DE2513497C3 - Schneckenförderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenförderer mit im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegebenen Merkmalen.

Ein Schneckenförderer dieser Art ist in der DE-OS

19 04 776 beschrieben. Bei diesem bekannten Schuekkenförderer sind zu beiden Seiten eines Materialauslasses Schnecken mit einander entgegengesetztem Steigungswinkel vorgesehen, die das Fördergut jeweils auf den Materialauslaß zu transportieren, um beim Fördern von staubförmigem Gut ein Eindringen von besonders feinen Fördergutteilchen in eine dem Materialauslaß benachbarte Stopfbüchse zu vermeiden. Für einen Transport von zusammendrückbarem pulverfö-migem Material wie beispielsweise Aluminiumpulver erweist sich auch dieser Schneckenförderer jedoch ebenso wie andere bekannte und in der DE-PS 11 48 489 oder der FR-PS 12 32 497 beschriebene Schneckenförderer ähnlicher Bauart in der Praxis vor allem dann nicht als geeignet, wenn das Fördergut in eine Anlage mit geregelter Atmosphäre eingebracht werden soll, da in diesem Falle mit einem Durchtritt von Fördergut insbesondere auch im Bereich des Materialeinlasses zu dem dortigen Lager in Verbindung mit Verstopfungen der Förderwege durch Agglomeration oder Klumpenbildung gerechnet werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schneckenförderer der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß ein zuverlässiger Schutz vor einem unzulässige Undichtigkeiten mit sich bringenden Durchtritt von pulverförmigem Fördergut nicht nur für das dem Materialauslaß i^nachbarte Gehäuseende und das dort angeordnete Lager, sondern auch für das dem Materialeinlaß benachbarte Gehäuseende und das zugehörige Lager gewährleistet ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schneckenförderer mit den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.

Das Kernstück der erfindungsgemäßen Lösung der oben erwähnten Aufgabe liegt darin, daß die erste Schnecke einem zwischen dem Materialeinlaß und dem ihm benachbarten Gehäuseende gelegenen zusätzlichen Abschnitt aufweist und daß die Ganghöhe der ersten Schnecke in ihren auf diese Weise erhaltenen insgesamt drei Abschnitten in der Weise unterschiedlich gehalten ist, daß sie im Bereich des Materialeinlasses einen kleineren Wert aufweist als in den beiden seitlich davon auf die Gehäuseenden zu gelegenen Abschnitten. Im Rahmen der Erfindung wird also unter anderem von der aus Bild 2 auf Seite 1302 von »Maschinenmarkt«, Würzburg 79 (1973) und aus der US-PS 25 69 039 bekannten Maßnahme Gebrauch gemacht, die Ganghöhe einer Förderschnecke über deren Liinge unterschiedlich zu wählen, um Verstopfungen der Förderwege zu vermeiden; erst in Verbindung mit der Ausdehnung der Förderschnecke über den Materialeinlaß hinaus zur Erzielung eines dreigeteilten Schneckenaufbaus über die Schneckenlänge und letztlich durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kombination einer zweiten Schnecke mit gegenläufiger Förderrichtung im Bereich des dem Materialauslaß benachbarten Gehäuseendes einerseits und einer dreigeteilten Abstufung der Ganghöhe für die erste Schnecke andererseits aber läßt sich die angestrebte Entlastung beider Lager des Schneckenförderers von einem Axialdruck durch sich an den Gehäuseenden ansammelnde Agglomerate aus pulverförmigem Fördergut und damit eine stete Dichtigkeit der an die Gehäuseenden anschließenden Lager gewährleisten.

Ebenso wird im Rahmen der Erfindung von der durch die DE-PS 4 56 981 bekanntgewordenen Maßnahme Gebrauch gemacht, in einer Fördervorrichtung für pulverförmiges Gut eine zweifach gelagerte Förderschnek-

ke so anzuordnen, daß die Schnecke sich über den Einlaßbereich hinaus bis zum rückwärtig versetzten Lager erstreckt.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgebildeten Schnekkenförderers hat sich praktisch erstmals bei der Einbringung von Aluminiumpulver in eine zur Vermeidung von zu heftigen chemischen Reaktionen mit einer Inertgasatmosphäre betriebene Anlage zur Herstellung von Alkoholen ein befriedigender Pulverfluß in die Anlage hinein ohne betriebsstörende Unterbrechungen für eine Reinigung und Neuabdichtung erreichen lassen, ein Ergebnis, das zum einen für den gesamten Produktionsablauf in der Anlage von großem Vorteil ist und zum anderen nach zahlreichen Mißerfolgen mit früheren Konstruktionen an Fördervorrichtungen für die Pulvereintragung nicht erwartet werden konnte.

Durch die spezielle Ausbildung und Anordnung der Schnecken in einem erfindungsgemäß gestalteten Schneckenförderer ergeben sich insgesamt vier verschiedene Abschnitte mit Schneckengewinden, von denen drei Abschnitte untereinander gleichläufige Gewinde enthalten, während das Gewinde im vierteu Abschnitt ein zu den drei ersten Gewinden gegenläufiges Gewinde ist Bei entsprechender Drehrichtung des Schaftes des Schneckenförderers wird daher das am Materialeinlaß eingeführte pulverförmige Material stets auf den Materialauslaß zu bewegt Die Ganghöhe der verschiedenen Gewinde kann in den beiden äußeren der drei gleichläufigen Gewindeabschnitte und auch im vierten gegenläufigen Gewindeabschnitt den gleichen Wert aufweisen, im mittleren der drei gleichläufigen Gewindeabschnitte jedoch ist sie kleiner. Alle inneren Teile des Schneckenförderers sind mit weitem Spielraum konstruiert, und die Schneckengänge sind so ausgebildet, daß es an keinem der beiden Gehäuseenden zu einem Einschluß von pulverförmigem Material kommen kann. Außerdem verhindert die konstruktive Gestaltung der Gewindegänge ein Zusammenbacken von pulverförmigem Material.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei einer Vorrichtung zum Fördern von pulverförmigem Material mitteis einer doppelt gelagerten Schnecke ist es bekannt (DE-OS 24 11 393), durch dem Lager vorgeschaltete Schneckengänge dieses vor besonders feinen Fördergutteilchen zu schützen und gleichzeitig das Lager mit Gas zu spülen.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht, wobei die Figur der Zeichnung einen axialen Längsschnitt durch das Gehäuse und die I ager eines Schneckenförderers für ein pulverförmiges Fördergut wie Aluminiumpulver und eine schematische Darstellung der damit zusammenwirkenden Aggregate zeigt

Der in der Zeichnung dargestellte Schneckenförderer besitzt «in rohrfftrmiges Gehäuse 10 mit einem ersten Ende 11 und einem zweiten Ende 12. Am ersten Ende 11 ist das Gehäuse 10 mit einem Flansch 13 versehen, und am zweiten Ende 12 des Gehäuses 10 sitzt ein Flansch 14, Nahe dem ersten Ende 11 ist an das Gehäuse 10 ein Materialeinlaß 15 in Form eines Rohrstutzens angesetzt, beispielsweise angeschweißt, der an seinem freien Ende ebenfalls einen Flansch 16 trägt

Ein Materialbehälter 17 steht über einen Zubringer 18 für das zu fördernde pulverförmige Fördergut mit einer Meßeinrichtung 19 in Verbindung, von der eine Leitung 20 für das pulverförmige Fördergut zu einem Rohr 21 führt, das seinerseits über einen Flansch 22 an dem Flansch 16 am freien Ende des Materialeinlasses 15 angeschlossen ist Die Verbindung zwischen den beiden Flanschen 16 und 22 besorgen bei dem dargestellten Beispiel Schraubbolzen 23.

Nahe dem zweiten Ende 12 ist an das Gehäuse 10 ein Materialauslaß 25 angesetzt, beispielsweise angeschweißt, der wiederum die Form eines Rohrstutzens aufweist und an seinem freien Ende einen Flansch 26

ίο trägt Oberhalb des Materialauslasses 25 und koaxial dazu ist an das Gehäuse 10 ein weiterer Rohrstutzen 27 angesetzt, der einen Zugang zum Materialauslaß 25 von außen her zwecks dessen Reinigung ermöglicht Das freie Ende des Rohrstutzens 27 trägt einen Flansch 28, auf den mittels Schraubbolzen 30 ein Abschlußdeckel 29 aufgeschraubt werden kann. An den Materialauslaß 25 ist weiter eine Rohrleitung 35 angeschlossen, die einen Flansch 37 besitzt, der mittels Schraubbolzen 38 mit dem Flansch 26 am freien Ende des Materialauslasses 25 verschraubt werden kann. An ihrem anderen Ende mündet die Rohrleitung 35 in einen Beiiilter 36, in dem eine geregelte Atmosphäre herrscht und djrr beispielsweise eine Retorte für die Herstellung von Alkoholen sein kann, die in dosierter Weise mit Aluminiumpu'-'er gespeist werden muß. Dieser Behälter 36 stellt also die mittels c^s dargestellten Schneckenförderers mit pulverförmigem Fördergut zu beschickende Anlage bzw. einen Teil einer solchen Anlage dar.

An jedem seiner beiden Enden 11 und 12 ist am

jo Gehäuse 10 je ein abgedichtetes Lager 40a bzw. 4OA befestigt. Jedes dieser beiden einander gleichen Lager 40a und 40b enthält ein Rohrstück 41 mit zwei endseitig angesetzten Flanschen 42 und 43. In diesem Rohrstück 41 ist jeweils ein Abdichtungsmechanismus untergebracht, der eine Mehrzahl von Lippendichtungen 44 umfaßt Diese Lippendichtungen 44 sind von bekannter Art und bestehen im allgemeinen aus Gummi und einem Federmaterial; sie sind von ringförmiger Gestalt, und die Lippen erstrecken sich nach innen bis zu einem «'on den Lippendichtungen 44 umgebenen Schaft 65 und werden durch das Federmaterial (Schlauchfedern) dagegen angedrückt, so daß sich eine Abdichtung zwischen dem Rohrstück 41 und dem Schaft 65 ergibt Weiterhin enthält das Rohrstück 41 einen Nuter.ring 45

mit einer Mehrzahl von durchgehenden Öffnungen 46, der ebenfalls den Schaft 65 umgibt Mit diesem Nutenring 45 fluchtend mündet in das Rohrstück 41 eine Rohrleitung 47, die über eine Leitung 51 mit einer Quelle 50 für Inertgas in Verbindung steht, die eine

5(i kontinuierliche Gasspülung für den Abdichtungsmechanismus ermöglicht

Axial auf den Flansch 43 aufgesetzt ist eine Dichtungsgrundplatte 55, die Ausrichtnuten 56 enthält. Axii.i. ai. diese Dichtungsgrundplatte 55 angesetzt ist eine korrespondierende Dichtungsgrundplatte 57, die eine in eine Ausnehmung 59 in der Dichtungsgrundplatte 55 eingepreßte Dichtung 58 festhält, an der eine rotierende Dichtung 60 anliegt, die ihrerseits über eine Backendichtung 61 von einer Feder 62 unter Vorspannung gehalten wird. Der Schaft 65, der das Gehäuse 10 in dessen Achse durchsetzt, steht an seinem Außenumfang mit der Backendichtung 61 in inniger Berührung. Auf dem Schaft 65 gleitend verschiebbar ist ein diesen umgebender Haltering 66 angebracht, der ein Widerlager für die Feder 62 bildet, die als den Schaft 65 umgebende Schraubenfeder ausgebildet ist. Dieser Haltering 66 wird so weit an die Feder 62 angedrückt, bis eine ausreichende Vorspannung für die Backendich-

tung 61 erreicht ist, und anschließend wird der Haltering 66 in dieser Stellung auf dem Schaft 65 durch Anziehen von Kopfschrauben 67 gesichert. Das abschließende Bauelement für die Lager 40a und 40b bildet jeweils ein Rohrstück 70 mit zwei endscitig angesetzten Flanschen '< 71 und 72. Die Flansche 43 und 71 der Rohrstücke 41 bzw. 70 und die dazwischen angeordneten Dichtungsgrundplatten 55 und 57 werden durch eine Mehrzahl von Schraubverbindungen 73 aus Schrauben und Muttern zusammengehalten. Mit Hilfe von Schrauben t<> 75 ist jeweils außen an den Flanschen 72 der Rohrstücke 70 je ein selbsteinstellendes Stehlager 74 befestigt, in denen der Schaft 65 gelagert ist.

Über ein Getriebe 81, das an eines der beiden aus dem Gehäuse 10 herausgeführten Enden des Schaftes 65 ι > angesetzt ist, ist mit dem Schaft 65 ein Motor 80 mechanisch gekoppelt, der bei seinem Betrieb den Schaft 65 (bei Anbringung gegenüber dem Lager 4Oi^ entgegen dem Drehsinn rotieren laßt, der in der Zeichnung durch den Pfeil 82 angedeutet ist. >o

Innerhalb des Gehäuses 10 sitzen auf dem Schaft 65 mehrere Schnecken, die in vier verschiedene Abschnitte 90a bis 9Od unterteilt sind. Von diesen vier Abschnitten 90a bis 9Od umfaßt der erste Abschnitt 90a eine Mehrzahl von Gewindegängen, die unterhalb des :> Materialeinlasses 15 und je ein Stück weit im Anschluß daran zu beiden Seiten auf dem Schaft 65 sitzen. In diesem Abschnitt 90a hat die Schnecke eine kleinere Ganghöhe von z. B. 25,4 mm und einen Steigungswinkel, der so gerichtet ist, daß das über den Materialeinlaß 15 to eingeführte pulver!ormige Fördergut bei Rotation des Schaftes 65 im Sinne des Pfeiles 82 eine Vorschubbewegung im Sinne der Pfeile 100 vom Materialeinlaß 15 zum Materialauslaß 25 erfährt. In den beiden anschließenden Abschnitten 90ό und 90c zwischen dem ersten Abschnitt J5 90a einerseits und dem Gehäuseende 11 bzw. dem Materialauslaß 25 andererseits hat die Schnecke einen im gleichen Sinne gerichteten Steigungswinkel — das eingeführte pulverfömiige Fördergut erfährt also ebenfalls eine Vorschubbewegung in der Richtung der Pfeile 100 — aber eine größere Ganghöhe von z. B. 50,8 mm. Im vierten Abschnitt 9Od zwischen dem Gehäuseende 12 und dem Materialauslaß 25 hat die Schnecke zwar wieder die gleiche Ganghöhe von z. B. 50,8 mm wie in den Abschnitten 90b und 90q aber einen Steigungswinkel mit dem Steigungswinkel in den Abschnitten 90a, 90ό und 90c entgegengesetzter Richtung, es bewegt also das eingeführte pulverförmige Fördergut bei der Rotation des Schaftes 65 in entgegengesetzter Richtung im Sinne des Pfeiles 101.

Für den Betrieb des dargestellten Schneckenförderers wird der Motor 80 in Gang gesetzt und versetzt dann den Schaft 65 in eine Drehbewegung im Sinne des Pfeiles 82. Aus dem Materialbehälter 17 wird über den Zubringer 18 pulverförmiges Fördergut in die Meßeinrichtung 19 eingeführt und gelangt von dort in dosierter Weise über die Leitung 20 und das Rohr 21 zum Materialeinlaß 15. Selbstverständlich ist die Meßeinrichtung 19 nicht für alle Anwendungsfälle erforderlich und kann gegebenenfalls entfallen, ihre Einfügung in die Zeichnung dient lediglich der Veranschaulichung der normalen Arbeitsweise.

Das über den Materialeinlaß 15 zugeführte pulverförmige Fördergut fällt auf die rotierende Schnecke im ersten Abschnitt 90a und wird in Richtung der Pfeile 100 weiterbewegt. feilte sich pulverförmiges Fördergut in Richtung auf das; Gehäuseende 11 vorarbeiten, so wird es von der Schnecke im Abschnitt 906 aufgenommen und den Schnecken in den Abschnitten 90a und 90c zugeführt. Da die .Schnecke im Abschnitt 90a eine geringere Ganghöhe aufweist als die Schnecken in den Abschnitten 90b und 90c, wird also das auf diese Schnecken auffallende pulverförmige Fördergut in Richtung auf einen Raum von größcrem Volumen zu bewegt.

Wenn das pulverförmige Fördergut am Ende der Schnecke im Abschnitt 90c in den Materialauslaß 25 hineinfällt, kann es insbesondere bei höheren Fördergeschwindigkeiten vorkommen, daß etwas davon darüber hinaus auf das Gehäuseende 12 zu bewegt wird. In diesem Falle wird dieses Material von der Schnecke im Abschnitt 9Od erfaßt und in Richtung des Pfeiles 101 zum Materialauslaß 25 zurückgeführt.

In den Lagern 40a und 40b kann durch Zuführung von Inertgas aus der Quelle 50 über die Leitung 5t, die Rohrleitung 47 und die Nutenringe 45 eine Inertgasatmosphäre aufrechterhalten werden. Die Lippendichtungen 44 hindern einerseits das pulverförmige Fördergut an einem Vordringen zu den Nutenringen 45 und verhindern außerdem einen Zutritt von Luft zu den Nutenringen 45. Da andererseits das Inertgas von der Quelle 50 her unter Druck steht, führt das Auftreten von Undichtigkeiten in beiden Richtungen zu einer Strömung von Inertgas in Richtung der jeweiligen Undichtigkeit. Über die Öffnungen 46 in den Nutenringen 45 stehen deren beide Seiten miteinander in Verbindung. Auf diese Weise herrscht die Inertgasatmosphäre nicht nur auf der Außenseite der Lippendichtungen 44, sondern auch auf deren Innenseite rund um den Schaft 65.

Die Flansche 42 und 43, der ihnen zugeordnete Flansch 13 bzw. 14, die Dichtungsgrundplatten 55 und 57 und die Flansche 71 zusammen mit den Ausrichtnuten 56 lassen einen Kriechweg mit extrem hohem Strömungswiderstand für ein Eindringen von Luft und einen Austritt von inertgas aus der Abdichtung entstehen, wodurch ein Eindringen von Luft in den Schneckenförderer weiter verhindert wird. Der Schaft 65 wird bei seiner Rotation weiter durch einen zweiten Setz von Dichtungen abgedichtet, zu dem die an den Dichtungsgrundplatten 55 befestigten und durch die Dichtungsgrundplatten 57 angepreßten Dichtungen 58 gehören. Die Dichtungen 60 sind rotierende Dichtungen, die an der Oberfläche der Dichtungen 58 entlangrotieren. Die Backendichtungen 61 sitzen rund um den Schaft 65 dicht auf und schieben sich keilförmig unter die Innenseite der rotierenden Dichtungen 60. Auch die Backendichtungen 61 rotieren mit dem Schaft 65 und werden von den Federn 62 fest an die Untfseite der rotierenden Dichtungen 60 angedrückt Die Halteringe 66 sorgen für die notwendige Anpreßkraft durch die Federn 62, indem sie Widerlager dafür bilden, durch deren Verstellung längs des Schaftes 65 die Federkraft eingestellt werden kann.

Auf diese Weise stellen die Lippendichtungen 44 in Kombination mit den Dichtungen 58,60 und 61 ein sehr wirksames Mittel zur Verhinderung eines Eindringens von Luft in das Gehäuse 10 und zur Füllung des Gehäuses 10 und des anschließenden Raumes in den Rohrstücken 41 mit einer Inertgasatmosphäre dar.

Die Stehlager 74 sind selbsteinstellend und so montiert, daß ein Eindringen von pulverförmigem Fördergut absolut zuverlässig verhindert wird. Jegliches pulverförmiges Fördergui, das sich möglicherweise einen Weg an allen den vorerwähnten Dichtungen 58, 60,61 vorbei bahnen könnte, würde anschließend in das

Innere der Rohrstücke 70 fallen. Eine darin jeweils vorgesehene öffnung 103 ermöglicht nun einerseits einen Zugang zu den Schrauben 75 für die Befestigung der Stehlager 74 an den Flanschen 72, sorgt aber andererseits auch für eine schadlose Entfernung von etwa in die Rohrstücke 70 gelangtem pulverförmigem Fördergut. Insgesamt gesehen kann also kein pulverförmiger Fördergut zu Schaden an den Stehlagern 74 für den Schaft 65 führen.

Ein praktisch gebauter und im Rahmen einer Anlage zur Alkoholherstellung eingesetzter Schneekenförderer

läßt sich mit einem stündlichen Durchsatz von etwa 1500 kp Aluminiumpulver betreiben. Bei Kopplung mit einem System zur Dichtemessung und zur Drehzahlregelung arbeitet diese Anlage vollautomatisch.

Während der normalerweise auftretende Druck bei den meisten Reaktionen sehr niedrig liegt, kann der beschriebene Schneckenförderer auch bei extrem hohen Drücken arbeiten, was zusätzlich Sicherheit für den Fall bedeutet, daß sich während einer Reaktion plötzlich hoher Druck entwickeln sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schneckenförderer für pulverförmiges, zusammendrückbares Material mit einer in einem einen oberseitigen Materialeinlaß und einen unterseitigen Materialauslaß verbindenden rohrförmigen Gehäuse angeordneten Förderschnecke, deren koaxial durch das rohrförmige Gehäuse hindurchgeführter und außerhalb davon an beiden Enden in je einem Lager drehbar gelagerter Schaft zwischen dem Materialeinlaß und dem Materialauslaß eine erste Schnecke und zwischen dem Materialauslaß und dem diesem Materialauslaß nächstliegenden Gehäuseende eine zweite Schnecke mit dem Steigungswinkel der ersten Schnecke entgegengesetzt gerichte- iem Steigungswinkel trägt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Schnecke über den Materialeinlaß (15) hinaus bis zu dem ihm nächstliegenden Gehäuseende (11) erstreckt und in einem ersten Abschnitt (9OaJ unterhalb des Materialeiniasses (15) und unmittelbar anschließend zu beiden Seiten davon einerseits eine geringere Ganghöhe aufweist als in einem zweiten Abschnitt (906J zwischen dem ersten Abschnitt (9OaJ und dem dem Materialeinlaß (15) nächstliegenden Gehäuseende (11) und in einem dritten Abschnitt (SOcJ zwischen dem ersten Abschnitt (9OaJ und der Mündung des Materialauslasses (25) andererseits.

2. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Lager (40a, jo 40OJ für den Schaft (65) eine zwischen dem jeweiligen Gehäuseende (11, 12) und einem axialen Tragiager (74) angeordnete ax'nle Dichtung (44) und eine damit in Verbindung stehende und an eine Inertgasquelle (50) angesehlos 2ne Injektionseinrichtung (45,46) für eine Inertgasspülung der axialen Dichtung (44) zur Entfernung bzw. zur Fernhaltung von Luft aufweist.

3. Schneckenförderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken und der Schaft (65) innerhalb des Gehäuses (10) und dessen Innenseite verchromt sind.

4. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche ί bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser der Schnecken so bemessen sind, daß diese den Innenraum des Gehäuses (10) im wesentlichen ausfüllen.

5. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Ganghöhe der Schnecken im ersten Abschnitt (9OaJ 5c unterhalb des Materialeinlasses (15) etwa 25 mm und die größere Ganghöhe in den anderen Abschnitten (9Oi, 90c;90dJetwa 50 mm beträgt

6. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lager (40a, 406J für den Schaft (65) je eine diesen umschließende ringförmige Dichtungsgarnitur (58, 60, 61) enthalten, deren einzelne Teile unter in axialer Richtung wirkendem Federdruck (Feder 62) aneinander und am Schaft (65) anliegen.