zentrum des Übergabetrichters (19) zu einem einzigen Ablauf (33) zusammengeführt sind, und daß das Zuführrohr (18) zwischen den Leitrohren (27, 28) ausmündet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrohre (27, 28) im Anschluß an ihre Zusammenführung (31) eine ihren Ablauf bildende Erweiterung (32) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (32) sich diffusorartig nach außen unter Bildung eines breiten Ringspaltes zwischen dem Ablauf (33) und der Wandung (23) des Übergabetrichters (19) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrohre (27, 28) V-förmig zusammengeführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (33) der Leitrohre (27, 28) nahe der Abgabestelle (24) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrohre (27, 28) an ihrem oberen Ende und unmittelbar unterhalb des Abgabeendes (25, 26) der Dosiereinrichtungen (20, 21) einen Einlauftrichter (29, 30) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtungen (20, 21) mit ihrem Abgabeende (25, 26) in einem oberen zylindrischen Bereich des Übergabetrichters (19) wandnah enden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (18) den zylindrischen Bereich des Übergabetrichters (19) durchgreift und im konvergierenden Bereich des Übergabetrichters (19) mündet.