DE1531934B2 - Austrag- Misch- und Dosiervorrichtung für schlecht fließende pulverförmige Stoffe - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine Austrag-, Misch- und Dosiervorrichtung für schlecht fließende pulverförmige Stoffe, bestehend aus einem zylindrischen Bunker mit kegelförmigem Unterteil, der um seine Achse rotiert und eine Förderschnecke beliebiger Form enthält, deren Drehrichtung so gewählt wird, daß eine Bewegung des Behandlungsgutes von unten nach oben erfolgt und in dessen Auslauf an der Kegelspitze eine Einrichtung zum Austrag des Bunkerinhalts in regelbaren Mengen angeordnet ist, wobei die Austragsvorrichtung eine Dosierschnecke ist, deren Achse die unmittelbare Fortsetzung der Achse der Förderschnecke bildet.

Für die Dosierung fester, pulverförmiger Stoffe aus Vorratsbehältern u. dgl. sind bereits zahlreiche technische Vorrichtungen, wie Dosierschnecken, Zell'enschleusen, Telleraufgeber, Vibrationsschnecken, Vibrationsrinnen oder Vibrationsbunker bekannt. Bei diesen Vorrichtungen werden die Produkte durch die durch die mechanischen Vorrichtungen verursachten Kräfte, nicht zuletzt durch Scherkräfte, beansprucht, wodurch besonders bei empfindlichen Produkten eine Veränderung von deren Konsistenz, beispielsweise durch Klumpenbildung u.dgl., auftritt. Derartige Veränderungen sind für die Weiterbehandlung der Produkte, vor allem bei der Weiterverarbeitung von Polymerisaten zu Kunststofferzeugnissen, aber auch in anderen Fällen, wie bei Salzen oder auch bei pulverförmigen Nahrungs- und Genußmitteln, oft von erheblichem Nachteil.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Vorratsbunker, aus welchen die Dosierung erfolgt, mit Auflockerungs- oder Fördereinrichtungen zu versehen und die so vorbehandelten Produkte den obengenannten Dosiereinrichtungen zuzuführen. Als Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise ein Pasten-Drehbunker, welcher auch für pulverförmige Feststoffe verwendet werden kann, mit angeschlossener, außerhalb des Bunkers liegender Förder- oder Dosiereinrichtung bekannt. In dem sich drehenden Bunker ist parallel zur Kegelwand eine sich ebenfalls drehende Schnecke eingebracht, durch welche das Dosiergut in Aufwärts- und Rotationsbewegung in lockerer Form

ίο gehalten wird, um anschließend der außerhalb liegenden Förder- und Dosiereinrichtung zugeführt zu werden.

Auch bei anderen bereits bekannten Vorrichtungen, bei welchen durch die axiale Drehbewegung einer im Dosierbunker eingebauten Schnecke das Gut in sich vermischt wird, während es gleichzeitig der Wandung des Behälters entlang aufwärtsgefördert wird, wird das Behandlungsgut einer ebenfalls außerhalb des Bunkers liegenden Dosiereinrichtung eingespeist (DT-PS 707 621 und BE-PS 542 844).

In beiden Fällen ist bei der Behandlung schlecht fließenden pulverförmigen Materials mit Brückenbildung und mit Verstopfungen in der Übergangsstelle zwi- ( sehen Auflockerungs- und Dosiervorrichtung zu rechnen.

Im DT-Gbm 1 845 383 ist ein Speicher beschrieben, in dem eine Förderschnecke parallel zur Speicherwand und unmittelbar neben dieser angeordnet ist. Diese Vorrichtung ist zwar geeignet für die Speicherung und Dosierung gut rieselfähiger Schüttgüter oder plastischer Massen. Sie ist jedoch nicht geeignet für die Dosierung schlecht fließender pulverförmiger Stoffe, da bei diesen für eine gleichmäßige Dosierung ein Durchmischungseffekt Voraussetzung für eine störungsfreie Dosierung ist, weil die Vorrichtung keinen nennenswerten Durchmischungseffekt erzeugt, wie auf S. 2 Mitte, des DT-Gbm 1 845 383 ausgesagt wird.

Auch die in der US-PS 3 177 527 beschriebene Dosiervorrichtung, die aus einem zylindrischen Bunker mit kegelförmigem Unterteil besteht, welche eine Förderschnecke enthält, deren Drehrichtung so gewählt wird, daß eine Bewegung des Behandlungsgutes von unten nach oben erfolgt und in deren Auslauf an der Kegelspitze eine Einrichtung zum Austrag des Bunkerinhalts / in regelbaren Mengen angeordnet ist, ermöglicht es nicht, die aufgezeigten Schwierigkeiten beim Einsatz ~- schlecht fließender pulverförmiger Stoffe zu beseitigen. > Bei dieser Vorrichtung wird nämlich das zu dosierende Produkt durch die vertikale Förderschnecke mehr oder weniger durch Scherkräfte beansprucht oder auf andere Weise verdichtet. Dies führt zu unerwünschten Veränderungen bei der Dosierung empfindlicher, vor allem zur Klumpenbildung neigenden Substanzen, nicht zuletzt auch zu Unregelmäßigkeiten in der Dosierung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Dosierbunker mit eingebauter Dosiervorrichtung zu schaffen, bei dem eine einwandfreie Durchmischung und gleichmäßige Dosierung für schlechtfließende pulverförmige Stoffe gewährleistet ist, ohne daß diese dabei irgendwelchen unerwünschten mechanischen Kräften ausgesetzt sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Misch- und Dosiervorrichtung für schlechtfließende pulverförmige Stoffe, bestehend aus einem zylindrisehen Bunker mit kegelförmigem Unterteil, der um seine Achse rotiert und eine Förderschnecke beliebiger Form enthält, deren Drehrichtung so gewählt wird, daß eine Bewegung des Behandlungsgutes von unten nach

oben erfolgt, und in dessen Auslauf an der Kegelspitze eine Einrichtung zum Austrag des Bunkerinhalts in regelbaren Mengen angeordnet ist, wobei die Austragsvorrichtung eine Dosierschnecke ist, deren Achse die unmittelbare Fortsetzung der Achse der Förderschnekke bildet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Achse der Förderschnecke sowohl mit der Drehachse des Bunkers wie mit der Wand des kegelförmigen Bunkerteils einen spitzen Winkel bildet.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelingt es überraschenderweise auch schlechtfließende pulverförmige Stoffe einwandfrei und gleichmäßig zu mischen und störungsfrei zu dosieren. Während bei einer vertikalen Anordnung der Förderschnecke in der Mittelachse von dieser im wesentlichen nur gleiche horizontale Schichten erreicht werden und außerdem eine unerwünschte Verdichtung des zu mischenden Gutes in Richtung der Außenwand eintritt, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Förderschnecke eine gute Durchmischung des gesamten Bunkerinhalts ohne Bildung von Klumpen oder Verdichten erreicht. Dieser Effekt kann vorteilhaft durch einen nach oben zunehmenden Durchmesser der Schnecke verbessert werden.

In einer speziellen Ausführungsform ist die Dosierschnecke mit der als Hohlwelle ausgebildeten Förderschnecke über eine ausrückbare Kupplung verbunden. Sie wird angewandt, wenn der Bunkerinhalt vor der Austragung einige Zeit durchmischt werden soll oder eine periodische Dosierung zu erfolgen hat.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß die Dosierschnecke auf einer separaten Welle in der als Hohlwelle ausgebildeten Förderwelle mit einem eigenen regelbaren Antrieb mit variabler Drehzahl verbunden ist.

Die F i g. 1 bis 3 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Paddelwelle, ohne daß deren Durchführung auf diese bildliche Darstellungen beschränkt ist

F i g. 1 zeigt das Prinzip in einer Gesamtanordnung;

F i g. la ist eine Schnittzeichnung durch die Paddelwelle;

F i g. 2 zeigt eine Dosierschnecke, über eine lösbare Magnetkupplung mit der Paddelschhecke verbunden, und

F ig. 3 eine Dosierschnecke mit einem eigenen, von der Paddelschnecke unabhängigen Antrieb.

Nach F i g. 1 ist ein zylindrischer Behälter mit kegelförmigem Unterteil 1 drehbar angeordnet und wird von einem regelbaren Getriebe 2 über ein Zahnrad oder ein Kettenrad 3 bzw. bei kleineren Anlagen auch mit Reibrad oder Riemen in an sich bekannter Weise angetrieben, wobei im allgemeinen eine Umfangsgeschwindigkeit von 1 bis 5 m/min ausreichend ist. Der Bunker selbst ist in Stütz- und Führungsrollen 4 gelagert. Die Abdeckung desselben erfolgt durch einen feststehenden Deckel mit Einfüllstutzen 5, der in der Regel gegenüber dem drehenden Teil nicht abgedichtet werden muß.

In diesem Bunker ist eine Schneckenwelle 6 so angeordnet, daß sie sowohl mit der Behälterachse als auch mit der Behälterwand einen spitzen Winkel einschließt. Vorzugsweise verwendet man eine Paddelschnecke, deren Paddel 7 — gezeigt im Schnitt a-a — so angeordnet sind, daß der Abstand zur Wand nur einige Millimeter beträgt. Steigung, Breite und Abstand der Paddel zueinander werden abhängig von Produktart und Zweck der Anordnung gewählt. Die Dosierschnecke fördert — im Gegensatz zur Paddelschnecke — nach unten und ist vorteilhaft mit der Schneckenwelle 6 leicht auswechselbar verbunden, so daß man in kurzer Zeit verschiedene Schnecken einsetzen und damit die Dosiergeschwindigkeit variieren kann. Die Einstellung der Fördermenge kann ebenso in an sich bekannter Weise durch die Steigung der Schnecke sowie durch ein- oder mehrgängige Ausführung und durch den Durchmesser der auswechselbaren Büchse 9 verändert werden. Die Fördermenge ist direkt proportional der Wellendrehzahl und kann bei konstanter Bunkerdrehzahl im Verhältnis von etwa 1 :10 verändert werden. Der günstigste Drehzahlbereich liegt — je nach Bunkergröße — zwischen 10 und 200 Umdrehungen pro Minute. Das Verhältnis Bunkerdrehzahl zur Schnekkendrehzahl wird so gewählt, daß eine Verdichtung des Produktes vermieden wird.

Die Paddel- und Dosierschnecke ist aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften oder aber auch aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, welcher antihaftend, beispielsweise mit Polytetrafluoräthylen, beschichtet ist. Dieselben Materialien werden auch für die auswechselbare Büchse 9 angewendet.

Die Paddelwelle 6 mit der Dosierschnecke 8 ist mit einem separaten Antrieb 11 ausgestattet. Bunker und Schneckenwelle drehen sich gleichsinnig.

In F i g. 2 stellt 12 die als Hohlwelle ausgestattete Paddelwelle dar, in welcher sich eine zweite Welle 13 mit der Dosierwelle 14 befindet. Die beiden Wellen 12 und 13 sind über eine Magnetkupplung 15 miteinander verbunden. Der Wellenantrieb 16 ist durch eine Riemenscheibe angezeigt. Durch Lösen der Magnetkupplung 15 wird die Innenwelle 13 mit der Dosiervorrichtung und somit der Austrag stillgelegt und der Bunkerbetrieb der Paddelwelle 12 als zeitweilige Mischvorrichtung benutzt.

F i g. 3 zeigt eine weitere Variante für die Ausgestaltung der Misch- und Dosiervorrichtung. Auch hier ist die Paddelwelle 17 als Hohlwelle ausgebildet, in welcher die Dosierwelle 18 mit der Dosiervorrichtung 19 konzentrisch eingesetzt ist. Während die Paddelwelle 17 über 20 (angezeigt als Riemenscheibe) betrieben wird, ist die Dosierwelle über die Kupplung 21 demgesonderten Antrieb 22 angeschlossen. Diese Ausführungsform gestattet es, die Drehzahl der Dosierschnekke, somit den Austrag aus dem Dosierbunker, wechselnden Erfordernissen entsprechend zu variieren. Durch Lösen der Kupplung 21 kann man auch bei dieser Ausführungsform die Durchmischung des Dosiergutes ohne Austrag desselben durchführen.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Dosierung schlechtfließender pulverförmiger Stoffe hat sich in allen erprobten Fällen vorzüglich bewährt, beispielsweise bei der Dosierung feinstverteilten Polytetrafluoräthylens für eine anschließende Extrusionsanlage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Austrag-, Misch- und Dosiervorrichtung für schlecht fließende pulverförmige Stoffe, bestehend aus einem zylindrischen Bunker mit kegelförmigem Untereil, der um seine Achse rotiert und eine Förderschnecke beliebiger Form enthält, deren Drehrichtung so gewählt wird, daß eine Bewegung des Behandlungsgutes von unten nach oben erfolgt und in dessen Auslauf an der Kegelspitze eine Einrichtung zum Austrag des Bunkerinhalts in regelbaren Mengen angeordnet ist, wobei die Austragsvorrichtung eine Dosierschnecke ist, deren Achse die unmittelbare Fortsetzung der Achse der Förderschnecke bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Förderschnecke (6) sowohl mit der Drehachse des Bunkers wie mit der Wand des kegelförmigen Bunkerteils (1) einen spitzen Winkel bildet.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Auslaufteil befindliche Dosierschnecke (14) unabhängig von der als Hohlwelle ausgebildeten Förderschnecke (12) über eine ausrückbare Kupplung (15) verbunden ist.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Auslaufteil befindliche Dosierschnecke (19) unabhängig von der als Hohlwelle ausgebildeten Förderschnecke (17) mit einem separaten und regelbaren Antrieb (22) versehen ist.