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Fördervorrichtung zum Zuführen von grob- oder feinkörnigem Material
aus einem Behälter in eine pneumatische Förderleitung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Fördervorrichtung zum Zuführen von grob- oder feinkörnigem Material aus
einem Behälter in eine pneumatische Förderleitung, bestehend aus einem Trichter,
an den eine mit einem Austragauslaß versehene trommelförmige Kammer anschließt,
einer mit Schneckenelementen versehenen Welle, die durch den Trichter und die Kammer
hindurchreicht und das Material vom Trichter durch die Kammer und den Austragauslaß
bewegt, und einer Antriebseinrichtung für die Welle.
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Diese bekannten Fördervorrichtungen haben verhältnismäßig lange Wellen,
die an ihrem vorderen Teil die Förderschnecke tragen und an ihrem hinteren Teil
mittels Mehrfachlager abgestützt sind. Ein besonderes Problem besteht darin, die
Lager vor dem Eindringen von Fremdstoffen, insbesondere des Fördergutes zu schützen.
Es sind zwar Wellendichtungen bekannt, die eine gewisse Dichtung gewährleisten,
aber im Betrieb schnell abnutzen. Voraussetzung ist hierbei jedoch, daß die Welle
der Fördervorrichtung genau ausgerichtet ist. Bei der geringsten Fehlausrichtung
geht die einwandfreie Dichtwirkung verloren. Im übrigen sind diese Wellendichtungen
teuer.
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Es sind auch einfache Dichtungen bekannt, die aus einer Reihe hintereinanderliegender
Packungen aus Dichtungsmaterial bestehen. Doch sind auch diese Dichtungen Beschädigungen
oder extremen Abnutzungen ausgesetzt, wenn die Welle fehlausgerichtet ist. Außerdem
erfordert diese Dichtungsart eine häufige Wartung, um die Abnutzung insbesondere
bei starkem Abrieb auszugleichen. Zur Sicherung der einwandfreien Ausrichtung wurde
starren Ausführungen der Vorzug gegeben. Dies erforderte aber schwere Konstruktionen
und Bauteile sowie massive, teuere Lager.
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Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, die den bekannten Fördervorrichtungen
unter anderem hinsichtlich der Ausrichtung und Wellenabdichtung anhaftenden Nachteile
zu vermeiden und die Dichtung insbesondere einfach und nachgiebig auszubilden, so
daß ein genügender Spielraum bei der Ausrichtung gewährleistet ist. Weiter ist dafür
Sorge zu tragen, daß mit Sicherheit kein Fördermaterial in die Lager gelangt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle
an der der trommelförmigen Kammer gegenüberliegenden Seite des Trichters von einem
Kragen umfaßt ist, daß in einem kleinen Abstand von dem Kragen eine auf die Welle
aufgesetzte Dichtung vorgesehen ist, daß eine flexible Kupplung die Dichtung und
den Kargen miteinander verbindet, daß zwischen der flexiblen Kupplung, der Welle,
der Dichtung und dem Kragen ein Ringraum gebildet ist, daß der Kragen mit einer
in den Ringraum führenden Öffnung versehen ist und daß dem Ringraum über eine Leitung
Druckgas zugeführt wird, welches verhindert, daß das den Trichter ausfüllende Material
zu der Dichtung gelangt.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß die Dichtung eine Hülse mit einem einwärts gegen die Bohrung der Hülse gerichteten
Flansch aufweist, daß eine Packung in der Bohrung der Hülse zwischen Hülse und Welle
angeordnet ist, deren eines Ende an dem Flansch anliegt, und daß eine Einrichtung
vorgesehen ist, welche die Packung gegen den Flansch drückt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der pneumatischen
Fördervorrichtung und teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine Draufsicht entlang der
Linie II-II nach F i g. 1, wobei einige Teile weggebrochen sind, Fig.3 einen Ausschnitt
aus Fig. 1, in dem die Wellendichtung in größerem Maßstab dargestellt ist, F i g.
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV nach Fig. 3 und F i g. 5 eine Endansicht
der pneumatischen Fördervorrichtung nach Fig. 1, die die Auslaßkammer in vergrößertem
Maßstab veranschaulicht.
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In der F i g. 1 ist die pneumatische Fördervorrichtung 1 in Verbindung
mit einem auf Schienen stehenden Eisenbahnwagen 2 dargestellt. Die Fördervor-
richtung
weist ein unterhalb der Schienen auf einem Sockel 5 angeordnetes Gehäuse 4 auf,
das mit dem Eisenbahnwagen 2 über eine flexible Manschette 3 in Verbindung steht.
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Das Gehäuse 4 ist mit einem Trichter 6 mit Seitenwänden 7 und 8 sowie
Endwänden9 und 10 versehen. Ein Lagergehäusell geht von der hinteren Endwand 9 aus
und ist mittels Stützen 12 am Sockel 5 befestigt. Die vordere Endwand 10 ist mit
einer Öffnung 13 versehen und nimmt eine mittels Schrauben 15 befestigte und mit
der Öffnung 13 fluchtende zylindrische Kammer 14 auf.
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Die Kammer 14, die Öffnung 13 und das Lagergehäuse sind miteinander
ausgerichtet und nehmen eine Welle 16 auf, die außerdem durch eine in gleicher Weise
ausgerichtete Öffnung 17 in der hinteren Endwand 9 reicht. Zwei Lagerl8 und 19 liegen
im Lagergehäuse 11 in Abstand voneinander und von der hinteren Endwand 9. Sie stützen
die Welle beim Rotieren ab. In der Gegend der Öffnung 17 in der hinteren Endwand
9 wirkt mit der Welle eine Dichtung 20 zusammen, die im folgenden noch näher beschrieben
wird. Zum Antrieb der Welle 16 ist ein entsprechender (nicht veranschaulichter)
Motor vorgesehen, der vorzugsweise mit der Fördervorrichtung zusammengebaut oder
auf ihr angeordnet ist, so daß sich eine geschlossene Einheit ergibt.
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Der durch den Trichter 6 reichende Teil der Welle 16 trägt einen
ersten Abschnitt von Schraubengängen 21 mit gleichförmiger Steigung. An den ersten
Abschnitt von Schraubengängen schließt ein zweiter Schraubengangabschnitt 22 an,
der die Kammer 14 durchsetzt und eine geringfügig abnehmende Steigung aufweist.
Die Welle und der zweite Schraubengangabschnitt enden kurz vor der Auslaßöffnung
der Kammer, um einen Abdichtraum für Material zu bilden, das durch die abnehmende
Steigung des zweiten Schraubenabschnittes verdichtet wurde.
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Ein Klappenventil 23 ist an einer Schamierplatte 24 befestigt, die
das Auslaßende der Kammer 14 umgibt, und wirkt als Rückschlagventil gegen eine Luftströmung
auf den Trichter zu, falls die Kammer aus irgendeinem Grund, beispielsweise während
der letzten Augenblicke der Entladung eines Eisenbahnwagens, nur teilweise mit Material
gefüllt sein sollte.
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Das Auslaßende der Kammer 14 und das Klappenventil 23 werden von
einer Auslaßkammer 25 umschlossen. Die Auslaßkammer 25 weist einen Gaseinlaß 26
und einen Austragauslaß 27 auf, die miteinander quer zur Bahn des aus der Kammer
14 austretenden Materials verlaufen. Der Auslaß 27 fluchtet horizontal mit der Materialaustrittsstelle
am Klappenventil 23 und ist geringfügig versetzt, um zu verhindern, daß Material
in den Auslaß 27 oder die Förderleitung 29 nur unter der Wirkung der Schwerkraft
fällt.
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Der Einlaß 26 und der Austragauslaß 27 sind mit Rohren 28 bzw. 28'
versehen, die über eine entsprechende (nicht veranschaulichte) Schnellkupplung mit
einer Förderleitung 29 verbunden werden können.
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Die Rohre 28 und 28' können gegeneinander ausgetauscht werden, um
eine Förderung in beiden Richtungen bewerkstelligen zu können.
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Das Gaseinlaßrohr 28 nimmt Druckluft oder -gas von einer Quelle,
vorzugsweise einem mit verhältnismäßig niedrigem Druck arbeitenden Flügelgebläse
(nicht veranschaulicht) auf. Der Luftstrom wird im Rohr 28 mittels einer Mündungsplatte
30 unterteilt,
die eine Mehrzahl ähnlicher großer, im wesentlichen gleichförmig verteilter
Öffnungen 31 aufweist, die eine Mehrzahl von Strahlen erzeugen, die unmittelbar
in die Auslaßkammer eintreten und an der Turbulenzzone, wo die Luftstrahlen hinreichend
expandiert sind um miteinander zusammenzuwirken, auf das Material aufzutreffen.
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Ein Stichleitungsrohr 32 zweigt vom Einlaßrohr 28 auf der Zuführungsseite
der Mündungsplatte30 ab und verläuft entlang der Fördervorrichtung. Ein Belüftungszweigrohr
33 mit einem Ventil 34 tritt durch die Seitenwand 8 in den Trichter 6 ein und endet
benachbart der Eintrittsstelle des Materials in die Kammer 14. Die Stichleitung
32 endet in einer Druckleitung 35, die zu der Wellendichtung 20 führt.
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Die Endwand 9 ist mit einem hohlen Fortsatz oder Kragen 36 versehen,
der sich von der öffnung 17 aus nach rückwärts erstreckt und eine Innenbohrung aufweist,
deren Durchmesser einige Hundertstel bis ungefähr 1,6 mm größer als der Durchmesser
der Welle ist, so daß zwischen Bohrung und Welle eine Staudruckzone 37 entsteht.
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In axialer Richtung neben dem Kragen 36 liegend weist die Dichtung
20 eine Metallhülse 38 mit einem Gewindeteil 39 auf, der den komplementären Gewindeteil
eines Sperrkragens 40 aufnimmt. Der Sperrkragen 40 trägt in geeigneter Form Anflachungen
oder Wulste 41, um ihn durch entsprechende Mittel, beispielsweise einen Schlüssel
oder eine Rohrzange, drehen zu können.
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Die Hülse 38 ist mit einer Innenbohrung versehen, die einen erheblich
größeren Durchmesser als die Welle 16 hat, um zwischen beiden eine ringförmige Dichtungszone
42 zu bilden. Die Dichtungszone kann beispielsweise ungefähr 9,5 mm breit sein.
An ihrem der Endwand des Kragens 36 zugewandten Ende ist die Hülse 38 mit einem
Flansch 43 versehen, der nach innen auf die Welle 16 zu gerichtet ist, jedoch kurz
vor dieser endet. Der Flansch 43 bildet die Begrenzung der Packungskolonne 44 innerhalb
der Dichtungszone 42 und stützt deren eines Ende ab.
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Die Packungskolonne 44 weist eine ringförmige Metallplatte 45 auf,
die gegen den Flansch 43 anliegt, ferner einen Massepackungsring 46 aus einer Asbestpackung
oder einem anderen geeigneten Material, einen metallischen Käfigring 47 mit parallelen,
einander gegenüberliegenden Frontflächen, eine Mehrzahl von Massepackungsringen48
und einen ringförmigen Mitnehmer 49, der lose auf die Welle aufgepaßt und mittels
des Sperrkragens 41 gegen den Packungsring 48 gepreßt ist, um das Packungsmaterial
vorzuspannen, wodurch die Bohrung des Packungsmaterials verengt und eine Abdichtung
gegen die Welle erzielt wird. Die Packungskolonne kann durch eine herkömmliche (nicht
veranschaulichte) Fassung geschmiert werden, die in Verbindung mit dem Käfigring
47 steht. Es lassen sich auch andere Formen von Dichtmaterial, beispielsweise nachgiebige
Ringe oder O-Ringe verwenden, die entweder von außen oder auf Grund der Eigenvorspannung
gegen die Welle gedrückt werden. Im Bereich der Packungskolonne und der Staudruckzone
37 ist die Welle vorzugsweise mit einer Hartmetallauflage oder einer legierten Oberfläche
versehen.
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Gegenüber dem Kragen 36 besitzt die Hülse 38 auf ihre Außenfläche
einen abgesetzten Teil, der eine Schulter 52 bildet. Am Boden dieses abgesetzten
Teiles ist eine Mehrzahl ringsum laufender Nuten 53
vorgesehen.
Der Kragen 36 der Endwand weist einen entsprechenden abgesetzten Teil, eine Schulter
55 und Nuten 56 auf.
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Ein Schlauchabschnitt aus Gummi, nachgiebigem Kunststoff oder einem
ähnlichen nachgiebigen Material ist zwischen die Schultern 52 und 55 eingesetzt,
umgibt die mit Nuten versehenen abgesetzten Teile und bildet so eine flexible Kupplung
57 zwischen der Hülse 38 und dem Kragen 36. Zwei ringsum laufende Klemmen 58 und
59 drücken den Schlauchabschnitt gegen die abgesetzten Teile und lassen den Schlauch
mindestens teilweise in die Nuten 53 und 56 eintreten, wodurch ein druckdichter
Abschluß gebildet wird. Der Schlauchabschnitt hält einen Abstand zwischen der Hülse
38 und dem Kragen 36 aufrecht, da seine gegenüberliegenden Enden an den Schultern
52 und 55 anliegen. Der Kragen 36 ist um die Welle 16 herum abgesetzt, um eine erweiterte
Druckzone 60 zu bilden, die mit dem zwischen der Welle und dem Schlauch gebildeten
Raum sowie mit der Staudruckzone 37 in Verbindung steht.
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Die Staudruckzone 37 nimmt unter Druck stehendes Gas oder Luft von
der Druckleitung 35 über eine durch den Kragen 36 hindurchführende Öffnung 61 auf.
Von der Öffnung 61 führt eine Längsbohrung 62 Luft unmittelbar zu der erweiterten
Druckzone 60.
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Ähnliche Löcher und Bohrungen 63 und 64, die der Öffnung 61 und der
Bohrung 62 diametral gegenüberliegen, gestatten einen Austritt von Luft durch ein
Rohr 65 und ein Ventil 66, um die richtige Unterdrucksetzung der Dichtung zu überprüfen.
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Beim Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 werden die Welle
16 und die auf ihr sitzenden Schraubengänge 21, 22 mittels des (nicht veranschaulichten)
Motors in Drehung versetzt. Das aus dem Eisenbahnwagen ausströmende Material gelangt
in den Trichter 6 und wird durch den Schraubengangabschnitt 21 in die Kammer 14
gefördert, wo es mit Hilfe des Schraubenganges 22 weiterbewegt und verdichtet wird,
um gegen das Rückschlagventil 23 zu drücken und dieses zu öffnen.
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Gleichzeitig wird Luft in das Rohr 28 eingeführt und läuft durch
die Öffnungen 31 in der Mündungsplatte 30 in Form einer Mehrzahl gleichförmig über
den Strömungsweg verteilter Strahlen. Diese Luftstrahlen beginnen sich bei ihrem
Lauf auf den Materialeintritt am Rückschlagventil 23 zu wieder zu expandieren, sobald
sie die Öffnungen 31 verlassen, und führen hierdurch zu einer extrem turbulenten
Strömung im vollen Bereich der Auslaßkammer 25 an der Stelle ihres Auftreffens auf
das Material. Diese starke Turbulenz gewährleistet eine durchgreifende Aufwirbelung,
Vermischung und Mitnahme des Materials innerhalb der Auslaßkammer 25 sowie ein gleichförmiges
stoßfreies Fördern des Materials durch den Auslaß 27, das Rohr 28' und die Förderleitung
29.
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Da die ursprünglichen Fortbewegungsbahnen des Materials und der Luftstrahlen
beim Eintritt in die Auslaßkammer 25 in rechtem Winkel aufeinanderstehen, vermag
die die Richtungsänderung des Materials bewirkende plötzliche Kraft die verdichteten
Materialklumpen aufzubrechen, unmittelbar bevor das Material in den Auslaß 27 oder
die Förderleitung 29 eintritt.
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Da das Material einer horizontalen Fortbewegungsbahn vom Durchlauf
des Rückschlagventils 23 zum
Auslaß 27 folgen muß, wird verhindert, daß übermäßig
große Stücke oder nasses oder agglomeriertes Material einfach in die Förderleitung
hineinfallen.
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Bei dem an einer Seite der erweiterten Auslaßkammer 25 vorgesehenen
Auslaß 27 können sich übermäßig große Teile oder Materialklumpen innerhalb gewisser
Grenzen in der Auslaßkammer 25 ansammeln.
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Das erhöhte Volumen der Auslaßkammer 25 und die durch die gleichförmig
verteilten, wieder expandierenden Luftstrahlen verursachte willkürlich gerichtete
Turbulenz lassen es zu, daß derart übergroßes Material sich zeitweise in der Kammer
absetzt, ohne durch die geringere Luftgeschwindigkeit in der Kammer in den Hochgeschwindigkeitsbereich
des Auslasses 27 und der Förderleitung 29 hineingezogen zu werden, wo es andernfalls
von dem Luftstrom zur Abgabestelle mitgenommen werden oder eine Verstopfung der
Leitung verursachen könnte.
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Das durch den Auslaß 27 mitgezogene Material ist somit in dem Luftstrom
gut verteilt und befindet sich in einem für die pneumatische Förderung geeigneten
Zustand. Die Trocknungswirkung komprimierter Luft auf feuchte Materialklumpen und
der zusätzliche Abriebeffekt des normalen, durch das Rückschlagventil 23 eintretenden
trockenen Materials führen sehr oft zu einer Abtragung trockenen Materials von der
Oberfläche der Klumpen und be wirken die Förderung solchen in geeignetem Zustand
übergeführten Materials zur Speicherstelle. Fremdteile werden hingegen nicht in
dieser Weise in geeignetem Zustand übergeführt oder leicht in den Förderstrom eingezogen.
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Die Stichleitung 32 nimmt Luft von dem Rohr 28 auf und führt sie
über das Ventil 34 und die Zweigleitung 33 in den Trichter 6 sowie über die Druckleitung
35 in die Dichtungsdruckzone 37. Die aus der Zweigleitung 33 austretende Luft belüftet
das Material im Trichter und sucht die Förderung des Materials in die Kammer 14
hinein sowie seine Fortbewegung mittels der Schraubengänge 21, 22 durch die Kammer
hindurch sicherzustellen. Die in die Druckzone 37 der Dichtungsanordnung eingeführte
Luft läuft entlang der Welle 16 durch die Staudruckzone hindurch und entweicht in
den Trichter 6, wobei sie das Material, das in die Staudruckzone 37 einzudringen
sucht, mitnimmt. Die auf diese Weise aus der Zone 37 in den Trichter entweichende
Luft unterstützt die Belüftungswirkung der Zweigleitung 33. Zu jeder gewünschten
Zeit kann die Luftzufuhr zur Staudruckzone 37 durch Öffnen des Ventils 66 periodisch
überprüft werden. Ein Austritt von Luft aus dem geöffneten Ventil 66 zeigt an, daß
die Kammer 60 und die Zone 37 unter Druck gesetzt werden.
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Die Dichtungsanordnung 20 verhindert das Entweichen von Druckluft
aus der Kammer 60 längs der Welle zur Atmosphäre. Der Schlauch 57 nimmt die Torsionsbelastung
der Reibung zwischen der Welle 16 und der Packungskolonne 44 auf und sichert die
Wellendichtung 20 gegen Drehung mit der Welle. Der Schlauch läßt außerdem eine begrenzte
exzentrische Bewegung der Welle mit Bezug auf die Trichterendwand 9 zu oder ermöglicht
gegebenenfalls eine richtige, nicht exzentrische Drehung der Welle um eine Achse,
die nicht parallel zur Achse der durch den Kragen 36 hindurchführenden Bohrung verläuft.
Auf diese Weise wird die im allgemeinen äußerst kritische Ausrichtung der Lager
19, 18 mit der Öffnungi7
durch die Endwand 9 völlig vermieden. Es
versteht sich, daß die exzentrische Bewegung oder Fehlausrichtung der Achse innerhalb
der Grenze des Spiels zwischen dem Durchmesser der Öffnung 17 und dem Durchmesser
der Welle 16 liegen muß. Es ist jedoch einfach, die Öffnung 17 erheblich größer
als den Durchmesser der Welle 16 zu halten, obwohl ein übermäßiger Unterschied es
schwieriger macht, daß die durch die Staudruckzone 37 gelangende Luft den Eintritt
von Material verhindert. Das Verhältnis eines Durchmessers der Welle 16 von 65,08
mm zu einem Durchmesser der Öffnung 17 in der Endwand von 65,94 mm erwies sich als
zufriedenstellend.