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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zufuhrvorrichtung zum Zuführen
von Pulver/Granulat.
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Stand der Technik
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Für
das mengenmäßige Zuführen von Pulver/Granulat
wie beispielsweise Mehl, Stärkemehl, Medikamenten, Mineraldünger,
Harzpellets, Zement oder ähnlichem wird häufig
eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat eingesetzt.
Die Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat umfasst einen
Trichter zum Speichern des Pulvers/Granulats und eine Entladevorrichtung,
die mit dem unteren Ende des Trichters verbunden ist, und ist dazu
aufgebaut, das Pulver/Granulat in dem Trichter mithilfe der Entladevorrichtung zum
nächsten Schritt zu führen.
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Da
die Zufuhrgeschwindigkeit des Pulvers/Granulats zum nächsten
Schritt gleich der abnehmenden Größe eines Gesamtgewichts
des Trichters und der Entladevorrichtung ist, kann die Zufuhrgenauigkeit
des Pulvers/Granulats in der Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
durch die Installation einer Messeinrichtung zum Ermitteln des Gesamtgewichts
des Trichters und der Entladevorrichtung und durch Steuern der Entladevorrichtung
auf der Basis eines Ermittlungssignals der Messeinrichtung erhöht werden.
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Die
Steuerung der Entladevorrichtung, die auf der Basis des Ermittlungssignals
der Messeinrichtung ausgeführt wird, umfasst eine Dauerbetrieb-Steuerung,
bei der die Entladevorrichtung kontinuierlich betrieben wird, während
gleichzeitig die Fördergeschwindigkeit der Entladevorrichtung
solcherart gesteuert wird, dass die Zufuhrgeschwindigkeit des Pulvers/Granulats
pro Zeiteinheit konstant wird, und eine Chargenbetrieb-Steuerung,
bei der die Entladevorrichtung diskontinuierlich betrieben wird,
während gleichzeitig die Zeitgabe für das Schalten
von Betätigung und Stopp der Entladevorrichtung solcherart
gesteuert wird, dass das Pulver/Granulat bei einer festgelegten
Menge (Charge) befördert wird.
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Bei
der vorerwähnten Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
besteht dahingehend ein Problem, dass bei Bildung einer „Brücke” (ein
bogenförmiger Klumpen aus dem Pulver/Granulat) oder eines „Rattenlochs” (eine
vertikal langgestreckte Kavität in dem Pulver/Granulat)
in dem Trichter das Pulver/Granulat im Trichter nicht zum nächsten
Schritt befördert werden kann, selbst wenn sich noch Pulver/Granulat
im Trichter befindet.
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Um
solche Brücken und Rattenlöcher zu verhindern,
wurden folglich eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
vorgeschlagen, bei der eine Vorrichtung zur Schwingungserzeugung
an einer Wandfläche des Trichters angebracht ist (Patentschrift
1), und eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat, die einen
Trichter aus weichem Material umfasst und bei der außerhalb
des Trichters eine oszillierende Platte bereitgestellt ist, die
von einem verbunden Mechanismus in Schwingungen versetzt wird, so
dass die beiden Enden der oszillierenden Platte mit der Wandfläche
des Trichters abwechselnd in Kontakt kommen (Patentschrift 2).
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Bei
der in der Patentschrift 1 beschriebenen Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat vibriert die Wandfläche des Trichters dank
der Vorrichtung zur Schwingungserzeugung und verhindert Brücken
und Rattenlöcher durch die Vibrationen, die von der Wandfläche
auf das Pulver/Granulat übertragen werden. Ferner sorgt
die in der Patentschrift 2 beschriebene Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat dafür, dass das Pulver/Granulat im Trichter
in Richtung der Mitte des Trichters strömt, basierend auf
einer Einbiegung des Trichters, wenn die oszillierende Platte in
Kontakt mit der Wandfläche des Trichters kommt, und verhindert
auf der Basis der Strömung Brücken und Rattenlöcher.
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Bei
der in der Patentschrift 1 beschriebenen Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat neigt jedoch ein Ermittlungssignal der Messeinrichtung
zum Ermitteln des Gesamtgewichts des Trichters und der Entladevorrichtung
aufgrund der Vibrationen des Trichters zur Instabilität,
sofern eine solche Messeinrichtung verwendet wird. Infolgedessen
ist es schwierig, die Zufuhrgenauigkeit des Pulvers/Granulats zu stabilisieren,
wenn die Entladevorrichtung auf der Basis des Ermittlungssignals
der Messeinrichtung gesteuert wird. Auch bei der in Patentschrift
2 beschriebenen Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat neigt
das Ermittlungssignal der Messeinrichtung zur Instabilität,
da der Trichter aufgrund der Erschütterung vibriert, wenn
die oszillierende Platte in Kontakt mit der Wandfläche
des Trichters kommt.
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Weiterhin
ist eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat bekannt,
die so aufgebaut ist, dass ein Rührelement in einem Trichter
bereitgestellt ist und Brücken und Rattenlöcher
durch Drehen des Rührelements verhindert werden (Patentschrift
3). Da bei dieser Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
das Pulver/Granulat direkt im Trichter in Bewegung versetzt wird
und nicht durch die Wandfläche des Trichters, sind Vibrationen
des Trichters weniger wahrscheinlich. Wird also die Messeinrichtung
zum Ermitteln des Gesamtgewichts des Trichters und der Entladevorrichtung
installiert, ist das Ermittlungssignal der Messeinrichtung tendenziell
stabil.
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Bei
dieser Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat kann jedoch
Granulat, das dem Rührelement anhaftet, bei der Drehung
des Rührelements zu einem Klumpen anwachsen, und die Fortbewegung des
Pulver/Granulats aus dem Trichter zur Entladevorrichtung kann durch
den Klumpen aus Pulver/Granulat verhindert werden. Ferner stellt
bei dieser Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat das Rührelement ein
Hindernis beim Reinigen des Trichterinneren dar. Außerdem
muss zusätzlich zum Trichter auch das Rührelement
gereinigt werden. Dadurch erhöht sich die Anzahl der zu
reinigenden Teile.
- Patentschrift 1: japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift
Nr. 2004-51339 (3)
- Patentschrift 2: japanische
ungeprüfte Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 58-45234
- Patentschrift 3: japanische
ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 6-32458
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Offenbarung der Erfindung
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Ziel der Erfindung
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat bereitzustellen, die Brücken und Rattenlöcher
verhindern kann, einen Trichter weniger anfällig für
Vibrationen macht und leicht gereinigt werden kann.
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Mittel zur Verwirklichung
des Ziels
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Um
das vorerwähnte Ziel zu erreichen, umfasst die erfindungsgemäße
Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat einen Trichter, der
ein konisches Element mit nach unten abnehmendem Durchmesser ist und
aus einem weichem Material besteht, und umfasst weiterhin mindestens
eine Rolle, die in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche
des Trichters steht, ein Ringelement, das koaxial zu dem Trichter
bereitgestellt ist und die Rolle trägt, und einen Motor
zum Drehen des Ringelements. Vorzugsweise ist eine Vielzahl der
Rollen bereitgestellt und solcherart angeordnet, dass sie einander
in Umfangsrichtung beabstanden.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung eine Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat bereit, die weiterhin mit einer Messeinrichtung
zum Ermitteln des Gesamtgewichts des Trichters und der Entladevorrichtung
versehen ist, und einer Steuerung zum Steuern der Entladevorrich tung
auf der Basis eines Ermittlungssignals der Messeinrichtung.
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Auswirkungen der Erfindung
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Bei
der erfindungsgemäßen Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat wird der Trichter durch den Kontakt mit der Rolle
radial nach innen gebogen. Wenn sich das Ringelement dreht, bewegt
sich der eingebogene Teil des Trichters kontinuierlich in Umfangsrichtung.
Da dadurch das Pulver/Granulat im Trichter von der inneren Umfangsfläche
des Trichters nach innen geschoben wird, so dass es in Umfangsrichtung
strömt, und sich das Pulver/Granulat im Trichter aufgrund
dieser Strömung im Ganzen dreht, ist das Entstehen von
Brücken und Rattenlöchern weniger wahrscheinlich.
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Da
die Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat Brücken
und Rattenlöcher aufgrund der kontinuierlichen Bewegung
der eingebogenen Position des Trichters verhindert, sind außerdem
Vibrationen des Trichters weniger wahrscheinlich.
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Da
es weiterhin kein Rührelement in der Zufuhrvorrichtung
für Pulver/Granulat gibt, wird auch das Problem vermieden,
dass am Rührelement haftendes Pulver/Granulat zu einem
Klumpen anwächst und das Pulver/Granulat kann gleichmäßig
aus dem Trichter zur Entladevorrichtung bewegt werden.
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Auch
die Reinigung der Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
kann problemlos erfolgen, da es kein Rührelement gibt.
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Ferner
ist bei dem Aufbau mit der Vielzahl von Rollen, die sich in Umfangsrichtung
beabstanden, die Mittelstellung des Trichters stabil, da sich die von
den betreffenden Rollen in radialer Richtung auf den Trichter wirkenden
Kräfte gegenseitig aufheben, und Vibrationen des Trichters
können effektiv verhindert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittdarstellung einer Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat gemäß einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittdarstellung entlang der Linie II-II in 1.
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3(a) ist eine perspektivische Darstellung eines
Teils eines Ringelements der Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
aus 1; und 3(b) ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Trichters und
einer Förderschnecke der Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat aus 1.
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4 ist
eine perspektivische Darstellung der Zufuhrvorrichtung für
Pulver/Granulat aus 1 in Verwendung.
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- 1
- Trichter
- 2
- Förderschnecke
- 3,
4
- Rolle
- 5
- Ringelement
- 8
- Motor
- 15
- Messeinrichtung
- 16
- Steuerung
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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1 zeigt
eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat gemäß einer
Ausführung der vorliegenden Erfindung. Diese Zufuhrvorrichtung
für Pulver/Granulat verfügt über einen
Trichter 1 zum Speichern des Pulvers/Granulats, und eine
Förderschnecke 2, die am unteren Ende des Trichters 1 bereitgestellt
ist und das Pulver/Granulat im Trichter 1 zum nächsten
Schritt befördert.
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Der
Trichter 1 ist ein konisches Element, das einen nach unten
abnehmenden Durchmesser aufweist und aus einem weichen Material
besteht. Als weiches Material kann zum Beispiel ein Kautschukmaterial
verwendet werden wie Polyethylenkautschuk, Neoprenkautschuk oder
Silikonkautschuk, oder ein thermoplastisches Elastomer. Die Rollen 3 und 4 werden
in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche
des Trichters 1 gehalten. Die Rollen 3 und 4 sind
so an einem Ringelement 5 aus einem harten Material (z.
B. Metall oder Kunststoff) befestigt, dass sie einander in Umfangsrichtung
beabstanden, und der Trichter 1 wird von den Rollen 3 und 4 radial
nach innen gedrückt und eingebogen (siehe 2).
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Wie
in 2 zu sehen, wird das Ringelement 5 drehbar
von einem Führungselement 6 getragen und in koaxialer
Stellung zu dem Trichter 1 gehalten. An dem Ringelement 5 ist
koaxial ein Hohlrad 7 befestigt. Das Hohlrad 7 kämmt
mit einem Antriebszahnrad 9, das mit einem Motor 8 verbunden
ist. Wenn also der Motor 8 gedreht wird, wird dessen Drehung
auf das Ringelement 5 übertragen und das Ringelement 5 wird
ebenfalls gedreht.
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Wie
in 1 zu sehen, wird die äußere
Umfangsfläche des Trichters 1 an dem Teil, der
mit den Rollen 3 und 4 in Kontakt steht, zu einer
zylindrischen Form geformt, so dass die Rollen 3 und 4 gleichmäßig
rollen, wenn das Ringelement 5 gedreht wird.
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Die
Förderschnecke 2 weist ein Rohrgehäuse 10 auf,
das integral mit dem Trichter 1 ausgebildet ist, eine Schraubenwelle 11,
die durch das Gehäuse 10 eingesetzt ist, und einen
Motor 12 (siehe 3(b)) zum
Drehen der Schraubenwelle 11.
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Wie
in 3(b) dargestellt, steht das Gehäuse 10 mit
dem unteren Ende des Trichters 1 in Verbindung und ist
so aufgebaut, dass das Pulver/Granulat durch das untere Ende des
Trichters 1 in das Gehäuse 10 strömt,
wenn der Trichter 1 mit Pulver/Granulat befüllt
wird. Das in das Gehäuse 10 strömende
Pulver/Granulat bewegt sich aufgrund der Drehbewegung der Schraubenwelle 11 in
dem Gehäuse 10 weiter, strömt durch eine
Metallhülse 13, die an einem offenen Ende des
Gehäuses 10 befestigt ist und wird zum nächsten
Schritt abgelassen.
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Der
Trichter 1 und die Förderschnecke 2 werden
von einem Untersatz 14 getragen. Der Untersatz 14 ist
auf einer Messeinrichtung 15 montiert, so dass das Gesamtgewicht
des Trichters 1 und der Förderschnecke 2 von
der Messeinrichtung 15 ermittelt wird. Die Messeinrichtung 15 ist
mit einer Steuerung 16 (siehe 1) zum Steuern
der Förderschnecke 2 verbunden und so aufgebaut,
dass ein Ermittlungssignal, das einem Gesamtgewicht des Trichters 1 und der
Förderschnecke 2 entspricht, an die Steuerung 16 übertragen
wird.
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Die
Steuerung 16 steuert die Förderschnecke 2 auf
der Basis des von der Messeinrichtung 15 übertragenen
Ermittlungssignals. Bei der Steuerung der Förderschnecke 2 kann
es sich um eine Dauerbetrieb-Steuerung handeln, bei der die Schraubenwelle 11 kontinuierlich
gedreht wird, während gleichzeitig ihre Drehgeschwindigkeit
solcherart gesteuert wird, dass die Fördermenge des Pulvers/Granulats pro
Zeiteinheit (das heißt, die abnehmende Größe des
Gesamtgewichts des Trichters 1 und der Förderschnecke 2 pro
Zeiteinheit) konstant wird, oder um eine Chargenbetrieb-Steuerung,
bei der die Schraubenwelle 11 diskontinuierlich gedreht
wird, während gleichzeitig die Zeitgabe für das
An- und Ausschalten der Drehung der Schraubenwelle 11 solcherart
gesteuert wird, dass das Pulver/Granulat bei einer festgelegten
Menge (Charge) befördert wird.
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Bei
dieser Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat wird die Förderschnecke 2 angetrieben,
während sich das Ringelement 5 dreht, wodurch
Pulver/Granulat im Trichter 1 mithilfe der Förderschnecke 2 nach
außen gelangen, wie in 4 zu sehen. Da
sich die aufgrund des Kontakts mit den Rollen 3 und 4 eingebogenen
Positionen des Trichters 1 jeweils kontinuierlich in Umfangsrichtung
bewegen, wie mit der punktierten Linie in 2 angedeutet, wird
das Pulver/Granulat im Trichter 1 von der inneren Umfangsfläche
des Trichters angeschoben, so dass es in Umfangsrichtung strömt,
und aufgrund dieser Strömung dreht sich das Pulver/Granulat
im Trichter 1 als Ganzes wie ein Wirbelstrom. Dadurch ist
die Bildung von Klumpen in dem Pulver/Granulat im Trichter weniger
wahrscheinlich und Brücken und Rattenlöcher werden
verhindert. Außerdem gelangt das Pulver/Granulat ungehindert
aus dem Trichter 1 in die Förderschnecke 2,
da das Pulver/Granulat im Trichter 1 wie ein Wirbelstrom
zum unteren Ende des Trichters 1 strömt.
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Da
die Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat Brücken
und Rattenlöcher aufgrund der kontinuierlichen Bewegung
der eingebogenen Positionen des Trichters 1 verhindert,
sind außerdem Vibrationen des Trichters 1 weniger
wahrscheinlich. Demgemäß wird der Messwert der
Messeinrichtung 15 stabil, so dass die Zufuhr von Pulver/Granulat
mit hoher Genauigkeit möglich ist.
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Da
ferner eine Vielzahl der Rollen 3 und 4 so angeordnet
ist, dass sie einander in Umfangsrichtung der Zufuhrvorrichtung
für Pulver/Granulat beabstanden, heben sich die von den
betreffenden Rollen 3 und 4 in radialer Richtung
auf den Trichter 1 wirkenden Kräfte gegenseitig
auf. Somit wird die Mittelstellung des Trichters 1 stabil
und Vibrationen des Trichters 1 sind selbst bei sehr hoher
Drehgeschwindigkeit des Ringelements 5 unwahrscheinlich.
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Da
es weiterhin kein Rührelement in dem Trichter 1 der
Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat gibt, wird auch das
Problem vermieden, dass am Rührelement haftendes Pulver/Granulat
zu einem Klumpen anwächst, und das Pulver/Granulat kann gleichmäßig
aus dem Trichter 1 in die Förderschnecke 2 bewegt
werden.
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Ferner
kann die Reinigung problemlos durchgeführt werden, da es
kein Rührelement in dem Trichter 1 der Zufuhrvorrichtung
für Pulver/Granulat gibt.
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Weiterhin
muss bei der erfindungsgemäßen Zufuhreinrichtung
für Pulver/Granulat kein verbundener Mechanismus bereitgestellt
werden, und die Anzahl der Teile ist gering verglichen mit der Zufuhreinrichtung
für Pulver/Granulat, bei der die oszillierende Platte außerhalb
des Trichters bereitgestellt und von dem verbundenen Mechanismus
in Schwingung versetzt wird, um Brücken und Rattenlöchern
zu verhindern. Demgemäß fallen nur geringe Kosten
an.
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In
der vorerwähnten Ausführung ist das Gehäuse 10 integral
mit dem Trichter 1 ausgebildet. Das Gehäuse 10 kann
jedoch auch aus Metall und unabhängig vom Trichter 1 gefertigt
werden, und anschließend am Trichter 1 fixiert
werden. In diesem Fall kann das Gehäuse 10 beispielsweise
am Trichter befestigt werden, indem ein Flansch unten am äußeren
Umfang des Trichters geformt wird, und der Flansch mithilfe von
Schrauben und Muttern am Gehäuse 10 befestigt
wird.
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Ferner
sind in der oben erwähnten Ausführung zwei Rollen 3 und 4 am
Ringelement 5 befestigt. Ebenso können jedoch
auch drei oder mehr Rollen, die in Kontakt mit dem äußeren
Umfang des Trichters 1 kommen, solcherart befestigt werden,
dass sie einander in Umfangsrichtung beabstanden.
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In
der oben erwähnten Ausführung, wird die Förderschnecke 2 als
Entladevorrichtung verwendet, die mit dem unteren Ende des Trichters 1 verbunden ist,
um die Fördergenauigkeit des Pulvers/Granulats zu verbessern.
Doch anstelle der Förderschnecke 2 kann es sich
bei der Entladevorrichtung, die mit dem unteren Ende des Trichters 1 verbunden
ist, auch um einen Bandförderer oder ein Drehschieberventil
handeln (ein Ventil, das ein horizontales, zylindrisches Gehäuse
und ein Flügelrad umfasst und dazu angepasst ist, Pulver/Granulat
durch Drehen des Flügelrads von der Oberseite des Flügelrads
zu dessen Unterseite zu befördern).
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Zusammenfassung
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Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat
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Bereitgestellt
wird eine Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat, die Brücken
und Rattenlöcher verhindern kann, einen Trichter weniger
anfällig für Vibrationen macht und leicht gereinigt
werden kann.
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Die
Zufuhrvorrichtung für Pulver/Granulat umfasst einen Trichter 1 zum
Speichern des Pulvers/Granulats und eine Förderschnecke 2,
die an dem unteren Ende des Trichters 1 bereitgestellt
ist, um Pulver/Granulat im Trichter 1 zum nächsten Schritt
zu befördern, wobei der Trichter 1 ein konisches
Element ist, das einen nach unten abnehmenden Durchmesser aufweist
und aus einem weichen Material besteht, und wobei die Zufuhrvorrichtung
für Pulver/Granulat weiterhin Rollen 3 und 4 umfasst,
die in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche
des Trichters 1 stehen, ein Ringelement 5, das
koaxial zum Trichter 1 bereitgestellt ist und die Rollen 3 und 4 trägt,
und einen Motor 8 zum Drehen des Ringelements 5.
Da sich bei dieser Anordnung die eingebogenen Positionen des Trichters 1,
die durch den Kontakt mit den Rollen 3 und 4 verursacht
werden, kontinuierlich in Umfangsrichtung bewegen, wenn sich das
Ringelement 5 dreht, dreht sich auch das Pulver/Granulat
in dem Trichter 1. Dadurch ist die Entstehung von Brücken
und Rattenlöchern weniger wahrscheinlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-51339 [0010]
- - JP 58-45234 [0010]
- - JP 6-32458 [0010]