DE19736956A1 - Probenteiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Probenteiler und ein Verfahren zum repräsentativen Teilen von Proben.

Probenteiler sind Geräte, mit welchen in einem Labor eintreffen­ de Proben, welche eine derart Große Menge umfassen, daß sie von einem Analysengerät nicht mehr komplett verarbeitet werden kön­ nen, verkleinert werden.

Bei der Verkleinerung der Probenmenge muß jedoch darauf geachtet werden, daß die verkleinerte Probenmenge einen statistisch re­ präsentativen Querschnitt der Gesamtprobe darstellt. Das Ver­ hältnis von verkleinerter Probenmenge zur Gesamtprobe wird als Teilungsverhältnis bezeichnet. Der in einem Probenteiler ankom­ mende Gutstrom wird in diesem Verhältnis geteilt. Bei einem Teilungsverhältnis von 1 : 50 beispielsweise wird ein Teil für die Analyse abgeteilt, während 50 Teile des Probengutstroms verworfen werden.

Probenteiler werden im Labor häufig im Verbund mit anderen Gerä­ ten verwendet. Bei grobstückigem Gut kann dem Probenteiler ein Brecher vorgeordnet sein, welcher die eintreffende Probe, welche beispielsweise mit einer Rohrpostanlage befördert wurde, zu­ nächst zerkleinert und dann beispielsweise mittels einer Vibra­ tionsrinne dem Teiler aufgibt. Die abgeteilte Probe kann von einem Roboter übernommen werden, mit dessen Hilfe die weitere Probenaufbereitung und Analyse voll automatisch durchgeführt wird.

Ein bekannter Probenteiler ist in Fig. 11 dargestellt. Dieser Probenteiler 101 weist ein hohlzylindrisches Teilergehäuse 102 auf, welches durch eine Wandung 103 ausgebildet wird und an seinen Stirnseiten 104, 105 nach außen vorstehende umlaufende Flansche 106, 107 aufweist. Das hohlzylindrische Teilergehäuse 102 ist bezüglich seiner Längsachse vertikal orientiert, wodurch eine obere Stirnseite 104 und eine untere Stirnseite 105 gebil­ det sind. An der unteren Stirnseite 105 ist ein hohlkegelab­ schnittsförmiger Auslauftrichter 108 angeordnet, welcher durch eine Wandung 109 begrenzt wird und sich nach unten hin verjüngt. Der Auslauftrichter 108 weist im Bereich der Kegelbasis 110 einen horizontal nach außen vorstehenden umlaufenden Flansch 111 auf. Der Durchmesser der Kegelbasis 110 und der Durchmesser des Teilergehäuses 102 sind gleich. Der Auslauftrichter 108 und das Teilergehäuse 102 sind mit den Flanschen 107, 111 aufeinander­ stoßend mit Schrauben 112 verbunden.

An den Auslauftrichter 108 schließt sich nach unten ein vertikal orientierter kreiszylindrischer Auslaufrohrstutzen 115 an, wel­ cher an seiner unteren Stirnseite einen nach außen vorstehenden umlaufenden Flansch 116 aufweist.

In der Wandung 109 des Auslauftrichters 108 ist benachbart zur Kegelbasis 110 eine rechteckige oder trapezförmige Öffnung 117 in die Mantelfläche eingebracht, welche eine Höhe aufweist, die in etwa der halben Kegelhöhe entspricht und sich etwa um ein Viertel des Kegelumfangs erstreckt.

Die untere Kante der Öffnung 117 weist eine sich um ein Stück ins Kegelinnere erstreckende Lasche 118 auf, welche mit der Öffnung 117 einen spitzen Winkel von etwa 60° einschließt. An der Öffnung 117 ist außenseitig ein Probenauffangrohr 120 ausge­ bildet, welches sich schräg nach unten erstreckt. Im Bereich der Öffnung weist das Rohr 120 eine Außenkontur auf, die der der Öffnung 117 entspricht, und geht trichterartig nach unten in einen kreiszylindrischen Querschnitt über. Die Rohrachse 121 schließt mit der Öffnung 117 bzw. mit der Mantelfläche des Ke­ gels einen Winkel von 55° ein.

Das Rohr 120 weist eine untere Öffnung 122 auf, von der sich ein umlaufender Flansch 123 nach außen erstreckt, welcher im wesent­ lichen auf gleicher Höhe wie der Flansch 116 angeordnet ist.

Die Öffnung 117 kann mit einem Schiebeverschluß 124 mit einem Schließblech 125 und einem daran angeordneten, als Handgriff ausgebildeten Schieber 126, welcher sich im wesentlichen senk­ recht zur Mantelfläche nach außen erstreckt, stufenlos geschlos­ sen werden.

Auf das hohlzylindrische Teilergehäuse 102 ist auf die obere Stirnseite 104 mittels eines Flansches 130 ein Deckel 131 aufge­ setzt. Der Deckel 131 weist eine vertikal orientierte axiale zentrale Bohrung 132 auf, welche einen Durchmesser aufweist, der in etwa ein Drittel des Durchmessers des Deckels 131 beträgt.

Um die Bohrung 132 herum ist an der Unterseite 133 des Deckels 131 axial ein Rollenlager 134 mit Schrauben 135 angeordnet, welches sich um etwa die Hälfte der Höhe des Teilergehäuses 102 vertikal in diesen hinein erstreckt. Eine innere Hohlwelle 136 des Lagers 134 erstreckt sich durch die Bohrung 132 hindurch und ist bezüglich des Deckels 131 drehbar.

Auf die Hohlwelle 136 ist oberseits und gering vom Deckel be­ abstandet ein Zahnriemenrad 137 aufgeschraubt, so daß sich bei der Drehung des Zahnriemenrades 137 auch die innere Hohlwelle 136 des Lagers 134 dreht.

Das Zahnriemenrad 137 weist eine zentrische axiale Bohrung 138 auf, welche einen Durchmesser aufweist, der dem des inneren Durchmessers der Hohlwelle 136 des Lagers 134 entspricht. Von oben ist axial ein Zuführrohr 140 drehbar in die Bohrung 138 eingeschoben.

Die Hohlwelle 136 ist von unten zentrisch ein hohlzylindrisches, dünnwandiges Verteilerrohr 141 eingeschraubt, welches unmittel­ bar unterhalb des Lagers 134 nach außen abgeknickt verläuft, wobei die Achse 142 des abknickenden Rohres 143 einen Winkel von 30° mit der Hoch- bzw. Längsachse des Teilerkörpers 102 ein­ schließt. Der abknickende Teil 143 des Verteilerrohres 141 er­ streckt sich in Richtung der Innenwandung des Auslauftrichters 108 und endet gering beabstandet von diesem. Um in allen Berei­ chen einer Mündung 143 des abknickenden Rohrteiles 143 den glei­ chen Abstand zur inneren Mantelfläche des Auslauftrichters 108 zu erreichen, ist die Rohrmündung 144 schräg zur Längserstreckung des abgewickelten Teiles des Verteilerrohres 141 orien­ tiert.

Die Mündung 144 befindet sich auf Höhe der Öffnung 117, wobei die Unterkante 145 der Mündung 144 etwas oberhalb der Lasche 118 angeordnet ist, so daß das durch das Rohr 141 strömende Gut im Bereich der Öffnung 117 nicht in den Trichter 108, sondern auf jeden Fall durch die Öffnung 117 in das Probenauslaufrohr 120 gelangt.

Der Deckel 131 ist auf einer Seite über den Flansch 103 des Teilergehäuses 102 hinaus verlängert, wobei er am Teilergehäuse 102 eine Breite aufweist, die der des Körpers 102 entspricht und sich nach außen zu seinem freien Ende 150 hin ein wenig ver­ jüngt. Im Bereich seines freien Endes 150 weist der Deckel 131 eine Bohrung 151 mit nach oben abgesetztem, sich zum Inneren der Bohrung 151 ein Stück hinein erstreckenden Flanschring 152 auf. An diesem Flanschring 142 ist ein Antrieb 153 mit seiner An­ triebsachse 154 vertikal orientiert hängend angeordnet, wobei sich die Antriebswelle 155 von unten durch die Bohrung 151 hin­ durch nach oben erstreckt. Im Bereich der Oberseite des Deckels 131 ist ein Zahnriemenrad 156 an der Welle 155 angeordnet, wel­ ches aus gleicher Höhe wie das Zahnriemenrad 137 angeordnet ist. Die Zahnriemenräder 137, 156 sind kraftschlüssig mit einem Zahn­ riemen 157 verbunden. Auf den Deckel 131 ist im Bereich der Zahnriemenräder 137, 156 und des Zahnriemens 157 eine Abdeckung 160 derart aufgesetzt, daß die Zahnriemenräder 137, 156 und der Zahnriemen 157 nach außen abgeschirmt sind. Das Zuführrohr er­ streckt sich durch eine Bohrung oder Ausnehmung 161 durch die Abdeckung 160 vertikal nach oben hindurch und ist mittels eines Flanschringes 162 und Schrauben 163 fest an der Abdeckung an­ geordnet, wodurch verhindert wird, daß sich das Zuführrohr 140 bei Drehungen des Zahnriemenrades 137 mitdreht.

Um mit dem Probenteiler 101 eine Probe zu teilen, wird zunächst der Antrieb 153 in Betrieb gesetzt. Hierdurch dreht sich das Zahnriemenrad 156 und damit über den Zahnriemen 157 auf das Zahnriemenrad 137, wodurch sich auch das Verteilerrohr 141 im Probenteiler 101 dreht. Das Zuführrohr dreht sich nicht, da es fest an der Abdeckung 160 angeordnet ist.

Die Mündung 144 des abknickenden Teiles 143 des Verteilerrohres 141 überstreicht bei seiner Kreisbewegung pro Runde einmal die Öffnung 117. Es wird nach dieser Inbetriebnahme ein Gutstrom über das Zuführrohr 40 zugegeben. Der Gutstrom gelangt in das Verteilerrohr 141 und von dort in den abgewinkelten Rohrteil 143. Das Gut tritt dann aus der Mündung 144 aus und rutscht entlang der Innenseite der Wandung 109 des Auslauftrichters 108 zum Auslaufrohrstutzen 110. Überstreicht die Mündung 144 die Öffnung 117, gelangt das Gut durch die Öffnung 117 in das Pro­ benauslaufrohr 120 und von dort zu dessen unterer Öffnung. Die Öffnungsweite und damit die Probenmenge wird mit dem Schiebever­ schluß 124 eingestellt.

Derartige Vorrichtungen haben sich bewährt, weisen jedoch nur ein schmales einstellbares Teilerverhältnis von 1 : 10 bis zu 1 : 100 auf und lassen sich nur mit einiger Übung auf ein bestimm­ tes Teilerverhältnis exakt einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Probenteiler zu schaffen, der insbesondere im Kleinmengenbereich ein weitergehendes, ein­ stellbares Teilerverhältnis aufweist, wobei das Teilerverhältnis exakter und reproduzierbarer einstellbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Probenteiler zu schaffen, welcher voll automatisch betrieben werden kann und somit in einem vollautomatisierten Laborbetrieb einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den darauf rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Probenteilen zu schaffen, welches es ermöglicht, das Teilerver­ hältnis jederzeit exakt und reproduzierbar einzustellen.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des An­ spruchs 29 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den darauf rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung sieht vor, ein Verteilerrohr derart anzuordnen, daß ein unterer, abgewinkelter Teil dieses Rohres, welcher mit seiner Längsachse vertikal orientiert ist, mit der Verteiler­ rohrmündung entlang einer Kreisbahn auf einer horizontalen Dreh­ ebene bewegt wird. Im Probenteilergehäuse sind unterhalb der horizontalen Bewegungsebene der Verteilerrohrmundung zwei Pro­ benauffangtrichter angeordnet, welche in die Bahn der Mündung des Verteilerrohres stufenlos ein- und ausgeschwenkt werden können. Hierdurch können die von der Mündung überstrichenen Trichterflächen und damit die Gutmenge, welche in die Trichter abgeschüttet wird, eingestellt werden. Die Einstellung der Trichter erfolgt über Stellmotoren bzw. Schrittmotoren, welche von einem Rechner gesteuert werden können. Dem Rechner ist die für die Analyse benötigte Probenmasse vorgegeben. Zusätzlich wird die eintreffende Probe gewogen. Aus der Differenz der bei­ den Werte errechnet der Rechner das benotigte Teilungsverhältnis und stellt die Auffangtrichter automatisch entsprechend ein. Darüber hinaus haben diese Trichter eine spezielle, erfindungs­ gemäße Form, welche ein exaktes und reproduzierbares Einstellen des Teilungsverhältnisses ermöglicht. Eine spezielle erfindungs­ gemäße Formgebung der Trichteröffnung ermöglicht dabei die ex­ akte Einstellung eines sehr weiten Teilungsverhältnisses.

Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist von Vor­ teil, daß die Einstellung des Teilungsverhältnisses von 1 : 2,5 bis 1 : 100 stufenlos, exakt und vollautomatisch erfolgt, wobei jeder Zeit und für jede Probe individualisiert sofort das exakte Teilungsverhältnis eingestellt wird.

Darüber hinaus ist immer ein gleichmäßiger Gutstrom und ein Abfließen des Gutes aus dem Verteilerrohr ohne Stauungen mög­ lich, da die Mündung nicht dicht an Wandungen des Teilergehäuses entlang geführt wird. Hierdurch wird noch besser eine repräsen­ tative Probe sichergestellt.

Mit dem Probenteiler können fließfähige Materialien wie Flüssig­ keiten und Stäube, aber auch Granulate bis 50 mm geteilt werden.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Probenteiler in einer ge­ schnittenen Seitenansicht;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Probenteiler nach Fig. 2 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Probenteiler in einer ge­ schnittenen Ansicht von oben;

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Teilertrichterstellmechanismus in einer Draufsicht;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Probenteilers in einer geschnittenen, seitlichen An­ sicht;

Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Probenteiler gemäß Fig. 5 in einer teilgeschnittenen, seitlichen Ansicht;

Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Probenteiler schematisch in einer geschnittenen Draufsicht mit einem Teilertrich­ ter in Teilerstellung 0;

Fig. 8 einen Probenteiler gemäß Fig. 7 in Teilerstellung 1 : 30;

Fig. 9 einen Probenteiler gemäß Fig. 7 in Teilerstellung 1 : 6,3;

Fig. 10 einen Probenteiler gemäß Fig. 7 in Teilerstellung 1 : 2,6;

Fig. 11 einen bekannten Probenteiler in einer vertikalen, geschnittenen seitlichen Darstellung.

Ein erfindungsgemäßer Probenteiler 1 (Fig. 1) weist ein hohl-ka­ stenförmiges Teilergehäuse 2 auf, welches durch schmale Seiten­ wandungen 3a und breite Seitenwandungen 3b begrenzt wird. Das Teilergehäuse 2 ist mit einer Längsachse 4 sowie den dazu pa­ rallel orientierten Seitenwandungen 3a und 3b vertikal orien­ tiert und weist im Bereich einer oberen Öffnung 5 einen an der Oberkante 6 der Wandungen 3a, 3b horizontal nach außen vorste­ hend angeordneten, umlaufenden Flansch 7 auf.

An einer unteren Kante 8 der Wandungen 3a, 3b ist ein umgekehrt pyramidenförmiger Auslauftrichter 9 angeordnet, welcher sich nach unten, von der Kante 8 weg verjüngt, also zur Längsachse 4 konvergiert. Der Auslauftrichter 9 wird durch Pyramidenmantel­ wandungen 10a, 10b begrenzt bzw. ausgebildet. An einer Unter­ kante 11 des Auslauftrichters 9 bzw. der Mantelwandungen 10a, 10b schließt sich nach unten ein vertikal orientiertes vierecki­ ges Auslaufrohr 12 an, welches durch Wandungen 13 begrenzt wird.

Der Durchmesser des Auslaufrohres 12 beträgt in etwa ein Fünftel der Breite der breiten Wandungen 3a des Teilergehäuses 2. Die Pyramidenwandungen 10a und die Wandungen 3a schließen einen Winkel von etwa 160°, die Wandungen 10b und 3b einen Winkel von etwa 140° ein. In den Wandungen 10b des Auslauftrichters 9 sind zwei vertikal orientierte, sich bezüglich der Längsachse 4 des Teilergehäuses 2 und des Auslauftrichters 9 diametral gegenüber­ liegende Lager- oder Hüllrohre 15 angeordnet.

Die Oberkante 16 der Lager- oder Hüllrohre 15 schließen im Be­ reich der Wandung 10b mit dieser ab. Die Rohre 15 mit Längsach­ sen 17 weisen einen Durchmesser auf, der in etwa ein Fünftel bis ein Sechstel der Breite der Breitenwandung 3a des Teilergehäuses entspricht. Die Längsachsen 17 weisen von der Längsachse 4, zu der sie parallel orientiert sind, einen Abstand auf, der in etwa zwei Drittel der Entfernung der Längsachse 4 zu den Wandungen 3a entspricht.

Die Hüllrohre 15 erstrecken sich nach unten etwas über die Un­ terkante 11 der Wandungen 10a, 10b hinaus. Im Bereich ihrer Unterkante 18 ist ein horizontales, plattenförmiges Blech 19 mit drei auf einer Linie liegenden Bohrungen bzw. Ausnehmungen 20, 21 angeordnet, wobei das Blech 19 mit den äußeren Bohrungen 20 formschlüssig auf die Hüllrohre 15 und mit der mittleren, größe­ ren, viereckigen Ausnehmung 21 formschlüssig auf das Auslaufrohr 12 aufgeschoben ist. Das Blech 19 ist an der Rohrwandung bzw. an den Rohren 15 mittels Verschweißung angeordnet.

Durch die Hüllrohre 15 erstreckt sich axial je ein Probenablauf­ rohr 22, welche in etwa den halben Durchmesser der Hüllrohre 15 aufweisen. Die Probenablaufrohre 22 erstrecken sich nach oben ein geringes Stück über die Oberkante 16 der Hüllrohre 15 und nach unten um ein Stück, welches in etwa dem Durchmesser der Probenablaufrohre 22 entspricht, über die Hüllrohre 15 hinaus.

Die Probenablaufrohre 22 sind mit je einem oberen und unteren Lager 23, 24 drehbar in den Hüllrohren 15 gelagert, wobei die Lager 33 mit den Oberkanten 16 und die Lager 24 mit den Unter­ kanten 18 der Hüllrohre 15 abschließen.

Seitlich, radial nach außen weisend sind an den Hüllrohren 15, oberhalb der Lager 24 rechteckig, horizontal plattenförmige Stellmotorkonsolen 26 angeordnet (Fig. 1, 4). Die Stellmotor­ konsolen 26 weisen in ihrem äußeren freien Bereich 27 bzw. den Bereichen ihrer freien Enden 27 je eine durchgehende vertikale Bohrung 28 auf. Fluchtend mit der vertikalen Bohrungsachse 29 ist ein Stellmotor 30 mit seiner Längsachse angeordnet. Der Stellmotor ist beispielsweise ein Schrittmotor, welcher einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Anstelle eines Stellmotors 30 kann auch jedes beliebige Stellgerät angeordnet sein.

Zwischen Motoraußenwandung 31 und dem Hüllrohr 15 ist ein ver­ tikal ausgerichtetes, plattenförmiges Verstärkungsblech 32 an­ geordnet, welches am Hüllrohr 15, an der Konsole 26 und an der Motoraußenwandung 31 befestigt ist. Die Antriebswelle 33 des Motors ist unterseitig über der Konsole 26 hinaus verlängert, wobei an dem Wellenstumpf ein Ritzel 34 angeordnet ist. Unter­ halb der Motorkonsole 26 weisen die Hüllrohre 15 je eine halb­ zylindermantelförmige Ausnehmung oder Aussparung 15 auf, welche von der Unterseite 36 der Konsole 26 bis zur Oberkante 37 des Lagers 24 reicht.

An den Probenablaufrohren 22 sind auf Höhe der Ausnehmung 35 horizontal plattenförmige Steuerscheiben 40 angeordnet (Fig. 5).

Die Steuerscheiben 40 weisen einen rechteckförmigen Schaftbe­ reich 41 auf, welcher im Bereich eines freien Endes 42 eine vertikal durchgehende Bohrung 43 aufweist, in der das Rohr 22 formschlüssig mit einer Klemmschraube klemmbar ruht. Der Schaft 41 weist eine Breite auf, die in etwa Dreiviertel des Innen­ durchmessers des Hüllrohres 15 entspricht.

Der rechteckförmige Schaftbereich 41 erstreckt sich durch die Ausnehmung 35 nach außen und geht in einen Kreissektorbereich 44 über, wobei die Seitenkanten 45 des Schaftbereiches um in etwa 70° nach außen abknickend verlaufen. Die Seitenkanten 45 werden von einer radialen, kreisabschnittsförmigen Kreisaußenkante 46 verbunden, welche gezahnt ist.

Die Zähne 47 der gezahnten Außenkante 46 der Steuerscheibe 40 greifen in die Zähne (nicht gezeigt) des Ritzels 34 des Stell­ motors 30 ein. Durch Drehen des Ritzels 34 läßt sich die Steuer­ scheibe 40 und damit das Probenablaufrohr um einen Winkel von etwa 108° verdrehen.

An den Oberkanten der Ablaufrohre 22 sind je ein Teilertrichter 50 angeordnet, welcher sich in etwa bis zur Hälfte der Höhe des Teilerkörpers 2 nach oben erstreckt. Die Querschnittsfläche der Teilertrichter 50 entspricht im Anbindungsbereich an die Ablauf­ rohre 22 dem kreisförmigen Querschnitt der Rohre 22. Von dort erweitern sich die Trichter 50 in eine Richtung derart, daß sie einen kegelsektorförmigen Querschnitt annehmen, wobei sich ein schmaler Teilertrichterwandungsbereich 51 mit kreissektorförmi­ gem Querschnitt parallel zur Längsachse 17 und zu dieser im Radiusabstand des Probenablaufrohres 22 verlaufend und somit das Rohr 22 nach oben vertikal verlängernd erstreckt. Diesem Wan­ dungsabschnitt 51 gegenüberliegend erstreckt sich ein kegelman­ telsektorförmiger Wandungsabschnitt 52 vom Fuß 53 des Trichters 50 von der Längsachse divergierend nach oben. Er bildet im Be­ reich der Öffnung 54 des Trichters 50 eine Oberkante 59 aus. Der Wandungsabschnitt 52 beschreibt im Bereich einer oberen Trich­ teröffnung 54 des Trichters 50 in etwa einen Drittelkreisbogen.

In Blickrichtung vom Trichterwandungsbereich 51 zum kegelmantel­ sektorförmigen wandungsabschnitt 52 werden die Wandungen 51, 52 auf der rechten Seite von einer ebenen, vertikal orientierten, angenähert dreiecksförmigen Wandung 55 mit einer Oberkante 58 verbunden. Linksseitig werden die Kanten der Wandungen 51, 52 von einer sich in den Trichter 50 hinein wölbenden konkaven Wandung 56 verbunden. Im Bereich der Trichteröffnung 54 wölbt sich diese Wandung 56 um etwa ein Sechstel der Länge ihrer Ober­ kante 57 nach innen.

Auf das kastenförmige Teilergehäuse 2 ist auf der oberen Öffnung 5 ein Deckel 60 angeordnet, welcher mit seinen Außenkanten mit den Außenkanten des umlaufenden Flansches 7 abschließt. Der Deckel 60 ist mit Schrauben 61, welche sich durch vertikal fluchtende Bohrungen 62, 63 des Flansches 7 und des Deckels 60 erstrecken, am Teilerkörper befestigt (Fig. 2, 7). Der Deckel 60 weist eine zentrale, kreisscheibenförmige Aussparung 64 auf, deren Kreismittelpunkt mit der Längsachse 4 des Teilergehäuses 2 fluchtet und ib etwa ein Drittel der Breite des Teilergehäuses 2 an einer schmalen Seite entspricht (Fig. 7).

In der Aussparung 64 ist, sich von der Oberseite 65 des Deckels 60 vertikal ein Stück in den Teilerkörper hinein sich erstreckend axial eine Rollen-, Walzen- oder Kugellagerbuchse 66 an­ geordnet (Fig. 5, 6). Die Lagerbuchse weist ein oberes Lager 67 und ein unteres Lager 68 auf, welche um ein kleines Stück von­ einander beabstandet angeordnet sind. Beide Lager wirken auf eine gemeinsame, innere Lagerhohlwelle 69, welche sich nach oben ein Stück über die Lagerbuchse 66 hinaus erstreckt und deren unteres Ende 70 mit der Lagerbuchse 66 abschließt.

Auf die Hohlwelle 69 ist auf deren oberen Stirnfläche 71 ein Zahnrad oder Zahnriemenrad 72 aufgeschraubt, welches eine zen­ trale axiale Bohrung 73 aufweist, welche den gleichen Durchmes­ ser aufweist wie die innere Hohlwelle 69 und mit dieser fluch­ tet.

Von oben ist ein hohlzylindrisches Zuführrohr 74 axial und dreh­ bar gelagert in die Bohrung 73 eingeschoben. Das Zuführrohr 74 kann auch als Einfülltrichter 76 ausgebildet sein (Fig. 1). Von unten ist in die Lagerhohlwelle 69 zentrisch, axial und fluch­ tend ein hohlzylindrisches Verteilerrohr 77 eingeschraubt, wel­ ches unmittelbar unterhalb der Lagerhohlwelle um 30° nach außen abknickend verläuft.

Das Verteilerrohr 77 erstreckt sich seitlich nach unten so weit in das Teilergehäuse 2 hinein, daß es ein kleines Stück oberhalb der Öffnungshöhe der Teilertrichter 50 in etwa in der Hälfte der Entfernung zwischen der Wandungsabschnitten 51, 52 endet, wobei die Mündung 78 als vertikal orientiertes Rohrstück 79 ausgeführt ist, welches sich an das schräg verlaufende Verteilerrohr 77 zur vertikalen hin anschließt (Fig. 1, 2, 5, 6).

Bei einer Ausführungsform (Fig. 6) ist der Deckel 60 über eine Breitseite 3a des Teilergehäuses 2 zu einem freien Ende 80 hin­ aus verlängert. Im Bereich seines freien Endes 80 weist der Deckel 60 eine Bohrung 81 mit einem von oben auf die Ränder 82 der Bohrung 81 aufgelegten, sich zum Inneren der Bohrung 81 hin erstreckenden Flanschring 83 auf.

An diesem Flanschring 83 ist von unten ein Antrieb 84 sich mit seiner Antriebswelle 85 durch die Bohrung 81 nach oben über den Deckel hinaus erstreckend hängend angeordnet.

Oberseits des Deckels 60 ist ein Zahnriemenrad 86 an dem An­ triebswellenstumpf angeordnet, wobei sich die Zahnriemenräder 72, 86 auf einer Höhe befinden. Beide Zahnriemenräder sind mit einem Zahnriemen 87 kraftschlüssig verbunden.

Auf den Deckel 60 ist im Bereich des Zahnriemenrades 72, 86 und des Zahnriemens 87 eine flachkastenförmige Schutzhaube 88 an­ geordnet, welche die Zahnriemenräder 72, 86 und den Zahnriemen 87 nach oben gegen Zugriff abschirmt.

Das Zuführrohr 74 erstreckt sich durch einen verstärkten Decken­ wandungsabschnitt 89 der Haube 88 und ist fest mit dieser ver­ bunden, insbesondere verschweißt.

Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 1, 2) sind die Lager­ buchse 66 sowie die Hohlwelle 69 in einem Getriebeblock 75 auf dem Deckel 60 angeordnet, wobei die Hohlwelle von einem horizon­ tal an dem Getriebeblock angeordneten Antrieb 84 beispielsweise mittels einer Schneckenwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird. Eine derartige Anordnung weist keine Zahnriemenräder auf. Um die Stellung des Verteilerrohrs zu erfassen, ist ein Sensor 89 am Getriebeblock 75 angeordnet, welcher die Stellung der Hohlwelle 69 erfaßt.

Bei beiden Ausführungsformen kann der Antrieb 84 über eine Brem­ se verfügen.

Im folgenden wird die Funktionsweise eines derartigen erfin­ dungsgemäßen Probenteilers erläutert. Zunächst wird der Antrieb 84 in Betrieb gesetzt, wodurch über das Getriebe 75 oder über den Zahnriemen 87 und die Zahnriemenräder 72, 86 das Verteil­ errohr in drehende Bewegung versetzt wird.

Die Mündung 78 des Verteilerrohres 77 beschreibt hierdurch im Teilergehäuse 2 eine Kreisbahn 90 (Fig. 8, 9 10 11).

Die vor dem Probenteiler in das Labor gelangte grobe wird gewo­ gen und die Differenz zwischen der gewogenen Probe und der ge­ wünschten Analysenmenge gebildet, woraus das Teilungsverhältnis errechnet wird.

Über die Stellmotoren 30 und deren Ritzel 34 werden hierauf die Steuerscheiben und damit die Teilertrichter 50 verdreht, wobei die Teilertrichter 50 von einer von der benachbarten schmalen Wandung 34 ausgesehenen, nach links gedrehten Endposition (Fig. 11) in eine rechte Endposition um 108° gedreht werden können.

In der linken Endposition (Fig. 11) wird die größte flächenmäßi­ ge Überdeckung der Kreisbahn 90 und der Trichteröffnung 54 er­ zielt, während in der rechten Endposition keine flächenmäßige Überdeckung vorhanden ist.

Wenn Probenmaterial durch die Mündung 78 ausströmt, wird durch den Überdeckungsgrad die Menge des in die Teilertrichter gelan­ genden Guts und des in den Auslauftrichter gelangenden Guts und damit das Teilungsverhältnis eingestellt.

Hierbei hat sich überraschend herausgestellt, daß ein exaktes Teilungsverhältnis, insbesondere bei sehr kleinen Teilungsver­ hältnissen, nur durch die erfindungsgemäße konkave Trichterwan­ dung 56 gewährleistet ist.

Wichtig ist, daß immer der gesamte Mündungsdurchmesser über die Teilertrichterkante bewegt wird, um eine repräsentative Teilung zu schaffen, wobei durch die konkave Wandung ein kleineres Tei­ lungsverhältnis möglich ist als bei einer eben verlaufenden Wandung, wobei das größtmögliche Teilungsverhältnis praktisch aber gleich bleibt.

Das in die Teilertrichter 50 gelangte Gut gelangt durch die Probenablaufrohre 22 in einen Bereich, in dem es für die weitere Verarbeitung gesammelt wird. Das aus dem Auslauftrichter 9 durch das Auslaufrohr 12 gelangende Gut wird gesammelt und entsorgt oder beispielsweise einer Entstaubung (bei staubförmigem Gut) zugeführt. Beide Teilertrichter können auch unabhängig vonein­ ander in die Kreisbahn eingeschwenkt werden (Fig. 4), wodurch in vorteilhafter Weise ein sehr weiter Teilerverhältnisbereich einstellbar ist. Das einstellbare Teilerverhältnis beträgt in vorteilhafter Weise 1 : 2,5 bis 1 : 100.

Der Sensor 89 dient hierbei der Erfassung der Position des Ver­ teilerrohres 77 wodurch die Möglichkeit besteht, das Probenma­ terial ungeteilt, also vollständig mit einem Teilertrichter 50 aufzufangen, wobei das Verteilerrohr 77 hierbei nicht gedreht wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Teilertrichter 50 vollständig aus dem Bereich des Rohrstückes 77 auszuschwen­ ken, so daß das komplette Probenmaterial durch den Auslauf ver­ worfen wird. Dies kann ebenfalls bei nichtrotierendem Verteil­ errohr 77 erfolgen.

Claims (33)

1. Probenteiler zum Teilen eines Gutstroms mit einem oben und unten offenen Teilergehäuse (2) an das unterhalb ein sich verjüngender Auslauftrichter (9) angesetzt und oberhalb einen Deckel (60) aufgesetzt ist, wobei am Auslauftrichter (9) eine Probenauffangeinrichtung (50) für einen zu ver­ wertenden Teil des Gutstroms angeordnet ist und am Deckel (60) ein sich vertikal erstreckendes Verteilerrohr (77) um die Hochachse (4) des Teilergehäuses (2) drehbar angetrie­ ben angeordnet ist, welches sich in das Teilergehäuse (2) erstreckt und sich in einer eine untere Mündung (78) auf­ weisenden Teillänge fortsetzt, wobei die Teillänge unter­ halb des Deckels schräg nach unten und außen verlaufend angeordnet ist und die die Rohrmündung (78) bildende Öff­ nung des Verteilerrohres (77) während einer Drehung des Rohres (77) die Probenauffangeinrichtung (50) zeitweise überstreichend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, die trichterförmige Probenauffangeinrichtung (50) ein in­ nerhalb des Teilergehäuses (2) und um eine zur Hochachse (4) des Teilergehäuses (2) parallelen Achse (17) drehbar angeordneter nach oben offener Trichter (50) ist.

2. Probenteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (50) stufenlos drehbar angeordnet ist.

3. Probenteiler nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Mündung (78) während des Drehens des Rohres (77) überstrichene Teilfläche der Öffnung (54) der Proben­ auffangeinrichtung (50) durch die drehbare Anordnung der Probenauffangeinrichtung (50) variierbar ist.

4. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trichteröffnung (54), vorzugsweise auch der Trich­ terverlauf bis zu seinem Fuß (53) einen in etwa kreissektor­ förmigen Querschnitt mit zwei radialen Sektorkanten (57, 58) und einem dieses verbindenden Kreisringkante (59) auf­ weist wobei eine der radialen Öffnungskanten (57, 58) konkav bogenförmig ausgebildet ist.

5. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (50) der Auffangeinrichtung kegelsektor­ förmig ausgebildet ist und die Drehachse (17) entlang der Kegelhochachse verläuft.

6. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Mündungsöffnung (78) des Verteilerrohres (77) horizontal orientiert angeordnet ist.

7. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilergehäuse (2) des Probenteilers (1) hohlkasten­ förmig ausgebildet ist und durch schmale Seitenwandungen (3a) und breite Seitenwandungen (3b) begrenzt wird, wobei das Teilergehäuse (2) mit einer Längsachse (4) sowie den dazu parallel orientierten Seitenwandungen (3a, 3b) ver­ tikal orientiert ist.

8. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauftrichter (9) umgekehrt pyramidenförmig aus­ gebildet ist und sich nach unten zur Längsachse (4) des Teilergehäuses (2) hin verjüngt, wobei der Auslauftrichter (9) durch Pyramidenmantelwandungen (10a, 10b) begrenzt wird.

9. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Unterkante (11) des Auslauftrichters (9) bzw. der Mantelwandungen (10a, 10b) ein sich nach unten er­ streckendes, vertikal orientiertes, durch Wandungen (13) begrenztes Auslaufrohr (12) ausgebildet ist.

10. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wandung (10b) des Auslauftrichters (9) ein vertikal orientiertes, sich bezüglich der Längsachse (4) des Teilergehäuses (2) parallel verlaufendes Lager- oder Hüllrohr (15) angeordnet ist.

11. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch das Hüllrohr (15) axial ein Probenablaufrohr (22) erstreckt, welches in etwa den halben Durchmesser des Hüllrohres (15) aufweist, wobei sich das Probenablaufrohr (22) nach oben ein geringes Stück über eine Oberkante (16) des Hüllrohres (15) und nach unten um ein Stück, welches in etwa dem Durchmesser des Probenablaufrohres (22) ent­ spricht, über das Hüllrohr (15) hinaus erstreckt, wobei das Probenablaufrohr (22) mit einem oberen und unteren Lager (23, 24) drehbar in dem Hüllrohr (15) gelagert ist, wobei das Lager (33) mit der Oberkante (16) und das Lager (24) mit der Unterkante (18) des Hüllrohres (15) abschließt.

12. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich, radial nach außen weisend außerhalb des Aus­ lauftrichters (9) an dem Hüllrohr (15) oberhalb der Lager (24) eine rechteckige, horizontal plattenförmige Stellmo­ torkonsole (26) angeordnet ist, wobei die Stellmotorkonsole (26) an ihrem äußeren freien Ende (27) einen mit einer Drehachse vertikal orientierten Stellmotor (30) aufweist, welcher auf der Oberseite der Stellmotorkonsole (26) an­ geordnet ist, wobei sich eine Antriebswelle (33) des Motors durch die Konsole (26) nach unten hinaus verlängert und über die Stellmotorkonsole (26) unterseitig hinaussteht.

13. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unterseitig über die Stellmotorkonsole (26) hinausstehenden Wellenstumpf ein Ritzel (34) angeordnet ist, wobei unterhalb der Motorkonsole (26) das Hüllrohr (15) eine halbzylindermantelförmige Ausnehmung oder Aus­ sparung (35) aufweist, welche von der Unterseite (36) der Stellmotorkonsole (26) bis zu einer Oberkante (37) des Lagers (24) reicht.

14. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Probenablaufrohren (22) auf Höhe der Ausnehmung (35) horizontal plattenförmige Steuerscheiben (40) angeord­ net sind, wobei die Steuerscheiben (40) einen rechteckför­ migen Schaftbereich (41) und einen sich an diesen anschlie­ ßenden, nach außen ragenden Kreissektorbereich (44) auf­ weisen.

15. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftbereich (41) der Steuerscheibe (40) im Be­ reich eines freien Endes (42) eine vertikal durchgehende Bohrung (43) aufweist, in der das Rohr (22) formschlüssig mit einer Klemmschraube klemmbar ruht, wobei der Schaft (41) eine Breite aufweist, die in etwa Dreiviertel des Innendurchmessers des Hüllrohres (15) entspricht und der rechteckförmige Schaftbereich (41) sich durch die Ausneh­ mung (35) nach außen erstreckt und in den Kreissektorbe­ reich (44) übergeht, wobei die Seitenkanten (45) des Schaftbereichs nach außen abknickend verlaufen, wobei die Seitenkanten (45) von einer radialen, kreisabschnittsförmi­ gen Kreisaußenkante (46) verbunden werden, welche gezahnt ist.

16. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (47) der gezahnten Außenkante (46) der Steu­ erscheibe (40) in Zähne des Ritzels (34) des Stellmotors (30) eingreifen.

17. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberkante des Ablaufrohres (22) der Teilertrich­ ter (50) angeordnet ist, welcher sich nach oben in den Teilerkörper (2) erstreckt, wobei die Querschnittsfläche des Teilertrichters (50) im Anbindungsbereich an das Ab­ laufrohr (22) dem kreisförmigen Querschnitt des Rohres (22) entspricht und sich von dort in eine Richtung derart erwei­ tert, daß er eine im wesentlichen kegelsektorförmige Form annimmt, wobei ein schmaler Teilertrichterwandungsbereich (51) mit kreissektorförmigem Querschnitt parallel zu einer Längsachse (17) und zu dieser im Radiusabstand des Proben­ ablaufrohres (22) verlaufend und das Rohr (22) nach oben vertikal verlängernd erstreckt, und diesem Wandungsab­ schnitt (51) gegenüberliegend sich ein kegelmantelsektor­ förmiger Wandungsabschnitt (52) vom Fußpunkt (53) des Trichters (50) von der Längsachse (17) divergierend nach oben erstreckt.

18. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (51, 52) auf einer Seite von einer ebe­ nen, vertikal orientierten, angenähert dreiecksförmigen Wandung (55) und auf der anderen Seite von einer sich in den Trichter (50) hineinwölbenden konkaven Wandung (56) verbunden werden.

19. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trichteröffnung (54) sich die Wandung (56) um etwa ein Sechstel der Länge ihrer Oberkante (56) nach innen erstreckt.

20. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wandungen (10b) des Auslauftrichters (9) zwei Lager- oder Hüllrohre (15) derart angeordnet sind, daß sich die Teilertrichter bezüglich der Längsachse (4) des Tei­ lergehäuses (2) und des Auslauftrichters (9) diametral ge­ genüberliegend angeordnet sind.

21. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (60) mit seinen Außenkanten mit den Wandun­ gen des Teilergehäuses abschließt, wobei der Deckel (60) eine zentrale, kreisscheibenförmige Aussparung (64) auf­ weist, deren Kreismittelpunkt mit der Längsachse (4) des Teilergehäuses (2) fluchtet und in etwa ein Drittel der Breite des Teilergehäuses (2) an einer schmalen Seite ent­ spricht.

22. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aussparung (64) eine vertikal bzw. axial orien­ tierte Lagerbuchse (66) angeordnet ist, wobei die Lager­ buchse ein oberes Lager (67) und ein unteres Lager (68) aufweist, welche um ein kleines Stück voneinander beabstan­ det angeordnet sind, wobei beide Lager auf eine gemeinsame, innere Lagerhohlwelle (69) wirken, welche sich nach oben ein Stück über die Lagerbuchse (66) hinaus erstreckt und deren unteres Ende (70) mit der Lagerbuchse (66) ab­ schließt.

23. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von unten an der Lagerhohlwelle (69) zentrisch, axial, fluchtend und kraftschlüssig ein hohlzylindrisches Verteil­ errohr (77) angeordnet ist, welches unmittelbar unterhalb der Lagerhohlwelle (69) nach außen unten abknickend ver­ läuft.

24. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verteilerrohr (77) seitlich nach unten soweit in das Teilergehäuse (2) hinein erstreckt, daß es ein Stück oberhalb der Höhe der Öffnung (54) der Teilertrichter (50) in etwa in der Hälfte der Entfernung zwischen den Wandungs­ abschnitten (51, 52) endet, wobei die Mündung (78) als vertikal orientiertes Rohrstück (79) ausgeführt ist, welche sich an das schräg verlaufende Verteilerrohr (77) zur Ver­ tikalen hin anschließt.

25. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (60) ein Antrieb (84) für die Lagerhohlwelle (69) bzw. das Verteilerrohr (77) angeordnet ist.

26. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mit einem an seiner Antriebswelle (85) angeordneten Zahnriemenrad (86) und einem Zahnriemen (87) mit einem auf die obere Stirnfläche (71) der Hohlwelle (69) angeordneten Zahn oder Zahnriemenrad (72) kraftschlüssig verbunden ist; so daß der Antrieb die Lagerhohlwelle (69) in Drehung versetzen kann.

27. Probenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb kraftschlüssig mit einem Getriebe an dem Zahnrad (72) angreifend angeordnet ist.

28. Probenteiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig voneinander drehbare trichterförmige Probenauffangeinrichtungen (50) innerhalb des Teilergehäu­ ses (2) angeordnet sind.

29. Verfahren zum Teilen eines Gutstroms, insbesondere zum Tei­ len von Proben, wobei der Probenumfang unter Erhaltung eines repräsentativen Probenquerschnitts verringert wird, wobei der Gutstrom von oben durch ein Verteilerrohr (77) in ein Teilergehäuse (2) geführt wird, in dem das Verteiler­ rohr (77), welches bezüglich der Hochachse (4) des Gehäuses (2) von innen nach außen schräg nach unten verlaufend an­ geordnet ist, um die Hochachse (4) gedreht wird, wodurch eine in das Gehäuse (2) ragende, horizontal orientierte Öffnung der Mündung (78) des Verteilerrohres (77) eine Kreisbahn (90) beschreibt und in dem Teilergehäuse (2) zumindest ein Teilertrichter (50) angeordnet ist, welcher mit seiner nach oben weisenden Trichteröffnung (54) in die Kreisbahn (90) geschwenkt werden kann.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trichter (50) verwendet wird, welcher eine Öffnung (54) aufweist, die einen im wesentlichen kreissektorförmi­ gen Querschnitt mit einer geraden radialen Kante (58), einer konvexen radialen Kante (57) und einer diese verbin­ denden Kreisringkante (59) aufweist.

31. Verfahren nach Anspruch 29 und/oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (50) derart in die Kreisbahn (90) der Mündung (78) eingeschwenkt wird, daß seine konkave radiale Kante (57) vor der geraden radialen Kante (58) in die Kreisbahn (90) gelangt.

32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig voneinander schwenk- bzw. drehbare Trichter (50) verwendet werden.

33. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des aufgefangenen Gutstroms durch die Größe der in die Bahn (90) eingeschwenkten Fläche der Öffnung (54) der Probenauffangeinrichtung (50) variiert wird.