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Anordnung zum Austragen von pulverförmigem Gut mit vorgegebener Geschwindigkeit
Die Erfindung betrifft eine Dosieranordnung für pulverförmiges Gut, bei der das
Austragen des pulvefförmigen Gutes aus einem Behälter mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
erfolgt. Es sind Dosiervorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen eine umlaufende
Schnecke vorgesehen ist, die in einer eine Einfüllöffnung und eine Austragöffnung
für das pulverförmige Material besitzenden Wanne angeordnet ist.
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Das Zuführen des pulverförmigen Gutes zu der Förderschnecke erfolgt
bei derartigen Anordnungen häufig unter Anwendung eines Einfülltrichters, der mittels
einer elektromagnetischen Vibrationsvorrichtung in Vibrationen versetzt wird, um
die Zuführung des abzugebenden Gutes zu der Sehneckenvorrichtung möglichst gleichmäßig
zu gestalten.
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Es ist auch bei Förderschneckenanordnungen, welche dem Entleeren
eines Silos dienen, bekannt, die Förderschnecke, abgesehen von ihrer Drehbewegung,
in eine hin und her gehende Bewegung zu versetzen.
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Es handelte sich hierbei um verhältnismäßig langsame Schnbbewegungen
der Förderschnecke, dergestalt, daß pro Schneckenumdrehung ein bis zwei Schneckenverschiebungen
stattfanden.
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Die Erfindung sieht die Anwendung von Vibrationen bei einer mit Förderschnecke
arbeitenden Dosiervorrichtung vor und erreicht dadurch eine Regelmäßigkeit des Austragens
von pulverförmigem Gut, wie es bei den bisher verwendeten Geräten nicht erreicht
werden konnte.
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Es sind auch bereits Dosiervorrichtungen bekannt, bei denen eine
Förderschnecke in einem die Stirnfläche der Einfüllwanne des zu dosierenden Gutes
durchstoßenden Rohr angeordnet ist. Weiter ist es bekannt, bei einer Fördervorrichtung,
die aus einem Einfülltrichter und einer Förderrinne besteht, in welche das spitze
Ende des Einfülltrichters einmündet. die Förderrinne in Vibrationen zu versetzen.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Anordnung zum Austragen
von pulverförmigem Gut aus einem Behälter mit vorgegebener Geschwindigkeit, bei
der eine umlaufende Schnecke vorgesehen ist, die in einer eine Einfüllöffnung und
eine Austragöffnung für das pulverförmige Material besitzenden Wanne angeordnet
ist, und bei der ein Einfülltrichter vorgesehen ist, welcher das pulverförmige Material
in die Wanne schüttet, und in der Wanne ein die Schnecke umgebendes und mit einer
sich axial erstreckenden Einfüllöffnung versehenes Rohr vorgesehen ist, welches
durch die Endwandung der Wanne hindurchragt, und kennzeichnet sich dadurch, daß
Mittel vorgesehen sind, welche die Wanne und die Schnecke
und das dieselbe umgebende
Rohr in Vibrationen versetzen. Dabei kommt es nach den gemachten Erfahrungen offenbar
im wesentlichen darauf an, daß die senkrecht zur Achse der Förderschnecke liegende
Schwingungskomponente für eine kontinuierliche An häufung des abzugebenden Gutes
oberhalb der Schnecke sorgt, die dann ihrerseits für die gleichmäßige Abgabe des
Gutstromes durch die Schneckenbewegung Sorge trägt.
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Die Wirkungsweise sowie die Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren mehrerer Ausführungsbeispiele.
Von den Figuren zeigt Fig. 1 eine teilweise entsprechend der Schnittlinie B-B der
Fig. 3 geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Austragen
von pulverförmigem Gut, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Endansicht, Fig. 3 einen
Horizontalschnitt entsprechend einer oberhalb des die Schnecke umgebenden Rohres
liegenden Schnittlinie der Fig. 1, Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zum Austragen des pulverförmigen Gutes
ist auf einer festen Grundplatte 10 angeordnet, an welcher sich ein Paar nach oben
erstreckender Streben 11 mittels Schraubbolzen 13 befestigt befindet. Wie aus Fig.
1 und 2 zu ersehen ist, ist ein kegelförmiger Trichter 15 mittels eines Metallbandes
16, welches den Trichter umschließt, an
den Vertikalstreben abnehmbar
befestigt unter Anwendung der beidseitig vorgesehenen Schrauben 17, welche an dem
Band 16 befestigt sind und durch Schlitze 18 an den freien Enden der Streben hindurchragen.
Es ist offensichtlich, daß der Trichter an den Streben leicht befestigt und von
denselben leicht entfernt werden kann durch Anziehen oder Lockern der gerändelten
Muttern 20. Das untere Ende des Einfülltrichters besitzt eine Öffnung, durch welche
Pulver von dem Trichter in das Rohr 22 gefördert wird, wenn der Einfülltrichter
durch den elektroma,netischen Schwinger 23 in Vibrationen versetzt wird, wobei der
letztere in geeigneter Weise an der Trichterwandung befestigt ist.
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Das Rohr 22 befindet sich in fester Lage innerhalb eines im wesentlichen
rechteckigen Gehäuses, welches eine Art Rinne bildet; Schrauben 26, welche einen
Flansch 27 durchsetzen und in die Vorderwandung des Gehäuses eingeschraubt werden,
dienen zur Befestigung. Die genannte Flanschfläche ist an dem Rohr angeschweißt.
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Es sei hervorgehoben, daß das rinnenförmige Gehäuse 25 allein durch
den bogenförmigen Rahmen 28 der elektromagnetischen Vibrations anordnung 29 getragen
wird, wobei diese Vibrationsanordnung üblicher Bauart ist und einen Solenoid30 aufweist,
der durch einen Weicheisenkern 31 getragen wird und sich ausgerichtet und im Abstand
von einem Weicheisenkern 32 befindet, der an dem Rahmen angeordnet ist. Der Solenoid
und der Rahmen sind auf einer entsprechend schweren Grundplatte 32 angeordnet, so
daß Speisung des Solenoides mit pulsierendem elektrischem Strom eine Vibration des
Gehäuses25, und zwar im wesentlichen in seiner Längsachse bewirkt.
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Eine Spindel 35 erstreckt sich durch das Rohr 22 und besitzt einen
Wellenzapfen 26, der durch ein Lager 37 sich erstreckt, welches fest an der Rückwand
des Gehäuses 25 vorgesehen ist.
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Eine Welle 38 ist in ähnlicher Weise drehbar in einem Lager 39 angeordnet,
welch letzteres jedoch an dem Rohr 22 befestigt ist. Ein Mundstück 40 zur Abgabe
von Pulver befindet sich am vorderen Ende des Rohres 22, wobei am vorderen Ende
des Rohres die untere Wandung abgeschnitten ist, so daß sich eine Verbindung zwischen
Rohr und Mundstück ergibt. In entsprechender Weise ist ein Teil der oberen Wandung
des Rohres fortgeschnitten in der Nähe des unteren Endes des Einfülltrichters, so
daß sich eine im wesentlichen elliptische Einfüllöffnung ergibt. Es ist daher offensichtlich,
daß das vom Einfülltrichter abgegebene Pulver in das Rohr gelangt und bei Rotation
der Spindel sich längs des Rohres bewegt und schließlich durch das Mundstück 40
abgegeben wird.
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Die Spindelwelle 36 ist abnehmbar mit einer kardanischen Kupplung
43 verbunden, die wiederum mit dem Wellenschaft 44 eines Untersetzungsgetriebes
45 verbunden ist, wobei der letztere mittels eines elektrischen Sync:hronmotors
46 über einen Treibriemen 47 seinen Antrieb erhält. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist
die elektrische Vibrationsanordnung auf einer Grundplatte 48 angeordnet. Diese Grundplatte
ist auf einer Waagenplattform 49 der Waagenanordnung 12 unter Anwendung von Vibrationsdämpfungsmitteln
50 fest angeordnet. Die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austragen
des pulverförmigen Gutes auf einer Waagenanordnung bildet an sich nicht den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung. Diese Anordnung ist von Vorteil, wenn es sich
um sehr
leicht schüttfähiges Material handelt, da durch die Waagenanordnung dann verhütet
wird, daß zuviel Material in das das Sehneckenrohr 22 enthaltende rinnenförmige
Gehäuse 25 eingeschüttet werden kann. Die Waage spricht dementsprechend auf das
Gewicht der aus Spindel, Rohr, Gehäuse, Vibrationsanordnung bestehenden Vorrichtung
zusätzlich des Gewichtes des im Gehäuse 25 enthaltenen Pulvers und des im Rohr 22
enthaltenen Pulvers an, während der Einfülltrichter, der unabhängig von den Streben
11 an der Grundplatte 10 befestigt ist, hierbei ohne Belang ist. Das Gewicht der
Anordnung wird dadurch ausgeglichen, daß ein Austariergewicht 51 in üblicher Weise
längs des schwenkbar angeordneten Waagebalkens 52 verschoben wird.
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Am Waagebalken 52 ist eine kleine Quecksilberröhre 53, welche einen
Schalter bildet, so angeordnet. daß Kontaktöffnung erfolgt, wenn sich die Waage
im ausgeglichenen oder mehr als ausgeglichenen Zustand befindet. Der genannte Schalter
liegt in Serie in dem Stromkreis, welcher die Vibrationsanordnung des Einfülltrichters
und eine Quelle elektrischer Energie umfaßt.
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Der Antriebsmotor 46 und der elektromagnetische Vibrator 29 werden
mittels eines von Hand betätigten Schalters ein- und ausgeschaltet. Das Einschalten
bewirkt. daß das Gehäuse 25, das Rohr 22 und die Spindel 35 in Vibrationen geraten
und daß die Spindel in Rotation versetzt wird. Die kombinierte Rotation und Vibration
der Spindel bringt es mit sich, daß von dem Mundstück 40 Pulver in einem volumenmäßig
festliegenden Maße mit hoher Genauigkeit abgegeben wird. Die volumenmäßige Abgabe
des Pulvers vom Mundstück hängt von der Größe und der Ausbildung der Spindelgänge
und der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel ab, wobei beide Faktoren leicht entsprechend
gewählt werden können.
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Die Amplitude der mechanischen bzw. elektromagnetischen Vibrationen,
die auf die Spindel und das zugehörige Rohr 22 ausgeübt werden, ist nicht kritisch,
muß jedoch konstant sein; im allgemeinen muß die Vibrationsamplitude für klebrige
Pulverarten größer sein als für verhältnismäßig leicht schüttfähige Pulverarten.
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Durch Anwendung der Vibration ist es möglich, nach Wunsch sowohl
klebrige als auch leicht fließende Materialien durch die umlaufende Spindel mit
einer Genauigkeit, die besser als ein 1 °/o ist, zur Abgabe gelangen zu lassen.
Ohne Anwendung der Spindelvibrationen würden klebrige Materialien an der Spindel
festkleben und mit ihr rotieren und nicht zur Abgabe gelangen, während leicht schüttfähige
Materialien mit geringer Genauigkeit ausgeschüttet würden.
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Der unabhängig davon in Vibrationen versetze Einfülltrichter hält
das Pulvemiveau in dem Gehäuse 25 im wesentlichen auf konstanter Höhe am Bodenteil
des Einfülltrichters bzw. dessen Öffnung. Es ist hervorzuheben, daß das Pulverniveau
gehoben und gesenkt werden kann, indem lediglich die Stellung des Einfülltrichters
an den tragenden Streben 11 verändert wird. Bei Anwendung der meisten Pulverarten
ergibt sich ohne weiteres die Aufrechterhaltung eines bestimmten Pulverniveaus in
dem Gehäuse 25 in einer Genauigkeit von etwa 3/4 mm, ohne daß es der zuvor erörterten
Funktion der Waage bedarf. Obwohl sich der Trichter in ständigen Vibrationen befindet,
nimmt die Pulverströmung aus dem Einfülltrichter ab bzw. wird gänzlich unterbrochen,
sowie das Pulver in
dem Gehäuse die Höhe der Trichteröffnung erreicht.
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Es wird, wenn gleichzeitig eine Vibration des Gehäuses 25 und der
Spindel stattfindet und in dem Gehäuse das Pulver auf vorbestimmtem Niveau gehalten
wird, das Material von der Anordnung in einem Maße abgegeben, welches proportional
der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel ist. Die Aufrechterhaltung einer bestimmten
konstanten Pulverhöhe oberhalb der Spindel zusammen mit konstanter Vibration bewirkt
eine Strömung konstanter Dichtigkeit in die Spindel und durch dieselbe. Daraus geht
die hohe Ge-Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Wirkungsweise der Anordnung, verglichen
mit bisher üblichen Pulver schüttvorrichtungen, welche unter Umständen auch Förderspindeln
verwenden, hervor. Eine konstante Ro,tationsgeschwindigkeit der Spindel wird durch
Anwendung eines Antriebes mittels eines Synchronmotors erreicht.
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Um bei sehr leicht schüttfähigem Material eine exakte Arbeitsweise
zu erzielen, kann es wünschenswert sein, die Förderspindel so zu neigen, daß zu
dem Mundstück der Anordnung hin das Pulver nach oben bewegt wird. Eine solche Anordnung
ist im Schnitt in Fig.4 dargestellt. Es sei hervorgehoben, daß bei solcher schrägen
Anordnung der Förderschnecke auch besonders leicht schüttfähiges körniges Material
nicht die Förderspindel zu schnell durchlaufen wird und auch sehr klebriges Pulver
bei gleichzeitiger Vibration und Rotation der Spindel zeitlich konstant abgegeben
wird. Die spezielle Neigung der Spindel ist nicht kritisch, eine Neigung von ungefähr
20 in bezug auf die Horizontale hat sich jedoch im allgemeinen als zweckmäßig erwiesen.
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In Fällen, in welchen Pulver unter höchster Genauigkeit abgegeben
werden soll, bietet die in Fig.S dargestellte Anordnung besondere Vorteile. Bei
dieser Ausführungsform bildet sich das Pulver P um das Rohr 22 herum in einer Höhe
aus, die durch die Bodenöffnung des Einfülltrichters bestimmt ist, und die mechanischen
Vibrationen, die auf das Rohr 22, die Förderschnecke 35 und das Gehäuse 25 übertragen
werden, haben eine gleichmäßige Strömung von Pulver in das Rohr zur Folge. Es hat
auf diese Weise das Gewicht des Pulvers in dem Einfülltrichter keinen Einfluß auf
die Dichtigkeit des Pulvers im Rohr22, und es wird daher, volumenmäßig betrachtet,
die Pulverabgabe der Maschine nicht davon beeinflußt, wieviel Pulver sich im Trichter
befindet.