DE1142061B - Shaking device for vessels to carry out chemical, especially metallurgical reaction processes - Google Patents
Shaking device for vessels to carry out chemical, especially metallurgical reaction processesInfo
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Description
Schüttelvorrichtung für Gefäße zur Durchführung chemischer, insbesondere metallurgischer Reaktionsprozesse Zur Durchführung von chemischen, insbesondere metallurgischen Reaktionsprozessen werden Schüttelvorrichtungen benutzt, bei denen das Reaktionsgefäß auf einen Teller gesetzt wird, der mit einem besonderen Exzenterantrieb zur Ausführung der Schüttelbewegung versehen ist. Insbesondere ist eine Ausführung bekannt, bei der der durch eine Drehmomentenstütze undrehbar gehaltene Schüttelteller mittels Rollen auf einer drehbaren Plattform ruht, die durch einen unterhalb derselben angebrachten Exzenterantrieb in eine translatorische Bewegung versetzt wird.Shaking device for vessels for carrying out chemical, in particular metallurgical reaction processes For carrying out chemical, in particular metallurgical reaction processes, shaking devices are used in which the reaction vessel is placed on a plate with a special eccentric drive is provided to carry out the shaking movement. In particular is an execution known, in which the shaker plate held non-rotatably by a torque arm rests by means of rollers on a rotatable platform supported by one below the same attached eccentric drive is set in a translatory movement.
Eine solche Vorrichtung erfordert einen erheblichen Aufwand, da sowohl die Schüttelplattform als auch der Aufnahmeteller für das Schüttelgefäß auf Rollen gelagert sind. Außerdem ist nachteilig, daß der Schwerpunkt des Gefäßes selbst und auch der Schwerpunkt des Gefäßinhaltes ganz erheblich oberhalb des Aufnahmetellers liegen, wodurch eine starke Kippneigung hervorgerufen wird. Diese wird dadurch noch erhöht, daß die Bewegungsebene des Exzenterantriebes unterhalb des Aufnahmetellers liegt. Um die Kippgefahr zu beseitigen, bedarf es mit erheblichem technischem Aufwand verbundener Verklammerungseinrichtungen, die die großen Massenkräfte und Kippmomente aufnehmen müssen.Such a device requires considerable effort, as both the shaking platform as well as the receiving plate for the shaking vessel on rollers are stored. It is also disadvantageous that the focus of the vessel itself and also the center of gravity of the vessel contents quite considerably above the receiving plate lying, causing a strong tendency to tip over. This becomes even more increases that the plane of movement of the eccentric drive below the receiving plate lies. In order to eliminate the risk of tipping over, considerable technical effort is required connected clamping devices, which the large inertia forces and overturning moments have to record.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schüttelvorrichtung für derartige Reaktionsgefäße zu schaffen, bei der die ungünstigen Kippmomente weitgehend vermieden werden, so daß es keiner aufwendigen Verklammerungsvorrichtungen bedarf, um einen sicheren Halt des Reaktionsgefäßes auf der Schüttelvorrichtung zu gewährleisten. Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, den Schwerpunkt des gefüllten Reaktionsgefäßes gegenüber der Aufnahmevorrichtung für das Gefäß so tief zu legen, daß keine oder nur geringe, vernachlässigbare Kippmomente auftreten können. Im wesentlichen kommt es hierbei darauf an, daß der Gefäßschwerpunkt möglichst in die gleiche Ebene zu liegen kommt wie die Verbindungselemente zwischen Gefäß und Aufnahmeteil und daß weiterhin auch die Einleitung der translatorischen Bewegungskräfte in das Gefäßaufnahmeteil ebenfalls möglichst nahe an die Schwerpunktebene beider Teile herangerückt wird.The object of the invention is to provide a shaking device for such To create reaction vessels in which the unfavorable tilting moments are largely avoided be, so that there is no need for complex clamping devices to one to ensure that the reaction vessel is held securely on the shaking device. The basic idea of the invention is thus to focus on the stuffed To place the reaction vessel so deeply opposite the receptacle for the vessel, that no or only small, negligible tilting moments can occur. Essentially It is important that the center of gravity of the vessels is in the same plane as possible comes to rest like the connecting elements between the vessel and receiving part and that also the introduction of the translational movement forces into the vessel receiving part is also moved as close as possible to the plane of the center of gravity of both parts.
Erfindungsgemäß wird daher bei einer derartigen Vorrichtung zur Erzeugung einer translatorischen Schüttelbewegung des in diese stehend eingesetzten Gefäßes vorgeschlagen, diese als einen sich in horizontaler Ebene erstreckenden Rahmen auszubilden, der im Bereich der Rahmenebene in drei oder mehreren um senkrechte Achsen drehbaren, in alle Dreh-Stellungen in parallele Richtungen weisenden Kurbeln gelagert und in den das zu schüttelnde Gefäß von oben so tief einsetzbar und in der Weise festlegbar ist, daß sein Schwerpunkt möglichst nahe der Ebene seiner horizontalen Erstreckung liegt.According to the invention, therefore, in such a device for generating a translatory shaking movement of the vessel inserted into it in a standing position proposed to design this as a frame extending in a horizontal plane, which can be rotated in three or more around vertical axes in the area of the frame plane, stored in all rotational positions in parallel directions pointing cranks and in that the vessel to be shaken can be inserted so deeply from above and can be fixed in this way is that its center of gravity as close as possible to the plane of its horizontal extent lies.
Die Lager der Kurbeln sind im Unterbau bzw. Fundament fest verankert. Zwischen je zwei Kurbeln besteht das Verhältnis eines Kuppelstangenantriebes. Da die einzelnen Kuppelstangenantriebe in verschiedenen, sich kreuzenden Richtungen stehen, befinden sich niemals alle gleichzeitig in Totpunktlage.The crank bearings are firmly anchored in the substructure or foundation. The ratio of a coupling rod drive exists between every two cranks. There the individual coupling rod drives in different, intersecting directions are never all in dead center at the same time.
Jedesmal, wenn eine dieser Kuppelstangenbeziehungen die Totpunktlage durchläuft, wird durch mindestens eine andere Kuppelstangenbeziehung die translatorische Bewegung aufrechterhalten.Every time one of these coupling rod relationships hit the dead center runs through, at least one other coupling rod relationship becomes the translational Maintain Movement.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schüttelvorrichtung werden besondere, umständliche Verklammerungsvorrichtungen zur Befestigung des Gefäßes in der Vorrichtung überflüssig. Abgesehen von dem dadurch ersparten erheblichen technischen Aufwand ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß auch besondere Betätigungseinrichtungen od. dgl. für das jeweils beim Einsetzen und Herausnehmen der Gefäße erforderliche öffnen und Schließen der Verklammerung entfallen können. Weiterhin kann die ganze Vorrichtung erheblich leichter gestaltet werden, und es bedarf daher auch geringerer Antriebskräfte zur Ausübung der Schüttelbewegung, weil die Massenkräfte nahezu in der gleichen horizontalen Ebene wie die in den Rahmen eingeleiteten Antriebskräfte wirksam werden. Infolge des Wegfalls der ungünstigen Kippmomente sind somit auch die auf die Aufnahmevorrichtung wirkenden Verwindungskräfte äußerst gering, woraus sich wesentlich vereinfachte Konstruktionsbedingungen ergeben.The inventive design of the shaking device special, cumbersome clamping devices for fastening the vessel superfluous in the device. Apart from the considerable savings that this saves technical effort results in the further advantage that special actuating devices od. The like. For each required when inserting and removing the vessels opening and closing the brackets can be dispensed with. Furthermore, the whole Device can be made considerably lighter, and therefore less is required Driving forces for exerting the shaking movement because the inertial forces are almost in the same horizontal plane as the driving forces introduced into the frame be effective. As a result of the elimination of the unfavorable tilting moments The torsional forces acting on the receiving device are therefore also extremely high low, which results in significantly simplified construction conditions.
Erfindungsgemäß ist der zur Aufnahme des Gefäßes ausgebildete, in seinem mittleren Bereich offene Rahmen in einer bevorzugten Ausbildung in Dreieckform gestaltet und liegt auf drei Kurbelzapfen auf, von denen zumindest einer mit einem motorischen Antrieb versehen ist. Vorzugsweise sind nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die Kurbelzapfen, bezogen auf den Mittelpunkt des Gefäßes, annähernd gleichmäßig verteilt, damit eine möglichst ausgeglichene Belastung jeder der Kurbeln erzielt werden kann.According to the invention, the designed for receiving the vessel, in its middle area open frame in a preferred embodiment in triangular shape designed and rests on three crank pins, at least one of which has a motor drive is provided. Preferably are according to a further feature of the invention the crank pin, based on the center of the vessel, almost evenly distributed so that the load on each of the cranks is as balanced as possible can be.
Nach der weiteren Erfindung ist jeder der Kurbelzapfen mit einem drehbaren, in je eine entsprechende Ausnehmung des Rahmens passenden Mitnehmer versehen, der aus einem auf dem Kurbelzapfen drehbaren Lagerteil und einem am Rahmen angreifenden Mitnahmeteil besteht, zwischen welche ein nachgiebiges Zwischenglied eingeschaltet ist. Diese Maßnahme ist vorteilhaft, um Differenzen zwischen den Abständen der Kurbellagerungen im Fundament, zwischen den Mitnahmeausnehmungen im Rahmen und innerhalb der Exzentrizität der verschiedenen Kurbeln auszugleichen. Derartige Differenzen können beispielsweise durch Ungenauigkeiten bei der Anfertigung oder Montage oder durch Wärmedehnungen während des Betriebes auftreten.According to the further invention, each of the crank pins is provided with a rotatable, provided in a corresponding recess of the frame matching driver, the from a bearing part rotatable on the crank pin and one acting on the frame There is driving part, between which a resilient intermediate member is switched is. This measure is advantageous in order to avoid differences between the distances between the crank bearings in the foundation, between the driving recesses in the frame and within the eccentricity to balance the different cranks. Such differences can be, for example due to inaccuracies in manufacture or assembly or due to thermal expansion occur during operation.
In weiterer Ausbildung dieser Maßnahme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das nachgiebige Zwischenglied aus einem gummielastischen, hutartig geformten Kegelteller gebildet ist, das zwischen dem zum Kurbelzapfen zentrisch angeordneten Lagerteil und dem Mitnahmeteil eingelegt ist. Ein in dieser Weise gestaltetes elastisches Zwischenglied ist besonders zum Ausgleich von in der waagerechten Ebene auftretenden Differenzen zwischen den Kurbelpunkten und außerdem zum Ausgleich nicht stets vermeidbarer Unterschiede in senkrechter Richtung zwischen den einzelnen Mitnehmern geeignet. Ferner dämpft es die infolge von Ungenauigkeiten auftretenden Stöße und ist somit auf Grund der durch die Last in senkrechter Richtung ausgeübten Pressung sehr wenig verschleißanfällig.In a further development of this measure, it is proposed according to the invention that that the resilient intermediate link is made of a rubber elastic, hat-like shape Conical plate is formed, which is arranged centrally between the crank pin Bearing part and the driving part is inserted. An elastic one designed in this way Intermediate link is especially used to compensate for occurrences in the horizontal plane Differences between the crank points and also not always avoidable to compensate Differences in the vertical direction between the individual drivers are suitable. It also dampens the shocks that occur as a result of inaccuracies and is therefore very little due to the pressure exerted in the vertical direction by the load susceptible to wear.
Um einen sicheren Sitz des Gefäßes im Rahmen zu gewährleisten, ist dieses mittels einfacher Verbindungselemente festlegbar.To ensure that the vessel is securely seated in the frame this can be fixed by means of simple connecting elements.
Sehr vorteilhaft ist gemäß der Erfindung die Ausbildung der Verbindungselemente zwischen Gefäß und Rahmen in der Weise, daß diese aus nach oben offenen Schalen bestehen, in die entsprechend ausgebildete Vorsprünge des Gefäßes passen. Die so gestalteten Verbindungselemente sind einerseits am Rahmen und andererseits am Gefäß möglichst nahe an der Schwerpunktebene angebracht. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die auf eine Verlagerung des Gefäßes im Rahmen gerichteten Massenkräfte des Gefäßes in ihrer Wirkungsebene auf den Rahmen selbst übergeleitet, und weiterhin, daß keine Kippmomente auftreten können, weil die die translatorische Bewegung hervorrufenden Kräfte am Gefäß im Bereich der Schwerpunktebene angreifen.According to the invention, the design of the connecting elements is very advantageous between the vessel and the frame in such a way that they consist of open-topped shells exist, fit into the correspondingly formed projections of the vessel. The so designed connecting elements are on the one hand on the frame and on the other hand on the vessel Attached as close as possible to the plane of the center of gravity. This has the advantage that the directed to a displacement of the vessel in the frame forces of the In its level of action on the frame itself, and furthermore, that no tilting moments can occur because the translational movement causing Attack forces on the vessel in the area of the focal plane.
Die Ausbildung der Verbindungselemente als nach oben offene Schalen und in diese passende Vorsprünge ermöglicht ein rasches und sicheres Einsetzen des Gefäßes in den Rahmen bei geringstem technischem Aufwand.The design of the connecting elements as shells that are open at the top and in this fitting projections enables a quick and safe insertion of the Vessel in the frame with the least technical effort.
Vorteilhaft ist hierbei erfindungsgemäß die Ausbildung der Verbindungselemente als sich nach unten prismenartig verjüngende Mulden in Verbindung mit sich ebenfalls nach unten verjüngenden Zapfen am Gefäß. Damit wird ein außerordentlich hohes Maß an Sicherheit der Lagerung erzielt, und es können auch beim Schwappen des Gefäßinhaltes auftretende Schwerpunktverlagerungen kein Kippen verursachen. In einer weiteren Ausbildungsform sind hierbei die Vorsprünge des Gefäßes als Rundbolzen ausgebildet und mit sich an diese anschließenden, nach oben erweiternde prismenartig gestalteten Flächen versehen.According to the invention, the formation of the connecting elements is advantageous here as wells tapering downwards like a prism in connection with itself as well cones tapering downwards on the vessel. This is an extraordinarily high level achieved in terms of security of storage, and it can also occur when the contents of the vessel slosh Any shifts in the center of gravity that occur do not cause tipping. In another In this embodiment, the projections of the vessel are designed as round bolts and with these adjoining, upwardly widening prism-like designs Provide surfaces.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung ist der Rahmen zur Aufnahme des Gefäßes als nach einer Seite offener, U-förmiger Bügel ausgebildet. Diese Ausbildung gestattet es, das Gefäß nach Ablauf der Reaktion durch Kippen zu entleeren, ohne es aus dem Rahmen entfernen zu müssen. Zu diesem Zweck ist das Gefäß im Rahmen fest, jedoch um eine waagerechte Achse kippbar eingebaut. Zur Durchführung der Kippbewegung kann ein Kippmotor am Rahmen angeordnet sein, der gegebenenfalls über ein Getriebe auf ein Zahnrad auf der Kippwelle des Gefäßes treibt.In a further preferred embodiment according to the invention the frame for receiving the vessel as a U-shaped bracket that is open on one side educated. This design allows the vessel to pass through after the reaction has ended Dump without having to remove it from the frame. To this end the vessel is fixed in the frame, but can be tilted about a horizontal axis. To carry out the tilting movement, a tilting motor can be arranged on the frame, possibly via a gear on a gear on the tilting shaft of the vessel drives.
Um während des Schüttelvorganges das Gefäß sicher gegen unerwünschte Bewegungen mit dem Rahmen zu verbinden, ist erfindungsgemäß eine Fixierung vorgesehen, die aus einem in einer Führung am Rahmen beweglichen Stift oder Dorn bestehen kann, der in eine Bohrung des Halterahmens des Gefäßes einzugreifen vermag.In order to protect the vessel against undesired during the shaking process To connect movements with the frame, a fixation is provided according to the invention, which can consist of a pin or mandrel movable in a guide on the frame, which is able to engage in a bore in the holding frame of the vessel.
Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben, in der zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Schüttelvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit nach den Fig. 1 und 2 im Schnitt, Fig. 4 eine Ansicht der Schüttelvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 5 eine Draufsicht nach Fig. 4.Further features of the invention are detailed with reference to the drawings explained and described, in which two exemplary embodiments are shown schematically are. 1 shows a view of the shaking device, and FIG. 2 shows a plan view 1, FIG. 3 shows a detail according to FIGS. 1 and 2 in section, FIG. 4 shows a View of the shaking device in a further embodiment, FIG. 5 a top view according to Fig. 4.
Das Reaktionsgefäß 1 ist mit den Kranzapfen 2 und den Lagerzapfen 3 versehen, mit denen es in den Aufnahmemulden 4 des Rahmens 5 gelagert ist. Die Aufnahmemulden 4 bestehen aus sich prismenförmig nach unten verjüngenden Flächen, in welchen die Zapfen 3 gebettet sind. Letztere sind mit sich prismenartig nach oben erweiternden Flächen 3 a versehen, um ein infolge Veränderung der Schwerpunktlage mögliches Kippen zu verhindern.The reaction vessel 1 is provided with the crown journals 2 and the bearing journals 3 with which it is mounted in the receiving troughs 4 of the frame 5. The receiving troughs 4 consist of prism-shaped downwardly tapering surfaces in which the pins 3 are embedded. The latter are provided with prism-like upward widening surfaces 3a in order to prevent possible tilting as a result of a change in the center of gravity.
Nach Fig. 1 und 2 ist der Rahmen 5 dreieckförmig ausgebildet, wobei an jeder Ecke eine Ausnehmung 6 zur Aufnahme des Mitnehmers des jeweiligen Kurbelzapfens 7 angebracht ist. Hierbei ruht der Rahmen auf den Mitnehmern 15, die drehbar an den Kurbelzapfen 7 angebracht sind. Die Kurbelzapfen sind mittels einer kräftigen Lagerung 8 mit dem Fundament verbunden.According to Fig. 1 and 2, the frame 5 is triangular, wherein at each corner a recess 6 for receiving the driver of the respective crank pin 7 is attached. Here, the frame rests on the drivers 15, which are rotatable the crank pin 7 are attached. The crank pins are by means of a strong Storage 8 connected to the foundation.
Aus Fig. 3 ist die Ausbildung eines Kurbelzapfens näher ersichtlich, der mit dem Antrieb versehen ist. Auf dem Fundament ruht ein Lagerbock 9, der das Lagergehäuse 8 trägt. Die Kurbelwelle 10 ist mit einem Schneckenrad 11 ausgerüstet, mit welchem die Antriebsschnecke 12 kämmt. Oberhalb des Gehäuses 8 ist die Kurbelkröpfung 13 angebracht, an deren Kurbelzapfen 7 das Lagerteil 14 des Mitnehmers drehbar gelagert ist. Zwischen diesem und dem Mitnehmerteil 15 ist das aus gummielastischem Werkstoff bestehende, als hutförmiger Kegelteller ausgebildete Zwischenglied 16 eingeschaltet. Die Aufnahmebohrung 17 des Rahmens 5 ruht auf einem Ansatz 18 des Mitnahmeteils 15 und ist durch diesen geführt. Innerhalb der Mittenausnehmung des Rahmens 5 ist in bereits beschriebener Weise das Reaktionsgefäß 1 gelagert.From Fig. 3, the formation of a crank pin can be seen in more detail, which is provided with the drive. A bearing block 9, which carries the bearing housing 8, rests on the foundation. The crankshaft 10 is equipped with a worm wheel 11 with which the drive worm 12 meshes. Above the housing 8, the crank crank 13 is attached, on the crank pin 7 of which the bearing part 14 of the driver is rotatably mounted. Between this and the driver part 15, the intermediate member 16, which consists of a rubber-elastic material and is designed as a hat-shaped conical plate, is switched on. The receiving bore 17 of the frame 5 rests on a shoulder 18 of the driving part 15 and is guided through this. The reaction vessel 1 is mounted within the central recess of the frame 5 in the manner already described.
In einer weiteren Ausbildungsform gemäß Fig. 4 und 5 ist der Rahmen 5 als nach einer Seite offener, U-förmiger Bügel ausgebildet. Diese Ausbildung ermöglicht es, nach Ablauf der Reaktion durch Kippen das Gefäß zu entleeren, ohne daß dieses aus dem Rahmen 5 entfernt werden muß. Hierzu ist das im Rahmen fest, jedoch um eine waagerechte Achse kippbar eingebaute Gefäß 1 mit einem Stirnrad 19 versehen, auf welches ein Ritzel 20 arbeitet, das auf der Kippantriebswelle 21 sitzt. Der Kippantrieb kann hierbei in nicht näher dargestellter Weise mittels eines Elektromotors gestaltet sein.In a further embodiment according to FIGS. 4 and 5, the frame 5 is designed as a U-shaped bracket that is open on one side. This design makes it possible, after the reaction has ended, to empty the vessel by tilting it without it having to be removed from the frame 5. For this purpose, the vessel 1, which is fixed in the frame but can be tilted about a horizontal axis, is provided with a spur gear 19 on which a pinion 20 , which is seated on the tilting drive shaft 21, operates. The tilt drive can be designed in a manner not shown by means of an electric motor.
Um während des Schüttelns unerwünschte Bewegungen des Gefäßes innerhalb des Rahmens 5 auszuschließen, ist eine Fixierung vorgesehen, die aus einem in einer Führung 22 axial beweglichen Stift besteht, der in eine Bohrung des Halterahmens 1 a des Gefäßes eingreift. Nach Herausziehen dieses Stiftes ist das Gefäß 1 für die Kippbewegung frei.In order to exclude unwanted movements of the vessel within the frame 5 during the shaking, a fixation is provided which consists of a pin which is axially movable in a guide 22 and engages in a bore in the holding frame 1 a of the vessel. After pulling out this pin, the vessel 1 is free for the tilting movement.
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