DE102022003188A1 - Device for conveying conveyed goods - Google Patents
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Abstract
Eine Fördervorrichtung (1) insbesondere für Schüttgut, Flüssigkeiten und / oder Gase, verfügt über ein rotationssymmetrisches Gehäuse (2) und einen Verdrängungskörper (8), wobei der Verdrängungskörper (8) um eine in der Mitte des rotationssymmetrischen Gehäuses (2) positionierte Drehachse (5) positioniert ist. Das Gehäuse (2) weist einen Einlass auf, der Verdrängungskörper (8) besteht aus mehreren Scheiben (3), jede Scheibe (3) verfügt über eine Außenkontur, welche entsteht, wenn ausgehend von einem Maximalradius rmaxzur Drehachse (5) bei einer Drehbewegung über einen Drehwinkel kleiner oder gleich 360° um die Drehachse (5) der Radius r von der Drehachse (5) zur Außenkontur bis zu einem Minimalradius rminabnimmt und dann vom Minimalradius rminzum Maximalradius rmaxansteigt. Die Scheiben (3) sind mit Richtung des Verlaufs der Drehachse (5) kontinuierlich mit einem Drehversatz angeordnet, auf jede Scheibe (3) drückt ein Separator (4), wobei der Separator (4) über nahezu die gleiche Dicke aufweist wie die Scheibe (3). Die Separatoren (4) der Scheiben sind nebeneinander angeordnet. Im Gehäuse (2) ist mindestens eine Öffnung zur Durchführung der Separatoren (4) vorgesehen und auf der dem Einlass abgewandten Seite ist ein Auslass angeordnet.A conveyor device (1), in particular for bulk goods, liquids and/or gases, has a rotationally symmetrical housing (2) and a displacement body (8), the displacement body (8) being positioned around an axis of rotation (2) positioned in the center of the rotationally symmetrical housing (2). 5) is positioned. The housing (2) has an inlet, the displacement body (8) consists of several disks (3), each disk (3) has an outer contour, which is created when starting from a maximum radius rmax to the axis of rotation (5) during a rotary movement a rotation angle less than or equal to 360° around the axis of rotation (5), the radius r from the axis of rotation (5) to the outer contour decreases to a minimum radius rmin and then increases from the minimum radius rmin to the maximum radius rmax. The disks (3) are arranged continuously with a rotational offset in the direction of the axis of rotation (5). A separator (4) presses on each disk (3), the separator (4) having almost the same thickness as the disk ( 3). The separators (4) of the discs are arranged next to each other. At least one opening is provided in the housing (2) for the passage of the separators (4) and an outlet is arranged on the side facing away from the inlet.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung von Schüttgut, Flüssigkeiten oder Gasen.The invention relates to a device for conveying bulk goods, liquids or gases.
Bereits in der Antike waren archimedische Schrauben als Förderanlagen bekannt. Mittels eines Rohres, in dem eine sich um eine Mittelachse drehende Spirale angeordnet ist, können diese Förderanlagen Wasser anheben, um höher gelegene Orte mit Wasser zu versorgen. Mit derartigen Fördereinrichtungen kann auch Schüttgut transportiert werden.Archimedean screws were already known as conveyor systems in ancient times. Using a pipe in which a spiral rotating around a central axis is arranged, these conveyor systems can lift water to supply water to higher places. Bulk goods can also be transported with such conveying devices.
Aus
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neuartige Fördervorrichtung zu schaffen, welche eine Förderung von Schüttgut, Flüssigkeiten oder Gase ermöglicht.The aim of the present invention is to create a novel conveying device which enables bulk goods, liquids or gases to be conveyed.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Fördervorrichtung verfügt über ein rotationssymmetrisches Gehäuse, in dem ein Verdrängungskörper angeordnet ist. Der Verdrängungskörper ist um eine in der Mitte des rotationssymmetrischen Gehäuses positionierte Drehachse positioniert. Das Gehäuse weist einen Einlass auf.According to the invention, this object is achieved by means of a conveyor device with the features of
Der Verdrängungskörper besteht aus mehreren Scheiben. Unter einer Schiebe wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein flacher Gegenstand verstanden, welcher zumeist eine relativ geringe Höhe im Vergleich zur Fläche aufweist. Bevorzugt handelt es sich um eine um Aussparungen reduzierte Scheibe. Jede Scheibe verfügt über eine Außenkontur, welche entsteht, wenn ausgehend von einem Maximalradius rmax zur Drehachse bei einer Drehbewegung über einen Drehwinkel kleiner oder gleich 360° um die Drehachse der Radius r von der Drehachse (5) zur Außenkontur bis zu einem Minimalradius rmin abnimmt und dann wieder vom Minimalradius rmin zum Maximalradius rmax ansteigt.The displacement body consists of several disks. In the context of the invention, a slide is understood to mean a flat object, which usually has a relatively low height compared to the surface. It is preferably a pane with reduced recesses. Each disk has an outer contour, which is created when, starting from a maximum radius r max to the axis of rotation, during a rotation movement over a rotation angle less than or equal to 360° around the axis of rotation, the radius r from the axis of rotation (5) to the outer contour up to a minimum radius r min decreases and then increases again from the minimum radius r min to the maximum radius r max .
Die Scheiben sind mit Richtung des Verlaufs der Drehachse kontinuierlich mit einem Drehversatz angeordnet. Auf jede Scheibe drückt ein Separator, wobei der Separator nahezu die gleiche Dicke aufweist wie die Scheibe. Die Separatoren der Scheiben sind nebeneinander angeordnet. Im Gehäuse ist mindestens eine Öffnung zur Durchführung der Separatoren vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, mittels des aus den Scheiben bestehenden Verdrängungskörpers mit den Separatoren den Raum innerhalb des Gehäuses in zwei Bereiche zu trennen. Der eine Bereich befindet sich in Drehrichtung auf der einen Seite der Separatoren und der andere Bereich entgegen der Drehrichtung auf der anderen Seite der Separatoren.The disks are arranged continuously with a rotational offset in the direction of the axis of rotation. A separator presses on each disc, with the separator having almost the same thickness as the disc. The disc separators are arranged next to each other. At least one opening is provided in the housing for the separators to pass through. This makes it possible to separate the space within the housing into two areas by means of the displacement body consisting of the disks with the separators. One area is on one side of the separators in the direction of rotation and the other area is on the other side of the separators against the direction of rotation.
Auf der dem Einlass abgewandten Seite ist ein Auslass angeordnet.An outlet is arranged on the side facing away from the inlet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.Advantageous refinements result from the features of the dependent claims.
Bei der Außenkontur der Scheiben in dem Bereich, in dem sich der Radius r ändert, kann es sich um die Kontur eines Teils einer archimedischen Spirale handeln. Der Radius r einer archimedischen Spirale nimmt mit dem Drehwinkel φ zu. r = f(φ), beispielsweise r = a * φ. Die Kontur geht in diesem Fall jedoch nicht von einem Radius von null aus, sondern von rmin und reicht bis rmax.; dementsprechend lautet in diesem Fall die Formel r = rmin + a * φ. Erfindungsgemäß sind auch andere Kurvenverläufe möglich.The outer contour of the disks in the area where the radius r changes can be the contour of part of an Archimedean spiral. The radius r of an Archimedean spiral increases with the angle of rotation φ. r = f(φ), for example r = a * φ. In this case, however, the contour does not start from a radius of zero, but from r min and extends to r max .; accordingly, in this case the formula is r = r min + a * φ. According to the invention, other curve profiles are also possible.
Entspricht der Maximalradius rmax dem halben Innendurchmesser des Gehäuses, so dichten die Scheiben zum Gehäuse hin ab. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass zumindest ein geringer Spalt bestehen sollte, um eine Drehung zu ermöglichen oder eine Dichtung vorgesehen ist.If the maximum radius r max corresponds to half the inside diameter of the housing, the disks seal against the housing. It should be taken into account that there should be at least a small gap to enable rotation or that a seal should be provided.
Der Einlass kann sich über einen Teil des Gehäusequerschnitts erstrecken und vorzugsweise am äußeren Rand angeordnet sein. An dieser Stellung erfolgt dann die Zufuhr.The inlet can extend over part of the housing cross section and can preferably be arranged on the outer edge. The supply then takes place at this position.
Der Einlass kann auch seitlich durch die Gehäusewand erfolgen. Hierzu eignet sich vorzugsweise die Höhe der in Förderrichtung ersten Scheibe in Gegendrehrichtung neben dem Separator.The inlet can also be made laterally through the housing wall. The height of the first disc in the conveying direction in the opposite direction of rotation next to the separator is preferably suitable for this.
Die Scheiben können jeweils separate Bauteile sein, welche zusammengesetzt den Verdrängungskörper bilden.The disks can each be separate components which, when put together, form the displacement body.
Die Ränder der Scheiben können parallel oder schräg zur Drehachse verlaufen.The edges of the disks can run parallel or oblique to the axis of rotation.
Alternativ können die Scheiben Teil eines einteiligen Verdrängungskörpers sein.Alternatively, the disks can be part of a one-piece displacement body.
Ist die Außenkontur der Scheiben zumindest zwischen Maximalradius rmax und Minimalradius rmin mit einer Dichtung umschlossen, so ist Dichtheit zwischen Gehäuse und Scheiben gewährleistet.If the outer contour of the disks is enclosed with a seal at least between the maximum radius r max and minimum radius r min , then tightness between the housing and the disks is guaranteed.
Auch die Spitze der Separatoren, welche mit den Scheiben in Kontakt sind, können mit einer Dichtung umschlossen sein, um eine dichte Separierung zwischen den beiden zuvor beschriebenen Räumen in beziehungsweise gegen die Drehrichtung zu gewährleisten.The tip of the separators, which are in contact with the disks, can also be enclosed with a seal in order to ensure a tight separation between the two spaces described above in or against the direction of rotation.
Die Separatoren können mittels Federkraft auf die Scheiben drücken; hierbei kann es sich um metallische Federn, Gasfedern oder sonstige Federn handeln.The separators can press on the discs using spring force; These can be metallic springs, gas springs or other springs.
Alternativ können die Separatoren mittels Aktoren auf die Scheiben drücken.Alternatively, the separators can press onto the disks using actuators.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen Verdrängungskörper mit Separatoren in perspektivischer Darstellung, -
2 denselben erfindungsgemäßen Verdrängungskörper mit Separatoren in Richtung der Drehachse, -
3 denselben erfindungsgemäßen Verdrängungskörper mit Separatoren senkrecht zur Drehachse, -
4 eine erfindungsgemäße Fördervorrichtung mit Verdrängungskörper und Separatoren in einem Gehäuse in einer ersten Stellung, -
5 die erfindungsgemäße Fördervorrichtung mit Verdrängungskörper und Separatoren in einem Gehäuse aus4 in einer zweiten Stellung, -
6 die erfindungsgemäße Fördervorrichtung mit Verdrängungskörper und Separatoren in einem Gehäuse aus4 in einer dritten Stellung sowie -
7 Scheiben eines Verdrängungskörpers mit Separatoren.
-
1 a displacement body according to the invention with separators in a perspective view, -
2 the same displacement body according to the invention with separators in the direction of the axis of rotation, -
3 the same displacement body according to the invention with separators perpendicular to the axis of rotation, -
4 a conveyor device according to the invention with displacement bodies and separators in a housing in a first position, -
5 the conveying device according to the invention with displacement bodies and separators in ahousing 4 in a second position, -
6 the conveying device according to the invention with displacement bodies and separators in ahousing 4 in a third position as well -
7 Discs of a displacement body with separators.
Die Fördervorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2 in Form eines Hohlzylinders mit einem Einlass auf einer Seite des Gehäuses, zumeist unten, einer Vielzahl von Scheiben 3, deren Radius ausgehend von einem äußeren Radius rmax sich über einen Winkel etwa 300° nach innen bis zu einem inneren Radius rmin stetig verkleinert, Separatoren und einer Abführung auf der dem Einlass abgewandten Seite zumeist im oberen Bereich des Zylinders. In dem Bereich zwischen dem äußeren Radius rmax und dem inneren Radius rmin beschreibt die Außenkontur der Scheiben 3 die Form einer archimedischen Spirale.The
Die Scheiben 3 sind allesamt über eine zu den Scheiben 3 senkrechte Drehachse 5 gelagert, wobei die Drehachse 5 sich an dem Ort befindet, welcher der archimedischen Spirale beim Winkel null entspräche.The
Die
Mehrere Separatoren 4 ragen seitlich durch die Wand des Gehäuses 2 und drücken auf die Scheiben 3. Durch die Separatoren 4 wird der freie Raum in der Fördervorrichtung 1 in zwei Räume 7, 8 geteilt. Während des Betriebs der Fördervorrichtung 1, bei welchem der Verdrängungskörper 8 im Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn gedreht wird (siehe Pfeil in den
Beim Betrieb wird der Fördervorrichtung 1 Fördergut auf der der Blickrichtung gemäß
Der Einlass kann sich über einen Teil des Gehäusequerschnitts erstrecken und vorzugsweise am äußeren Rand angeordnet sein. Bezogen auf
Bei festem und flüssigem Fördergut kann über statischen Druck ausreichend Vorschub am Eingang erzeugt werden. Dementsprechend ist ausreichend, wenn beispielsweise neben der Fördervorrichtung 1 ein Vorratsbehälter angeordnet ist, dessen Füllhöhe über den Einlass hinausragt. Bei festen Fördergut sollte dieses möglichst trocken sein, um ein Verklumpen zu vermeiden. Die Körnung sollte nicht zu grob sein; dies gilt insbesondere in Relation zur Scheibendicke, welche bei Bedarf an die Körnung anzupassen ist. Die Korngröße muss kleiner als die Scheibendicke sein, da sonst das Fördergut die Fördervorrichtung 1 verklemmt.For solid and liquid conveyed goods, sufficient feed can be generated at the inlet using static pressure. Accordingly, it is sufficient if, for example, a storage container is arranged next to the conveying
Der Einlass kann auch seitlich durch das Gehäuse 2 auf der Höhe der in Förderrichtung ersten Scheibe 3 entgegen der Drehrichtung neben dem Separator 4 erfolgen. Eine Zufuhr kann über Schwerkraft beziehungsweise statischen Druck oder eine Fördervorrichtung, beispielsweise eine horizontale Förderschnecke erfolgen.The inlet can also take place laterally through the
Auch die Abführung stromab der Fördervorrichtung 1 kann sowohl über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 2, als auch einen Teilbereich oder eine seitliche Öffnung im Gehäuse 2 erfolgen.The discharge downstream of the conveying
Die Scheiben 3 können jeweils separate, vorzugsweise baugleiche Bauteile sein, welche zum Verdrängungskörper 8 zusammengesetzt werden. Alternativ kann der Verdrängungskörper 8 einteilig sein und beispielsweise aus dem Vollen gefräst oder gegossen werden.The
Der Form der Separatoren kommt eine besondere Bedeutung zu. Einerseits ist es vorteilhaft, wenn die Spitze der Separatoren mit einer Dichtung umschlossen ist, um ein Vorbeiströmen von Fördergut zwischen Scheibe 3 und Separator 4 zu vermeiden. Andererseits darf die Spitze insbesondere bei Schüttgut nicht zu breit sein, um beim Verschieben von äußeren Radius rmax auf den inneren Radius rmin nicht auf dem Fördergut auszusitzen. Die Federkraft sollte zwar kräftig sein, jedoch nicht zu kräftig, um Verschleiß beim Aufsetzen auf dem Scheibenrand zu vermeiden. Hierzu kann jedoch auch der Hub durch entsprechende Anschläge am Gehäuse und den Separatoren vermieden werden.The shape of the separators is of particular importance. On the one hand, it is advantageous if the tip of the separators is enclosed with a seal in order to prevent conveyed material from flowing past between the
Die Scheibenränder können parallel zur Drehachse 5 verlaufen. Sie können auch schräg dazu verlaufen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Radius der Scheiben 3 in Förderrichtung etwas abnimmt, so dass eine Schräge zur folgenden Scheibe 3 entsteht, über welche das Fördergut abgeführt wird. In diesem Fall ist auch die Spitze der Separatoren 4 entsprechend anzupassen. Die Schräge kann linear oder abgerundet verlaufen.The edges of the disk can run parallel to the axis of
Die Separatoren 4 können durch Federn oder Schwerkraft sowie pneumatische, hydrostatische oder elektromagnetische Vorrichtungen bewegt werden, so dass diese auf die Scheiben 3 drücken. Durch den veränderlichen Radius wird der Druck erhöht beziehungsweise reduziert.The
Alternativ könne die Separatoren 4 durch Aktoren verschoben werden. Bei einer aktiven Steuerung werden die Separatoren von extern in einer Weise angesteuert, so dass der aufgebaute Druck auf die Spiralscheiben je nach Bedarf angepasst werden kann. Eine aktive Steuerung wäre mechanisch (beispielsweise in Form einer Nockenwelle), elektromechanisch (beispielsweise durch Linearmotoren), oder pneumatisch/hydraulisch (beispielsweise, durch entsprechende Ventilsteuerung) denkbar.Alternatively, the
Die Förderanlage kann prinzipiell unterschiedliche Materialien fördern:
- 1. feste Materialien in einer Größe oder Körnung, die den Durchmesser des begrenzenden Gehäuses 2 deutlich unterschreitet.
- 2. flüssige Medien insoweit, als eine ausreichende Abdichtung der Stäbe untereinander, sowie zum sich drehenden Verdrängungskörper 8 gegeben ist.
- 3. gasförmige Medien, wobei hier der Abdichtung besondere Bedeutung zukommt. Hier können nur geringe Drücke erzeugt werden.
- 1. solid materials with a size or grain size that is significantly less than the diameter of the limiting
housing 2. - 2. liquid media insofar as there is sufficient sealing between the rods and the
rotating displacement body 8. - 3. gaseous media, whereby sealing is of particular importance. Only low pressures can be generated here.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FördervorrichtungConveyor device
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- Scheibedisc
- 44
- Separatorseparator
- 55
- DrehachseAxis of rotation
- 66
- Förderraumfunding room
- 77
- Freiraumfree space
- 88th
- Verdrängungskörperdisplacement body
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 370896 [0003]DE 370896 [0003]
- EP 2883818 A1 [0004]EP 2883818 A1 [0004]
- DE 102013112936 A1 [0005]DE 102013112936 A1 [0005]
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- 2022-09-01 DE DE102022003188.4A patent/DE102022003188A1/en active Granted
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |