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Schüttgutbehälter mit pneumatischer Entleerung Die Erfindung betrifft
einen Behälter für Schüttgut, insbesondere für Eisenbahn-Schüttguttransportwagen,
mit pneumatischer Entleerung durch ein vom unteren Behälterteil wegführendes Entleerungsrohr.
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Vor der Entleerung derartiger Behälter wird Luft in den unteren Teil
des Behälters eingeblasen. Durch diese Luft wird das im Behälter befindliche Schüttgut
aufgelockert und in einen fiüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt, in dem es durch
Rohrleitungen aus dem Behälter herausgedrückt werden kann, die nach oben oder nach
unten aus dem Behälter heraus geführt sind und die horizontal, vertikal oder schräg
bis zu derjenigen Stelle geführt werden können, an der das Schüttgut abgegeben werden
soll. Bei Entleerung nach unten kann die Förderarbeit allein durch die Schwerkraft
des Schüttguts aufgebracht werden; in anderen Fällen wird häufig die Förderarbeit
durch Aufladen des zu diesem Zweck druckfest ausgebildeten Behälters aufgebracht,
und zwar erfolgt die Aufladung üblicherweise durch die Auflockerungsluft selbst.
Es kann hierzu aber auch allein oder zusätzlich Druckluft in den Behälter oberhalb
der Schüttgutoberfläche eingeleitet werden. In neuerer Zeit erfolgt die Einführung
der Auflockerungsluft und gegebenenfalls auch der Treibluft durch den zu diesem
Zwecke luftdurchlässig ausgebildeten Boden des Behälters. Der Boden besteht beispielweise
aus einer porös gesinterten Sintermetallplatte oder auch porösem keramischem Werkstoff.
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Es hat sich nun in der Praxis gezeigt, daß zwar die Auflockerung
im unteren Behälterteil am Einlauf in das Entleerungsrohr fast immer ausreichend
ist, um das Schüttgut in fiüssigkeitsähnlichem Zustand aus dem Behälter herausleiten
zu können; im oberen Behälterteil pflegen sich aber bei zunehmender Entleerung häufig
Brücken zu bilden, so daß das Schüttgut nicht in den unteren Behälterteil nachrutscht.
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Wenn eine solche Brücke plötzlich einstürzt, sind häufig Verstopfungen
am Einlauf in das Entleerungsrohr die Folge. Man kann diese Brückenbildung, die
insbesondere bei sehr feuchten und auch bei sehr trockenen Schüttgiitem auftreten,
auch nicht durch den Einbau von Lufteintrittsdüsen im oberen Behälterteil mit Sicherheit
vermeiden.
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Es ist ein Schüttgutbehälter mit reiner Schwerkraftentleerung bekannt,
mit einem Rührwerk in Form eines starren Rührarms, der mit seinem oberen Ende um
eine horizontale Achse schwenkbar an einer etwa zentrisch im Behälter angeordneten
Welle gelagert ist und in seiner innersten Stellung infolge der auf ihn einwirkenden
Schwerkraft etwa lotrecht entlang der Welle nach unten verläuft. Ein solcher Rührarm
begünstigt
infolge der von ihm im Betrieb eingenommenen Lage geradezu die Bildung von Schüttgutbrücken,
wie sie insbesondere bei Schüttgutbehältern mit pneumatischer Entleerung leicht
auftreten können. Diese Brücken verhindern ein Nachrutschen des Schüttguts zur Austragstelle.
Wenn eine solche Brücke plötzlich einstürzt, so sind häufig Verstopfungen am Einlauf
des Entleerungsrohrs des Behälters die Folge. Man kann diese Brückenbildungen, die
insbesondere bei sehr feuchten und auch bei sehr trockenen Schüttgütern auftreten
nicht etwa durch den Einbau von Lufteintrittsdüsen im Behälterinneren mit Sicherheit
vermeiden. Insofern sind bei dem bekannten Behälter, der mit Schwerkraftentleerung
arbeitet, andere Verhältnisse gegeben als bei Behältern mit pneumatischer Entleerung,
auf die sich die Erfindung bezieht. Bei dem bekannten Behälter wird das Schüttgut
durch den Rührarm gewissermaßen von stehenden Schichten abgekratzt, und diese Schichten
stürzen, wenn sie eine bestimmte Schichtdicke unterschreiten, ein.
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Hiervon unterscheidet sich der erfindungsgemäße, ebenfalls mit einem
Rührwerk versehene Schüttgutbehälter dadurch, daß mindestens ein starrer Rührarm
mit seinem unteren Ende am unteren Ende der etwa zentrisch im Behälter angeordneten
Welle entgegen der Kraft einer Feder bis zu einem Anschlag nach außen schwenkbar
gelagert ist; dieser Rührarm verläuft in seiner äußersten Stellung entlang der Innenfläche
des konischen unteren Teils des Behälters und verläuft an seiner vorlaufenden Seite
derart schräg, daß das Ladegut auf den Rührarm eine auf eine Einwärtsschwenkung
desselben gerichtete Kraftkomponente ausübt. Infolgedessen schneidet der in der
erfindungsgemäßen Weise ausgestaltete und angelenkte Rührarm in seiner normalen
Arbeitsstellung entlang der Innenfläche des konischen unteren Teils des Behälters,
so daß er in diesem durch Brückenbildung besonders gefährdeten konischen Behälter
abschnitt die Brücken gewissermaßen an ihrer Basis abschneidet, so daß sie sich
überhaupt gleich gar nicht bilden können.
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Bei der bekannten Konstruktion eines Rührwerks übt der Gegendruck
des Materials auf den Rührarm keinerlei Kraftkomponente aus, die bestrebt ist, den
Rührarm nach innen zu verschwenken und damit seine radiale Erstreckung herabzusetzen.
Dies bedeutet, daß bei plötzlichem Verstopfen des von dem Rührarm erfaßten Behälterteils,
beispielsweise durch Nachrutschen einer verhältnismäßig kompakten Schüttgutmasse
aus dem oberen Behälterteil, unweigerlich eine Überlastung des Rührarmes selbst,
der in seinen Antrieb eingeschalteten Teile und seines Antriebsmotors eintritt.
Anders ist dies bei dem erfindungsgemäßen Schüttgutbehälter, weil nämlich hier die
vorlaufende Seite des starren Rührarms derart schräg verläuft, daß das Ladegut auf
den Rührarm eine auf eine Einwärtsschwenkung desselben gerichtete Kraftkomponente
ausübt, so daß bei übermäßigem Ansteigen des Ladegutwiderstands der Rührarm entgegen
der auf ihm einwirkenden Fliehkraft nach innen gedrückt wird. Hierdurch werden die
geschilderten, bei dem bekannten Schüttgutbehälter auftretenden Überlastungen mit
Sicherheit vermieden; der Rührarm stellt sich vielmehr immer selbsttätig in eine
solche Lage ein, in der sein Antrieb den auftretenden Materialkräften noch gewachsen
ist.
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Konstruktiv ist es zweckmäßig, den starren Rührarm gemäß der Erfindung
aus einem im Grundriß die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisenden, in
der äußersten Stellung auf der Mantelfläche eines zum unteren Behälterteil konzentrischen
Kegels mit gleichem Kegelwinkel und gegenüber der Kegelspitze des Behältermantels
nach oben versetzter Kegelspitze liegenden Blech herzustellen, das mit seiner Dreiecksbasis
an der Welle angelenkt ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung
dargestellten .Ausführungsbeispiels beschrieben und erläutert.
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Abb. 1 ist ein vertikaler Schnitt durch das untere Behälterende,
wobei jedoch die den Rührarm tragende Welle nicht geschnitten ist; Abb. 2 ist eine
Draufsicht auf den Rührarm; Abb. 3 zeigt im vertikalen Schnitt durch das untere
Ende der Welle die Anlenkung des Rührarms; Abb. 4 ist ein Schnitt nach der in Abb.
3 eingetragenen Linie A-B; Abb. 5 ist ein Schnitt nach der in Abb. 3 eingetragenen
Linie C-D;
Abb. 6 zeigt im lotrechten Schnitt die Einzelheiten der unteren Lagerung
der den Rührarm tragenden Welle.
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In den Abb. 1 bis 5 sind die Bodenplatte des Behälters 1 und die
darunter befindliche Luftkammer nicht dargestellt. Die Hohlwelle 7 trägt einen einzigen
starren Rührarm 57, der aus einem, wie Abb. 2 zeigt, im Grundriß die Form eines
gleichschenkligen Dreiecks aufweisenden Blech besteht, daß in seiner äußersten,
in Abb. 1 ausgezogen dargestellten Stellung auf der Mantelfläche eines zum untern
Behälterteil konzentrischen Kegels mit gleichem Kegelwinkel und gegenüber der Kegelspitze
des Behältermantels nach oben versetzter Kegelspitze liegt. Die Basis dieses Dreiecks
ist mit Armen 58 um eine horizontale Achse schwenkbar an der Welle 7 angelenkt.
In seiner innersten Stellung liegt der Rührarm, wie in Abb. 1 strichpunktiert gezeigt
ist, etwa lotrecht entlang der Welle 7, während er in seiner äußersten Stellung
entlang der Innenfläche des konischen unteren Teils des Behälters 1 verläuft. Infolge
der gewählten gebogenen Form dieses Bleches verläuft dieses an seiner vorlaufenden
Seite derart schräg, daß das im Behälter 1 befindliche Ladegut auf den Rührarm 57
eine auf eine Einwärtsschwenkung desselben gerichtete Kraftkomponente auf ihn ausübt.
Der Rührarm besitzt im dargestellten Falle einen Ausschnitt 59 in Form eines der
äußeren Dreiecksform ähnlichen Dreiecks. Hierdurch entsteht eine zweite'Schneidkante.
Durch die gegewölbte Form des Bleches hat der Rührarm die erforderliche Steifigkeit.
Falls der Ausschnitt 59 weggelassen wird, was selbstverständlich möglich ist, so
erhält der Rührarm eine größere Steifigkeit; allerdings erhöhen sich dadurch auch
die auf den Rührarm einwirkenden Reibungskräfte. Der Rührarm 57 ist über die Arme
58 drehfest mit einem Querzapfen 60 verbunden, der in einem mit der Hohlwelle 7
verbundenen Rohr 61 verdrehbar gelagert ist. An den beiden Enden des Rohres 61 ist
der Querzapfen 60 diesem gegenüber durch O-Ringe 62 abgedichtet. Auf dem Querzapfen
61 ist drehfest ein in das Innere der Welle 7 hineinführender Hebel 63 befestigt,
der einen Zapfen 64 trägt. Der Zapfen 64 liegt in einem nach unten offenen Schlitz
einer Stange 65, die in der Hohlwelle 7 verschiebbar ist und einen Federteller 66
trägt, auf dem sich eine Schraubendruckfeder 67 abstützt.
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Durch diese Schraubenfeder wird der Rührarm 57 in die in Abb. 1 strichpunktiert
dargestellte Stellung bewegt. Bei Antrieb der Welle 7 bewegt sich der Rührarm 57
infolge der auf ihn einwirkenden Fliehkraft entgegen der Federkraft zunehmend nach
außen bis zu einem Anschlag 77 in Form einer einstellbaren und mit Kontermutter
zu sichernden Anschlagschraube. Bei Auftreten eines übermäßigen Widerstandes des
Schüttgutes sinkt die Umdrehungsgeschwindigkeit, die Fliehkraft nimmt daher ab und
die Federkraft drückt den Rührarm gegen die Mittelwelle. Es ist somit jeder Drehzahl
eine bestimmte Ausschwenklage des Rührarmes zugeordnet. Die jeweilige Drehzahl ist
wiederum abhängig vom Zustand des Ladegutes. Außerdem drückt das Ladegut bei einem
solchen übermäßigen Widerstand den Rührarm 57 über seine schräge vorlaufende Fläche
entgegen der Fliehkraft radial nach innen.
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Um eine bequeme nachträgliche Veränderung der Vorspannung der Feder
67 zu ermöglichen, stützt sich diese mit ihrem oberen Ende auf einem weiteren Federteller
68 ab, in dem drehbar ein Gewindebolzen
69 geführt ist. Dieser Gewindebolzen
ist in eine Querwand 70 der Hohlwelle 7 eingeschraubt. Der als Vierkant ausgebildete
Kopf 71 dieses Gewindebolzens ist in einem entsprechenden quadratischen Loch einer
Scheibe 72 axial verschiebbar, aber unverdrehbar geführt. Im Bereich des Kopfes
71 ist die Hohlwelle 7 geteilt, und die beiden Teile weisen Flansche 73 und 74 auf,
die gemäß Abb. 4 dreieckige Form besitzen.
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Die Scheibe 72 besitzt an ihrem Außenumfang eine Verzahnung 75 zum
Ansetzen eines Hakenschlüssels.
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Wenn die Scheibe 72 zwecks Veränderung der Vorspannung der Schraubendruckfeder
67 verdreht werden soll, brauchen lediglich die Verbindungsschrauben 76 zwischen
den Flanschen 73 und 74 etwas gelockert zu werden, worauf unter Zuhilfenahme eines
Hakenschlüssels die Scheibe 72 verdreht werden kann. Nach Erreichen der gewünschten
Stellung wird die Scheibe wieder durch Anziehen der Befestigungsschrauben 76 zwischen
den Flanschen 73 und 74 festgeklemmt.
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Um unvermeidliche Baudifferenzen ausgleichen zu können, ist die die
Rührarme tragende Welle 7 etwa um ihr unteres Ende in Grenzen allseitig schwenkbar
gelagert, und zwar mittels der in Abb. 6 dargestellten Konstruktion. Auf dem luftdurchlässigen
Boden 3 ist ein lotrechter Bolzen 41 mittels eines Flansches 42 befestigt. Die Befestigungsschrauben
43 des Flansches 42 sind in eine mit entsprechenden Gewindebohrungen versehene Scheibe
44 eingeschraubt, die sich unterhalb der luftdurchlässigen Bodenplatte 3 in der
Luftkammer 5 befindet. Diese Scheibe 44 stützt sich über Futterstücke 45 auf dem
Boden 4 der Luftkammer 5 ab, so daß das Gewicht der Welle 7 nicht von der luftdurchlässigen
Bodenplatte 3 aufgenommen werden muß. Die Scheibe 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit den Futterstücken 45 verschweißt, die ihrerseits an den Boden 4 angeschweißt
sind. Die Hohlwelle 7 ist an einem topfförmigen, nach unten offenen Gehäuse 46 befestigt.
Dieses Gehäuse ist nach unten durch einen Deckel 47, der mit Feingewinde in das
Gehäuse 46 eingeschraubt ist, verschlossen. Der Deckel 47 ist gegenüber dem feststehenden
Zapfen 41 durch Filzringe 48 und einer Labyrinthdichtung 49 abgedichtet. Die Lagerung
des die Welle 7 tragenden topfförmigen Gehäuses 46 auf dem Zapfen 41 erfolgt mittels
eines zweireihigen Pendelkugellagers 50 und eines Axialkugellagers 51.
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Um nun eine pendelnde Einstellung der Hohlwelle 7 zu ermöglichen,
besitzt der eine Laufring 52 des Axialkugellagers 51 eine kugelige Auflagefläche
53, die auf einer entsprechenden Auflagefiäche eines in das Gehäuse 46 eingesetzten
Ringes 54 aufliegt. Der Kugelmittelpunkt der Fläche 53 fällt mit dem Mittelpunkt
56 der kugeligen Rollbahn 55 des Pendelkugellagers 50 zusammen.