-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen einer Probe rieselfähigen Schüttguts in
zwei oder mehr Teilmengen näherungsweise
gleicher Zusammensetzung nach Anspruch 1.
-
Bei
der Teilung einer Probe ist es von großer Bedeutung, daß die durchschnittlichen
Eigenschaften (durchschnittliche Zusammensetzung, Korngrößenverteilung
etc.) des Materials, aus dem die ursprüngliche Probe besteht, bei
der Teilung nicht verändert
werden, damit die Merkmale der geteilten Proben denen der Grundgesamtheit
der ursprünglichen Probe
entsprechen.
-
Jede
Probenteilung bzw. Probennahme rieselfähiger Schüttgüter sollte möglichst
in der Form durchgeführt
werden, daß das
Schüttgut
den Ort der Probennahme bzw. Probenteilung in Proben müssen in
einem gleichbleibenden Teilungsverhältnis arbeiten. Verstopfungen
oder Anbackungen müssen durch
geeignete konstruktive Maßnahmen
vermieden werden. Ferner sollte selbstverständlich das Teilungsverhältnis über einen
möglichst
großen
Bereich einstellbar sein, und die Vorrichtungen sollten betriebssicher,
wartungsfreundlich und verschleißarm sein.
-
In
automatisierten Anwendungen ist die Verwendung des Drehrohrteilers
bekannt, bei dem ein zu teilender Materialgutstrom über einen
schrägstehenden
Kanal geführt
wird, der mit einer konstanten Drehzahl in einem konusförmigen Gehäuse rotiert. Bei
jeder Umdrehung wird eine Teilmenge des Gutstromes über eine
definierte Öffnung
eines Probennahmestutzens abgegeben und als Teilmenge gesammelt.
Die Offnung kann von außen
durch einen Schieber stufenlos verstellt werden, so daß das Teilungsverhältnis auch
während
des Betriebes einstellbar ist. Hierbei ist nachteilig, daß das Teilungsverhältnis zwar
stufenlos, aber nur in einem relativ eng begrenzten Bereich (zwischen
etwa 1:10 und 1:100) verstellt werden kann.
-
Aus
der
JP 427 20 25 A ist
eine Verteilungsvorrichtung für
Schüttgut
bekannt, bei der Schüttgut, das über einen
Förderer
zugeführt
wird, mittels eines rotierenden Verteilelements mit zwei radial
beabstandeten Abgabeenden auf zwei darunterliegende Behälter aufgeteilt
wird.
-
Aus
DE 295 00 305 U1 ist
eine Vorrichtung zum Aufteilen eines Schüttgutstroms auf mehrere Förderstromzweige
nach Art eines herkömmlichen Drehrohrverteilers
ohne bewegliche Teilklappen bekannt.
-
WO
98/528850 zeigt eine Aufteilung eines zugeführten Schüttgutstroms in drei Teilströme mit Hilfe
von zwei verschwenkbaren Teilklappen ohne rotierende Elemente.
-
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen,
mit der eine stufenlose Veränderung
des Teilungsverhältnisses
bei einer Probenteilung möglich
ist, und zwar über
einen wesentlich größeren Bereich
als bisher, so daß praktisch
jedes beliebige Teilungsverhältnis
möglich
ist.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
zweier bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
-
1 eine
erste Ausführungsform
einer Schüttgutteilvorrichtung
in einer schematischen Längsschnittansicht
entlang der Linie I-I in 2 zeigt;
-
2 die
Ausführungsform
nach 1 in einer schematischen Querschnittsansicht entlang
der Linie II-II in 1 zeigt;
-
3 eine
schematische Längsschnittansicht
einer zweiten Ausführungsform,
entsprechend der Erfindung, entlang der Linie III-III in 5 und 6 zeigt,
wobei sich zwei Teilklappen in einer ersten Endstellung befinden;
-
4 eine
vergrößerte Ansicht
der Teilklappen im Bereich deren freier Endabschnitte zeigt;
-
5 eine
schematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie V-V in 3 zeigt;
-
6 eine
schematische Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform
in um 90° versetzter
Orientierung zeigt, entlang der Linie VI-VI in 7;
-
7 eine
schematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie VII-VII in 6 zeigt;
-
8 eine
schematische Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie VIII-VIII in 9 zeigt,
wobei sich die Teilklappen in einer ersten Zwischenstellung befinden;
-
9 eine
schematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie IX-IX in 8 zeigt;
-
10 eine
schematische Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie X-X in 11 zeigt,
wobei sich die Teilklappen in einer zweiten Zwischenstellung befinden;
-
11 eine
schematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie XI-XI in 10 zeigt;
-
12 eine
schematische Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie XII-XII in 13 zeigt,
wobei sich die Teilklappen in einer zweiten Endstellung befinden;
-
13 eine
schematische Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform
entlang der Linie XIII-XIII in 12 zeigt;
-
14 eine
schematische Längsschnittansicht
einer Variante der zweiten Ausführungsform entlang
der Linie XIV-XIV in 15 zeigt; und
-
15 eine
schematische Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV in 14 zeigt.
-
1 und 2 dienen
der Erläuterung
einer ersten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Teilen von Schüttgut. Eine Zuführungseinrichtung
für rieselfähiges Schüttgut, welches
mit einem vorgegeben Teilungsverhältnis in zwei Teilproben zu
unterteilen ist, ist in an sich bekannter Weise durch ein schräg abwärts weisendes,
um eine vertikale Achse 1 dreh- und antreibbares Rohr 2 gebildet,
wobei das Schüttgut
in einem oberen Bereich des Rohrs 2 zugeführt wird (Pfeil 4)
und aus einer vertikalen Mündungsfläche 6 des
Rohrs 2 in teils tangentialer, teils axialer Richtung abgegeben
wird. Um die je nach Drehgeschwindigkeit ggf. nicht unerheblichen
Radialkomponente des austretenden Schüttguts in eine abwärtsweisende
Richtung umzulenken, ist in einem radialen Abstand d von der Mündungsfläche 6 des Rohrs 2 ein
zylindrischer Prallmantel 8 angeordnet. Der Abstand d muß ersichtlich
mindestens etwas größer sein
als die größte zu erwartende
Korngröße des zuzuführenden
Schüttguts
und beträgt
bevorzugt das dreifache der Maximalkorngröße.
-
Ein
lediglich schematisch angedeuteter Drehantrieb 10 für das Rohr 2 ist
auf einer oberen Deckplatte 12 der Vorrichtung angebracht,
welche ihrerseits auf einem im Querschnitt quadratischen Gehäuse 14 ruht,
innerhalb dessen der Prallmantel 8 aufgenommen ist. Unterhalb
des Prallmantels 8 ist in dem Gehäuse 14 eine Teilklappe 16 angeordnet,
die um eine horizontale Schwenkachse 18 innerhalb eines
Schwenkbereichs von etwa 90° (Pfeil 20) schwenkbar
ist.
-
Wie 2 zeigt,
entspricht die Breite der Teilklappe 16 in Richtung der
Schwenkachse 18 der entsprechenden inneren Breite des Gehäuses 14, d.h.
vertikale seitliche Kanten und eine obere Kante 16a der
Teilklappe 6 schließen
relativ dicht mit den entsprechenden, senkrecht zur Schwenkachse 18 orientierten
Seitenwänden 22, 24 des
Gehäuses
ab.
-
Während 1 die
Teilklappe 16 in einer Zwischenstellung in der Nähe ihrer
vertikalen Orientierung zeigt, sind zwei Endstellungen möglich, nämlich eine
erste, in der sich die Teilklappe 16 in der in 1 links
angedeuteten, mit A bezeichneten Endstellung befindet und die Kante 16a eine
gegenüberliegende,
parallel zur Schwenkachse 18 verlaufende Seitenwand 26 des
Gehäuses
berührt,
und eine zweite, in 1 rechts angedeutete und mit
B bezeichnete Endstellung, in der die Teilklappe 16 mit
ihrer oberen Kante 16a eine gegenüberliegende, parallel zur Schwenkachse 18 verlaufende
zweite Seitenwand 28 berührt.
-
An
das Gehäuse 14 schließen sich
unterhalb der Trennklappe 16 ein erster Aufnahmebehälter 34 und
ein zweiter Aufnahmebehälter 36 an,
die das gesamte durch das Rohr 2 zugeführte Schüttgut in einem durch die jeweilige
Stellung der Teilklappe 16 bestimmten Teilungsverhältnis aufnehmen.
-
Aufgrund
des Zusammenwirkens des rotierenden Rohrs 2 mit dem dieses
koaxial umschließenden
zylindrischen Prallmantel 8 wird das zugeführte Schüttgut im
wesentlichen innerhalb eines der Gesamtauffangfläche entsprechenden, kreisringförmigen Bereichs,
der durch den Innendurchmesser des Prallmantel 8 und den
Durchmesser der von der Mündungsfläche 6 des
Rohrs 2 durchlaufenen Kreisbahn 40 (2)
festgelegt ist, in vertikaler Richtung nach unten in die Aufnahmebehälter 34, 36 abgegeben.
Der kreisringförmige
Bereich ist in 2 teilweise schwarz unterlegt
(erste Auffangfläche),
um anzudeuten, daß derjenige
Teil des Schüttguts,
der aus dem Rohr 2 abgegeben wird, während sich dieses in dem Sektorbereich
seines kreisförmigen
Umlaufs befindet, der dem schwarz unterlegten Bereich entspricht,
von dem ersten Aufnahmebehälter 34 aufgenommen
wird, während
der übrige
Teil des Schüttguts,
der aus dem Rohr 2 abgegeben wird, während sich dieses innerhalb
des sektorförmigen
Bereichs seines kreisförmigen
Umlaufs befindet, der dem weiß und
schraffiert unterlegten Bereich der Kreisringzone entspricht (zweite
Auffangfläche),
von dem zweiten Aufnahmebehälter 36 aufgenommen
wird. Hierbei gelangt in der gezeigten Klappenstellung ersichtlich auch
dasjenige Material, welches zunächst
auf die Trennklappe 16 fällt, letztendlich (nach rechts)
in den zweiten Aufnahmebehälter 36,
so daß die
beiden in 2 horizontal schraffierten Bereiche
der Kreisringzone zu dem weiß unterlegten
Bereich der Kreisringzone hinzuzurechnen sind und gemeinsam die
zweite Auffangfläche
bilden. Das Teilungsverhältnis,
das mit der in 1 dargestellten Stellung der
Trennklappe 16 erzielt wird, ergibt sich somit als Flächenverhältnis zwischen
der in 2 schwarz bzw. weiß/schraffiert unterlegten Teilflächen der
zwischen Prallmantel 8 und Kreisbahn 40 gelegenen
Kreisringfläche.
-
Die
erste und zweite Auffangfläche
werden somit bei der Vorrichtung nach 1 durch
die in 2 schwarz bzw. weiß/schraffiert gekennzeichneten
Kreisringabschnitte gebildet, deren Verhältnis zueinander je nach Stellung
der Teilklappe 16 variiert, während ihre Summe (Gesamtauffangfläche) unabhängig von
der Klappenstellung konstant ist und der gesamten Kreisringfläche entspricht.
-
Aus
Gründen
der konstruktiven Vereinfachung sind die erste und zweite Auffangöffnung der Aufnahmebehälter bei
der Vorrichtung nach 1 und 2 nicht
kreisring-, sondern rechteckförmig und
werden durch die Seitenwände 22, 24, 26, 28 des
Gehäuses 14 und
die obere Kante 16a der Trennklappe 16 gebildet.
-
3 bis 15 erläutern eine
zweite Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Teilen von Schüttgut, entsprechend der Erfindung,
wobei der ersten Ausführungsform
entsprechende Teile mit durch "100" erhöhte Bezugszeichen
bezeichnet sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind nicht eine,
sondern zwei Teilklappen 116', 116'' vorgesehen. Durch diese Maßnahme ist
es möglich,
für eine
der Teilproben nicht nur einen, sondern zwei (zweite) Aufnahmebehälter (136a, 136b,
s.u. 14 und 15) vorzusehen,
so daß der
entsprechende Teilstrom des Schüttguts,
der nicht vom ersten Aufnahmebehälter
aufgenommen wird, "automatisch" nochmals in zwei
gleiche Teilproben unterteilt wird, was insbesondere dann von Vorteil
ist, wenn der auf diese Weise nochmals unterteilte Anteil bereits
relativ klein ist und aufgrund einer in der Nähe einer Endstellung der Teilklappen
aufgrund von Randeffekten wie beispielsweise Korngrößeneinfluß usw. ansonsten
eine Verfälschung
des Ergebnisses zu befürchten wäre. In diesem
Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß zur Vermeidung von Verfälschungen
aufgrund des Korngrößeneinflusses
eine kleinste Abmessung einer Auffangöffnung (Schlitzbreite) mindestens
das dreifache der maximale Körnung
des Schüttguts
betragen sollte. Da in der Nähe
der Endstellungen der Teilklappen 16 bzw. 116 die
Auffangöffnungen
bei der dargestellten Anordnung ersichtlich die Form von in radialer
Richtung immer schmaleren Kreisabschnittsflächen annehmen, kann eine solche
Unterteilung des Materialstroms in zwei Teilströme durchaus vorteilhaft sein.
-
3 und 5 erläutern eine
Klappenstellung, in der eine zweite Auffangfläche verschwindet bzw. eine
zweite Auffangöffnung
(136a, 4) eines zweiten Aufnahmebehälters 136 durch
die sich mit ihren Kanten 116a', 116a'' berührenden
Teilklappen 116', 116'' geschlossen ist, während zweite
erste oder eine erste gesamte Auffangfläche bzw. eine erste Auffangöffnung 134a eines
ersten Aufnahmebehälters 134 maximal
geöffnet
ist und der Gesamtauffangfläche
entspricht, d.h. dem in 5 schwarz unterlegten vollständigen Kreisringbereich.
-
4 zeigt
in einer vergrößerten,
ausschnittsweisen Darstellung den Bereich der oberen, freien Kanten 116a', 116a'' der Teilklappen 116,
die angeschrägt
bzw. spitz zulaufend ausgebildet sind, um zu vermeiden, daß sich in
der dargestellten Klappenstellung Material auf den Teilklappen ansammelt.
-
6 und 7 erläutern in
gegenüber 3 und 5 um
90° versetzten
Ansichten die Gestaltung und räumliche
Anordnung eines ersten und eines zweiten Aufnahmebehälters 134, 136 bei der
zweiten Ausführungsform
für den
Fall, daß die genannte
Möglichkeit,
einen der Materialströme
in zwei gleiche Teilströme
zu unterteilen, nicht genutzt werden soll und somit lediglich zwei
Aufnahmebehälter
vorgesehen sind. Die Aufnahmebehälter 134, 136 sind
in der dargestellten Weise in Form von trichterförmigen Schächten ausgebildet, die sich
gegenseitig durchdringen bzw. umschließen, wobei die Teilklappen 116 und
deren Schwenkachsen 118', 118'' angedeutet sind.
-
8 bis 11 zeigen
zwei Zwischenstellungen der Teilklappen 116', 116'',
wobei in 8 und 9 der durch
die ersten Auffangöffnungen 134a bzw.
-flächen
(schwarz) fallende Materialanteil und in 10 und 11 der
durch die zweite Auffangöffnung 136a (weiß/schraffiert)
fallende Materialanteil überwiegt.
-
12 und 13 zeigen
eine zweite Endstellung der Teilklappen 116', 116'',
bei der diese die gegenüberliegenden
Seitenwände 126, 128 des
Gehäuses 114 berühren und
somit die ersten Auffangöffnungen 134a abdecken
bzw. verschließen,
so daß die
zweite Auffangfläche
mit der Gesamtauffangfläche
(weiß/schraffiert) übereinstimmt
und der gesamte Materialstrom von der zweiten Auffangöffnung 136a bzw.
dem zweiten Aufnahmebehälter 136 aufgenommen
wird.
-
Im
Unterschied zu der ersten Ausführungsform
sind somit bei der zweiten Ausführungsform,
außer
in den Endstellungen, drei Auffangöffnungen (zwei erste und eine
zweite) vorhanden, die durch rechteckige Flächenbereiche zwischen den Seitenwänden 122, 124, 126, 128 und
den oberen Kanten der Teilklappen 116 gebildet werden.
Analog zur ersten Ausführungsform
werden die Auffangflächen
der genannten Auffangöffnungen
durch die entsprechenden, in
-
- 1
- Achse
- 2
- Rohr
- 4
- Zuführungsrichtung
- 6,
106
- Zuführungsöffnung
- 8
- Prallmantel
- 10
- Drehantrieb
- 12
- Deckplatte
- 14,
114
- Gehäuse
- 16,
116', 116''
- Teilklappe
- 18,
118', 118''
- Schwenkachse
- 20
- Schwenkrichtung
- 22,
24
- Seitenwand
- 26,
28, 126, 128
- Seitenwand
- 34,
134
- erster
Aufnahmebehälter
- 134a
- erste
Auffangöffnung
- 36,
136
- zweiter
Aufnahmebehälter
- 136a
- zweite
Auffangöffnung
- 40,
140
- Kreisbahn
- 142
- erster
Aufnahmebehälter
- 144,
146
- zweiter
Aufnahmebehälter
- d
- Abstand
- A,
B
- Endstellung