DE2251457C3

DE2251457C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Homogenisieren von partikelförmigem Material

Info

Publication number: DE2251457C3
Application number: DE2251457A
Authority: DE
Inventors: Arnold Willem Woerden Gerstel; Karel Gerardus Leonardus Zaandam Meyers
Original assignee: Nv Decotone -Permaco Sa Genk Limburg (belgien)
Current assignee: Nv Decotone -Permaco Sa Genk Limburg (belgien)
Priority date: 1971-10-25
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1975-01-16
Also published as: US3866885A; DE2251457B2; AU4803672A; JPS5336180B2; IT969894B; JPS4851359A; ZA727416B; NL7114653A; DE2251457A1; FR2157926A1

Description

quer zum Haufen ausführt, wird die Zeitdauer, bei der die zyklischen Eigenschaften wiederkehren (Periodendauer), gleich der Zeitdauer, während der das Baggerrad seine Bewegung nach rückwärts und vorwärts ausführt. Wenn andererseits die Baggereinrichtung eine Trommel aufweist, die mit horizontalen Reihen von Bechern versehen ist, welche sich über die Breite des abzubauenden Haufens erstrecken, wird die zyklische Zeitdauer gleich der Zeitdauer, die die Trommel benötigt, um den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Reihen von Bechern (Umdrehungsdauer dividiert durch die Anzahl der Reihen) zu überstreichen.

Die Inhomogenität des Materials wird durch die größten Abweichungen (Spitzen) in bezug auf den Mittelwert in einer zyklisch wiederkehrenden Periode bestimmt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Aufschüttplatte oder -rinne und damit die Maicrialmenge auf der Aufschüttplatte oder -rini.c während des Betriebes willkürlich gewählt wird, besteht die Möglichkeit, daß eine Materialmenge bei der Spitze der Periode auf der gleichen Spitze der nächsten Periode auftritt, so daß der Homogenisiereffekt sehr klein wird. Die Durchführung dieses Verfahrens gibt eine Steuerung der Homogenisierung in solcher Weise, daß aus nachfolgenden Perioden (der zyklisch wiederkehrenden Eigenschaften) Mengen des entsprechenden Teiles der Perioden niemals zusammen auf der AufschüUplatte oder -rinne abgegeben werden, so daß die Homogenisierung stets einen maximalen Effekt hat.

Um diese Bedingungen zu erfüllen, wird die Dauer einer Umdrehung der rotierenden Aufschüttplatte oder -rinne gleich der Periodendaucr der zyklisch wiederkehrenden Eigenschaften gewählt. Die Periodendauer, von der hier gesprochen wird, ist gleich dem Produkt aus einem ganzen Vielfachen und der minimalen Periodendauer der zyklisch wiederkehrenden Eigenschaft.

Wenn die zugeführte Menge und die abgebaute Menge im Gleichgewicht sind, ist die Menge auf der Aufschüttplatte oder -rinne die Hälfte der Materialmenge in einer zyklisch wiederkehrenden Periode der Zuführung.

Das abgebaute Material zeigt auch zyklisch wiederkehrende Eigenschaften, aber die maximale Abweichung in bezug auf den Mittelwert wird wesentlich verringert. Das Ausmaß hängt von der Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen pro Minute der Zufiihrrutsche und der Anzahl von Umdrehungen pro Minute der Aufschüttplatte oder -rinne ab. Diese Beziehung muß einen hohen Wert, vorzugsweise mindestens den Wert 5 haben.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit einer um eine vertikale Mittelachse rotierenden Zuführrutsche, mit einer darunter angeordneten, ringförmigen Aufschüttplatte oder -rinne mit gleicher Mittelachse und mit einer zur Aufschüttplatte oder -rinne gleichmäßig fortschreitenden, die Aufschüttplatte oder -rinne überstreichenden Abtragvorrichtung. Gerfäß der Erfindung wird bei einer derartigen Einrichtung vorgeschlagen, daß die Abtragvorrichtung ortsfest angeordnet ist und die Aufschüttplatte oder -rinne um die vertikale Mittelachse mit gleichbleibender Geschwindigkeit und in gleichbleibender Richtung drehend angetrieben ist, wobei die Dauer einer Umdrehung der Aufschüttplatte oder -rinne gleich der Periodendauer eines oder mehrerer

zyklisch wiederkehrender Eigenschaften des partikelförmigen Materials ist pnd die Drehzahl der ebenfalls mit gleichbleibender Geschwindigkeit und in gleichbleibender Richtung drehend angetriebenen Zuführrutsche ein Vielfaches der Drehzahl der Aufschüttplatte oder -rinne beträgt.

Um die kinetische Energie des Materials, das auf die Aufschüttplatte oder -rinne fällt, möglichst weitgehend zu verringern und trotzdem den Durchmesser der Aufschüttplatte oder -rinne verhältnismäßig groß wählen zu können, wird ein Wurfkonus zwischen Zuführrutsche und Aufschüttplatte oder -rinne vorgesehen. Dieser Wurfkonus besteht vorzugsweise aus partikelförmigem, auf einer runden Platte aufgeschüttetem Material, er kann jedoch auch aus gehärtetem Stahl bestehen, was jedoch den Nachteil der Abnutzung mit sich bringt. Die Platte weist beispielsweise eine zentrale Öffnung auf, die durch eine Schiebeplatte verschließbar ist. Damit wiai verhindert, daß die Zuführung im Falle einer fehlerhaften Arbeitsweise der Homogenisiereinrichtung, oder aber, weil eine Homogenisierung des Materials im Augenblick nicht erforderlich ist, angehalten werden muß.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahiv...,

Fig.2 einen ringförmigen Haufen, der aus von der Homogenisiereinrichtung geformten Schichten aufgebaut ist und in zwei Haufen aufgeteilt ist. die t Sekunden voneinander entfernt sind,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Homogenisiereinrichtung und

F i g. 4 eine Aufsicht.

Die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt einen Haufen 1 aus inhomogenem Material. Dieser Haufen ist in perspektivischer Ansicht dargestellt. Er wird durch ein rotierendes Abhaurad 2 abgebaut, das mit Bechern versehen ist und das sich von einer Seite zur anderen bewegt und sich jedesmal beim Wenden um eine Strecke nach vorwärts bewegt, die der entsprechenden Schnitliefe entspricht.

Das abgebaute Material wird von dem Rad 2 auf einen Förderer 3 gegeben, der sich in axialer Richtung durch das Rad 2 erstreckt; anschließend daran wird das Material über eine Reihe von Förderern 4, 5 und 6 zu einer Homogenisiereinrichtung 7 transportiert. Diese Einrichtung weist eine verhältnismäßig schnell umlaufende Zuführrutsche 8, einen auf einer Platte 9 ausgebildeten Wurfkonus, eine verhältnismäßig langsam umlaufende Aufschüttplatte oder -rinne 11 und eine Materialabtrageinrichtung 12 auf. Letztere läi^ift um eine feste lotrechte Achse um, welche in einen Schlitz der Aufschüttplatte oder -rinne 11 eingesetzt ist. Die Materialabtrageinrichtung 12 bewirkt, daß das homogenisierte Material auf einen Förderer 13 entsprechend dem natürlichen Neigungswinkel gelangt. Aus konstruktiven Gründen dreht sich vorzugsweise die Platte 9 mit der Aufschüttplatte oder -rinne 11 mit.

Das Ende der Zuführrutsche 8 dreht sich mit konstanter Drehzahl, der Radius ist in bezug auf die Drehachse und in bezug auf die Basis des Wurfkonus klein, so daß das Material iu der Nähe der höchsten Stelle des Wurfkonus 10 endet.

Die Zentrifugalbeschleunigungskräfte, die in der Zuführrutsche 8 erzeugt werden, sind dann ebenfalls klein. Das Material rieselt längs des sich langsam

5 6

drehenden Wurfkonus 10 auf die Aufschüttplatte der Drehzahl der Zuführrutsche 8 und der Drehzahl

oder -rinne 11 und kommt dort mit geringer kineti- der Aufschüttplatte 11 beträgt vorzugsweise minde-

scher Energie an. stens 50.

Es werden Schichten ausgebildet, deren Anzahl Eine mögliche Ordnung des Materials aus den von dem Verhältnis der Anzahl von Umdrehungen 5 Streifen α bis/ ist in Fig. 2 dargestellt Es ist deutlich der Zuführrutsche 8 zu der Anzahl von Umdrehun- gezeigt, daß keine zusätzlichen Abweichungen in begcn der Aufschüttplatte oder -rinne 11 abhängt. In zug auf den Mittelwert vorgenommen sind. Der Hoder Homugenisiereinrichtung erfolgt keine Bewe- mogenisierungseffekt ist stets maximal,
gungsumkehr, so daß sehr gute Homogenisierergeb- Die F i g. 3 und 4 zeigen einige konstruktive Denisse erzielt werden und gleichzeitig eine hohe Lei- io tails der Homogenisiereinrichtung. Die Aufschüttstung erzielt wird. Das Material, das in die Homoge- platte 11 ist über Stützen 14 mit der Platte 9 verbunnisiereinrichtung eingeführt wird, besitzt häufig den.

periodische Eigenschaften. Wenn beispielsweise der Die gesamte Anordnung aus Platte 11, Stützen 14

Haufen in Scheiben α bis/ unterteilt wird, ergehen und Platte 9 wird auf einem Bauteil 16 aufgenommen

sich diese Scheiben z. B. so, wie auf den Förderern 15 und von einem Motor und einem Getriebe (nicht

4, 5 und 6 angedeutet. Die minimale Periode der dargestellt) angetrieben. Auf der Platte 11 ist eine

erwähnten Eigenschaft (SiO₂-Gehalt, Korngröße ringförmige Rinne durch zwei konzentrische, auf-

u. dgl.) ist in diesem Falle eine Länge/1. Die Zuführ- rechte Wandungen begrenzt, die auf der Drehachse

rutsche 8 läuft im Vergleich zu der Aufschüttplatte befestigt sind.

oder -rinne 11 mit sehr hoher Geschwindigkeit um, ao In der Platte 9 ist eine öffnung vorgesehen, die

und die Scheiben α bis / werden über viele Schichten normalerweise durch eine Seitenplatte 20 verschlos-

verteilt, wie der F i g. 2 entnommen werden kann. In sen ist, die sich jedoch in einen Kanal 21 öffntt. Es

F i g. 2 ist eine Ansicht des geformten Materialhau- ist möglich, die Homogenisiereinrichtung im Falle

fens auf einer Platte 11, aufgeteilt in zwei Haufen einer kontinuierlichen Zuführung zu umgehen, was

und um t Sekunden versetzt zueinander, dargestellt. »5 bedeutet, daß eine Kurzschlußverbindung zwischen

P ist die fest vorgegebene Stelle der Materialabführ- der Zuführrutsche 8 und dem Auslaß erzielt wird,

vorrichtung. Die Abflußrichtung ist durch einen Pfeil Die drehbare Zuführrutsche 8 ist bei 21' abgestützt

angedeutet. Die Richtung entspricht etwa dem natür- und von einem Motor und einem Getriebe (nicht

liehen Neigungswinkel. dargestellt) angetrieben.

Wenn die Anzahl von Umdrehungen der Auf- 30 Material, das vom Förderer 6 abgegeben wird, geschüttplatte bzw. -rinne 11 in bezug auf die Zeit- langt in die ringförmige Rinne 25 und in die Zuführdauer, in der eine Periode A abgebaut wird, ungün- rutsche 8, die eine seitliche öffnung besitzt, so daß stig gewählt ist, kann es vorkommen, daß Teile ahn- ein Überfluten hier eintreten kann. Dies ergibt, daß licher Streifen von zwei aufeinanderfolgenden Perio- dem inhomogenisierenden Einfluß der Beschleuniden8 übereinander zu liegen kommen (z.B. ein Teil 35 gungskräfte auf optimale Weise entgegenwirkt wird, des Streifens b einer Periode A auf einem Tei¹ des Es ist zweckmäßig, ein und denselben Motor für die Streifensb einer nächsten Periode A). Dies bedeutet, Aufschüttplatte 11 und für die Zuführrutsche8 zu daß doch noch eine Spitze in einer bestimmten verwenden. Um die Beziehung zwischen der Anzahl Eigenschaft entstehen kann. Deshalb ist es erf order- von Umdrehungen auf der Aufschüttplatte 11 und lieh, daß die Zeitdauer, in der die Aufschüttplatte 11 40 der Zuführrutsche 8 einstellen zu können, ist es ereine Umdrehung ausführt, so in bezug auf die Zeit- wünscht, das Übersetzungsverhältnis einstellbar zu dauer, in der eine Periode A von dem Haufen 1 abge- machen.

baut wird, gewählt wird, daß eine solche Anhäufung Die Materialabtrageinrichtung 12 besteht aus

gleichartiger Teile aus aufeinanderfolgenden Perio- einem rotierenden Abstreichzubringer 22. Die Dreh-

den nicht möglich ist 45 welle hat eine feste Lage. Der Antriebsmotor ist

Es läßt sich zeigen, daß es erforderlich ist, bei der nicht dargestellt.

Homogenisierung auf der Aufschüttplatte 11 stets Für das erfindungsgemäße Verfahren und die ereine Menge an Material zu haben, die der Hälfte der findungsgemäße Vorrichtung ist es wesentlich, daß Menge einer ganzen Periode oder einer ganzen An- die Zuführrutsche 8 mit einer hohen Drehzahl rotiert, zahl von Vielfachen der Periode Λ entspricht. 50 daß die Aufschüttplatte 11 mit einer niedrigen Dreh-

Die Dauer einer Umdrehung der Aufschüttplatte zahl umläuft und daß die Materialabnahme an einei

11 muß deshalb gleich der Periodendauer der zy- festen Stelle erfolgt. Wenn diese Bedingungen erfülil

klisch wiederkehrenden Eigenschaften sein, wobei sind, kamt e*ne sehr hohe Leistung und ein guter Ho-

die Periodendauer das Produkt eines ganzzahligen mogenisiereffekt erzielt werden, insbesondere, wenr

Vielfachen und der mhrmalen Zeitdauer der zyklisch 55 darauf geachtet wird, daß hn Falle e'ner zyklisch

wiederkehrenden Eigenschaft ist wiederkehrenden Eigenschaft auf der Aufschüttplatte

In dtesetn FaI! s!nd die Eigenschaften, die auf den H stets die Hälfte der Menge einer Periode IA, 2 A

Förderern 3 bis 6 periodisch sind, im Auslaß zy- 3 A) vorhanden ist.

klisch, die maximale Abweichung in bezug auf den Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Aus

Mittelwert wird jedoch in bezug auf die maximale 60 fuhrungsbeispiel beschränkt Beispielsweise kann dei

Abweichung auf den Förderern 3 bis 6 erheblich ge- Wurfkonus 10 aus partikelförmigem Material π ringer. Die Homogenisierung wird durch eine große Form einer Stahlplatte hergestellt seht; dieser Konui

Anzahl von Schichten auf der Aufschüttplatte 11 urs- kann stationär ausgebildet sein, ans komtraktrvei

terstützt, d.h. durch e:ne hohe Anzahl von Umdre- Gründen ist es jedoch zweckmäßiger, wenn er mi

hungen der Zuführrutsche 8. Das Verhältnis zwischen 65 der rotierenden Aufschüttplatte Il verbünden ist

Hierzu I Blatt Zeichnunpen

Claims

öffnung (21) aufweist, die durch eine Schiebe- Patentansprüche: P'«Ue (2°) verschließbar ist.

1. Verfahren zum Homogenisieren von parti- 5

kelförmigem Material, bei dem das Material mittels einer um eine vertikale Mittelachse sich

kreisförmig bewegenden Zuführeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und schichtweise zu einem ringförmigen Haufen mit eine Vorrichtung zum Homogenisieren von partikelgleicher Mittelachse and mit von Null bis zu io förmigem Material.

einem Maximum gleichmäßig zunehmendem Eia Verfahren, bei dem das Material mittels einer Querschnitt aufgeschüttet wird und bei dem um eine vertikale Mittelachse sich kreisförmig bewegleichzeitig der Haufen von der Seite seines Ma- genden Zuführeinrichtung schichtweise zu einem ximalquerschnitts her mittels einer relativ zum ringförmigen Haufen mit gleicher Mittelachse und Haufen gleichmäßig fortschreitenden Abtragein- ₁₅ mit von Null bis zu einem Maximum gleichmäßig zurichtung unter dem natürlichen Böschungswinke! nehmendem Querschnitt aufgeschüttet wird und bei abgetragen wird, wobei die aufgeschüttete und dem gleichzeitig der Haufen von der Seite seines Madie abgetragene Materialmenge pro Zeiteinheit ximalquerschnitts her mittels einer relativ zum Haugleich groß sind, dadurch gekennzeich- fen gleichmäßig fortschreitenden Abtrageinrichtung net, daß die Abtrageinrichtung ortsfest an- _ao unter dem natürlichen Böschungswinkel abgetragen geordnet ist und der ringförmige Haufen um wird, wobei die aufgeschüttete und die abgetragene sein° Mittelachse in eine Drehbewegung von Materialmenge pro Zeiteinheit gleich groß sind, ist gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichblei- aus der holländischen Patentschrift 127 762 bekannt, bender Richtung versetzt wird, wobei die Dauer Dort ist zwischen dem Ende und dem Beginn des einer Umdrehung des Haufens gleich der Perio- _a5 ringförmigen Hautens stets ein offener Teil der Aufdendauer einer oder mehrerer zyklisch wieder- schüttplatte vorhanden, der sich kreisförmig bewegt, kehrender Eigenschaften des partikelförmigen Bei diesem bekannten Verfahren ist es erforderlich, Materials g. wählt ist und die Drehzahl der eben- daß die Zuführeinrichtung sich um eine vertikale falls mit gleichbleibender Geschwindigkeit und in Achse abwechselnd nach rückwärts und nach vorgleichbleibender Richtung ,ich drehenden Zu- wärts bewegt. Der Bogen, den die Zuführeinrichtung fülleinrichtung ein Vtjlfachrs größer ist a!s die beschreibt, ist kein vollständiger Kreis, auch muß die Drehzahl des Haufens. Zuführeinrichtung am Wendepunkt der Bewegung

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- stets angehalten werden, wodurch die Arbeitsleistung kennzeichnet, daß die Drehzahl der Zuführein- und der Homogenisiereffekt nachteilig beeinflußt richtung mindestens 50mal höher ist als die werden.

Drehzahl des Haufens. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- kontinuierliche Homogenisierverfahren der eingangs rens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer um eine genannten Gattung derart auszubilden, daß bei Abvertikale Mittelachse rotierenden Zuführrutsche, tragung des Materials vom Schütthaufen unter dem mit einer darunter angeordneten, ringförmigen natürlichen Böschungswinkel eine periodische Um-Aufschüttplatte oder -rinne mit gleicher Mittel- ⁴° kehrbewegung der Zuführeinrichtung vermieden ist achse und mit einer zur Aufschüttplatte oder und ein Material mit zyklisch wiederkehrenden -rinne gleichmäßig fortschreitenden, die Auf- Eigenschaften optimal homogenisiert werden kann,
schüttplatte oder -rinne überstreichenden Ab- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch tragvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß gelöst, daß die Abtrageinrichtung ortsfest angeordnet die Abtragvorrichtung (22) ortsfest angeordnet ist ⁴⁵ ist und der ringförmige Haufen um seine Mittelachse und die Aufschüttplatte oder -rinne (ii) um die in eine Drehbewegung von gleichbleibender Gevertikale Mittelachse mit gleichbleibender Ge- schwindigkeit und gleichbleibender Richtung versetzi schwindigkeit und in gleichbleibender Richtung wird, wobei die Dauer einer Umdrehung des Haufens drehend angetrieben ist, wobei die Dauer einer gleich der Periodendauer einer oder mehrerer zy-Umdrehung der Aufschüttplatte oder -rinne ⁵° klisch wiederkehrender Eigenschaften des partikelgleich der Periodendauer einer oder mehrerer zy- förmigen Materials gewählt ist und die Drehzahl dei klisch wiederkehrender Eigenschaften des parti- ebenfalls mit gleichbleibender Geschwindigkeit unc kelförmigen Materials ist und die Drehzahl der in gleichbleibender Richtung sich drehenden Zuführebenfalls mit gleichbleibender Geschwindigkeit einrichtung ein Vielfaches größer ist als die Drehzah und in gleichbleibender Richtung drehend ange- 55 Jg₅ Haufens. Vorzugsweise ist die Drehzahl der Zutriebenen Zuführrutsche (8) ein Vielfaches der fülleinrichtung mindestens 50mal hoher als di< Drehzahl der Aufschüttplatte oder -rinne be- Drehzahl des Haufens.

trägt. Das zu homogenisierende Material stammt häufij

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- aus einem Haufen, der von einer Abtragvorrichtunj kennzeichnet, daß zwischen der Zuführrutsche ^6o abgebaut wird. Das partikelförmige Material, da (8) und der Aufschüttplatte oder -rinne (11) ein von der Abtragvorrichtung auf einen Bandfördere Wurfkonus (10) vorgesehen ist. abgegeben wird, der zur Homogenisieranlage führt

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- hat häufig eine oder mehrere zyklisch wiederkeh kennzeichnet, daß der Wurfkonus (10) aus parti- rende Eigenschaften, z. B. SiO₂-Gehalt, Korngröße kelförmigem, auf einer runden Platte (9) aufge- ⁶S Wenn die Abtragvorrichtung ein Baggerrad mi schüttetem Material besteht. Schaufeln besitzt, das nicht nur eine intermittierend

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- Verschiebung in Längsrichtung des Haufens, sonden kennzeichnet, daß die Platte (9) eine zentrale auch eine Bewegung nach rückwärts und vorwärt