DE102010037145B3

DE102010037145B3 - Dosiereinrichtung

Info

Publication number: DE102010037145B3
Application number: DE201010037145
Authority: DE
Inventors: Johann Althaus
Original assignee: BAYERISCHE WAAGENBAU WERKSTAETTE - ALTHAUS GmbH; BAYERISCHE WAAGENBAU WERKSTAETTE ALTHAUS GmbH; Bayerische Waagenbau Werkstatte - Althaus GmbH
Current assignee: Bayerische Waagenbau Werkstaette - Althaus Gmb De
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2011-12-29
Anticipated expiration: 2030-08-25

Abstract

Dosiereinrichtung (2) zum Dosieren von Schüttgut (12) mit einem Dosierschieber (10) zum variablen Verändern eines Querschnitts eines Schüttgutkanals (14) zwischen einem Zuführabschnitt (4) und einem Auslassabschnitt (6), wobei der Dosierschieber (10) zur Verengung des Querschnitts eine im Wesentlichen senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbare Schieberplatte (16) aufweist, wobei die Schieberplatte (16) zu einem Schüttgutaustritt des Zuführabschnitts (4) beabstandet ist und mit einer den Schüttgutaustritt umschließenden Wandung (18) in einer Schiebestellung einen um den Schüttgutaustritt herum umlaufenden Spalt (20) ausbildet, der seitlich durch eine Umfangswandung (26) eines an den Zuführabschnitt (4) angrenzenden Zwischenabschnitts (8) begrenzt wird; die Höhe (S) des Spalts (20) zumindest der maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts (12) entspricht und ferner so knapp bemessen ist, dass der Materialfluss aufgrund der durch den Spalt (20) erzwungenen Umlenkung und der dem jeweiligen Schüttgut (12) immanenten kohäsiven und/oder mechanischen Brückenbildungseigenschaft vor dem Erreichen der den Spalt (20) seitlich begrenzenden Umfangswandung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zum Dosieren von Schüttgut mit einem Dosierschieber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anspruchs 12.
Zum Dosieren von Schüttgut sind diverse Verfahren und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt. Unter anderem lässt sich Schüttgut dosieren, indem mittels eines Dosierschiebers der Querschnitt eines Schüttgutkanals und somit der Volumenstrom eines z. B. gravitationsbedingten Materialflusses verändert wird. Im Vergleich zu Fluiden haben Schüttgüter, sofern es sich nicht um fließende oder sog. schießende Schüttgüter handelt, ein doch sehr unterschiedliches Strömungsverhalten, welches von diversen teils schüttgutimmanenten und teils umgebungsbedingten Parametern beeinflusst wird. Bei der Auslegung von Dosiereinrichtungen für Schüttgüter sind diese speziellen Anforderungen entsprechend zu beachten.
Wenn zum Verengen eines Schüttgutkanalquerschnitts eine senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbare Schieberplatte verwendet wird, kann es vorkommen, dass einzelne Partikel des Schüttguts zwischen der Verschlusskante der Schieberplatte und der Innenwandung des Schüttgutkanals eingeklemmt werden. Dies kann dazu führen, dass entweder der Schüttgutkanal nicht vollständig verschlossen werden kann, und somit ungewollt Schüttgut durch den verbleibenden Spalt zwischen der Schieberplatte und der Kanalwandung nachrieselt, oder dass die zwischen der Schieberplatte und der Kanalwandung befindlichen Partikel gequetscht werden, was bei wiederholtem Betätigen des Dosierschiebers zu einem nicht unerheblichen Ausschuss beim Schüttgut führt.
Wenn dagegen die Schieberplatte unmittelbar an einer Austrittsöffnung eines Schüttguts zum Verschließen dieser Austrittsöffnung vorbeigeführt wird, kann dies zu Abscherungen bei den gerade an der Austrittskante befindlichen Partikeln kommen, was ebenfalls zur Zerstörung eines Teils des zu dosierenden Schüttguts führt.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe an Vorrichtungen bekannt, welche sich mit den gerade beschriebenen Problemen auseinandersetzen.
So sind beispielsweise aus den Offenlegungsschriften DE 33 11 655 A1 und DE 103 22 270 A1 zwei- und mehrstufige Verschlussvorrichtungen bekannt, bei welchen eine vorgelagerte Blende oder ein nicht vollständig geschlossenes Verschlusselement einen Teilbereich des Schüttgutstroms abschottet, so dass ein nachgelagertes Verschlusselement, welches mit seiner Schließkante in den abgeschotteten, materialfreien Bereich geführt wird, auch nicht Gefahr läuft, dort Material einzuklemmen oder zu zerstören. Ein ähnliches Prinzip ist aus DE 36 16 361 A1 bekannt, wonach der Schüttgutstrom mittels eines vorgelagerten Trichters von der Schüttgutkanalwandung weggeführt wird. Diese Systeme sind jedoch mit einem nicht unerheblichen vorrichtungstechnischen und steuerungstechnischen Aufwand verbunden.
Einfachere Maßnahmen zum Verhindern von eingeklemmtem Schüttgut sind aus zwei weiteren Druckschriften bekannt. So schlägt DE 20 2004 002 941 U1 vor, an der Stirnseite der Schieberplatte Bürsten vorzusehen, so dass die Schieberplatte nicht vollständig an die Schüttkanalinnenwandung herangeführt werden muss und der verbleibende Spalt über die Bürsten verschlossen wird. Zum einen kann dies bei vielfacher Betätigung der Schieberplatte zu einem Verschleiß der Bürsten führen und zum anderen stellen die Bürsten insbesondere bei einer höheren Gewichtslast des anliegenden Schüttguts keine vollständige Abdichtung sicher. In der Druckschrift EP 1 475 318 B1 wird dagegen vorgeschlagen, an der Stirnseite eines Schieberelements eine Ausnehmung vorzusehen, so dass zwischen Wandung und Schieber ein radialer Spalt größer als die Korngröße des Schüttguts verbleibt. Diese Lösung verhindert zwar die Zerstörung des Schüttguts, was jedoch zu Lasten der Dosiergenauigkeit geht, da durch den Spalt nach wie vor Schüttgut rieseln kann.
Eine Dosiereinrichtung gemäß der Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus DE 1 131 150 A bekannt.
Ein weiteres Problem stellt die Führung von Dosierschieberplatten dar, welche in den Schüttgutstrom eingeführt werden, da das Schüttgut selbst, vor allem jedoch auch ein mit dem Schüttgut oftmals mitgeführter Staub oder Feinstpartikel, in die Führungen gelangen und die Betätigung des unter Umständen fein zu justierenden Dosierschiebers erschweren. Auch in den Führungen kann das Schüttgut eingeklemmt und gequetscht werden. Absperrvorrichtungen in Form von Dichtringen, Dichtrahmen, usw., wie sie zum Teil im Stand der Technik vorgeschlagen werden, erhöhen nicht nur die Komplexität der Dosiereinrichtung insgesamt, sondern auch die Anzahl von Verschleißteilen und somit die Kosten der Dosiereinrichtung. Außerdem sind diese schwieriger zu reinigen, wenn mit der Dosiereinrichtung verschiedene Schüttgüter, insbesondere im Bereich der Pharmazie und Lebensmitteln, dosiert werden sollen.
Weitere Dosierschieber sind noch aus DE 34 45 086 A1 , GB 1 103 273 A , DE 89 027 491 U1 , US 4 060 183 A , DE 1 295 487 A und DE 29 02 430 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung zum Dosieren von Schüttgut bereitzustellen, die die Probleme des Standes der Technik überwindet, insbesondere die Einklemmung, Quetschung oder anderweitige Zerstörung des zu dosierenden Schüttguts bei hoher Dosiergenauigkeit und geringem vorrichtungstechnischem Aufwand verhindert. Eine weitere Aufgabe liegt in der Bereitstellung einer entsprechenden Dosiereinrichtung, welche nicht unter den oben geschilderten Problemen bei der Führung des Dosierschiebers leidet.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 12 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist eine zur Dosierung verwendete Schieberplatte zu einem Schüttgutaustritt des Zuführabschnitts beabstandet angeordnet und bildet mit einer den Schüttgutaustritt umschließenden Wandung in einer Schiebestellung einen umlaufenden Spalt aus, der seitlich durch eine Umfangswandung eines an den Zuführabschnitt angrenzenden Zwischenabschnitts begrenzt wird. In anderen Worten erweitert sich der Strömungskanalquerschnitt unmittelbar vor der Schieberplatte und der Querschnitt der Schieberplatte befindet sich im erweiterten Querschnittsbereich und hat somit einen größeren Querschnitt als der Schüttgutaustritt. Der Abstand zwischen der Schieberplatte und der Wandung um den Schüttgutaustritt, d. h. die Spalthöhe, entspricht dabei zumindest der maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts. Dadurch wird sichergestellt, dass die Schüttgutpartikel an dem Schüttgutaustritt nicht durch die Schieberplatte abgeschert werden, sondern in dem ausgebildeten Spalt zwischen der Wandung und der Schieberplatte Platz finden. Andererseits ist der Spalt erfindungsgemäß so eng bemessen sein, dass der Materialfluss vor dem Erreichen der den Spalt seitlich begrenzenden Umfangswandung auf der Schieberplatte zum Erliegen kommt.
Es wurde erkannt, dass bei entsprechender Ausgestaltung des Spalts ohne zusätzliche mechanische und vorrichtungstechnische Maßnahmen allein auf der Grundlage des Fließverhaltens von Schüttgut der Materialfluss zum Erliegen gebracht werden kann. Dabei wurde insbesondere erfindungsgemäß erkannt, dass man sich die schüttgutspezifischen Phänomene, die an sich beim Fördern und Dosieren von Schüttgut eher ein Problem darstellen, zunutze machen kann, um die eingangs beschriebenen Probleme zu lösen. Schüttgut neigt nämlich dazu, kohäsive und/oder mechanische Gutbrücken zu bilden, welche zu Fließstörungen bis hin zum Erliegen eines Materialflusses führen können. Deshalb werden in der Regel bei der Schüttgutförderung und -dosierung Maßnahmen getroffen, um solchen Brückenbildungen vorzubeugen bzw. diese zu beseitigen. Bei der vorliegenden Erfindung wird dagegen durch eine entsprechende Ausbildung eines eng bemessenen Radialspalts und der damit verbundenen und erzwungenen Umlenkung des Materialflusses am Übergang der Schüttgutaustrittsöffnung zum Spalt eine dem jeweiligen Schüttgut immanente kohäsive und/oder mechanische Brückenbildungseigenschaft bezweckt und gefördet, so dass der Materialfluss auf der Schieberplatte zum Erliegen kommt, bevor das Schüttgut die Seitenkanten der Schieberplatte erreicht. Dieser Effekt stellt sich selbst bei kugelförmigem Material ein. Dadurch wird sichergestellt, dass kein Material zwischen der Schieberplattenseitenfläche und der Innenwandung des Schüttgutkanals eingeklemmt wird oder sogar gequetscht und zerstört wird. Somit wird einerseits verhindert, dass weder am Schüttaustritt noch im Seitenbereich des Schüttgutkanals Teile des Schüttguts beschädigt oder zerstört werden, und andererseits wird eine hohe Dosiergenauigkeit des Schüttguts erreicht.
Erfindungsgemäß verbleibt ein Spalt zwischen der Seitenwandung der Schieberplatte und der Innenwandung des Schüttgutkanals. Da das zu dosierende Schüttgut oftmals Staub oder Feinstpartikel oder auch Flüssigkeitsanteile mitführt, so können diese über den seitlichen Spalt und dem Auslassabschnitt abgeführt werden. Ferner wird dadurch auch sichergestellt, dass sich zwischen der Seitenwand des Schiebers und dem Schüttkanal auch keine Partikel einklemmen oder darin gequetscht werden, falls doch eines oder mehrere Partikel des zu dosierenden Schüttguts bis zur Verschließkante der Schieberplatte gelangen.
Es hat sich gezeigt, dass bei einer Spalthöhe mit der 1 bis 1,5-fachen maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts der oben beschriebene Effekt erreicht werden kann, d. h. dass die seitliche Ausdehnung des Schüttguts im Spaltbereich minimiert werden kann. Vorzugsweise sollte die Spalthöhe um 10 bis 25% größer als die maximale Korngröße des zu dosierenden Schüttguts betragen, um sicherzustellen, dass selbst die größten Partikel des Schüttguts nicht zwischen der Schieberplatte und der Wandfläche eingeklemmt oder gequetscht werden.
Wenn der Querschnitt der Schieberplatte um das 1,25 bis 1,75-fache größer als die Projektionsfläche des Schüttgutaustritts auf der Schieberplatte beträgt, kann sichergestellt werden, dass einerseits das Schüttgut noch genügend Raum zur seitlichen Ausdehnung hat und andererseits nicht die umlaufende Verschließkante der Schieberplatte erreicht. Dabei hat sich gezeigt, dass ein Faktor von 1,5 eines Größenverhältnisses von Schieberplattenoberfläche zu Schüttgutaustrittsquerschnitt insofern praktikabel ist, da bei hoher Dosiergenauigkeit die seitlichen Abmessungen der Dosiereinrichtung in einem akzeptablen Bereich gehalten werden können.
Um die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung zum Dosieren von unterschiedlichsten Schüttgütern verwenden zu können, deren oben angesprochenen Brückenbildungseigenschaften sich unterscheiden, ist es vorteilhaft, wenn die Spalthöhe, d. h. der Abstand zwischen der Schieberplatte und der Wandung, aus welcher das Schüttgut austritt, in Abhängigkeit von Art und/oder Korngröße des zu dosierenden Schüttguts einstellbar ist. Die Einstellbarkeit hinsichtlich der Korngröße soll sicherstellen, dass Körner unterschiedlichster Größen zwischen der Schieberplatte und der Schüttgutaustrittswandung Platz finden und nicht am Schüttgutaustritt beschädigt werden. Die Einstellbarkeit hinsichtlich der Art des Schüttguts dagegen erlaubt es, den Spalt dem jeweiligen Fließverhalten, insbesondere der Brückenbildungseigenschaft des jeweiligen Schüttguts anzupassen.
Um die Spalthöhe einstellen zu können, kann die Dosiereinrichtung modular aufgebaut sein, so dass durch den Austausch eines oder mehrerer Teile die gewünschte Spalthöhenänderung bewirkt wird. So kann z. B. der Zuführabschnitt einstückig mit dem die Spalthöhe bestimmenden Zwischenabschnitt ausgebildet sein und je nach gewünschter Spalthöhe der Zuführabschnitt durch einen entsprechend anderen Zuführabschnitt ersetzt werden. Der Zuführabschnitt stellt somit einen austauschbaren Adapter dar, während die restlichen Teile der Dosiereinrichtung, insbesondere die Dosierschiebermimik und der Auslassabschnitt für verschiedenste Spalthöhen unverändert bleiben können.
Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn sowohl der Zuführabschnitt als auch der Auslassabschnitt unverändert bleiben können. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Zwischenabschnitt als austauschbarer und mit dem Zuführabschnitt und dem Auslassabschnitt lösbar verbindbarer Abstandshalter ausgebildet ist, so dass durch einen entsprechenden Austausch des Abstandshalters der Abstand zwischen dem Zuführabschnitt und dem Auslassabschnitt bzw. zwischen dem Schüttgutaustritt und der Schieberplatte verändert werden kann. Somit kann die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung verschiedensten Korngrößen und Arten von Schüttgut lediglich durch das Austauschen des Abstandshalters angepasst werden.
Der Durchtritt des Abstandshalters kann bündig zum Schüttkanal des Auslassabschnitts ausgebildet sein, so dass im Übergang von dem Abstandshalter zum Auslassabschnitt keine Störungen im Materialfluss auftreten, wenn die Schieberplatte den Materialfluss freigibt.
Der Auslassabschnitt kann vorzugsweise auf der dem Zuführabschnitt zugewandten Seite eine sich in seitliche Richtung erstreckende und mit einem zentral geführten Schüttgutkanal verschnittene Ausnehmung ausweisen. Diese Ausnehmung dient zur Aufnahme der im Wesentlichen senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbaren Schieberplatte. Eine solche Ausnehmung in dem Auslassabschnitt lässt sich einfach und somit kostengünstig fertigen.
Die Ausnehmung kann so bemessen sein, dass eine Oberseite der Schieberplatte bündig mit einer oberen Verbindungsfläche des Auslassabschnitts abschließt. Dies ermöglicht zum einen einfache Montage mit dem stromaufwärts angrenzenden Zwischenabschnitt und zu anderen eine genaue Einstellung des Spalts über die Höhe des Zwischenabschnitts.
Wie oben beschrieben erweitert sich am Schüttgutaustritt, d. h. unmittelbar vor der Schieberplatte, der Querschnitt des Schüttgutkanals. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn der in dem Auslassabschnitt zentral geführte Schüttgutkanal trichterförmig oder konisch ausgebildet ist und den Schüttgutkanalquerschnitt allmählich auf den Querschnitt des Zuführabschnitts zurückführt, so dass die Dosiereinrichtung an jedem beliebigen Punkt einer Schüttgutleitung eingesetzt werden kann und die Schnittstellen am Eingang und Ausgang der Dosiereinrichtung identisch sind.
Vorzugsweise ist der Schüttgutkanal innerhalb der Dosiereinrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet und die Schieberplatte entsprechend zungenförmig mit einer halbkreisförmigen Stirnseite.
Die Schieberplatte und die Ausnehmung können so ausgebildet sein, dass ein Spalt zwischen der Seitenwandung der Schieberplatte und der Innenwandung der Ausnehmung verbleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass sich zwischen der Seitenwand des Schiebers und der Ausnehmung auch keine Partikel einklemmen oder darin gequetscht werden, falls doch eines oder mehrere Partikel des zu dosierenden Schüttguts bis zur Verschließkante der Schieberplatte gelangen.
Vorzugsweise weist die Schieberplatte zumindest an der Stirnseite eine in Förderrichtung des Schüttguts abgeschrägte Verdrängungskante auf, wobei der Schrägungswinkel der Verdrängungskante größer als der Schrägungswinkel eines entsprechend gegenüberliegenden Wandabschnitts des Schüttkanals ist. Dadurch kann verhindert werden, dass etwaiges Schüttgut, welches sich beim Schließen der Schieberplatte gerade auf der Höhe der Schieberplatte befindet, zwischen der Schieberplatte und einem Innenwandabschnitt des Schüttgutkanals eingeklemmt wird. Aufgrund des Schrägungswinkels an der Stirn- und gegebenenfalls der Seitenfläche der Schieberplatte kann das Schüttgut in Materialflussrichtung entweichen bzw. wird aufgrund der Anstellung der Schieberplattenseitenfläche in diese Richtung verdrängt, ohne dabei eingeklemmt oder zerquetscht zu werden.
Eine an der Stirnseite vorgesehene Ausnehmung, vorzugsweise eine runde Ausnehmung, ermöglicht eine verbesserte Minimaldosierung, da diese beim Öffnen des Schiebers einen kleineren Durchtrittsquerschnitt ermöglicht. Diese Ausnehmung kann aus den oben genannten Gründen ebenfalls in Materialfluss- bzw. Förderrichtung abgeschrägt sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung weist der Auslassabschnitt zwei außerhalb des Schüttgutkanals angeordnete und parallel zur Verschiebungsrichtung der Schieberplatte verlaufende Führungsnuten oder -bohrungen zur Führung eines Führungsschlittens des Dosierschiebers auf. Dadurch wird sichergestellt, dass die Führungsnuten oder -bohrungen oder sonstige Einrichtungen nicht in Kontakt mit dem zu dosierenden Schüttguts kommen. Somit kann verhindert werden, dass sich Schüttgut in den Führungsnuten ablagert und die Verschiebung des Dosierschiebers erschwert oder in den Führungsnuten eingeklemmt wird. Deshalb erübrigen sich auch konstruktive oder vorrichtungstechnische Maßnahmen, die normalerweise vorgenommen werden müssten, um die Führungsnuten vor Verschmutzung und Verkleben durch das Schüttgut oder Staub und Feinstpartikel zu schützen. Das Vorsehen der Führung außerhalb des Schüttkanals hat auch noch den weiteren Vorteil, dass ein Durchtritt zwischen der Schieberplatte und der Innenwandung des Schüttgutkanals nicht durch Führungsarme der Schieberplatte versperrt wird. Darüber hinaus ist die Dosiereinrichtung wesentlich leichter zu reinigen.
Die eingangs definierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Demgemäß weist eine erfindungsgemäße Dosiereinrichtung zum Dosieren von Schüttgut einen Dosierschieber mit einer Schieberplatte auf, die zur Verengung des Querschnitts des Schüttgutkanals, welcher zwischen einem Zuführabschnitt und einem Auslassabschnitt eines Dosierschiebergehäuses verläuft, mit Spielpassung einführbar ist und über einen Führungsschlitten außen am Dosierschiebergehäuse geführt ist. Dadurch erübrigt sich jegliche Führung der Schieberplatte innerhalb des Dosierschiebergehäuses und innerhalb des Schüttgutkanals, so dass die Führungsteile auch nicht mit dem zu dosierenden Schüttgut in Berührung kommen, was zu den oben dargestellten Problemen führen kann. Durch die Führung am Dosierschiebergehäuse kann die Schieberplatte je nach Anwendungsfall einen mehr oder weniger großen Spalt zwischen der Schüttkanalinnenwandung und der Schieberplatte aufweisen, so dass das Verengen und Dosieren des Schüttgutstroms einerseits und die Führung des Dosierschiebers andererseits funktional und örtlich von einander getrennt sind und sich somit ohne gegenseitige Beeinflussung jeweils für sich gestaltet und optimiert werden kann.
Der Führungsschlitten kann so ausgestaltet sein, dass er zwei den Auslassabschnitt umgreifende Führungsarme mit nach innen weisenden Führungsleisten aufweist, die seitlich an dem Auslassabschnitt bzw. Dosierschiebergehäuse vorgesehene Führungsnuten eingreifen. Dadurch werden die Lage und der Freiheitsgrad des Führungsschlittens eindeutig bestimmt. Ferner lassen sich sowohl der Führungsschlitten als auch die Führungsnuten am Auslassabschnitt bzw. Dosierschiebergehäuse auf einfache Weise fertigen.
An den distalen Enden der Führungsarme kann ein mit diesen verbundener Kopplungsabschnitt für eine Betätigungseinrichtung des Dosierschiebers vorgesehen sein, welche über den Kopplungsabschnitt, die Führungsarme und schließlich die Schieberplatte den Schüttkanalquerschnitt innerhalb des Dosierschiebergehäuses verengen und somit das Schüttgut dosieren kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dosiereinrichtung in einem geöffneten Zustand;
2 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung in einem nahezu geschlossenen Zustand;
3 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung im geschlossenen Zustand;
4A und 4B zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Zuführabschnitts der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung;
5A und 5B zeigen eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht eines Zwischenabschnitts der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung;
6A, 6B und 6C zeigen eine Draufsicht bzw. zwei Seitenansichten eines Auslassabschnitts der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung;
7A und 7B zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Dosierschiebers der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung;
8 zeigt einen Kopplungsabschnitt des Dosierschiebers der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung;
9 zeigt eine Draufsicht auf einen Dosierschieber und einen Auslassabschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung in der in der 1 gezeigten Stellung;
10 zeigt eine Draufsicht auf einen Dosierschieber und einen Auslassabschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung in der in der 2 gezeigten Stellung;
11 zeigt eine Draufsicht auf einen Dosierschieber und einen Auslassabschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung in der in der 3 gezeigten Stellung; und
12A und 12B zeigen Seitenansichten zwei unterschiedlicher Zuführungsabschnitte einer Dosiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Dosiereinrichtung 2 mit einem Schieberoberteil 4 als Zuführabschnitt, einem Schieberunterteil 6 als Auslassabschnitt, einer Zwischenlage 8 als Zwischenabschnitt sowie einen Schieber 10, um Schüttgut 12, welches die Dosiereinrichtung 2 passiert, zu dosieren. Innerhalb der Dosiereinrichtung 2 verläuft ein Schüttgutkanal 14, dessen Querschnitt sich unmittelbar vor dem Schieber 10 stufenförmig erweitert und zum unteren Ende des Schieberunterteils 6 hin allmählich auf den ursprünglichen Querschnitt verjüngt. Der Schieber 10 weist eine Schieberplatte 16 auf, welche im Wesentlichen senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbar ist und dabei den Querschnitt des Schüttgutkanals 14 verengen kann, wie in den 2 und 3 gezeigt ist.
2 zeigt die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung 2, bei welcher sich der Schieber 10 in einer nahezu geschlossenen Stellung befindet und deshalb nur ein verminderter Schüttgutstrom in das Schieberunterteil 6 gelangt.
In der 3 ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung 2 in einem Zustand gezeigt, in welchem der Schieber 10 sich in der geschlossenen Stellung befindet und den Schüttgutstrom unterbricht. Wie aus der 3 ferner ersichtlich ist, ist der Schieber 10 von einer unteren Wandung 18 des Schieberunterteils 6 beabstandet, so dass in der in der 3 gezeigten Stellung des Schiebers 10 ein Ringspalt 20 zwischen der Wandung 18 und einer Oberseite 22 der Schieberplatte 16 ausgebildet wird. Die Spalthöhe S ist dabei größer als die maximale Korngröße des zu dosierenden Schüttguts 12.
Andererseits ist die Spalthöhe S so eng bemessen, dass es im Bereich Z eines Schüttgutaustritts 24 und dem Ringspalt 20 aufgrund der im Wesentlichen rechtwinkligen Umlenkung des Materialflusses und dem Eigengewicht des nachdrückenden Schüttguts 12 je nach Art des Schüttguts zu kohäsiven und/oder mechanischen Gutbrückenbildungen kommt, so dass das Schüttgut 12 nur geringfügig in den Spalt 20 eindringt und nicht bis zu einer Innenwandung 26 der Zwischenlage 8 und einer Abschlusskante 28 der Schieberplatte 16 gelangt. Aufgrund dieses spezifischen Phänomens der meisten Schüttgüter ist es möglich, dass die Schieberplatte zum vollständigen Unterbrechen des Schüttgutstroms den Querschnitt des Schüttgutkanals 14 nicht vollständig verschließen muss. Deshalb kann zwischen der Schieberplatte 16 und einer Innenwandung 29 des Schieberunterteils 6 ein Spalt 30 verbleiben. Dieser Spalt 30 kann dazu dienen, Staub, Feinstpartikel, Flüssigkeiten, die von dem zu dosierenden Schüttgut 12 mitgeführt werden, aber nicht dosiert werden sollen, an der Schieberplatte 16 selbst in ihrer geschlossenen Stellung vorbeizuführen.
Aus der 3 ist ferner ersichtlich, dass die Schieberplatte 16 eine Verdrängungskante 32 aufweist, welche zum Auslass hin abgeschrägt ist, so dass sich beim Schließen der Schieberplatte 16 kein Schüttgut 12 zwischen der Schieberplatte 16 und der Innenwandung 29 des Schieberunterteils 6 einklemmen kann. Ein Schrägungswinkel α der Verdrängungskante 32 ist dabei größer als ein Konuswinkel β eines Konusabschnitts 34 im Schieberunterteil 6, der dazu dient, den Querschnitt des Schüttgutkanals 14 von dem Querschnitt D2 im Bereich der Zwischenlage 8 wieder auf einen Querschnitt D3 zurückzuführen, der im Wesentlichen dem Querschnitt D1 des Schüttgutaustritts 24 entspricht.
Die 4A und 4B zeigen eine Draufsicht bzw. Seitenansicht des Schieberoberteils 4. Die Zuführung des Schüttguts 12 erfolgt über einen zylindrischen Rohrabschnitt 36 mit dem innenliegenden Schüttgutkanal 14. Das Schieberoberteil 4 weist ferner einen Flansch 38 mit Durchgangsbohrungen 40 auf, um das Schieberoberteil 4 unter Zwischenschaltung der Zwischenlage 8 mit dem Schieberunterteil 6 lösbar zu verbinden.
Die 5A und 5B zeigen eine Draufsicht bzw. Querschnittsansicht der Zwischenlage 8. Der Durchmesser D2 eines zentralen Durchtritts 42 ist größer als der Durchmesser D1 des Schüttgutaustritts 24 im Schieberoberteil 4 und entspricht dem Eingangsdurchmesser D2 des Schieberunterteils 6. Die Zwischenlage 8 weist entsprechende Durchgangsbohrungen 44 auf.
Die 6A, 6B und 6C zeigen eine Draufsicht auf das Schieberunterteil 6 sowie zwei um 90° gedrehte Seitenansichten. Auf der der Zwischenlage 8 zugewandten Seite weist das Schieberunterteil 6 eine Ausnehmung 46 auf, welche sich vom zentral geführten Schüttgutkanal 14 zur Seite erstreckt und eine dem Durchmesser D3 entsprechende Breite aufweist. Die Tiefe T der Ausnehmung 46 entspricht der Dicke b der Schieberplatte 16 (siehe 7B).
Parallel zur Erstreckung der Ausnehmung 46 befinden sich Führungsnuten 48 zu beiden Seiten des Schieberunterteils 6. Diese Führungsnuten 48 dienen zur Führung des Schiebers 10, insbesondere der Schieberplatte 16 in der Ausnehmung 46. Das Schieberunterteil 6 hat ferner vier Gewindebohrungen 49, um das Schieberoberteil 4 unter Zwischenschaltung der Zwischenlage an dem Schieberunterteil 6 mittels vier Schrauben zu befestigen.
Die 7A und 7B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Schiebers 10. Der Schieber 10 weist einen im Wesentlichen U-förmigen Führungsschlitten 50 mit zwei Führungsarmen 52 und jeweils an der Innenseite der Führungsarme 52 vorgesehene Führungsleisten 54 auf. Zwischen den Führungsarmen 52 ist mittig die Schieberplatte 16 angeordnet, welche im Wesentlichen zungenförmig ausgebildet ist und eine halbkreisförmige Stirnseite aufweist, an der mittig eine runde Ausnehmung 56 vorgesehen ist, deren Funktion später erläutert wird.
An distalen Enden der Führungsarme 52 befindet sich jeweils eine Durchgangsbohrung 58, um zwischen den beiden Enden der Führungsarme 52 einen Kopplungsabschnitt 60, der in der 8 gezeigt ist, zu befestigen, der wiederum mit einer nicht gezeigten Betätigungseinrichtung verbindbar ist, um den Dosierschieber 10 zu betätigen und relativ zum Schieberunterteil 6 zu verschieben.
Die 9, 10 und 11 zeigen drei unterschiedliche Relativstellungen des Schiebers 10 bezüglich des Schieberunterteils 6 in einer Draufsicht. Da der Schüttgutaustritt 24 des nicht gezeigten Schieberoberteils 4 – wie oben bereits erwähnt – den gleichen Durchmesser (D1) wie der in den 9 bis 11 gezeigte Austrittsquerschnitt (D3) des Schieberunterteils 6 aufweist, entspricht die Austrittsfläche des Schieberunterteils im Wesentlichen der Projektionsfläche des Schieberaustritts 24 (siehe insbesondere die gestrichelte Kreislinie in der 11).
Wie aus der 9 ersichtlich ist, hat die Ausnehmung 56 an der Stirnseite der Schieberplatte 16 den gleichen Krümmungsradius wie der Schüttgutaustritt 24. Wie aus der 10 ersichtlich ist, können durch die Ausnehmung 56 kleine Öffnungsquerschnitte erzielt werden, so dass durch geringes Öffnen der Schieberplatte 16 (von der Stellung in der 11 in die Stellung in der 10) eine Minimaldosierung des Schüttguts 12 erreicht werden (siehe auch 2).
Ferner ist insbesondere in der 11 erkennbar, dass zwischen der Schieberplatte 16 und der Ausnehmung 46 bzw. dem Schüttgutkanal 14 ein Spalt 30 vorgesehen ist, über welchen Fluide, Staub, Kleinstpartikel usw., welche ein anderes Fließverhalten als das zu dosierende Schüttgut haben, abgeführt werden. Um sicherzustellen, dass Flüssigkeiten, Staub und Kleinstpartikel nicht aus der Dosiereinrichtung 2 austreten, kann am Eintritt der Schieberplatte 16 um die Schieberplatte 16 herum eine Dichtung 58 vorgesehen werden.
Aus den 1 bis 3 sowie 9 bis 11 ist ferner ersichtlich, dass die Oberseite 22 der Schieberplatte 16 und eine Verbindungsfläche 64 miteinander bündig abschließen, so dass der Abstand zwischen der Wandung 18 des Schieberoberteils 4 und de Oberseite 22 der Schieberplatte 16, d. h. die Spalthöhe S, der Höhe H der Zwischenlage 8 entspricht und durch Austauschen der Zwischenlage 8 die Spalthöhe S entsprechend dem zu dosierenden Schüttgut 12 angepasst werden kann. Dadurch ergibt sich eine einfach montierbare, modular aufgebaute und im Übrigen leicht zu reinigende Dosiereinrichtung 2.
Eine Alternative ist in den 12A und 12B dargestellt, welche eine Dosiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigen. Wie aus den 12A und 12B ersichtlich ist, weist das Schieberoberteil 4 einen der Zwischenlage 8 entsprechenden Materialvorsprung 66 auf, so dass zum Ändern der Spalthöhe S das Schieberoberteil gegen ein entsprechend anderes Schieberoberteil mit einem höheren oder niedrigeren Materialvorsprung ausgetauscht werden kann. Diese Variante kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Längserstreckung der Dosiereinrichtung 2 nicht verändert werden soll. Bei konstanter Länge L des Schieberoberteil kann die Spalthöhe S über Ändern der Tiefe Hx einer Ausnehmung 68 am Schüttgutaustritt 24 erreicht werden kann (H1 in 12A und H2 in 12B).
Unter Bezugnahme auf die Figuren wurde eine Dosiereinrichtung gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben, welche in der Lage ist, alle rieselfähigen Schüttgüter genau zu dosieren und eine mechanische Beschädigung des Schüttgutes beim Schlie0en des Schiebers weitestgehend zu vermeiden. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung durch ihre einfache Herstellbarkeit, ihrem geringen Verschleiß, ihrer leichten Montage und Demontage sowie ihrer einfachen Reinigung aus. Aufgrund der Modularität ist der Materialstrom individuell der Dosieraufgabe anpassbar. Freilich ist die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.
So können zum Beispiel anstelle der Führungsnuten 48 im Schieberunterteil Bohrungen zur Aufnahme entsprechender Führungsstifte eines Führungsschlittens vorgesehen werden.
Für die Dosiereinrichtung können diverse Materialen verwendet werden, die jedoch nach Baugröße und Art des zu dosierenden Schüttguts ausgewählt werden sollen. Als ein Standardwerkstoff für Schieberober- und -unterteil, Schieber und Zwischenlage kann rostfreier Stahl, z. B. 1.4571 (V4A) verwendet werden. Für abrasives Schüttgut können zumindest die dem Schüttgut ausgesetzten Oberflächen einer Oberflächenbehandlung, z. B. Inchromieren, unterzogen werden.
Anstelle eines kreiszylindrischen bzw. konischen Schüttkanals können auch andere Querschnittsformen ebenfalls verwendet werden, solange der Schieber unter Ausbildung eines umlaufenden, geschlossenen Spalts zwischen Schieber und Zuführabschnitt oder einem anderen zwischengeschalteten Abschnitt verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Dosiereinrichtung
4: Schieberoberteil
6: Schieberunterteil
8: Zwischenlage
10: Schieber
12: Schüttgut
14: Schüttgutkanal
16: Schieberplatte
18: Wandung
20: Ringspalt
22: Oberseite
24: Schüttgutaustritt
26: Innenwandung
28: Abschlusskante
29: Innenwandung
30: Spalt
32: Verdrängungskante
34: Konusabschnitt
36: Rohrabschnitt
38: Flansch
40: Durchgangsbohrung
42: Durchtritt
44: Durchgangsbohrung
46: Ausnehmung
48: Führungsnuten
49: Gewindebohrung
50: Führungsschlitten
52: Führungsarm
54: Führungsleiste
56: Ausnehmung
58: Durchgangsbohrung
60: Kopplungsabschnitt
62: Dichtung
64: Verbindungsfläche
66: Materialvorsprung
68: Ausnehmung
D1: Durchmesser
D2: Durchmesser
D3: Durchmesser
B: Bereich
S: Spalthöhe
T: Tiefe
b: Dicke
H: Höhe
H1: Tiefe
H2: Tiefe
L: Länge

Claims

Dosiereinrichtung (2) zum Dosieren von Schüttgut (12) mit einem Dosierschieber (10) zum variablen Verändern eines Querschnitts eines Schüttgutkanals (14) zwischen einem Zuführabschnitt (4) und einem Auslassabschnitt (6), wobei der Dosierschieber (10) zur Verengung des Querschnitts eine im Wesentlichen senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbare Schieberplatte (16) aufweist, wobei die Schieberplatte (16) zu einem Schüttgutaustritt des Zuführabschnitts (4) beabstandet ist und mit einer den Schüttgutaustritt umschließenden Wandung (18) in einer Schiebestellung einen um den Schüttgutaustritt herum umlaufenden Spalt (20) ausbildet, der seitlich durch eine Umfangswandung (26) eines an den Zuführabschnitt (4) angrenzenden Zwischenabschnitts (8) begrenzt wird; die Höhe (S) des Spalts (20) zumindest der maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts (12) entspricht und ferner so knapp bemessen ist, dass der Materialfluss aufgrund der durch den Spalt (20) erzwungenen Umlenkung und der dem jeweiligen Schüttgut (12) immanenten kohäsiven und/oder mechanischen Brückenbildungseigenschaft vor dem Erreichen der den Spalt (20) seitlich begrenzenden Umfangswandung (26) auf der Schieberplatte (16) zum Erliegen kommt; dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (16) außerhalb des Schüttgutkanals (14), vorzugsweise außen am Auslassabschnitt (6), derart geführt ist, dass zwischen einer Seitenwandung der Schieberplatte (16) und einer Innenwandung (29) des Schüttgutkanals (14) stets ein Spalt (30) verbleibt, über welchen Staub oder Kleinstpartikel des Schüttguts (12) in den Auslassabschnitt (6) gelangen können.
Dosiereinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalthöhe (S) das 1 bis 1,5-fache, vorzugsweise das 1,1 bis 1,25-fache, der maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts (12) beträgt.
Dosiereinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalthöhe (S) in Abhängigkeit der Korngröße des zu dosierenden Schüttguts (12) einstellbar ist.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführabschnitt (4) einstückig mit dem Zwischenabschnitt (8) ausgebildet ist und die Spalthöhe (S) durch Austauschen des Zuführabschnitts (4) veränderbar ist.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (8) durch einen zwischen dem Zuführabschnitt (4) und dem Auslassabschnitt (6) angeordneten Abstandshalter definiert wird und die Spalthöhe (S) durch Austauschen des Abstandhalters entsprechend veränderbar ist, wobei der Abstandshalter einen zu einem Schüttgutkanal (14) des Auslassabschnitts (6) bündig ausgebildeten Durchtritt (42) aufweist.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassabschnitt (6) auf der dem Zuführabschnitt (4) zugewandten Seite eine, insbesondere U-förmige, sich in seitlicher Richtung erstreckende und mit einem zentral geführten Schüttgutkanal verschnittene Ausnehmung (46) aufweist, um darin mit Spielpassung die Schieberplatte (16) aufzunehmen, wobei die Ausnehmung (46) so bemessen ist, dass einer Oberseite (22) der Schieberplatte (16) bündig mit einer oberen Verbindungsfläche (64) des Auslassabschnitts (6) abschließt.
Dosiereinrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Auslassabschnitt (6) zentral geführte Schüttgutkanal (14) trichterförmig ausgebildet ist und der Ausgangsquerschnitt (D3) des Auslassabschnitts (6) im Wesentlichen dem Eingangsquerschnitt (D1) des Zuführabschnitts (4) entspricht.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (16) zumindest an der Stirnseite eine in Förderrichtung abgeschrägte Verdrängungskante (32) aufweist, wobei der Schrägungswinkel (α) der Verdrängungskante (32) größer als der Schrägungswinkel (β) eines entsprechend gegenüberliegenden oder stromabwärts angrenzenden Wandabschnitts (34) des Schüttgutkanals (14) ist.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (16) an ihrer Stirnseite eine, insbesondere in Förderrichtung abgeschrägte, runde Ausnehmung (56) aufweist.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassabschnitt (6) zwei außerhalb des Schüttgutkanals (14) angeordnete und parallel zur Verschiebungsrichtung der Schieberplatte (16) verlaufende Führungsnuten oder -bohrungen (48) zur Führung eines Führungsschlittens des Dosierschiebers (10) aufweist.
Dosiereinrichtung (2) zum Dosieren von Schüttgut (12) mit einem verschiebbaren Dosierschieber (10) zum variablen Verändern eines Querschnitts eines Schüttgutkanals (14) zwischen einem Zuführabschnitt (4) und einem Auslassabschnitt (6) eines Dosierschiebergehäuses (4, 6, 8), wobei der Dosierschieber (10) zur Verengung des Querschnitts des Schüttgutkanals (14) eine seitlich in das Dosierschiebergehäuse (4, 6, 8) mit Spielpassung einführbare Schieberplatte (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierschieber (10) über einen Führungsschlitten außen am Dosierschiebergehäuse (4, 6, 8) derart geführt ist, dass zwischen einer Seitenwandung der Schieberplatte (16) und einer Innenwandung (29) des Schüttgutkanals (14) stets ein Spalt (30) verbleibt, über welchen Staub oder Kleinstpartikel des Schüttguts (12) in den Auslassabschnitt (6) gelangen können.
Dosiereinrichtung (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitten zwei den Auslassabschnitt bzw. das Dosierschiebergehäuse (4, 6, 8) umgreifende Führungsarme (52) mit nach innen weisenden Führungsleisten (54) aufweist, die an seitlich an dem Auslassabschnitt bzw. Dosierschiebergehäuse (4, 6, 8) vorgesehene Führungsnuten (48) eingreifen.
Dosiereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitten zwischen den distalen Enden der Führungsarme (52) einen mit diesen verbundenen Kopplungsabschnitt (60) für eine Betätigungseinrichtung des Dosierschiebers (10) aufweist.
Dosiereinrichtung (2) zum Dosieren von Schüttgut (12) mit einem Dosierschieber (10) zum variablen Verändern eines Querschnitts eines Schüttgutkanals (14) zwischen einem Zuführabschnitt (4) und einem Auslassabschnitt (6), wobei der Dosierschieber (10) zur Verengung des Querschnitts eine im Wesentlichen senkrecht zum Materialflusspfad verschiebbare Schieberplatte (16) aufweist, wobei die Schieberplatte (16) zu einem Schüttgutaustritt des Zuführabschnitts (4) beabstandet ist und mit einer den Schüttgutaustritt umschließenden Wandung (18) in einer Schiebestellung einen um den Schüttgutaustritt herum umlaufenden Spalt (20) ausbildet, der seitlich durch eine Umfangswandung (26) eines an den Zuführabschnitt (4) angrenzenden Zwischenabschnitts (8) begrenzt wird; und die Höhe (S) des Spalts (20) zumindest der maximalen Korngröße des zu dosierenden Schüttguts (12) entspricht und ferner so knapp bemessen ist, dass der Materialfluss aufgrund der durch den Spalt (20) erzwungenen Umlenkung und der dem jeweiligen Schüttgut (12) immanenten kohäsiven und/oder mechanischen Brückenbildungseigenschaft vor dem Erreichen der den Spalt (20) seitlich begrenzenden Umfangswandung (26) auf der Schieberplatte (16) zum Erliegen kommt; dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (16) am Auslassabschnitt (6) geführt ist; der Zwischenabschnitt (8) durch einen zwischen dem Zuführabschnitt (4) und dem Auslassabschnitt (6) angeordneten Abstandshalter definiert wird; und die Spalthöhe (S) durch Austauschen des Abstandhalters entsprechend veränderbar ist, wobei der Abstandshalter einen zu einem Schüttgutkanal (14) des Auslassabschnitts (6) bündig ausgebildeten Durchtritt (42) aufweist.