-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Proben aus einem feinkörnigen Materialstrom, sowie eine Schurre mit einer solchen Vorrichtung.
-
Insbesondere bei der Herstellung von Zement ist es üblich, während des Herstellungsprozesses Proben zu entnehmen, um eine möglichst gleichbleibende Qualität des Endproduktes zu gewährleisten. Beispielsweise wird regelmäßig die Qualität des Klinkers im Anschluss an den Klinkerkühler überprüft, sodass dementsprechend Einfluss auf die Rohmehlzusammensetzung, die Brennstoffregelung und weitere Prozessparameter genommen werden kann. Eine solche Probenahme wird beispielsweise in der
EP 1 676 084 B1 beschrieben.
-
Aufgrund der hohen Temperaturen des Materials innerhalb des Zementherstellungsprozesses, beispielsweise im Anschluss an den Kühler, ist eine schnelle Abkühlung und Weiterverarbeitung der Probe notwendig, um Verfälschungen der Ergebnisse zu verhindern. Bekannte Probeentnahmevorrichtungen weisen einen komplexen Aufbau mit beispielsweise zumindest zwei Antrieben zum Entnehmen der Probe und Entleeren des Probekörpers zur Weiterverarbeitung auf.
-
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Entnahme einer Probe bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar und auf einfache Weise betreibbar ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Entnahme einer Probe mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Eine Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus einem feinkörnigem Materialstrom, insbesondere in der Zementindustrie, umfasst nach einem ersten Aspekt eine Probekammer, die zwischen einer Probeentnahmeposition, in der die Probekammer in dem Materialstrom derart angeordnet ist, dass Material des Materialstroms in die Probekammer strömt und einer eingefahrenen Position bewegbar ist, in der die Probekammer außerhalb des Materialstroms angeordnet ist. Die Probekammer weist einen Boden auf, der derart ausgebildet ist, dass er durch eine Bewegung der Probekammer von der Probeentnahmeposition in die eingefahrene Position automatisch von einer geschlossenen in eine geöffnete Position bewegt wird. Vorzugsweise ist zumindest ein Bereich des Bodens bewegbar ausgebildet, sodass dieser in einer geöffnete und in einer geschlossene Position anordbar ist. Insbesondere weist der Boden einen Befestigungsbereich und einen relativ zu dem Befestigungsbereich bewegbaren Bereich auf, der zwischen einer geschlossen und einer geöffneten Position bewegbar ist. Der Befestigungsbereich ist beispielsweise als Absatz des Bodens ausgebildet und relativ zu der Probekammer stationär angebracht.
-
Die Probekammer ist vorzugsweise kastenförmig ausgebildet und nach oben hin offen, sodass von oben Material in die Probekammer strömen kann. Vorzugsweise weist die Probeentnahmevorrichtung ein Gehäuse auf, wobei die Probekammer in der eingefahrenen Position vollständig innerhalb des Gehäuses und in der Probeentnahmeposition zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse umgibt in der eingefahrenen Position die Probekammer, sodass kein Material des Materialstroms in die Probekammer gelangt.
-
Der Boden der Probekammer ermöglicht in der geöffneten Position ein Strömen des Materials von innerhalb der Probekammer aus der Probekammer heraus. Der Boden ist derart ausgebildet, dass dieser automatisch bei Erreichen der eingefahrenen Position in die geöffnete Position bewegt wird. In der geöffneten Position ist zumindest ein Teilbereich des Bodens geöffnet, sodass Material aus der Probekammer heraus strömt. In der Probeentnahmeposition ist der Boden in der geschlossenen Position, sodass Material, das in die Probekammer strömt, in dieser aufgenommen ist.
-
Die Probekammer ist vorzugsweise zwischen der Probeentnahmeposition und der eingefahrenen Position translatorisch bewegbar. Die Bewegungsrichtung verläuft beispielsweise in Richtung der Längserstreckung der Probekammer.
-
Unterhalb des Bodens der Probekammer ist insbesondere ein Auffangbereich zur Aufnahme des durch den Boden die Probekammer verlassenden Materials angeordnet. Der Auffangbereich ist insbesondere trichterförmig ausgebildet.
-
Eine automatische Bewegung des Bodens von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position bei einer Bewegung der Probekammer von der Probeentnahmeposition in die eingefahrene Position ermöglicht eine einfache Entleerung der Probekammer im Anschluss an die Probeentnahme. Eine manuelle Entleerung der Probekammer ist nicht erforderlich. Das automatische Öffnen ermöglicht außerdem eine sofortige Entleerung der Probekammer bei Erreichen der eingefahrenen Position, sodass eine sofortige Weiterverarbeitung des Probematerials möglich ist, ohne dass durch einen Zeitverzug Verfälschungen des Ergebnisses auftreten. Eine lange Verweildauer des Probematerials in der Probekammer wird somit verhindert.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Boden schwerkraftbedingt von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegbar. Eine schwerkraftbedingte Bewegung des Bodens in die geöffnete Position ermöglicht eine einfache Konstruktion des Bodens, wobei auf zusätzliche, beispielsweise mechanische, Mittel zum Öffnen des Bodens verzichtet werden kann. Insbesondere ein zusätzlicher Antrieb zum Bewegen des Bodens ist nicht erforderlich.
-
Der Boden umfasst gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Klappe, die relativ zu der Probekammer schwenkbar angebracht ist. Insbesondere ist die Schwenkachse der Klappe in der Ebene des Bodens der Probekammer angeordnet. Die Schwenkachse verläuft vorzugsweise horizontal und/oder orthogonal zu der Bewegungsrichtung der Probekammer. Vorzugsweise ist ein Teilbereich des Bodes oder der gesamte Boden der Probekammer als Klappe ausgebildet. Eine Klappe ist eine wartungsarme und einfach herstellbare Möglichkeit der automatischen und zuverlässigen Entleerung der Probekammer.
-
Innerhalb der Probekammer ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Leitelement angeordnet, das mit der Bewegungsrichtung der Probekammer einen Winkel von 30–60°, insbesondere 40–50°, vorzugsweise 45° ausbildet. Das Leitelement ist insbesondere derart angeordnet, dass in die Probekammer gelangtes Material in Richtung der Klappe bewegt wird, sodass eine vollständige Entleerung der Probekammer bei geöffneter Klappe erreicht wird. Das Leitelement erstreckt sich vorzugsweise entlang der in Richtung des Materialstroms weisenden Seitenfläche der Probekammer. Vorzugsweise erstreckt sich das Leitelement von der in Richtung des Materialstroms weisenden Seitenfläche der Probekammer zu dem Boden der Probekammer und bildet mit dem Boden der Probekammer in der geschlossenen Position einen Winkel von 30–60°, insbesondere 40–50°, vorzugsweise 45°. Das Leitelement ist insbesondere plattenförmig ausgebildet.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen stationären Führungsbereich zur Führung der Probekammer bei der Bewegung zwischen der Probeentnahmeposition und der eingefahrenen Position auf. Insbesondere ist die Probekammer relativ zu dem Führungsbereich bewegbar. Der Führungsbereich ist beispielsweise als Teil des Gehäuses der Probeentnahmevorrichtung ausgebildet. Insbesondere ist der Führungsbereich kastenförmig ausgebildet, wobei die in Bewegungsrichtung der Probekammer weisenden Seitenbereiche des Führungsbereichs Öffnungen aufweisen, sodass die Probekammer entlang des Führungsbereichs bewegbar ist.
-
Die Probekammer ist gemäß einer weiteren Ausführungsform in der Probeentnahmeposition und in der eingefahrenen Position zumindest teilweise in dem Führungsbereich angeordnet. Der Führungsbereich erstreckt sich vorzugsweise in Bewegungsrichtung der Probekammer, wobei die Probekammer entlang des Führungsbereichs bewegbar ist, beispielsweise entlang des Führungsbereichs gleitet oder auf dem Führungsbereich abrollt.
-
Die Klappe liegt gemäß einer weiteren Ausführungsform in der Probeentnahmeposition zumindest teilweise derart auf dem Führungsbereich auf, dass die Klappe durch den Führungsbereich in einer geschlossenen Position gehalten wird. Der Führungsbereich dient vorzugsweise zum Schließen und Öffnen der Klappe, sodass keine zusätzlichen Mittel notwendig sind, durch welche die Klappe zuverlässig in der geöffneten oder der geschlossenen Position gehalten wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Klappe in der eingefahrenen Position der Probekammer in der geöffneten Position angeordnet.
-
Der Führungsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Gleitfläche auf, entlang welcher die Probekammer bei der Bewegung zwischen der Probeentnahmeposition und der eingefahrenen Position gleitend bewegbar ist. Die Gleitfläche umfasst vorzugsweise einen Bodenbereich des Führungsbereichs. Insbesondere entspricht die Länge der Gleitfläche, vorzugsweise die Länge des Führungsbereichs, in etwa der Länge der Probekammer. Beispielsweise weist die Gleitfläche eine verschleißfeste Beschichtung auf.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gleitfläche einen Radius auf und die Klappe ist zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position über den Radius gleitend bewegbar. Der Radius weist beispielsweise Werte von 10mm bis 25mm, insbesondere 15mm bis 20mm auf. Ein solcher Radius ermöglicht ein langsames Öffnen und Schließen der Klappe beim Bewegen der Probekammer über den Radius und ist daher für die Klappe und den Führungsbereich materialschonend.
-
An der Probekammer ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein mit der Probekammer bewegbares Führungsmittel zur Führung der Probekammer zwischen der Probeentnahmeposition und der eingefahrenen Position angebracht, das sich in Bewegungsrichtung der Probekammer erstreckt. Insbesondere ist das Führungsmittel an der Oberseite der Probekammer angebracht und erstreckt sich über die gesamte Länge der Probekammer. Beispielsweise ist das Führungsmittel an den Seitenwänden der Probekammer befestigt. Insbesondere ist das Führungsmittel stabförmig ausgebildet und mit dem einen Endbereich mit der Probekammer und mit dem anderen Endbereich mit einer insbesondere rohrförmigen Aufnahme verbunden. Das Führungsmittel ist relativ zu der Aufnahme und mit der Probekammer bewegbar angebracht. Vorzugsweise erstreckt sich das Führungsmittel in Bewegungsrichtung der Probekammer.
-
Zur Bewegung der Probekammer ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Zylinder, insbesondere ein Pneumatikzylinder, mit einem Kolben vorgesehen ist. Der Kolben dient als Antrieb der Probekammer und ist insbesondere mit dem dem Materialstrom abgewandten Seitenbereich der Probekammer verbunden, wobei die Probekammer mittels des in dem Zylinder bewegbaren Kolbens in Bewegungsrichtung der Probekammer bewegbar ist.
-
Die Klappe ist gemäß einer weiteren Ausführungsform mittels eines Scharniers an der Probekammer angebracht. Insbesondere ist das Scharnier unterhalb des Leitelements angeordnet, sodass eine Verschmutzung des Scharniers durch Material des Materialstroms vermieden wird.
-
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Schurre zum Leiten eines Materialstroms, insbesondere in der Zementindustrie, wobei an der Schurre eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche angebracht ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Entnahme einer Probe an dem Gehäuse der Schurre angebracht und derart angeordnet, dass in der Probeentnahmeposition der Probekammer Material, das innerhalb der Schurre strömt, in die Probekammer gelangt. Vorzugsweise ist der Führungsbereich innerhalb der Schurre angeordnet, wobei die Probekammer in der eingefahrenen Position außerhalb des Inneren der Schurre angeordnet ist.
-
Die Schurre ist gemäß einer weiteren Ausführungsform einem Kühler einer Zementanlage nachgeschaltet.
-
Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Probeentnahmevorrichtung in einer Probeentnahmeposition in einem Längsschnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Probeentnahmevorrichtung in einer Probeentnahmeposition in einer Draufsicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Probeentnahmevorrichtung in einer eingefahrenen Position in einem Längsschnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Probeentnahmevorrichtung in einer eingefahrenen Position in einer Draufsicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3.
-
In 1 und 2 ist eine Probeentnahmevorrichtung 10 in einer Probeentnahmeposition dargestellt. Die Probeentnahmevorrichtung 10 weist eine Probekammer 12 auf, die im Wesentlichen kastenförmig ausgebildet ist und nach oben hin offen ist, sodass Material eines Materialstroms von oben in die Probekammer 12 gelangt. In der Probeentnahmeposition der 1 und 2 ist die Probekammer 12 zumindest teilweise in einem Bereich eines nicht dargestellten Materialstroms angeordnet, wobei die Materialströmung beispielsweise schwerkraftbedingt im Wesentlichen vertikal von oben nach unten verläuft. Die Probekammer 12 ist in Richtung des Doppelpfeils bewegbar angeordnet, wobei die dargestellte Probeentnahmeposition die Endposition, in der die Probekammer 12 am weit möglichsten ausgefahren ist, darstellt. Die Probekammer 12 ist mit der dem Materialstrom abgewandten Seite zumindest teilweise in einem Führungsbereich 16 angeordnet. Der Führungsbereich 16 ist im Wesentlichen kastenförmig ausgebildet, wobei die in Bewegungsrichtung der Probekammer 12 weisenden Seitenwände des Führungsbereichs 16 geöffnet sind. Des Weiteren weist der Führungsbereich 16 einen Bodenbereich und einen Deckel auf, wobei die Probekammer 12 auf dem Bodenbereich des Führungsbereichs 16 aufliegt. Der Führungsbereich 16 weist eine sich in Bewegungsrichtung der Probekammer 12 erstreckende Länge auf, die gleich oder geringer als die Länge der Probekammer 12 ist.
-
In der Breite entspricht das Innere des Führungsbereichs 16 in etwa der Breite der Probekammer 12, sodass diese in dem Führungsbereich 16 aufnehmbar ist.
-
Die Probekammer 12 umfasst einen Boden 14, der in der Probeentnahmeposition der 1 und 2 eine geschlossene Position aufweist ist, sodass in der Probekammer 12 aufgenommenes Material nicht durch den Boden 14 die Probekammer 12 verlässt. Der Boden der Probekammer 12 weist eine Klappe 18 und einen Befestigungsbereich 44 zum Anbringen der Klappe 18 auf, wobei die Klappe 18 relativ zu dem Befestigungsbereich 44, insbesondere zu der Probekammer 12, schwenkbar an dem Befestigungsbereich 44 der Probekammer 12 angebracht ist. Die Klappe 18 ist in 1 und 2 in einer geschlossenen Position, wobei die Klappe 18, im Wesentlichen horizontal, insbesondere in Bewegungsrichtung der Probekammer 12 ausgerichtet ist und mit ihrem dem Materialstrom abgewandten Ende auf dem Bodenbereich des Führungsbereichs 16 aufliegt, sodass sie in der geschlossenen Position gehalten wird. Die Klappe 18 ist über ein Scharnier 20 an der Probekammer 12, insbesondere an dem Befestigungsbereich 44, der aus einem Absatz des Bodens 14 ausgebildet ist, angebracht. Das Scharnier 20 ist in der Bodenebene im Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsrichtung der Probekammer 12 angeordnet und ermöglicht eine Rotation der Klappe 18 von der geschlossenen in eine geöffnete Position. Die Probekammer 12 umfasst des Weiteren ein Leitelement 22, das oberhalb des Scharniers 20 und innerhalb der Probekammer 12 angebracht ist. Das Leitelement 22 erstreckt sich entlang der dem Materialstrom zugewandten Seite und dem Boden 14 der Probekammer 12 und weist zu dem Boden 14, insbesondere zu der Bewegungsrichtung der Probekammer 12, einen Winkel von etwa 30–60°, insbesondere 40–50°, vorzugsweise 45° auf. Das Leitelement 22 dient zum Einen dem Schutz des Scharniers vor Material des Materialstroms, sodass ein Blockieren des Scharniers verhindert wird, und zum Anderen einem Leiten des Materials innerhalb der Probekammer 12 in Richtung der Klappe 18.
-
Die Probekammer 12 ist mit einem Führungsmittel 24 verbunden, das oberhalb der Probekammer 12 an dieser angebracht ist. Das Führungsmittel ist in dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 eine Stange, die in einer rohrförmigen Aufnahme 26 gleitet. Das Führungsmittel erstreckt sich in Bewegungsrichtung der Probekammer über die gesamte Länge der Probekammer 12. Beispielsweise ist das Führungsmittel 24 an den Seitenwänden der Probekammer angebracht und mittig an der Oberseite der Probekammer angeordnet. Die Aufnahme 26 des Führungsmittels 24 ist stationäre angeordnet, wobei das Führungsmittel mit der Probekammer 12 bewegbar angebracht ist und relativ zu der Aufnahme 26 bewegbar ist. Das Führungsmittel 24 dient der Führung der Probekammer 12 in Bewegungsrichtung der Probekammer.
-
Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 28 auf, das sich an den Führungsbereich 16 anschließt, in dem zumindest teilweise die Probekammer 12 angeordnet ist. Das Gehäuse 28 umfasst vier Seitenwände und einen Deckel 30, der von den Seitenwänden demontierbar ist. Die sich in Bewegungsrichtung der Probekammer 12 gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuses 28 sind mittels länglicher Abstandshalter 32 zueinander beabstandet. Die in Richtung des Führungsbereichs 16 weisende Seitenwand des Gehäuses 28 umfasst einen Flansch 34, der zur Befestigung der Probeentnahmevorrichtung 10 dient. Beispielsweise wird die Probeentnahmevorrichtung 10 an einer Schurre zum Leiten eines Materialstroms befestigt, sodass sich der Führungsbereich 16 innerhalb der Schurre und des Materialstroms befindet und das Gehäuse 28 sich außerhalb des Materialstroms, insbesondere außerhalb der Schurre, befindet. In der in 1 und 2 dargestellten Probeentnahmeposition ist die Probekammer 12 vollständig außerhalb des Gehäuses 28 der Probeentnahmevorrichtung 10 angeordnet.
-
An das Gehäuse 28 schließt sich ein Trichter 36 an. Der Trichter 36 ist unterhalb des Gehäuses 28 an dem Bodenbereich des Gehäuses angebracht, sodass der Trichter 36 einen Materialauslass aus dem Gehäuse 28 bildet. Der Trichter 36 ist insbesondere derart an dem Gehäuse 28 angeordnet, dass in der eingefahrenen Position der Probekammer 12 Material durch den Boden 14 der Probekammer 12 in den Trichter 36 fällt.
-
An der dem Führungsbereich 16 abgewandten Seite des Gehäuses 28 ist ein Zylinder 38 angebracht, in dem ein Kolben 40 bewegbar angeordnet ist. Der Zylinder 38 und der Kolben 40 erstrecken sich in Bewegungsrichtung der Probekammer 12, wobei sich der Kolben 40 von dem Zylinder 38 in das Gehäuse 28 erstreckt und an dem dem Zylinder 38 abgewandten Ende mit der Probekammer 12 verbunden ist. Der Kolben 40 ist über ein Gelenk 42 mit der Probekammer 12 verbunden. Der Zylinder 38 ist beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder und dient zusammen mit dem Kolben 40 als Antrieb der Probekammer zur Bewegung dieser in die mit dem Doppelpfeil angegebene Bewegungsrichtung.
-
3 und 4 zeigen die Probeentnahmevorrichtung 10 in einer eingefahrenen Position, wobei die Probekammer 12 innerhalb des Gehäuses 28 und oberhalb des Trichters 36 angeordnet ist. In der eingefahrenen Position der Probekammer 12 ist der Boden 14, insbesondere die Klappe 18, in einer geöffneten Position, wobei Material von dem Inneren der Probekammer 12 in den Trichter 36 strömen kann. Die Probekammer 12 ist in der eingefahrenen Position mit der dem Materialstrom zugewandten Seite innerhalb des Führungsbereichs 16 angeordnet und liegt zumindest teilweise mit dem Boden 14 auf dem Bodenbereich des Führungsbereichs auf. Die Klappe 18 wird in der eingefahrenen Position nicht mehr von dem Bodenbereich des Führungsbereichs 16 in der geschlossenen Position gehalten und liegt nicht auf dem Bodenbereich des Führungsbereichs 16 auf. Beim Erreichen der eingefahrenen Position wird die Klappe 18 schwerkraftbedingt von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt. Das Scharnier 20 ist außerhalb des Führungsbereichs 16 angeordnet, sodass eine Rotation der Klappe 18 um die durch das Scharnier 20 gebildete Schwenkachse möglich ist.
-
Bei der Bewegung der Probekammer 12 von der Probeentnahmeposition in dem Materialstrom zu der eingefahrenen Positionen innerhalb des Gehäuses 28 wird die Probekammer 12 mittels des Kolbens 40 entlang des Führungsbereichs 16 bewegt. Der Bodenbereich des Führungsbereichs 16 bildet eine Gleitfläche entlang welcher die Probekammer 12 gleitend bewegbar ist. An der Innenseite der Gleitfläche ist ein Radius ausgebildet, sodass die Klappe 18 bei einer Bewegung in Bewegungsrichtung der Probekammer 12 über den Radius gleitet. Dies ermöglicht ein langsames und materialschonendes Öffnen der Klappe.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Probeentnahmevorrichtung
- 12
- Probekammer
- 14
- Boden
- 16
- Führungsbereich
- 18
- Klappe
- 20
- Scharnier
- 22
- Leitelement
- 24
- Führungsmittel
- 26
- Aufnahme
- 28
- Gehäuse
- 30
- Deckel
- 32
- Abstandshalter
- 34
- Flansch
- 36
- Trichter
- 38
- Zylinder
- 40
- Kolben
- 42
- Gelenk
- 44
- Befestigungsbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
