DE19910212A1 - Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung für Schüttgüter - Google Patents
Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung für SchüttgüterInfo
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Abstract
Es sind Dosiervorrichtungen für rieselfähige Schüttgüter bekannt, bei denen der Materialstrom des unter Gravitationseinfluß aus den Behältern ausfließenden Materials durch Querschnittsveränderung geregelt wird. Dies führt bei kleinen Drosselquerschnitten häufig zum Verstopfen der Dosiereinrichtung. Aus diesem Grund werden Dosiervorrichtungen vergleichbarer Bauart verwendet, bei denen jedoch der Materialstrom durch zeitgesteuertes, taktweises Öffnen und Schließen der Dosiervorrichtung geregelt wird. Dies führt zu einem stark pulsierenden Materialstrom, der in vielen Fällen nicht akzeptiert wird. Aus diesem Grund sind Dosiervorrichtungen bekannt, die mittels drehzahlgeregeltem Antrieb einen kontinuierlichen Materialstrom erzeugen. Um eine Mischung aus zwei Komponenten herzustellen, sind zwei derartige Dosiervorrichtungen notwendig. DOLLAR A Mit der erfindungsgemäßen Ausführung der Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung werden o. g. Nachteile beseitigt. Durch die drehzahlgeregelte Dosierung einer Komponente mit Schneckengewinde (3) öffnet die am Ende des Schneckenrohres (1) im Mischkopf (2) installierte Anpreßklappe (11) in Abhängigkeit vom Materialstrom und verändert damit automatisch den freien Auslaufquerschnitt (b) am Auslauf (21) für die Komponente 2. Der Auslaufstutzen für die Komponente 2 ist als elastische Manschette (20) ausgeführt, so daß die vom Schneckengewinde (3) erzeugte Pulsation des Materialstroms auf diesen übertragen wird. Dies führt durch die Elastizität der ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung für trockene
und rieselfähige Schüttgüter in Pulver- oder Granulatform, zur Herstellung einer
Materialmischung mit regelbarer Veränderung des Mischungsverhältnisses.
Es sind Dosiervorrichtungen für rieselfähige Schüttgüter bekannt, bei denen die
Eigenschaften des freien Materialausflusses aus Behältern genutzt wird, um
durch Querschnittsveränderungen die Größe des Materialstromes zu regeln.
Dazu werden an sich bekannte Absperrarmaturen wie Schieber, Kugelhähne,
Klappen, Schlauchventile usw. sowohl durch handbetätigte als auch durch fern
betätigte Antriebselemente (pneumatische, hydraulische und elektromotorische)
so angesteuert, daß der Auslaufquerschnitt entsprechend den Leistungsanfor
derungen vergrößert oder verkleinert wird. Dadurch wird der unter Gravitations
einfluß aus dem darüber befindlichen Behälter austretende Materialstrom so
verändert, daß die Ausflußleistung dem vorgegebenen Soll-Wert entspricht.
Dies führt aufgrund der Schüttguteigenschaften bei kleinen Querschnitten dazu,
daß das Material im Auslaufbereich eine Brücke bildet und dadurch kein
gleichmäßiger Materialstrom gewährleistet ist.
Es sind weiterhin Dosiervorrichtungen bekannt, die den Materialstrom bei vol
lem Öffnungsquerschnitt regeln, um die oben benannten Nachteile bei kleinen
Austragsleistungen zu verhindern. Dazu werden die Dosiereinrichtungen im
Zeitintervall geöffnet und geschlossen. Da sowohl die Öffnungs- als auch die
Schließzeiten regelbar sind, wird der volle Materialstrom in einzelne definierte
Teilströme unterteilt. Je nach Größe des Teilstromes und der Pausenzeit kann
die Austragleistung geregelt werden. Die führt allerdings zu einem stark pulsie
renden Materialstrom.
Es sind Dosiereinrichtungen mit mechanischem Antrieb bekannt, bei denen
über Drehzahlregelung der Antriebseinheit die Größe des Materialstromes ge
regelt werden kann. So werden unter anderem für die Dosierung von Schütt
gütern Förderschnecken und Zellenradschleusen mit regelbaren Antriebsein
heiten ausgerüstet.
Diese Geräte haben den Vorteil, daß mit relativ großen Einlaufquerschnitten
gearbeitet werden kann, so daß eine Brückenbildung im Behälter vermieden
wird. Auch bei kleinsten Leistungen, d. h. bei stark reduzierter Drehzahl können
gleichmäßige kontinuierliche Materialströme gewährleistet werden.
Es sind weiterhin Dosiereinrichtungen bekannt, die mit Vibrationsantrieben ar
beiten. Durch die Änderung der Amplitude am Vibrationsantrieb (Magnet- oder
Unwuchtmotor) kann die Dosierleistung in an sich bekannter Art und Weise ge
regelt werden.
Um mit o. g. Geräten zwei Komponenten dosieren und das Mischungsverhältnis
ändern zu können, muß mindestens ein Antrieb regelbar sein. Will man jedoch
beide Komponenten regelbar ausführen, so müssen beide Aggregate getrennt
angesteuert und geregelt werden.
Die Erfindung betrifft eine Dosiereinheit, bei der durch Regelung einer Kompo
nente automatisch die andere Komponente in ihrer Leistung beeinflußt wird. Mit
steigendem Anteil an Komponente 1 wird automatisch der Anteil der Kompo
nente 2 reduziert bzw. bei Verkleinerung des Anteiles an Komponente 1 steigt
automatisch der Anteil an Komponente 2. Um dies in der Praxis realisieren zu
können, wird die Dosiereinheit für die Komponente 1 als Dosierschnecke mit
Anpreßklappe ausgeführt. Komponente 2 wird in an sich bekannter Weise unter
Gravitationseinfluß aus einem Behälter ausgetragen, wobei die Absperrarmatur
am Behälter lediglich als Verschlußorgan dient. Am Mischkopf wird sowohl die
Dosierschnecke für Komponente 1 als auch der Behälterauslauf Komponente 2
angeschlossen. Die Anpreßklappe der Dosierschnecke beeinflußt automatisch
den Auslaufquerschnitt für Komponente 2.
Im nachfolgenden ist der Erfindungsgegenstand näher beschrieben
Fig. 1 zeigt die Dosiereinheit im Längsschnitt.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch den Mischkopf.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch den Schneckeneinlauf.
Das Schneckenrohr (1) ist stirnseitig mit dem Mischkopf (2) fest verbunden. Im
Schneckenrohr (1) befindet sich in an sich bekannter Weise das Schneckenge
winde (3), das dem jeweiligen zu dosierenden Schüttgut nach dem Stand der
Technik angepaßt wird. So können sowohl Schneckengewinde mit Vollgewinde,
Bandgewinde oder verstellbaren Paletten ausgeführt werden. Weiterhin sind
progressive Schneckengewinde und seelenlose Gewinde bekannt. Der Antrieb
erfolgt mit Drehstromgetriebemotor (4), der regelbar ausgeführt wird. Hier ste
hen nach dem Stand der Technik sowohl Ansteuerungen über Frequenzum
richter als auch Servoantriebe zur Verfügung.
Am Schneckenrohr (3) ist der Aufgabeschacht (5) angebracht, der entspre
chend den Fließeigenschaften des Schüttgutes Komponente 1 ausgebildet wird.
Bei schlecht fließenden Produkten ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein vergrößer
ter Einlaufschacht üblich. In bekannter Weise können hier auch zusätzliche
Austraghilfen installiert werden. Das Schüttgut Komponente 1 wird im darüber
liegenden Behälter (6) bereitgestellt.
Im Gegensatz zu der Komponente 1 muß die im Behälter (7) bereitgestellte
Komponente 2 rieselfähig sein. Der Auslauf des Vorlagebehälters (7) wird mit
der Absperrarmatur (8) geöffnet und geschlossen. Der Antrieb kann sowohl
handbetätigt als auch wie in Fig. 1 dargestellt, mit einem Pneumatikzylinder
(9) erfolgen. Es sind jedoch auch hydraulische und elektromotorische Ansteue
rungen üblich.
Im Mischkopf (2) ist die Anpreßklappe (11) drehbar in den Flanschlagern (12) in
an sich bekannter Weise befestigt und gelagert. An der Klappenwelle (13) ist
mit Hebel (14) und Klemmverbindung (15) das verstellbare Laufgewicht (16)
befestigt. Durch die Verstellung des Hebels (14) einerseits und der Ausladung
des Laufgewichtes (16) andererseits kann die Anpreßkraft der Anpreßklappe
(11) den Schüttguteigenschaften der Komponente 1 angepaßt werden. Das
Schneckenrohr (1) endet im Mischkopf (2) mit der stirnseitigen Öffnung (17) die
in ihrer Schräge der Anpreßklappe (11) angepaßt ist. Der durch das Schneckengewinde
(3) transportierte Materialstrom öffnet beim Austreten aus dem
Querschnitt (17) des Förderrohres (1) die Anpreßklappe (11) gegen die Gegen
kraft des Laufgewichtes (16).
Der Anschluß der Komponente 2 am Mischkopf (2) erfolgt mit dem Anschluß
stutzen (18) der über den Deckel (19) hinaus in den Mischkopf (2) hineinragt.
An diesem Teil des Stutzens ist die elastische Manschette (20) befestigt, die auf
ihrer Austrittsseite (21) der Schräge der Anpreßklappe angepaßt ist.
Unterhalb des Mischkopfes (2) befindet sich der Anschluß (22) für die Weiter
verarbeitung des Produktgemisches.
Im nachfolgenden werden die beiden Extremfälle für den Dosiervorgang be
trachtet:
Ist die Dosierschnecke (3) außer Betrieb, so wird der stirnseitige Auslauf (17) durch die Anpreßklappe (11) verschlossen. Der größtmögliche Querschnitt (a) zwischen Auslauf (21) und Anpreßklappe (11) ist für die Komponente 2 freige geben. Bei dieser Einstellung wird nur Komponente 2 dosiert.
Ist die Dosierschnecke (3) außer Betrieb, so wird der stirnseitige Auslauf (17) durch die Anpreßklappe (11) verschlossen. Der größtmögliche Querschnitt (a) zwischen Auslauf (21) und Anpreßklappe (11) ist für die Komponente 2 freige geben. Bei dieser Einstellung wird nur Komponente 2 dosiert.
Der andere Extremfall entsteht dann, wenn die Dosierschnecke (3) mit größt
möglicher Drehzahl arbeitet und die Anpreßklappe (11) soweit geöffnet ist, daß
der Auslaufquerschnitt (21) geschlossen wird, d. h. der freie Querschnitt für die
Komponente 2 ist null. Es wird nur Komponente 1 dosiert.
Alle anderen Mischungsverhältnisse liegen zwischen diesen beiden Extrem
werten. Wird nunmehr, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Zwei-Komponenten-
Gemisch hergestellt, so wird durch die Ansteuerung der Dosierschnecke (3)
über die Drehzahlregelung des Motors (4) die Anpreßklappe (11) um einen
Teilbereich geöffnet. Aus dem freibleibenden Querschnitt (b) wird die Kompo
nente 2 in den Mischkopf (2) ausgetragen. Durch die Ausbildung des Auslaufes
für die Komponenten 2 als elastische Manschette (20) einerseits und dem durch
die Dosierschnecke (3) erzeugten, pulsierenden Materialstrom wird die Anpreß
klappe (11) ebenfalls in Pulsation, d. h. in leichte Pendelbewegung versetzt.
Diese Pulsation überträgt sich auf den elastischen Auslauf (21), so daß die pul
sierende Bewegung als Auslaufhilfe dient und die Fließeigenschaften der Kom
ponente 2 im Auslaufbereich verbessert. Dadurch ist gewährleistet, daß auch
bei kleinen freien Auslaufquerschnitten (b) ein kontinuierlicher Materialstrom
entsteht.
Der Leistungsbereich der Dosierelemente kann einerseits durch mechanischen
Austausch einzelner Komponenten zur Veränderung der freien Querschnitte (a)
oder des Auslaufquerschnittes (21) oder andererseits durch Drehzahländerung
an der Schnecke (3) der Aufgabenstellung entsprechend angepaßt werden. So
kann durch Austausch des Stutzen (18) mit Deckel (19) und elastischer Man
schette (20) der Auslaufquerschnitt (21) vergrößert oder verkleinert werden.
Durch die Länge der elastischen Manschette (20) kann sowohl der freie Quer
schnitt (a) als auch der Öffnungswinkel der Anpreßklappe (11) verändert wer
den.
Claims (3)
1. Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung für trockene, rieselfähige Schütt
güter in an sich bekannter Weise mit Schneckenrohr (1) und Schnecken
gewinde (3) für die Komponente 1 und in an sich bekannter Weise unter
Gravitationseinfluß für Komponente 2 aus Vorlagebehälter (7) mit Ab
sperrarmatur (9) und Anschlußstutzen (18) am Mischkopf (2), dadurch
gekennzeichnet, daß eine Komponente mit drehzahlgeregeltem Schneckengewinde
(3), deren äußeres Schneckenrohr (1) im Mischkopf (2) mit
stirnseitigem Auslauf (17) endet und mit der im Mischkopf (2) installierten
Anpreßklappe (11) verschlossen ist, dosiert wird und die Anpreßklappe
(11) entsprechend dem durch das Schneckengewinde (3) transportierten
Materialstrom geöffnet oder geschlossen und damit gleichzeitig der freie
Querschnitt (b) am elastischen Auslauf (21) der Komponente 2 entspre
chend vergrößert oder verkleinert und dadurch die andere Komponente
gravimetrisch dosiert wird, wobei die Schräge der stirnseitigen Auslauf
öffnung (17) am Schneckenrohr (1) und die Schräge am Auslauf (21) der
Neigung der Anpreßklappe (11) in der jeweiligen Endlage angepaßt ist.
2. Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Auslauf (20) als elastische Manschette ausgeführt
ist.
3. Zwei-Komponenten-Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft der Anpreßklappe (11) durch Ver
stellen des Hebels (14) und des Laufgewichtes (16) eingestellt werden
kann.
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