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Ansteigende Förderschnecke zum Entwässern von Schüttgütern Die Erfindung
bezieht sich auf eine ansteigende Förderschnecke zum Entwässern von Schüttgütern.
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Es sind ansteigende Förderschnecken zum Entwässern von Schüttgütern
bekannt, die aus einem ansteigenden Trog und einer sich darin drehenden Welle mit
darauf spiralförmig aufgesetzten Förderböden, der sogenannten Schnecke, bestehen.
Der Trog umschließt die Schnecke auf deren Förderseite in einem Viertelkreis und
geht dann tangential waagerecht weiter. Die Seitenwand, entgegengesetzt der Förderseite,
bildet mit dem waagerechten Bodenteil einen rechten Winkel.
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Bei einer anderen Trogausführung dieser Förderschnecke liegt die
Schnecke koaxial in einer halbkreisförmigen Mulde, die der Boden bildet, im Trog.
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Die Seitenwände der Mulde stehen senkrecht.
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Am unteren Anfangsteil der Förderschnecke befindet sich ein nach
unten zum Schneckentrog hin offener Kasten, der gestattet, daß sich dort Wasser
sammeln kann; dessen Oberfläche die Schnecke unten überdeckt und ungefähr das untere
Drittel der Schneckenlänge einnimmt. Der Wasserspiegel ist durch einen Schieber
am Ende des Kastens in der Höhe einstellbar.
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Das Entwässerungsgut wird ungefähr in der Mitte des Wasserkastens
von oben her aufgegeben. Das Material sinkt im Wasser zu Boden, wird dort von der
Schnecke erfaßt und nach oben aus dem Wasser heraus und zum Förderschneckenausl
auf gefördert.
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Im oberen trockenen Teil läuft das Wasser, das vom Material mitgenommen
wird, auf Grund des statischen Gefälles nach unten ab. Das überschüssige Wasser
läuft oben am unteren Ende aus dem Wasserkasten.
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Der Entwässerungsgrad dieser Förderschnecke befriedigt nicht, weil
ein großer Teil des Wassers am Material haften bleibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Förderschnecke
so zu verbessern, daß die Haftkräfte zwischen Wasser und Material so weit abgebaut
werden, daß das Haftwasser im trockenen Teil der Schnecke abfließen kann.
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Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die sich drehende Schnecke
einer ansteigenden Förderschnecke durch einen Schwingungserzeuger in axiale Schwingungen
versetzt wird. Durch das axiale Schwingen der Schnecke übertragen die Schneckengänge
Stöße auf das Material im oberen trockenen Teil der Schnecke. Dadurch werden die
Haftkräfte zwischen Wasser und Material weitgehend überwunden, so daß das restliche
Haftwasser nach unten abfließen kann. Außerdem wird erreicht, daß bei
konstanten
Schwingungen der Schnecke sich ein bestimmter Restwassergehalt des Materials einstellt.
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Im unteren Bereich der Schnecke innerhalb des Wassers wird das Material
durch die Schwingungen der Schnecke durcheinandergewirbelt und aufgelockert, so
daß am gröberen Material haftendes Feinmaterial besser voneinander getrennt wird
und das Feinmaterial mit dem Überschußwasser abgeschwemmt werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist der Schwingungserzeuger, der die Schwingungen
gerichtet erzeugt, am oberen oder unteren Ende der Schnecke so angebracht, daß die
Schwingungen zentral durch die Schneckenwelle in diese eingeleitet werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Feden zur Abstützung
der Schnecke vorgesehen und in ihrer Federhärte so ausgelegt, daß diese zusammen
mit der Schnecke ein Schwingungssystem bilden, das mit seiner Eigenfrequenz unmittelbar
bei der Resonanzfrequenz arbeitet, um eine möglichst geringe Antriebsleisturlg für
den Schwingungserzeuger zu erreichen.
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In einer anderen Ausgestaltung des Schwingungssystems werden die
Federn in ihrer Federhärte so ausgelegt, daß das Schwingungssystem mit seiner Eigenfrequenz
ober- oder unterhalb der Resonanzfrequenz arbeitet, um eine von der Schneckenbelastung
unabhängige gleichbleibende Schwingungsweite zu erreichen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben,
und zwar zeigt F i g. 1 eine ansteigende Förderschnecke in Seitenansicht, Fig. 2
einen Unwuchtschwingungserzeuger in Schnitten, Fig.3 einen Unwuchtschwingungserzeuger
mit einem Drehantrieb vereinigt, in Schnitten,
F i g. 4 einen Exzenterschwingungserzeuger
in Seitenansicht und im Schnitt, Fig. 5 einen Exzenterschwingungserzeuger mit einem
Drehantrieb vereinigt, im Schnitt.
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In F i g. 1 ist eine ansteigende Förderschnecke dargestellt, die
im wesentlichen aus einem ansteigenden Schneckentrogl und einem am unteren Ende
aufgesetzten zum Schneckentrog 1 hin offenen Wasserkasten 2 und einer sich im Schneckentrog
1 drehenden Schnecke 3 sowie aus einem an einem Ende der Schnecke 3 befestigten
Schwingungserzeuger 4, der an dieser Stelle mit einer Schneckenwellenlagerung 21
(in F i g. 2 bis 5 dargestellt) vereinigt ist und aus einer Schneckenwellenlagerung
7 besteht. Der Schwingungserzeuger 4 und die entgegengesetzt gelegene Schneckenwellenlagerung
7 sind durch Lenker 10 an dem Trogl befestigt, die geneigte Schnecke 3 zwischen
Schwingungserzeuger 4 und Trog 1 durch einige Federn 11 abgestützt. Außerdem sind
eine Kupplung 5 zwischen der Schnecke 3 und dem Drehantrieb 6, eine Stopfbüchse
8 und eine dieselbe mit dem Trog 1 verbindende Manschette 9, weiterhin ein Antriebsmotor
12, der durch einen Riementrieb 14 den Schwingungserzeuger 4 antreibt, einige Pufferfedern
13 und ein Schieber 15, mit dem der Wasserstand in Trog 1 und dem Wasserkasten 2
in der Höhe einstellbar ist, vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist folgende: Die durch
den Drehantrieb 6 in Umdrehungen und durch den Schwingungserzeuger 4 in axiale Schwingungen
versetzte Schnecke 3 fördert das zu entwässernde Gut, welches der Förderschnecke
am unteren Ende in Trog 1 und Wasserkasten 2 aufgegeben wird, nach oben aus dem
Wasser heraus.
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Dabei werden die Haftkräfte zwischen Wasser und Material im oberen,
trockenen Teil der Förderschnecke durch die Schwingungen der Schnecke 3 überwunden,
so daß das Haftwasser nach unten ablaufen kann.
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Die Schnecke 3, die im Schwingungserzeuger 4 und in der Schneckenwellenlagerung
7 gelagert ist, ist an Lenkern 10, die eine schwingende Bewegung der Schnecke 3
in axialer Richtung zulassen, am Trog 1 einerseits und am Schwingungserzeuger 4
und der Schneckenwellenlagerung 7 andererseits aufgehängt oder aufgestellt. Die
resultierende Restkraft, verursacht durch die Schrägstellung der Schnecke 3 und
deren Eigengewicht sowie der Reaktionskraft des Materialtransportes und dem Eigengewicht
des Materials, wird durch Federn 11, die eine schwingende Bewegung der Schnecke
3 in axialer Richtung zulassen, auf den Trog 1 geleitet. Die Federn 11 sind zwischen
dem Trogl und dem Schwingungserzeugter 4 bzw. der Schneckenwellenlagerung 7 angebracht.
Die Kupplung 5 verhindert die Übertragung der Schwingbewegung der Schnecke 3 auf
den Drehantrieb6, während sie die Drehbewegung des Drehantriebes 6 auf die Schnecke
3 starr überträgt. Am unteren Ende der Förderschnecke im Bereich des Wassers wird
die Schnecke 3 durch eine Stopfbüchse 8, die starr mit der an dieser Stelle liegenden
Schneckenwellenlagerung 7 bzw. Schwingungserzeuger 4 verbunden ist und somit mit
der Schnecke 3 schwingt, abgedichtet. Die Abdichtung zwischen der Stopfbüchse 8
und dem Trog 1 erfolgt durch eine Manschette 9, die die Schwingbewegung der Schnecke
3 aufnehmen kann. Die Pufferfedern 13 verhindern eine Übertragung der Restschwin-
gungen
des Troges 1 auf die Unterstützungskonstruktion.
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Die Federn 11 können so ausgelegt werden, daß sie mit der Schnecke
3 ein Schwingungssystem bilden, das entweder mit seiner Eigenfrequenz unmittelbar
bei der Resonanzfrequenz arbeitet, um eine möglichst geringe Antriebsleistung zu
erreichen, oder mit seiner Eigenfrequenz oberhalb oder unterhalb der Resonanzfrequenz
arbeitet, um eine von der Belastung der Schnecke 3 unabhängige, gleichbleibende
Schwingweite der Schnecke 3 zu erreichen.
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In F i g. 2 ist ein mit einer Schneckenwellenlagerung 21 vereinigter,
im Prinzip bekannter Unwuchtschwingungserzeuger dargestellt, der im wesentlichen
aus auf zwei Wellen 17 und 18 befestigten Unwuchten 16, einem Zahnradtrieb 19 und
der Schneckenwellenlagerung 21 besteht. Die angetriebene Welle 18 treibt über den
Zahnradtrieb 19 mit einer Übersetzung von 1:1 die Welle 17 in entgegengesetzter
Drehrichtung, aber mit gleicher Umdrehungszahl pro Zeiteinheit an. Dadurch heben
sich die Fliehkräfte der Unwuchten 16 in senkrechter Richtung zur Schnecke 3 auf,
während sie sich in paralleler Richtung addieren. Dadurch wird in Verbindung mit
der Schneckenwellenlagerung 21 eine gerichtete, geradlinige Schwingungsbewegung
der Schnecke 3 erzeugt.
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In F i g. 3 ist ein mit einer Schneckenwellenlagerung 21 und einem
Drehantrieb in einem Gehäuse vereinigter Unwuchtschwingungserzeuger dargestellt,
der im wesentlichen aus auf zwei Wellen 17 und 18 befestigten Unwuchten 16, zwei
Zahnradtrieben 19 und 22, der Schneckenwellenlagerung 21 und einem Schneckenradtrieb,
bestehend aus einer Schnecke 25 und einem Schneckenrad 24, besteht.
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Die Schwingungserzeugung erfolgt, wie in F i g. 2 beschrieben, durch
die Teile 16 bis 19. Außerdem treibt die Welle 18 über den Zahnradtrieb 22 die Schnecke
25 an, die wiederum das auf einen Schneckenzapfen 26 befestigte Schneckenrad 24
und somit die Schnecke 3 drehend antreibt. Durch den Zahnradtrieb 22 und den Schneckentrieb
24 und 25 werden die hochtourigen Umdrehungen der Welle 18 im erforderlichen Maß
für den Drehantrieb der Schnecke 3 untersetzt. Bei dieser Ausgestaltung des Antriebes
nach F i g. 3 wird die Kupplung 5 und der Antriebsmotor des Drehantriebes 6 eingespart.
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In F i g. 4 ist ein mit einer Schneckenwellenlagerung21 in einem
Gehäuse vereinigter, ebenfalls prinzipiell bekannter Exzenterschwingungserzeuger
dargestellt, der im wesentlichen aus einer Exzenterwelle 27, zwei Exzenterlagern
28, zwei Schubstangen 29, zwei Gelenken 30 und einer Schneckenwellenlagerung 21
besteht.
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Die angetriebene Exzenterwelle 27 versetzt durch seine Exzentrizität
die Exzenterlager 28 in eine kreisförmige Bewegung. Durch die Schubstangen 29 und
die Gelenke 30 wird diese Bewegung in Richtung senkrecht zur Schneckenachse aufgefangen
und dadurch unwirksam, parallel zur Schneckenachse aber voll übertragen. Dadurch
entsteht in Verbindung mit der Schneckenwellenlagerung 21 eine gerichtete, geradlinige
Schwingungsbewegung der Schnecke 3.
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In F i g. 5 ist ein mit einer Schneckenwellenlagerung 21 und einem
Drehantrieb in einem Gehäuse vereinigter Exzenterschwingungserzeuger dargestellt,
der im wesentlichen aus einer Exzenterwelle 27, zwei Exzenterlagern 28, zwei Schubstangen
29,
zwei Gelenken 30, einer Schneckenwellenlagerung 21, einem Zahnradtrieb
22 und einem Schneckenradtrieb, bestehend aus der Schnecke 25 (nicht dargestellt)
und einem Schneckenrad 24, besteht.
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Die Schwingungserzeugung erfolgt, wie vor in F i g. 4 beschrieben,
durch die Teile 27 bis 30. Außerdem treibt die Welle 27 über den Zahnradtrieb 22
die Schnecke 25 an, die wiederum das auf einen Schneckenzapfen 26 befestigte Schneckenrad
24 und somit die Schnecke 3 drehend antreibt. Durch den Zahnradtrieb 22 und den
Schneckentrieb 24 und 25 werden die hochtourigen Umdrehungen der Welle 27 im erforderlichen
Maß für den Drehantrieb der Schnecke 3 untersetzt. Bei dieser Ausgestaltung des
Antriebes wird die Kupplung 5 und der Antriebsmotor 6 eingespart.