DE1929493B2

DE1929493B2 - Verfahren und vorrichtung zur aufwaertsfoerderung von schuett- und stueckgut in einem als rohr ausgebildeten foerderorgan

Info

Publication number: DE1929493B2
Application number: DE19691929493
Authority: DE
Inventors: Rafail M.; Trostaneckij Leonid M.; Chlebnikov Albert L.; Moskau Brumberg
Original assignee: Nautschno-Issledovatelskij Institut Technologii Traktornogo I Selskochozjajstvennogo Maschinostroenija, Moskau
Priority date: 1968-06-12
Filing date: 1969-06-11
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE1929493A1; FR2010765A1; FR2010765B1; GB1225899A; JPS5029226B1; DE1929493C3; AT303610B; US3620358A

Description

X = A_A cos (2 or + ε)

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und die Drehschwingungsbewegung der Gleichung
φ = Αφ cos ωί

genügen, wobei X bzw. φ die Auslenkungen, A* bzw. Αφ die Amplituden, ω die Kreisfrequenz und t die Zeit bedeuten und daß die Phasenverschiebung der Schwingungsbewegung ε = ±40 Grad beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderorgan (1) aus zwei koaxialen Rohren (6,7) besteht, deren ringförmiger Zwischenraum über deren gesamte Länge durch radiale Trennwände (8) in mehrere in einem Abstand (A) von der Achse (0-0) des Förderorgans (1) angeordnete Kanäle (5) unterteilt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Förderstreckenende des Förderorgans (1) ein schalenförmiger Auffangraum (9) mit einer Austrittsöffnung (10) und in dem äußeren Rohr (6) im Bereich des Auffangraumes (9) Durchtrittsöff ■ nungen (11) angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufwärtsförderung von Schutt- und Stückgut in einem als Rohr ausgebildeten Förderorgan durch Versetzen des Rohres in zwei aufeinander abgestimmte Schwingungsbewegungen, deren eine geradlinig und längs der Längsachse des Rohres und deren andere quer dazu gerichtet ist, wobei die Frequenz der Längsschwingungsbewegung doppelt so groß ist wie die Frequenz der quergerichteten Schwingungsbewegung.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind Vibroelevatoren zur Förderung von Schüttgut bekannt, die ein auf Dämpfern angeordnetes Förderorgan aufweisen, das eine Rinnen- oder Rohrschnecke darstellt, mit einem daran befestigten Schwingantrieb. Der Antrieb versetzt die Schnecke in Wendelschwingungen, unter deren Wirkung das Gut über die Wendelrinne oder durch das Wendelrohr aufwärts gefördert wird (siehe z. B. das Buch von A. O. Spiwakowskij und I. F. Gontscharewitsch »Rüttelfördermaschinen im Bergbau«, Moskau, 1959).

Mit diesen Vibroelevatoren ist es jedoch nicht möglich, eine große Leistung bei relativ geringen Abmessungen zu erbringen. Bei diesen Elevatoren ist die Flache des Durchgangsquerschnitts begrenzt, weil der Steigungswinkel der Wendelrinne und des Wendelrohres den Reibungswinkel des Gutes an diesen in der Regel nicht übersteigt.

Aus der CH-PS 4 20 982 ist ein Verfahren bekannt, wonach ein als Rohr ausgebildetes Förderorgan ständig in einer Richtung um seine Achse gedreht wird, so daß ständig eine gleichmäßige, in zentrifugaler Richtung drückende Andrückkraft für das Schüttgut an die innere Oberfläche des Rohres vorhanden ist. Diese Bewegung des Förderorgans wird überlagert von einer hin- und hergehenden Schwingungsbewegung des Förderorgans in Richtung seiner Längsachse. Dabei muß der zeitliche Verlauf der Beschleunigung beim Hingang anders sein als beim Rückgang, da sonst keine Bewegung des Schüttgutes erfolgen könnte. Eine Aufwärtsbewegung des Schüttgutes wird bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung dadurch erzeugt, daß das Förderrohr schlagartig von einer Feder abgebremst wird, wobei das Schüttgut infolge seiner Massenträgheit sich weiterhin nach oben bewegt. Dabei hört die zentrifugale Anpreßkraft, die auf das Schüttgut in Richtung der inneren Rohroberfläche wirkt, nicht auf. Das Schüttgut muß also während der relativen Aufwärtsbewegung die Reibungskräfte, die durch die zentrifugalen Anpreßkräfte bedingt sind, überwinden. Hierdurch geht ein großer Teil der Wirkung der Aufwärtsbewegung verloren.

Bekannt ist außerdem ein leistungsfähiges Verfahren zur Förderung von Schult- und Stückgut durch Versetzen des Förderorgans, eines geneigten Rohres, in dem das Gut wandert, in zwei aufeinander abgestimmte Schwingungsbewegungen, deren eine geradlinig und längs der Längsachse des Förderorgans und deren andere quer dazu gerichtet ist. Die Längsschwingungsbewegung hat eine doppelt so große Schwingungsfrequenz wie die quergerichtete Schwingungsbewegung (siehe z. B. UdSSR-Urheberschein Nr. 2 35 611).

Wenn das Gut in eine größere Höhe gehoben werden soll, muß bei der Anwendung dieses bekannten Verfahrens das Förderorgan, ein Rohr, in dem das Material gefördert wird, eine größere Länge aufweisen, wobei es eine ungenügende Quersteifigkeit besitzen kann. Eine Steigerung der Steifigkeit des Förderorgans, z. B. durch Anbringen von Rippen, wäre nicht zweckmäßig, da es zu schwer werden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe 2:ugrunde, ein Verfahren zur Aufwärtsförderung von Schutt- und Stückgut anzugeben, bei dessen Anwendung bei verlängertem Förderorgan bestimmter Quersteifigkeit die Gefahr von Beschädigungen des Förderorgans infolge der Querschwingungen verringert werden kann. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Schwingungsbewegung des Rohres eine Drehschwingungsbewegung um die Rohrachse ist.

Es ist vorteilhaft, daß die Längsschwingungsbewegung der Gleichung

X = A,cos(2ü)f + ε)

und die Drehschwingungsbewegung der Gleichung
φ = Αφ cos ω/

genügen, wobei X bzw. φ die Auslenkungen, A_x bzw. Αφ die Amplituden, ω die Kreisfrequenz und f die Zeit bedeuten und daß die Phasenverschiebung der Schwingungsbewegung e = ±40Grädbeirägi.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Förderung von

Schüttgut und Stückgut macht es möglich, einen Vibroelevator zu entwickeln, der bei einer hohen Leistungsfähigkeit ein Förderorgan von hoher Steifigkeit aufweist und es möglich macht, das Gut sowohl senkrecht als auch schräg aufwärts zu fördern. s

Es ist vorteilhaft, daß das Förderorgan aus zwei koaxialen Rohren besteht, deren ringförmiger Zwischenraum über deren gesamte Länge durch radiale Trennwände in mehrere in einem Abstand von der Achse des Förderorgans angeordnete Kanäle unterteilt ist.

Die so angeordneten Kanäle bilden ein genügend steifes geschlossenes System, wobei die Beanspruchungen, die in Querrichtung jedes Kanals bei der Drehschwingungsbeweg!jng entstehen, eine geringere Verformung des Förderorgans hervorrufen.

Es ist vorteilhaft, daß am Förderstreckenende des Förderorgans ein schalenförmiger Auffangraum mit einer Austrittsöffnung und in dem äußeren Rohr im Bereich des Auffangraumes Durchtrittsöffnungen angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die senkrecht angeordnete Vorrichtung im Längsschnitt,

F i g. 2 den Schnitt nach Linie H-II der F i g. 1.

Das Verfahren zur Aufwärtsförderung von Schütt- und Stückgut besteht darin, daß das Förderorgan, in dem das Gut gefördert wird, in zwei aufeinander abgestimmte Schwingungsbewegungen versetzt wi-d, deren eine geradlinig und längs der Längsachse des Förderorgans gerichtet is; und wobei als zweite Schwingungsbewegung eine Drehschwingungsbewegung um diese Achse dient. Die geradlinige, längsgerichtete Schwingungsbewegung weist eine doppelt so große Frequenz wie die Drehschwingungsbewegung auf.

Die einen Rüttelelevator bildende Vorrichtung zur Aufwärtsförderung von Schutt- und Stückgut besteht aus einem Förderorgan 1 und einem Schwingantrieb 2, der an das Förderorgan 1 angeschlossen ist. Das Förderorgan 1 und der Schwingantrieb 2 sind am Träger 3 mit Hilfe von Dämpfern 4 aufgehängt, die aus Gummi bestehen oder als pneumatische Dämpfer ausgeführt sind oder aus mehreren Federn bestehen können. Der Schwingantrieb 2 kann mechanisch, elektrisch oder hydraulisch sein, muß aber unbedingt das Förderorgan 1 in geradlinige Schwingungen, die längs der Längsachse 0-0 des letzteren gerichtet sind, sowie in Drehschwingungen um diese Achse 0-0 versetzen, wobei die geradlinigen Schwingungen eine doppelt so große Frequenz wie die Drehschwingungen aufweisen sollen. Zu diesem Zweck kann u. a. ein Doppeifrequenz-Unwuchtschwinger verwendet werden, bei dem die Hochfrequenzschwingungen und die Niederfrequenzschwingungen aufeinander abgestimmt sind, wobei die ersteren eine doppelt so große Frequenz wie die Niederfrequenzschwingungen aufweisen, und der die Möglichkeit einer Einstellung der Anfangsphasenverschiebung zuläßt.

Das Förderorgan 1, in dem das Gut wandert, wird in Abhängigkeit davon, wohin das Gut gefördert werden soll, senkrecht oder schräg angeordnet. Es besitzt mehrere geradlinige Kanäle 5, die parallel zu dessen Achse 0-0 verlaufen und von dieser in der Entfernung A abstehen. Diese Entfernung braucht nicht für alle Kanäle 5 gleich zu sein, sie darf jedoch nicht gleich null Die Kanäle 5 können folgendermaßen gebildet werden: Wenn das Förderorgan aus zwei koaxial angeordneten Rohren 6 und 7 besteht, so ist der zwischen diesen gebildete ringförmige Raum durch radiale Trennwände 8 über die gesamte Länge der Rohre 6 und 7 getrennt. Die Kanäle 5, die auf diese Weise gebildet sind, weisen die Form eines Ringausschnittes auf. Der Oberteil des Förderorgans I ist von einer Schale 9 umgeben, die an dessen Außenfläche befestigt ist und eine Austrittsöffnung 10 aufweist. Jeder Kanal 5 besitzt eine öffnung 11, die den Raum der Schale 9 mit dem Kanal 5 verbindet.

Der erfindungsgemäße Elevator wird wie folgt betrieben: Zunächst wird der Elevator so angeordnet, daß sein Förderorgan 1 etwas in das Schutt- oder Stückgut 12 eingetaucht ist, das sich in einem Behälter befindet oder lose aufgeschüttet ist. Beim Einschalten des Schwingantriebs 2 versetzt dieser das Förderorgan 1 in eine komplizierte Schwingungsbewegung, die aus der geradlinigen Schwingungsbewegung längs der Achse 0-0 des Förderorgans und aus der Drehschwingungsbewegung um diese Achse zusammengesetzt ist. Dadurch wandert das Schutt- oder Stückgut 12 durch den Kanal 5 aufwärts und tritt durch die öffnungen 11 in die Schale 9. Aus dieser wird das Gut durch die öffnung 10 der entsprechenden Aufnahmevorrichtung zugeführt.

Die Aufwärtsförderung des Gutes durch die Kanäle 5, die senkrecht oder schräg angeordnet sind, ist dadurch bedingt, daß bei den Drehschwingungen des Förderorgans 1 infolge der entstehenden wechselnden Winkelbeschleunigung das Gut 12 an die radialen Scheidewände 8, die Kanalwände, mit wechselnder Kraft angedrückt wird, wobei sich zum Zeitpunkt des größten Andrückens das Förderorgan nach oben bewegt und das zu fördernde Gut mitreißt. Bei der Abschwächung des Andrückens des Gutes an die Kanalwand bewegt sich das Förderorgan nach unten, wobei es das Gut überholt. Bei der Änderung der Richtung der Winkelbeschleunigung wird das Gut an die entgegengesetzte Wand des Kanals 5 gedrückt. Das Förderorgan bewegt sich wieder nach oben. Da die Frequenz der Längsschwingungen doppelt so groß wie die der Drehschwingungen ist, wird das zu fördernde Gut mitgerissen, und der Prozeß wiederholt sich.

Bei der Durchführung von Versuchen zur Aufwärtsförderung von Schutt- und Stückgut mit Sand, Formmasse und Kies waren die Parameter der Schwingungsbewegungen die folgenden: Die Amplitude Αφ der Drehschwingungen betrug 0,7 bis 0,8°, die Amplitude A_x der Längsschwingungen 1,2 bis 1,8 mm, die Frequenz der Drehschwingungen 25 Hz, die Frequenz der Längsschwingungen 50 Hz. Der Durchmesser des Außenrohres betrug 900 mm und der Durchmesser des Innenrohres 7600 mm. Der mittlere Abstand zwischen den radialen Scheidewänden betrug 50 mm.

Durch die Versuche wurde festgestellt, daß die Anfangsphasenverschiebung ε in einem Bereich von 140 bis 220° liegen muß. Dabei betrug die Geschwindigkeit der Aufwärtsförderung des Gutes (des Sandes) 60 bis 80 mm/sec. Somit besitzt der Vibroelevator zur Durchführung des Verfahrens große Vorteile gegenüber den bekannten Vibroelevatoren mit einem Förderorgan in Form eines Wendelrohres oder einer Wendelrinne. Bei gleich großem Durchmesser des Förderorgans kann die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Vibroelevators die Leistungsfähigkeit

älterer Vibroelevatoren um ein Mehrfaches übersteigen. Das wird durch folgendes erklärt: Die Leistungsfähigkeit des Elevators ist proportional zur Geschwindigkeit der Förderung des Gutes und der Fläche des Durchgangsquerscnntttes des Förderorgans. Da beim bekannten Vibroelevator der Steigungswinkel der Wendellinie sehr gering ist, so ist bei bestimmten Abmessungen des Förderorgans der Durchgangsquerschnitt der Wendelrinne oder des Wendelrohres ebenfalls sehr gering. Bei den vorliegenden Vibroelevatoren, bei denen das Gut durch geradlinige Kanäle aufwärts gefördert wird, ist die Fläche des Durchgangsquerschnittes mit der Fläche des Ringquerschnittes, der durch das äußere und innere Rohr des Förderorgans gebildet wird, ungefähr gleich. Die Fläche wächst also um ein Mehrfaches an. Deshalb übersteigt die Leistungsfähigkeit des Vibroelevators durch eine bedeutende Zunahme der Fläche des Durchgangsquerschnittes des Förderorgans die Leistungsfähigkeit der älteren Vibroelevatoren um ein Mehrfaches.

Die Achse 0-0 des Förderorgans braucht nicht nur senkrecht zu sein, sondern sie kann auch schräg angeordnet sein. In einigen Fällen, z. B. beim Verladen von Gut in Kraftwagen, ist eine solche schräge Aufwärtsförderung günstiger als eine senkrechte Förderung. Außerdem werden bei schräger Aufwärtsförderung die Beschleunigungen der geradlinigen Schwingungen und der Drehschwingungen des Förderorgans und folglich die auf dieses einwirkenden Trägheitsbelastungen vermindert. Die Förderung von Gütern nach dem Verfahren zur Schwingungsförderung und mit Hilfe des Elevators kann auch horizontal und von oben nach unten erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufwärtsförderung von Schütt- und Stückgut in einem als Rohr ausgebildeten Förderorgan durch Versetzen des Rohres in zwei aufeinander abgestimmte Schwingungsbewegungen, deren eine geradlinig und längs der Längsachse des Rohres und deren andere quer dazu gerichtet ist, wobei die Frequenz der Längsschwingungsbewegung doppelt so groß wie die Frequenz der quergerichteten Schwingungsbewegung ist, d a durch gekennzeichnet, daß die zweite Schwingungsbewegung des Rohres eine Drehschwingungsbtwegung um die Rohrachse ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschwingungsbewegung der Gleichung