DE2127570C3 - Bunker-Austragvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslragvofrichtung für in einem Bunker gelagerte Schüttgüter, die ein unterhalb des Bunkerbodens angeordnetes, vorzugsweise als Förderschnecke ausgebildetes Förderclement und einen um eine senkrechte Achse drehbaren, mit einem Antriebsmotor gekuppelten Rotor hai, der mindestens zwei oberhalb des Buhkerbodens angeordnete Rührar* me hat, deren Armenden in der Horizontalebene einen bei steigender, durch das Schüttgut verursachter Belastung kleiner werdenden Flugkreis beschreiben.

Bei derartigen Austragvorrichtungen setzen die mit dem Rotor umlaufenden Rührarme einen im Abzugbereich liegenden Teil der Schüttgutsäule in Bewegung und führen ihn dem bzw. den Förderelementen zu, welche den radialen Abtransport durchführen. Wenn das Schüttgut beispielsweise wegen großer Füllhöhe

ίο beim Einfüllen in den Bunker oder infolge serner Feinkörnigkeit dicht und fest sitzt, kann an den Rührarmen ein beträchtliches Widerstandsmoment entstehen. Um das für den Rotorantrieb erforderliche Drehmoment möglichst klein halten zu können, sind bei bekannten Austragvorrichtungen die Rührarme entweder aus flexiblem, elastischem, Material hergestellt oder bei biegesteifer Ausbildung derart am Rotor schwenkbar an einer zur Drehachse parallelen Schwenkachse gelagert, daß sie sich entgegen einer mechanischen oder hydraulischen Stützkraft in der Horizontalebene gegen den Rotor und entgegen der Drehrichtung des Rotors zurück schwenken können und dann nur noch einen wesentlich verkleinerten Flugkreis beschreiben. Da dort mit zunehmender, durch das Schüttgut verursachter Belastung die in Drehrichtung wirksam werdende Länge der Rührarme verkürzt wird, ergibt sich eine selbsttätige Anpassung der Rührarme an den jeweiligen BelastungsfalL Bei höchster Belastung legen sich die Rührarme auf ihrer ganzen Länge um den Rotor. Dieser dient dann als Stützelement für die Rührarme und stellt gleichzeitig sicher, daß ein als Minimum festgelegter Flugkreisdurchmesser nicht unterschritten werden kann. Wenn jedoch die Beaufschlagung und Belastung der Ruhrarme kleiner wird, haben die Rührarme das Bestreben, sich auf einen größeren Flugkreisdurchmesser einzustellen. Sie graben sich dann mit jeder Rotorumdrehung in radialer Richtung tiefer in den den Rotor umgebenden Schüttgutmantel, wobei sich über dem Rotor ein Gewölbe oder eine Brücke bildet, deren Durchmesser etwa dem Flugkreisüurchmesser der äußeren Rührarmenden entspricht. Ein in dieser Weise gebildetes Gewölbe kommt spätestens dann zum Einsturz, wenn der Flugkreisdurchmesser etwa den vollen Bunkerdurchmesser erreicht und die ringförmige Schüttgutwand, auf welcher sich das Gewölbe seither abgestützt halte, abgegraben ist. Beim Einsturz des Gewölbes umschließt das Schüttgut erneut den Rotor und die Rührarme vollständig, was zur Folge hat. daß sich die Rührarme a'jf ihren kleinsten Flugkreisdurch-

■50 messer einstellen. Dann kann das oben beschriebene Arbeitsspiel erneut beginnen.

Zwischen den vorstehend beschriebenen Betriebsziistä.iden treten beträchtliche Schwankungen der von den Rührarmen den Förderelementen zugeführten Schüttgutmenge auf. Bei kleinem Flugkreisdurchmesser gelangt mehr, bei großem Flugkreismesser weniger Schüttgut zu den Förderelementpn. wenn der Rotor immer mil gleicher Drehzahl arbeitet. Über die starken Schwankungen der Fördermenge hinaus kann sich bei dieser Betriebsweise der weitere Nachteil ergeben, daß eine Überlastung des Rotorantriebs und der Rührarme eintritt, Wenn die Rührarme Wesentlich mehr Schüttgui in Bewegung setzen als von den Förderelementen aufgenommen Und abgeführt werden kann,

Der Erfindung liegl die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine möglichst gleichmäßige Förderung des Schüttgutes zu erzielen. Dies kann man dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß eine

Regeleinrichtung vorgesehen ist, welche die Drehzahl des Rotors in Abhängigkeit vom Flugkreisdurchmesser der Rührarm-Enden bzw. von der Belastung der Rührarme ändert. Im einzelnen ist hierzu weiterhin vorgesehen, daß der Regler bei kleinem Flugkreisdurchmesser der Rührarm-Enden eine niedrige, bei großem FJugkreisdurchmesser eine große Rotordrehzahl einstellt. Dabei kann die Einstellung der Rotordrehzahl durch bekannte mechanische, hydraulische oder elektrische Regelglieder erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dem Regler als Meßgröße für den Flugkreisdurchmesser der ßetriebsstrom des Antriebsmotors oder eine zu diesem proportionale Größe zugeführt wird. Vorteilhaft kann der Regler auf mindestens zwei voneinander verschiedene Grenzwerte eingestellt sein, von denen der eine bei Überschreitung eine Verstellung gegen niedrigere Drehzahkn, der andere bei Unterschreitung eine Verstellung gegen höhere Motordrehzahlen hin bewirkt. 2U

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Regler unmittelbar auf die Drehzahl des Antrie'.'smGturs einwirken. Hierzu ist es besonders zweckmäßig, wenn der Antriebsmotor als polumschaltbarer Wechselstrommotor oder als mit Feldschwächung betreibbarer Gleichstrommotor ausgebildet ist. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, daß zwischen dem Antriebsmotor und dem Rotor ein Getriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist, wobei das Getriebe zweckmäßig drei Über- bzw. Untersetzungsstufen aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Getriebe mit stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen, welches durch einen von Vor- auf Rückwärtslauf wahlweise umschaltbaren Stellmotor eingestellt werden kann. Vorteilhaft wird der jeweilige Betriebs-3trom des Antriebsmotors einem einstellbaren Sollwert gegenübergestellt, wobei der als Dreipunktregler ausgebildete Regler ständig den Istwert mit dem Sollwert vergleicht. Wenn die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert ein voreingestelltes Maß überschreitet, können eindeutige elektrische Signale erzeugt werden, die beispielsweise über Kammrelais und Schütze den Stellmotor einer die Rotordrehzahl mittelbar oder unmittelbar beeinflussenden Einrichtung insbesondere eines stufenloses Geiru bes beeinflussen. Bei einer vereinfachten Ausführung kann vorgesehen sein, daß der Motorstrom ein Dreheiseninstrument (Amperemeter) beeinflußt, welches über Kontakte oder auch kontaktlos den Stellmotor des Motorantriebs beeinfluß·. Darüber hinaus sind jedoch auch alle anderen bekannten Regelmöglichkeiten, z. B. bei Rotorantrieb über einen Hydraulikmotor oder über einen elektrischen Regelmotor anwendbar.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, einer Austragvorrichtung für einen Getreidebunker, näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Bunker und die erfindungsgemäße Austragvorrichtung ausschnittsweise und in einem ω vertikalen Axiälschnilt,

F ί g* 2 in der Ansicht von oben und

Fig.3 der in der Abzugsvorrichtung verwendete Regler in seinem elektrischen Schaltbild,

Die dargestellte Austragvorrichtung ist gleichachsig t>5 zu einem senkrecht stehenden Bunker angeordnet, dessen rohrförmige, zylindrische Mantelwand in Fig. 1 bei 10 angedeutet ist, Sie umfaßt einen Fräsrotor 11, welcher um die gemeinsame vertikale Achse A drehbar ist und unmittelbar über dem Boden 12 des Bunkers angeordnet ist. Der Fräsrotor hat zwei seitwärts abstehende Rührarme 13 und 14, von denen jeder aus einem Blattfederpaket besteht, welches derart abgestimmt ist, daß es sich bei hohen Belastungen während der mit einem Pfeil in Fig.2 angedeuteten Drehbewegung nahezu vollständig an den Umfang des Rotors 11 anlegen kann. Im Boden 12 des Bunkers 10 ist eine Austrittsöffnung 15 vorgesehen, durch weiche das von den Rührarmen 13 und 14 gelockerte Schüttgut in den Trog 16 einer Förderschnecke 17 gelangen kann, weiche das geförderte Schüttgut zu einem Auslauf 18 befördert.

Um in der eingangs beschriebenen Weise eine möglichst gleichmäßige Fördermenge sicherzustellen, ist zwischen dem Rotor 11 und seinem bei 20 angedeuteten elektrischen Antriebsrr.otor ein stufenlos verstellbares Getriebe 22 vorgesehen, welches in F i g. 1 mit unterbrochenen Linien umrahmt ist. Außerdem ist ein elektrischer Regler 24 vorgesehen der in F i g. 3 im einzelnen näher dargestellt ist und on- Aufgabe hat. die Antriebsdrehzahl des Rotors 11 den jeweiligen Flugkreisen, welciie die Enden der Rührarme 13 und 14 beschreiben, anzupassen. In F i g. 2 ist der Radios des größten Flugkreises, der bei sehr niedriger Belastung der Ri>hrarme durch das zu fördernde Schüttgut entsteht, mit R 1, der kleinste mit R 2 bezeichnet. Der kleinste Flugkreis entsteht dann, wenn das Schüttgut im Bunker IO den Rotor Il und seine beiden Rührarme 13 und 14 unmittelbar und dicht umgibt. Dann schmiegen sich die Rührarme in der für den Kührarm 13 mit unterbrochenen Linien angedeuteten Weise dicht an den Rotor an. Mit jeder Rotorumdrehung graben sich die Rührarme tiefer in das Schüttgut ein. wobei im Schüttgut ein Gewölbe entsteht, welches radial nach außen durch die sich allmählich streckenden Rührarme bis auf den größten Flugkreis, der bei R 1 angedeutet ist. ausdehnt und dann zum Zusammenbruch des Gev ölbes und zum Nachstürzen des übrigen Bunkerinhalts führt. Dann wiederholt sich dieses Spiel von Neuem.

Dt jedoch bei jeder Umdrehung des Rotors II der Antriebsmotor 20 ein sehr hohes Antriebsmoment liefern muß, wenn der Widerstand im Schüttgut so groß ist. daß die Rührarme sich auf einen kleinen Flugkreis einstellen, wo hingegen bei großem Flugkreisdurchmesser sowohl das Widerstandsmoment als auch die geförderte Schültgutmenge geringer ist, soll erfindungsgemäß der Regler 24 dafür sorgen, daß die Drehzahl des Rotors 11 kleiner wird, wenn der Flugkreisdurchmesser klein ist. dagegen mit höherer Drehzahl angetrieben wird, wenn der Flugk.-eisdurchmesser groß ist.

Das Getriebe 22, das stellvertretend für ändert bekannte stufenlose Getriebe beim Ausführungsbeispiel gewählt ist, enthält einen Stellmotor 25 mit einer Stellspindel 26 für eine Reibscheibe 27. ?uf welcher sowohl das mit dem Motor 20 gekuppelte Antriebsrad 28. als auch das mit dem Rotor gekuppelte Abtriebsrad 29 läuft, je nachdem, in welcher Drehrichtung der Stellmotor 25 umlä ft. wird die nicht bezeichnete Welle der Reibscheibe 27 gegen den Rotor 11 hin verschoben und dann wegen des kleineren Abrolldurchmessers des Abtriebsrades 29 eine kleiner werdende Antriebsdrehzahl für den Rotor Il erzeugt oder bei gegenläufiger Bewegung die Antriebsdrehzahl erhöht.

Der Regler 24 soll uh Antriebsdrehzahl des Rotors 11 erniedrigen, wenn der Flugkreis klein und daher die geförderte Schüttgutmenge groß ist und umgekehrt, die Antriebsdrehzahl des Fräsrotors 11 erhöhen, ie weiter

sich der Flugkreis ausdehnt und je geringer demzufolge die bei jeder Umdrehung gelöste Schüttgutmenge ist. Als Meßgröße für den Flugkreisdurchmesser ist dem Regler 24 in der aus F ig. 3 ersichtlichen Weise der Betriebsstrom des Antriebsmotors 20 zugeführt, von dem zur Vereinfachung der Darstellung angenommen ist, daß er als Hauptschlußmotor ausgebildet ist und an einem Gleichstromnetz betrieben wird, dessen Plusleitung mit 31 und dessen Minusleitung mit 32 bezeichnet ist. Der die Feldwicklung 33 und den Anker 34 des Antriebsmotors durchfließende Hauptstrom ist über einen mit einem einstellbaren Abgriff 35 versehenen Meßwiderstand 36 geführt, dessen Widerstandswert nur wenige Ohm beträgt. Der am Widerstand 36 entstehende Spannungsabfall ist zu dem den Istwert darstellenden Betriebsstrom des Antriebsmotors proportional und wird mit dem konstant bleibenden Spannungswert an

n!n n» 7nUnn J" J "3*7 I¹ L J' ', _Λ 1 _

Vorwiderstand 38 in Reihe liegt, und eine von den Spannungsschwankungen im Gleichstromnetz unabhängige, konstante Vergleichsspannung von beispielsweise 6 Volt liefert. Wenn der Antriebsmotor 20 bei kleinem Flugkreisdurchmesser ein hohes Drehmoment liefern muß, erreicht sein Betriebsstrom einen verhältnismäßig großen Wert. Die am Abgriff 35 abgenommene Teilspannung erreicht dann ebenfalls große Werte und bewirkt, daß die über den Widerstand 39 angeschlossene Basis eines ersten Vergleichstransistors

40 positiver wird als dessen direkt an die Zehnerdiode 37 angeschlossener Emitter. Der Transistor wird dann stromleitend. Sein über die Wicklung eines Arbeitsrelais

41 geführter Kollektorstrom bewirkt dann, daß dieses Relais anzieht, wobei sein beweglicher Schaltarm 42 seinen Arbeitskontakt 43 berührt und dann den Stellmotor 25 über seine erste Feldwicklung 44 einschaltet, so daß dieser mit einer Drehrichtung anläuft, bei welcher die Achse der Reibscheibe 27 des Getriebes 22 gegen den Fräsrotor ti hin verschoben wird und demzufolge die Antriebsdrehzahl des Fräsrotors stark erniedrigt. Wenn das Untersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsrad 28 und dem Abtriebsrad 29 im Getriebe 22 soweit erniedrigt ist, daß das am Motor 20 abgenommene Drehmoment nur noch einen kleinen Wert des Betriebsstromes erfordert, wird auch der Spannungsabfall zwischen dem Abgriff 35 und der Minusleitung 32 so niedrig, daß der Transistor 40 nicht mehr stromleitend gehalten werden kann und das Relais 41 demzufolge wieder in die dargestellte Ausschaltstellung zurückgeht, bei welcher der Stellmotor 25 die vorher beschriebrrne Verstellbewegung beendet. Die vom Verstellmotor 25 eingestellte Untersetzung im Getriebe 22 bleibt solange bestehen, bis mit größer werdendem Flugkreis; uny^sdemzufölg£^f abnehmenderri Widerstandsmoment, welches das Schüttgut auf die Rührarme ausübt, auch der Betriebsstrom des Antriebsmotors 20 einen unleren Grenzwert unterschreitet, bei welchem die Antriebsdrehzahl des Fräsrotors 11 erhöht werden soll. Dieser untere Grenzwert wird mit Hilfe eines zweiten Vergleichstransistors 50 erfaßt, der mit seiner Basis an den Verbindungspunkt und des Widerstandes 36 mit dem Anker 34 des Antriebsmotors 20 angeschlossen ist und mit seinem Emitter an dem

ίο Abgriff 55 eines Potentiometers 56 liegt, das an der von der Zehnerdiode 37 konstant gehaltenen Vergleichsspannung liegt. Der Abgriff 55 ist derart eingestellt, daß der Transistor 50 so lange stromleitend bleibt und das mit ihm in Reihe geschaltete Relais 51 in der dargestellten Einzugstellung hält, bis der eben erwähnte untere Grenzwert des Betriebsstromes des Antriebsmotors 20 unterschritten wird. Dann wird das Potential an i!sr uuSis dss Transistors 50 niedriger s!s dss Po»ntis! seines Emitters, der Transistor 50 wird demzufolge gesperrt und das Relais 51 fällt dann ab. In dieser Abfallstellung berührt der Schaltarm 52 den mit der für die entgegengesetzte Drehrichtung vorgesehenen zweiten Feldwicklung 54 verbundenen Ruhekontakt 53 des Relais und schaltet den Stellmotor 25 mit einer Drehrichtung ein, bei welcher die Welle der Reibscheibe 27 im Verstellgetriebe 22 gegen den Antriebsmotor 20 bewegi wird, derart daß die Antriebsdrehzahl am Rad 29 des Rotors wesentlich erhöht wird. Der Stellmotor 25 bleibt solange eingeschaltet in Richtung auf Erhöhung der Antriebsdrehzahl für den Rotor 11, bis das dann mit der Erhöhung dieser Drehzahl jteigende Moment am Antriebsmotor 20 einen höheren Betriebsstrom erforderlich macht und der untere Grenzwert wieder überschritten und demzufolge der Vergleichstransistor 50 erneut stromleitend gemacht wird. Dann zieht das Relais 51 erneut ein und schaltet dabei den Verstellmotor ab.

Um den erfahrungsgemäß hohen Anlaufstrom des Antriebsmotors 20 kurzzeitig für die Regelung unwirksam zu machen, ist im Basiskreis des ersten Vergleichstransistors 40 ein Kondensator 60 hoher Kapazität vorgesehen, der zusammen mit dem Vorwiderstand 39 als Zeitglied wirkt und demzufolge die Einschaltung des Stellmotors 25 in Richtung auf niedrigere Antriebsdrehzahlen des Fräsrotors 11 kurzzeitig verzögert, bis der hohe Anlaufstrom abgeklungen ist.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß mit verhältnismäßig einfachen Mitteln der durch die Bildung von Gewölben oder Brücken im Schüttgut verursachte ungleichmäßige Abzug des Schüttgutes weitgehend egalisiert werden kann und daher ein gleichmäßiger Austrag erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Austragvorrichtung für in einem Bunker gelagerte Schüttgüter, die ein unterhalb des Bunkerbodens angeordnetes, vorzugsweise als Förderschnecke ausgebildetes Förderelement und einen um eine senkrechte Achse drehbaren, mit einem Antriebsmotor gekuppelten Rotor hat, der mindestens zwei oberhalb des Bunkerbodens angeordnete Rührarme trägt, deren Armenden in der Horizontalebene einen bei steigender, durch das Schüttgut verursachter Belastung kleiner werdenden Flugkreis beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (24) vorgesehen ist, welche die Drehzahl des Rotors (11) in Abhängigkeit vom Flugkreisdurchmesser der Rührarme (13, 14) bzw. von deren Belastung ändert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (24) bei kleinem Flugkreisdurchmesser der Rührarme (13,14) eine niedrige und bei großen Rxigkreisdurchmessem eine hohe Drehzahl des Rotors (i 1) einsteiit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (24) als Meßgröße für den Flugkreisdurchmesser der Betriebsstrom des Antriebsmotors bzw. eine zu diesem proportionale Größe zugeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Regler auf mindestens zwei voneinander verschiedene Grenzwerte eingestellt ist, von denen der eine bei Überschreitung eine Verstellung _oegen niedrigere Drehzahlen, der andere hingegen bei Urierschr°itung eine Verstellung gegen höhere Rotordrehzahlen bewirkt.

5. Vorrichtung nach einem der ■» nsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler auf den Antriebsmotor unmittelbar einwirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als polumschaltbarer Wechselstrommotor oder als ein mit Feldschwächung betreibbarer Gleichstrommotor ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsmotor (20) und dem Rotor (11) ein Getriebe (22) mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) mindestens drei Über- bzw. IJnterset/ungsverhältnissc aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) ein stufenlos mit Hilfe eines Stellmotors (25) veränderbares Übersetzungsverhältnis aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler an seinem Eingang ein /eitglicd (39,60) aufweist.