DE2714994C2 - Vorrichtung zum Fördern von teilchenförmigem Feststoffmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von teilchenförmigen! Fcststoffmaterial von einem Auslaß einer Einfüllvorrichtung zu einer Vcrarbeitiingseinrichtung, mit einer :in ihrem einen Ende von der Einfüllvorrichtung beschickten Förderschnecke, die innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts angebracht ist. einer sich am anderen Ende koaxial dazu anschließenden rohrförmigen Förderleitung und einem zwischen dem anderen Ende der Förderschnecke und der Förderleitung angeordneten, hin- und herbeweglichen Druckkolbcn zur Materialverdichtung, dessen Außcndurchmcsscr mit dem Innendurchmesser der Förderleitung abgestimmt ist.

Die US-PS 30 54 344 zeigt eine derartige Vorrichtung, mit der Futtermittel in Scheiben preßbar ist. Die Vorrichtung enthält einen Einfülltrichter und einen sich daran anschließenden Schneckenförderer. Der Schnekkenförderer weist einen in Förderrichtung konvergierenden Förderraum auf, der in einem trichterförmigen Hohlraum endet. Koaxial im Schneckenförderer ist ein als Vollkörpcr ausgebildeter Druckkolben gelagert, der bei seiner hin- und hergehenden Bewegung den trichterförmigen Hohlraum vollständig durchsetzt. Das vom Schneckenförderer in diesen Hohlraum geprägte Material wird durch die Bewegung des Druckkolbens komprimiert und in einzelnen Scheiben ausgeworfen.

Aus der US-PS 38 65 528 ist eine Formblasmaschine bekannt, deren Extruderteil einen Einlaßkanal mit einer darin angeordneten Förderschnecke und einen mit dem Einlaßkanal verbundenen, parallel dazu angeordneten Zylinder aufweist, in dem ein Kolben gelagert ist, der einen Blaskopf intermittierend extrudierten verflüssigten Kunststoff zuführt Beispielsweise bei der Herstellung von Papier muß das gelieferte Ausgangsmaterial

stark verdichtet werden, ohne daß es aber beim Verdichtungsvorgang unterbrochen wird Zu diesem Zweck verwendete man bisher kontinuierlich arbeitende Schneckenförderer, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 10 65 266, der DE-AS 21 65 855 und der DE-AS

to 22 56 409 bekannt sind. Will man einen hohen Grad der Kompaktheit oder Verdichtung erreichen, läuft man mit solchen Schneckenförderern Gefahr, daß das Material beschädigt wird. Die Fördereinrichtung nach der US-PS 30 54 343 ist für diesen Zweck ungeeignet, weil das gepreßte Material nicht kontinuierlich, sondern in einzelnen Scheiben ausgestoßen wird. Auch die Vorrichtung nach der US-PS 38 65 528 ist für solche Anwendungszwecke ungeeignet weil damit kein kontinuierlicher Ausstoß erreicht wird. Außerdem ist das verwendete Material meist stark gefasert und läßt sich deshalb nicht in eine der Förderschnecke parallele Kammer mit einem Druckkolben umlenken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der das komprimierte Material der Materialverarbeitungsstation ohne Unterbrechung zuführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als OrucKkolben ein ringförmiger Kolben vorgese-

jo hen ist, der mit einer vorderen ringförmigen Schiebefläche ausgestaltet ist und der das der Förderleitung zugewandte Ende des rohrförmigen Abschnitts aufnimmt, wobei der Innendurchmesser des ringförmigen Kolbens mit dem Außendurchmesser des rohrförmigen Abschnitts abgestimmt ist.

Durch das ringfrömige Zusammendrücken des Materials bildet sich eine Art Zylinder, wobei in den Außenbereichen eine wesentlich stärkere Verdichtung vorhanden ist als in den achsennahen Bereichen. Neb'.n einer guten Führung dieses Zylinders ergibt sich eine optimale Förderung des verhältnismäßig wenig verdichteten Materials innerhalb dieses Zylinders.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Förderleitung hineinragende Rippen vorgesehen sind, die sich in Längsrichtung über einen Teil der Länge der Förderleitung erstrecken und die in Richtung zur Verarbeitungseinrichtung in ihrer Höhe allmählich zunehmen. Bevorzugt sind die Rippen mittels einer Einstellschraube in ihrer Höhe verstellbar.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bei der Anwendung auf eine Vorrichtung zum Beschicken eines unter Druck stehenden Behälters.

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Fig. 1 unter Darstellung weiterer Elemente hiervon,

F i g. 3 eine Seitenansicht von F i g. 2,
Fig.4 eine detaillierte Schnittansicht der Einzelheit Vl I der Leitung, die der Vorrichtung beigeordnet ist. wie es in F i g. 1 gezeigt ist, und

h5 F i g. 5 eine Schnittansicht zur Vcranschaiilichung des Verdichtungs Vorgangs.

F i g. 1 zeigt einen unteren Auslaß 1 eines Trichters (nicht gezeigt), der oberhalb eines Endes einer Schnecke

2 eines Förderers angeordnet ist, wobei die Schnecke ein übliches kontinuierliches Wendel 3 aufweist, das sich über die gesamte Länge der Schnecke erstreckt Wie am besten aus F i g. 2 und 3 gesehen werden kann, ist die Schnecke 2 starr am einen Ende einer Welle 4 befestigt, die von Lagerungen getragen wird, die in Lagerungsgehäusen 5, 6 angebracht sind, die ihrerseits am Grundrahmen 7 starr befestigt sind. Das gegenüberliegende Ende der Welle 4 endet in einem Getriebe 8, dessen Eingang von einem Keilriemenantrieb 9 (F i .g. 3) getrieben wird, der einem Antriebsmotor 10 betrieblich zugeordnet ist.

Das gegenüberliegende Ende der Schnecke 2 endet in der Nachbarschaft eines Einlasses 11 (Fig. 1) einer Leitung 12, derer· Auslaßabschnitt 13 an einem unter Druck stehenden Kocher 14 endet. Es wird in Anbetracht von Fig. 1 darauf hingewiesen, daß die Leitung 12 in einer ständigen Verbindung mit dem Inneren des Kochers 14 gehalten wird. Der Begriff »ständige Verbindung« in diesem Zusammenhang meint, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht irgendein Ventil oder dergleichen besitzt, das den Auslaß 13 der Leitung 12 vom Trichter 1 abtrennt.

Die Förderschnecke 2 ist zur Drehung innerhalb eines rohrförmigen Abschnittes 15 angebracht, dessen Inneres mit vier sich in Achsrichtung erstreckenden, länglichen Rippen 16 versehen ist, die normalerweise in Gleitberührung mit dem Umfang des Wendeis 3 gehalten werden, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Außenseite des rohrförmigen Abschnittes 15 nimmt verschieblich einen sich in Achsrichtung erstreckenden, länglichen Ringkolben 17 auf, der frei ist, sich auf der Außenseite des rohrförmigen Abschnittes 15 in Achsrichtung vorwärts und rückwärts zu bewegen.

Das Ende des Kolbens 17 ist mit einem Krusring 18 versehen: die Innenseite des Ringes 18 bildet zusammen mit den angrenzenden Abschnitten der Innenseite des Kolbens 17 eine Zwischenkammer 19. Die Zwischenkanimer ist zwischen dem Ende der Förderschnecke 2 und dein Einlaß 11 der Leitung 12 angeordnet. Die Förderschnecke 2 dient dazu, um eine Materialmenge in einer axialen Richtung aus dem Bereich des Auslasses 1 der Trichtereinrichtung weg und voran zum Einlaß 11 einer rohrförmigen Leitung 12 hin zu fördern, wobei der Auslaß der genannten Leitung 12 in ständiger Verbindung mit Verarbeitungseinrichtungen steht, die bei den Ausführungsbeispielen als Kocher 14 gezeigt sind. Es ist aus Fig. 1, 2 und 3 deutlich ersichtlich, daß sich die Leitung 12 im allgemeinen koaxial zur oben erwähnten Fördereinrichtung erstreckt. Die vorausgegangene Beschreibung zeigt auch unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Zwischenkammer 19 am Abgabeende der genannten Förderschnecke, wobei die Kammer 19 auch im allgemeinen koaxial zur Förderschnecke sowie zwischen der Förderschnecke und der genannten Leitung 12 angeordnet ist. Die Kammer 19 steht normalerweise in Verbindung mit der Förderschnecke und ebenso mit der Leitung 12.

Der Kreisring 18 bildet die vordere Stirnfläche des ringförmigen Kolbens, die dem Kocher 14 zugeordnet ist. Allgemein ausgedrückt, weist der hin- und herbewegliche Kolben 17 mit Ring 18 eine vordere Fläche auf, die an der Zwischenkammer 19 für die in zwei entgegengesetzten Richtungen und koaxial zur Förderschnecke erfolgende Bewegung angeordnet ist, wobei die vordere Stirnfläche der Kolbeneinrichtung der Verarbeitungseinrichtung zugewandt ist.

Die Anordnung der Welle 4, des Getriebes 8, des Antriebs 9 und des Motors 10 werden auch als Antriebseinrichtung zum Drehen der Förderschnecke bezeichnet

Es wird nun auf Fig.2 übergegangen; an der Außenseite des Kolbens 17 ist ein Fortsatz 20 starr befestigt und erstreckt sich horizontal und radial von jeder Seite des Kolbens weg, wobei das radiale außenseitige Ende eines jeden der Fortsätze 20 starr an einem Abschnitt einer Stange 21 befestigt ist, die verschieblich in einem Gehäuse 22 aufgenommen ist, das starr am Grundrahmen 7 befestigt ist Jeder der Fortsätze 20 durchdringt einen sich horizontal erstrekkenden länglichen Schlitz 23 (unten in F i g. 2), der in der Seite des rohrförmigen Abschnitts 15 vorgesehen ist, der als Gehäuse für den Kolben 17 dient Ein Ende einer jeden der Stangen 21 ist über eine flexible Verbindung 24 mit einer Kolbenstange 25 eines hydraulischen Zylinders 26 verbunden, wobei das entgegengesetzte Ende eines jeden der Zylinder 26 schwenkbar an einem Arm 27 befestigt ist, der starr am Grundrahmen 7 angebracht ist.

Die Funktion des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung ist wie folgt:

Wenn die Schnecke 2 umläuft, wird das Material, beispielsweise Stroh oder Bagasse, vom Auslaß 1 des Trichters zur Kammer 19 am Auslaßende der Förderschnecke 2 geliefert. Das Material wird, während es von der Schnecke gefördert wird, gleichzeitig von der Wirkung der Schnecke verdichtet und reichert sich im Bereich der Kammer 19 an, um weiter nach rechts in Fig. 1 in den Einlaß 11 der Leitung 12 voranzukommen. Das Material füllt tatsächlich den gesamten Querschnitt der Leitung 12 und wird ferner von der Wechselbewegung des Hohlkolbens 17 weiter vorangebracht, dessen Endring 18 die aufgehäufte Masse in Achsrichtung zum Kocher 14 schiebt. Die Reibung an den Innenwänden der Leitung 12 wirkt mit der vorantreibenden Wirkung des Kolbens dahingehend zusammen, daß das Material weiter verdichtet wird, das tatsächlich einen Pfropfen bildet, dessen Dichte im Verhältnis zur Dichte, die in der Kammer 19 vorliegt, bei der das Material die Schneckenverdichtcrfläche verläßt, beträchtlich gesteigert ist. Es wird somit darauf hingewiesen, daß das Voranfördern der verdichteten Menge durch d^;e Leitung 12 lediglich von der Wirkung des hin- und hergehenden hohlen Kolbens 17 bewirkt wird, während die Förderschnecke 2 kontinuierlich weiteres Material anliefert, das vom Hohlkolben verdichtet werden muß.

Die Wirkung des hin- und hergehenden Kolbens ist schemalisch in Fig.5 gezeigt, in der eine Fläche A faseriges Material in einem vorverdichteten Zustand zeigt, das aufgrund der Wirkung der Förderschnecke sich nach rechts in die Leitung 12 hinein vorwärtsbewegt Der sich hin- und herbewegende Kolben 15 verdichtet das Material weiter zu einer verhältnismäßig hohen Verdichtungsstufe von mehr als 0,72 g/cm¹, was in der Fläche B der Leitung 12 bewerkstelligt wird. Aufgrund der ringförmigen Gestalt der Stirnfläche des Kolbens 17 und aufgrund der Vorwärtsbewegung des Materials durch die Leitung 12 nehmen die Spannungslinien in der verdichteten Masse eine bogenförmige Gestalt an, wie gezeigt, und tragen somit zur Strahlfestigkeit bzw. Durchschlagfestigkeit des kompakten Pfropfens an der Stelle ßbei, was von Vorteil ist, wenn man dies vom Gesichtspunkt der Fähigkeit des Pfropfens betrachtet, wirksam das Rückblasen in die Anlage zu verhindern.

Es wird nun auf die rechte Seite der Leitung 12 Bezug

genommen, wie es in F i g. 1 gezeigt ist. und auch aul Fig.4; die Vcrzögerungs-Reibkraft und somit die Dichte des Materials innerhalb der Leitung 12 kann wahlweise durch eine Vorrichtung eingestellt werden, von der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nun noch naher beschrieben wird.

Wie in den F i g. 1 und 4 gezeigt, ist die Leitung 12 mit vier sich axial erstreckenden, länglichen Schlitzen 44 versehen, die jeweils in einer engen Gleitpassung eine Rippe 45 aufnimmt, die an einem Sockel 46 befestigt ist, der in einem Kreisring 47 verschieblich ist. Jede der Rippen 45 ist betrieblich einer Einstellschraube 48 zugeordnet. Dementsprechend steuert die Betätigung der Einstellschraube 48 die Eindringtiefe der entsprechenden Rippe 45 in die Leitung 12. |e tiefer die Eindringung der Rippe 45 ist. um so größer ist die verzögernde Reibkraft: dementsprechend sind die Rippen in der Lage, wahlweise die zweite Verdichiungsstufe des Materials zu steuern.

Die Dichte des Materials innerhalb der Leitung 12 erreicht tatsächlich einen beträchtlichen Dichtebetrag.

Beispielsweise wurde herausgefunden, daß beim Fördern von Stroh oder Bagasse die Dichte im Bereich der Rippen 45 tatsächlich den Betrag von 0,72 g/cm^J erreicht. Eine derartige Dichte könnte nicht nur allein durch die Wirkung der Förderschnecke erzielt werden, da der Gegendruck des aufgehäuften Materials zum Überschreiten der Scherfestigkeit der Fasern des zugeführten Materials führen würde.

Es können aber auch noch weitere Abänderungen der

ίο vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise müssen die die Reibung erhöhenden Rippen 45 nicht notwendigerweise einstellbar sein. Es hat sich tatsächlich sogar herausgestellt, daß bei bestimmten Anwendungsbereichen sie nicht einmal in der Leitung 12 vorhanden sein müssen, da die alleinige Reibung des Inneren der Wände der Leitung 12 hinlängliche Vcrzögerungskrafl liefert, die zum Verdichten erforderlich ist. Eine mögliche Alternative zu den Schaufeln 45 würde einfach eine längere Leitung 12 sein, da ersichtlich das Maß der Reibungsgegenwirkung mit der Dichte des Materials zunimmt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fördern von teilchenförmigen! Feststoffmaterial von einem Auslaß einer Einfüllvorrichtung zu einer Verarbeitungseinrichtung, mit einer an ihrem einen Ende von der Einfüllvoi richtung beschickten Förderschnecke, die innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts angebracht ist, einer sich am anderen Ende koaxial dazu verschließenden rohrförmigen Förderleitung und einem zwischen dem anderen Ende der Förderschnecke und der Förderleitung angeordneten, hin- und herbeweglichen Druckkolben zur Materialverdichtung, dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser der Förderleitung abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkolben ein ringförmiger Kolben (17) vorgesehen ist, der mit einer vorderen ringförmigen Schiebefiäche (18) ausgestattet ist und der das der Förderleitung (12) zugewandte Ende des rohrförmigen Abschnitts (15) aufnimmt, wobei der Innendurchmesser des ringförmigen Kolbens (17) mit dem Außendurchmcsscr des rohrförmigen Abschnitts (15) abgestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Förderleitung(12) hineinragende Rippen (45) vorgesehen sind, die sich in Längsrichtung über einen Teil der Länge der Förderleitung (12) erstrecken und die in Richtung zur Verarbeitungseinrichtung (14) in ihrer Höhe allmählich zunehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (45) mittels einer Einstellschraube (48) in ihrer Höhe verstellbar sind.