DE202010006010U1

DE202010006010U1 - Vibrationseinheit

Info

Publication number: DE202010006010U1
Application number: DE201020006010
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Helios Geraetebau fuer Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2020-04-24

Abstract

Vibrationseinheit, insbesondere zur Anordnung an einem Saugkopf (4) oder Saugrohr (25) zum Entnehmen von Schüttgut (13) aus einem Transportbehälter (6), umfassend
– wenigstens ein Schwingelement und
– wenigstens einen Vibrator (31), um das Schwingelement in Schwingung zu versetzen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vibrationseinheit mehrere Schwingelemente aufweist, die jeweils nur an einem Ende schwingungstechnisch mit dem Vibrator (31) gekoppelt sind und das andere Ende frei ausläuft.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Vibrationseinheit.
II. Technischer Hintergrund
Beim Entleeren von Schüttgütern aus oben offenen Behältern wie etwa BigBags durch Absaugen muss das Schüttgut frei fließend, also rieselfähig sein.
Sofern die natürlich vorhandene Rieselfähigkeit nicht ausreicht, wird diese beim Absaugen in der Ansaugöffnung des Saugrohres oder Saugkopfes aktiv verbessert, indem mittels einer Vibrationseinheit vom Saugkopf aus Schwingungen auf das Schüttgut in der Umgebung der Absaugstelle eingebracht werden und dadurch die Fließfähigkeit des Schüttgutes in diesem Bereich verbessert wird (Fluidisierung).
Dabei ist es bisher bekannt, das gesamte, in der Regel weitestgehend außen geschlossene, Gehäuse des Saugkopfes mittels eines Vibrators in Schwingungen zu versetzen.
Da es sich um ein im Wesentlichen – bis auf die Saugöffnung – geschlossenes Gehäuse handelt, sind die einzelnen Blechteile, aus denen dieses Gehäuse besteht, in der Regel an allen umlaufenden Kanten mit benachbarten Blechteilen verschweißt oder anderweitig an diesen befestigt.
Dadurch müssen sehr hohe Kräfte mittels eines Vibrators aufgebracht werden, um den gesamten Saugkopf in Schwingung zu versetzen, was zusätzlich für manche Teile des Saugkopfes, wie Rohrverbindungen etc., nachteilig ist.
Das Fluidisierungs-Ergebnis ist trotzdem bei Pulvern und Mahlgütern wie Folien-Schnitzeln, Glas-Fasern usw. häufig nicht ausreichend.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Vibrationseinheit bzw. einen Saugkopf zu schaffen, welche bei verbesserter Fluidisierung des ihn umgebenden Schüttgutes mit geringem Kraftaufwand betrieben werden kann und möglichst wenig nachteilige Wirkungen für den Rest des Saugkopfes nach sich zieht.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Fluidisierung mit Hilfe von in Schwingung versetzten Schwingelementen, die nur einseitig insbesondere am Saugkopf oder einer Basisplatte, befestigt sind und ein frei schwingendes, nicht befestigtes anderes Ende aufweisen, welches dadurch sehr viel leichter schwingen kann und mit einer größeren Amplitude schwingen kann als ein geschlossenes Gehäuse oder ein an beiden Enden befestigtes Schwingungselement.
Dadurch wird eine gute schwingungstechnische Anbindung der Schwingelemente an den Vibrator erreicht, vor allem wenn diese Endplatte zusätzlich vom Rest des Gehäuses und des Saugkopfes schwingungstechnisch entkoppelt ist.
Bevorzugt werden zu diesem Zweck Schwingstäbe verwendet, die z. B. in der Umgebung der Saugrohröffnung angeordnet sind.
Diese werden in Schwingung versetzt durch einen Vibrator, der schwingungstechnisch mit den Schwingelementen verbunden ist.
Der Vibrator – der vorzugsweise in seiner Frequenz und/oder seiner Amplitude einstellbar ist – der die Schwingelemente in Schwingung versetzt, wird dabei vorzugsweise mittels Druckluft betrieben.
Die Schwingelemente, insbesondere die Schwingstäbe, verlaufen dabei vorzugsweise parallel zueinander und insbesondere zur Längsrichtung des Saugrohres und dessen freien Endbereich, und können über das freie Ende des Saugrohres hinaus geringfügig vorstehen.
Die Schwingstäbe sind dabei in einer oder auch mehreren Reihen insbesondere um das Saugrohr herum angeordnet und bilden dadurch einen Schwingkranz, der insgesamt eine zylindrische oder auch kegelige Form – betrachtet von der Seite – aufweisen kann.
Die Größe des Schwingkranzes kann kleiner, gleichgroß oder auch größer als der Durchmesser des Gehäuses des Saugkopfes gewählt werden, insbesondere mit einem Durchmesser annähernd, so groß wie das zu leerende Behältnis.
Zum leichteren Einsaugen können in der Wandung des Saugrohres vom offenen Ende her eingebrachte Schlitze vorhanden sein, deren Dicke etwa der maximalen Korngröße des abzusaugenden Schüttgutes entspricht.
Bei Schwingstäben hat sich eine Dicke der Schwingstäbe von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 5 mm, als sinnvoll erwiesen, wobei die Schwingstäbe in der Regel aus Metall bestehen, wie auch die Endplatte.
Die axiale Länge der Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe, sollte vorzugsweise mindestens dem Halben oder besser dem Ganzen des Durchmessers des Saugrohres entsprechen.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: Die gesamte Entleervorrichtung,
2: den Schwingkranz im Detail,
3: eine Entleervorrichtung für die Fassentleerung und
4: ein Saugrohr mit Schwingkranz für die Fassentleerung im Detail.
Die Entleervorrichtung gemäß 1 besteht dabei aus einem in diesem Fall portalförmigen Grundgestell 12 mit zwei beabstandeten Vertikalstreben 20, die durch eine horizontale Querstrebe 19 am oberen Ende stabil miteinander verbunden sind.
Das Grundgestell 12 – welches auch nur aus einem einfachen Galgen bestehen könnte wie 3 oder auch ganz fehlen könnte, indem statt an der horizontalen Querstrebe 19 die relevanten Komponenten an einer Gebäudedecke aufgehängt sind – ist so groß dimensioniert, dass ein voller BigBag als Transportbehälter 6 auf einer Palette 40 stehend zwischen die Vertikalstreben 20 und mittig unter die Querstrebe 19 eingefahren und abgestellt werden kann und darüber bis zur Querstrebe 19 noch ausreichend Platz für die übrigen Komponenten der Entleervorrichtung ist.
Dies ist vor allem der Saugkopf 4, der von oben her durch die obere Öffnung in den Transportbehälter 6 hinein abgesenkt werden kann und von dort über das Saugrohr 25, welches in diesem Fall nach unten aus dem Gehäuse 30 des eigentlichen Saugkopfes 4 vorsteht und von einem Hüllrohr 42 umgeben sein kann, Material absaugt und über den Saugschlauch 16 abtransportiert, der mit dem oberen Ende des Saugkopfes 4 dicht verbunden ist.
Dieser Saugkopf 4 ist zum Auf- und Abbewegen an einem ersten Hebezeug 5 mit einem Seilzug 3 aufgehängt.
Das Seil 2 des Seilzuges 3 ist über eine Umlenkrolle 9 in der Querstrebe 19 zu einer der Vertikalstreben 20 umgelenkt und dort mit einem vertikal an oder in der Vertikalstrebe 20 befestigten Saugkopfzylinder 24 verbunden, so dass durch Ein- und Ausfahren dieses Zylinders 24 der Saugkopf 4 auf- und abbewegt werden kann.
In 1 ist darüber hinaus der Haltering 1, an dem die Schlaufen 39 des BigBags 6 eingehängt sind, die an dessen obersten Rand vernäht sind, mit einem weiteren Hebezeug 5', welches wiederum einen Seilzug 3' umfasst, ebenfalls anhebbar und absenkbar. Auch hier ist das nach oben laufende Seil 2 über eine Umlenkrolle 8 zu einem Behälterzylinder 14 in oder an einer der Vertikalstreben 20 des Grundgestells 12 geführt.
Die 1 zeigt im Bereich des freien Endes des Saugrohres 25 des Saugkopfes 4 um dieses herum einen Schwingkranz 37, wie er in den 2a und 2b im Detail dargestellt ist.
Dieser Schwingkranz 37 dient dazu, durch Anlage von Schwingelementen, hier einer Vielzahl von Schwingstäben 33, am umgebenden Schüttgut 13 dieses aufzulockern und zu fluidisieren und dadurch überhaupt erst absaugbar in die Saugrohröffnung 25' hinein zu führen.
Wie die 2 zeigen, ist von der Saugrohröffnung 25' zurückversetzt eine ringförmige Basisplatte 34 um das Saugrohr 25 bzw. um das Hüllrohr 42 herum angeordnet.
Von dieser, in Querrichtung zum Saugrohr 25 liegenden, Basisplatte 34 aus ragen eine Vielzahl von Schwingstäben 33 in Richtung des freien Endes des Saugrohres 25 ab, über das sie auch eine gewisse Strecke vorstehen.
In diesem Fall sind die Schwingstäbe 33 alle gleich lang und sie sind in zwei Ringen um das Saugrohr 25 herum angeordnet.
Der Abstand der einige Millimeter dicken Schwingstäbe 33 ist in der Regel größer als ihr Durchmesser, so dass sie sich auch im schwingenden Zustand nicht gegenseitig berühren.
Durch die nur einseitige Befestigung der Schwingstäbe 33 an der Basisplatte 34 können deren frei auslaufende Enden sehr gut schwingen und bei Kontakt mit dem Schüttgut 13 dieses auflockern.
Zwischen den Schwingstäben 33 sind ferner vier über den Umfang verteilte, zu tropfenförmigen Schlaufen gebogene Drähte als Abstandshalter 41 zu erkennen, die mit beiden Enden am Saugkopf befestigt sind und die radial über den Schwingkranz 37 hinaus vorstehen und vor allem eine zu starke Annäherung des Transportbehälters 6 oder des Foliensackes an die Saugrohröffnung 25 und damit ein Festsaugen daran verhindern sollen.
Zu diesem Zweck stehen die Abstandshalter 41 radial und auch in axialer Richtung über den Schwingkranz 37 vor.
Je nach Gestaltung der Schwingstäbe 33 – beispielsweise wenn deren freie Enden etwas radial nach innen in den Bereich der Saugrohröffnung 25' hineingebogen werden – könnte auf diese Abstandshalter 41 jedoch auch verzichtet werden.
Zum Schwingen angeregt werden die Schwingstäbe 33 durch den Vibrator 31, der im Inneren des Gehäuses 30 z. B. auf der Endplatte 29 befestigt ist, die den unteren stirnseitigen Abschluss des Gehäuses 30 des Saugkopfes 4 bildet.
Ferner muss die Basisplatte 34 nicht direkt auf dem Außenumfang des Saugrohres 25 sitzen, sondern kann auf einem Hüllrohr 42 sitzen, das das eigentliche Saugrohr 25 außen umgibt.
Wichtig ist jedoch lediglich, dass der Vibrator 31 schwingungstechnisch möglichst gut an die Schwingelemente, in diesem Fall die Schwingstäbe 33, angekoppelt ist, sei es über das Saugrohr 25 direkt oder das das Saugrohr 25 umgebende Hüllrohr 42.
Die 3 zeigen den Spezialfall der Entleerung eines nicht frei fliessenden Schüttgutes 13 aus einem formhaltigen, oben offenen Fass als Transportbehälter 6'.
Dass das Traggestell 12' hierbei galgenförmig gestaltet ist mit nur einer einzigen Vertikalstrebe 20 und einer an deren oberen Ende befestigten Querstrebe 19 ist für die vorliegende Erfindung unwesentlich.
Wichtig ist dagegen die andere Gestaltung des Saugkopfes 4', der in diesem Fall entsprechend dem kreisförmigen Durchmesser des Fasses als Transportbehälter 6' ebenfalls einen in der Aufsicht kreisförmigen Querschnitt be sitzt, der jedoch annähernd die gesamte innere Querschnittsfläche des Schüttgutes 13 beträgt.
Auch hier sind – wie am besten in den 4 zu erkennen – eine Reihe von Schwingstäben 33 außen herum und parallel zum Saugrohr 25 oder dem Hüllrohr 42 verlaufend angeordnet, die mit ihrem oberen Ende an einer Basisplatte 34' befestigt sind und mit ihrem unteren, vorderen Ende frei auslaufen.
Auch hier ist ein Vibrator 31 in diesem Fall direkt an der Oberseite der Basisplatte 34' aufgesetzt, wie besser in den Detail-Figuren 4 für den Saugkopf 4' dargestellt. Der Vibrator 31 wird mittels Druckluft betrieben, die ihm über eine durch das Gehäuse geführte Druckluftleitung 43 zugeführt wird, in der ein Druckluftregler 18 angeordnet ist, mit dem insbesonder die Frequenz des Vibrators 31 geregelt werden kann. Dort sind auch die in der Stirnseite des Saugrohres 25 und/oder des Hüllrohres 42 vorhandenen Schlitze 35 zu erkennen.
Im Gegensatz zu den vorherigen Lösungen ist außer den anderen Abmessungen des Saugkopfes 4' – der vom Durchmesser her in 1 höchstens 20% bis 25% des Durchmessers des Transportbehälter 6 betrug – hier der Saugkopf 4' auch nicht in einem geschlossenen Gehäuse aufgenommen.
Die unteren Enden der Schwingstäbe 33' liegen dabei auf einer Kegelfläche oder den Seitenflächen eines Kegelstumpfes, sodass beim Absenken in das Schüttgut 13 hinein ein kegelförmiges Absaugloch entsteht, wenn die Absaugung aktiviert ist.
Der die gesamte Querschnittsfläche des Schüttgutes 13 im Wesentlichen abdeckende Saugkopf 4' muss somit lediglich in der Mitte des Transportbehälters 6' ohne Querauslenkung abgesenkt werden, um den Transportbehälter 6' zumindest weitestgehend zu entleeren.
Wie die Detaildarstellungen des Saugkopfes 4' der 4 zeigen, ist die Basisplatte 34' vor allem aus Gründen der Gewichtsersparnis nicht als durchgehende Platte ausgebildet, sondern besteht aus einer zentralen Nabe und einem umgebenden Ring, die durch radial verlaufende Radialstreben miteinander verbunden sind.
Die Schwingstäbe 33 sind auf den Radialstreben und/oder dem äußeren Ring angeordnet.
Auf einer der Radialstreben sitzt der Vibrator 31, von dem abhängig von der Größe der Basisplatte 34' auch mehrere vorhanden sein können, die dann in ihrem Schwingungsverhalten jedoch synchronisiert sein müssen.

1: Haltering
2: Seil
3, 3': Seilzug
4, 4': Saugkopf
5, 5': Hebezeug
6, 6': Transportbehälter
7: Oktabin
8: Umlenkrolle
9: Umlenkrolle
10: Längsrichtung
11: Querrichtung
12: Grundgestell
13: Schüttgut
14: Behälterzylinder
15: Absaugvorrichtung
16: Saugschlauch
17: Steuerung
18: Druckluftregler
19: Querstrebe
20: Vertikalstrebe
24: Saugkopfzylinder
25: Saugrohr
25': Saugrohröffnung
29: Endplatte
30: Gehäuse
31: Vibrator
33: Schwingstab
34: Basisplatte
35: Schlitz
37: Schwingkranz
39: Schlaufe
40: Palette
41: Abstandshalter
42: Hüllrohr
43: Druckluftleitung

Claims

Vibrationseinheit, insbesondere zur Anordnung an einem Saugkopf (4) oder Saugrohr (25) zum Entnehmen von Schüttgut (13) aus einem Transportbehälter (6), umfassend – wenigstens ein Schwingelement und – wenigstens einen Vibrator (31), um das Schwingelement in Schwingung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinheit mehrere Schwingelemente aufweist, die jeweils nur an einem Ende schwingungstechnisch mit dem Vibrator (31) gekoppelt sind und das andere Ende frei ausläuft.
Saugkopf oder Saugrohr mit einer Vibrationseinheit zum Entnehmen von Schüttgut aus einem Transportbehälter umfassend – wenigstens ein Schwingelement und – wenigstens einen Vibrator (31), um das Schwingelement in Schwingung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinheit mehrere Schwingelemente aufweist, die jeweils nur an einem Ende schwingungstechnisch mit dem Vibrator (31) gekoppelt sind und das andere Ende frei ausläuft.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente Schwingstäbe (33) sind.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe (33) an einem Ende direkt oder indirekt am Saugrohr (25) befestigt sind und mit dem anderen Ende frei im Abstand zum Saugrohr (25) enden.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe (33), an einer Basisplatte (34) befestigt sind, die insbesondere das Saugrohr (25) vom freien Ende zurückversetzt kragenartig umgibt.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe (33), parallel zueinander und insbesondere parallel zur Wandung des Saugrohres (25) im Abstand zum Saugrohr (25) außerhalb davon verlaufen, insbesondere in mehreren umlaufenden Reihen.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe (33) über das freie Ende des Saugrohres (25) hinaus vorstehen.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Schwingelemente, insbesondere Schwingstäbe (33), mindestens dem Halben, besser dem Ganzen Durchmesser des Saugrohres (25) entspricht.
Vibrationseinheit bzw. Saugkopf oder Saugrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingstäbe (33) aus Metall bestehen und einen Durchmesser von 1 mm bis 10 mm, insbesondere von 2 mm bis 5 mm, besitzen.