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Vorrichtung zum durchdringenden Bestrahlen fliessbaren Gutes
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum durchdringenden Bestrahlen
fliessbaren Gutes, mit einer Transporttrommel, die das Gut durch den Strahlungsbereich
führt, einer Aufgabevorrichtung zum Aufgeben des Gutes auf die Trommel, und mit
Dosiermitteln zum Ausbreiten des Gutes in einer dünnen Schicht auf die Trommel.
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Bei der bekannten Vorrichtung (CH-PS 583 586) bestenen die Dosiermittel
entweder aus einem festen Dammbalken (Abstreifer) oder aus einer gegensinnig zur
Transporttrommel rotierenden Dosierwalze. Die Erfahrung hat gelehrt, dass bei der
Behandlung körnigen Gutes der Dammbalken manchmal Brückenbildung im Cut, das sich
zwischen ihm und der Trommel befindet, verursacht, mit folgender Verstopfung, während
durch die gegensinnig rotierende Dosierwalze das Gut häufig gequetscht oder gar
zum Teil gemahlen wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs definierten
Art zu schaffen, die es erlaubt, auch körniges Gut zu behandeln, ohne dass Brückenbildung
im Gut bzw. Quetschen oder Mahlen der Körner auftritt.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Aufgabevorrichtung
zur Aufnahme körnigen Gutes geeignet ist, und dass die Dosiermittel derart ausgebildet
sind, dass ihr der Oberfläche der Trommel nächster Bereich sich im Betrieb mit einem
Geschwindigkeitsvektor bewegt, der keine positive Komponente in Bewegungsrichtung
der benachbarten Trommeloberfläche aufweist.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung bestehen
die Dosiermittel aus einer zylindrischen Walze mit rauher Oberfläche, die sich im
gleichen Sinn wie die Trommel dreht.
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Die rauhe Oberfläche der Dosierwalze ist dabei vorzugsweise gebildet
durch Längsrillen und die Umfangsgeschwindigkeit der Walze ist kleiner als die der
Trommel.
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Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung
bestehen die Dosiermittel aus einem Dammbalken, der in axialer Richtung der Trommel
eine schwingende Bewegung ausführt.
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Um die Reibung der Körner am Dammbalken in dessen Längsrichtung zu
ermöglichen, kann er auf seiner Anströmseite eine Aufrauhung aufweisen.
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Vorzugsweise ist die Aufrauhung des Dammbalkens gebildet durch vertikale
Rillen.
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Die schwingende Bewegung des Dammbalkens wird gemäss einer bevorzugten
Ausführungsform erzeugt durch einen Kurbeltrieb wobei die Amplitude der schwingenden
Bewegung mindestens von der Grösse der grössten Abmessung eines Kornes ist.
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Die mittlere Geschwindigkeit der schwingenden Bewegung des Dammbalkens
ist vorteilhaft kleiner gewählt als die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel.
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Um zu verhindern, dass bei der Schwingung des Dammbalkens Körner in
den periodisch sich erweiternden und verschmälernden Spalt zwischen der Vertikalkante
des Balkens und der benachbarten Seitenwand eingeklemmt werden, können im Bereich
der Enden des Dammbalkens an den Seitenwänden keilförmige Leitstücke angebracht
sein, die im Nahbereich der Seitenwände die Schichtstärke des zu bestrahlenden Gutes
bestimmen.
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Zur Einstellung des Querschnittes der Ausflussöffnung der Aufgabevorrichtung
kann ein Drosselorgan vorgesehen sein, das den Durchfluss des zu bestrahlenden Gutes
beeinflusst. Das Drosselorgan kann ein sich über die Breite der Aufgabevorrichtung
erstreckender, im Abstand zur Trommeloberfläche einstellbarer Flachschieber sein.
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Damit die Aufgabevorrichtung insbesondere für körniges Gut geeignet
ist,
kann sie mindestens eine Stufe aufweisen zur Vergleichmässigung der statischen Druckhöhe
im unteren Bereich der Aufgabevorrichtung bei unterschiedlichen Füllhöhen.
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Eine solche Stufe besteht vorzugsweise aus einer Platte, die sich
quer zur Flussrichtung des Gutes erstreckt und den Strömungsquerschnitt des Gutes
teilweise einschränkt.
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Bei einer bevorzugten Ausfffhrungsform der Vorrichtung findet die
Bestrahlung mittels Elektronenstrahlung statt, die von einem Elektronenstrahlerzeuger
stammt, dessen Elektronenstrahl in einer Radialebene der Trommel pendelt.
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Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend
anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Bestrahlungsvorrichtung
gemäss der Erfindung, die als Dosiermittel eine Dosierwalze aufweist; Fig. 2 einen
Längsschnitt durch eine Bestrahlungsvorrichtung mit einem Dammbalken als Dosiermittel;
Fig. 3 einen Grundriss der Vorrichtung in der Richtung III-III in Fig. 2; Fig. 4
ein Detail der Vorrichtung nach Fig. 3.
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Gemäss Figur 1 ist eine hohle Transporttrommel (Trommel) 1 mit horizontaler
Achse auf zwei Lagerböcken 2 gelagert; sie wird durch einen nicht gezeichneten Motor
in Richtung des Pfeiles 3 angetrieben. Ueber der Trommel 1 ist eine Aufgabevorrichtung
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für körniges Gut angeordnet, dessen Unterteil gebildet ist durch
einen Trichter 5 mit einer Vorderwand 6, einer Rückwand 7 und zwei Seitenwänden
8. Als körniges Gut kommt beispielsweise Getreide in Frage, das durch die Bestrahlung
entwest oder in deren Keimfähigkeit beeinflusst werden soll. In den Seitenwänden
8 des Trichters 5 ist eine rauhe, zylindrische Dosierwalze 10 gelagert, die durch
nicht gezeichnete Mittel in Richtung des Pfeils 11, d. h. gleichsinnig zur Trommel
1, angetrieben ist. Der Bereich der Dosierwalze 10, der der Trommel gegenüberliegt,
bewegt sich daher mit einem Geschwindigkeitsvektor, der keine positive Komponente
in Drehrichtung der benachbarten Trommeloberfläche aufweist. In Drehrichtung der
Trommel 1 gesehen, folgt an ihrer Oberfläche auf den Bereich, in welchem die Dosierwalze
10 wirksam ist, eine Bestrahlungszone 12, in der ein das Gut durchdringender Strahl,
z. B. ein Elektronenstrahl 13, der von einem Tubus 14 eines (nicht gezeichneten)
Elektronenstrahlerzeugers ausgeht, entlang einer Mantellinle der Trommel 1 zwischen
den Seitenwänden 8 pendelt.
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An die Bestrahlungszone 12 anschliessend folgt ein Bereich der Trommel
1, in dem zwei seitliche Führungen 15 das Gut in der axialen Ausbreitung auf der
Trommel begrenzen. Schliesslich folgt ein trichterförmiger Abstreifer 17, der das
Gut von der Trommeloberfläche entfernt und aufnimmt und gegen eine Klappe 16 leitet.
Diese Klappe 16 ist schwenkbar an einer Wand 18 abgestützt; sie lässt sich durch
(nicht gezeichnete) Stellmittel aus der strichpunktiert gezeichneten Stellung in
eine ausgezogen
gezeichnete, mit 16' bezeichnete, zweite Stellung
schwenken.
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Die Wand 18 trennt einen Rückförderkanal 19 von einem Kanal 20, der
zum Abführen bestrahlten Gutes dient. Der Rückförderkanal 19 ist über eine Förderleitung
22 mit einer Mündung 23 im oberen Teil der Aufgabevorrichtung 4 verbunden. Oberhalb
dieser Mündung 23 ist die Aufgabevorrichtung 4 schräg nach rechts versetzt. Sie
weist oben eine durch zwei Klappdeckel 24 und 25 verschliessbare Oeffnung grossen
Querschnitts auf, durch welche zu bestrahlendes Gut eingefüllt wird.
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Im Bereich 26 des Versatzes der oberen Vorderwand 27 der Aufgabevorrichtung
4 ist ein Stutzen 28 grossen Querschnitts angeordnet, der in einen vertikalen Teil
29 mit einem Ventilator 30 übergeht. Im Trichter 5 ist ein Stützblech 32 angeordnet,
das bei voller Aufgabevorrichtung 4 einen Teil des Gewichtes des Gutes trägt. Durch
diese oder ähnliche Mittel, wie die schräge und gestufte Anordnung der Vorderwand
6, wird die Aufgabevorrichtung 4 geeignet zur Aufnahme und zeitlich und örtlich
gleichmässigen Verteilung von Bestrahlungsgut körnigen Charakters auf der Trommel
1 vor der Dosierwalze 10. An der Rückwand 7 des Trichters ist ein über deren ganze
Breite sich erstreckender Schieber 34 vorgesehen, der durch einen L-Balken 35 abgestützt
ist und sich hinsichtlich der Trommel 1 bzw. der Vorderwand 6 verschieben lässt.
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Im Betrieb der Einrichtung wird die Aufgabevorrichtung 4 bei offenen
Klappdeckeln 24 und 25 mit zu bestrahlendem Gut gefüllt.
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Dieses Gut rinnt auf die Trommel 1 in den Bereich zwischen der
Vorderwand
6 des Trichters 5 und der Dosierwalze 10. Die Trommel 1 trägt das Gut in den Zwickel
36 zwischen Trommel und Dosierwalze und gegen den Spalt 37 zwischen beiden; dabei
wird durch die rauhe Dosierwalze 10 das über die Spaltbreite hinaus anstehende Gut
laufend in Richtung des Schiebers 34 zurückgekämmt.
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Es bildet sich somit auf dem Scheitel der Trommel 1 eine Schicht 38
gleichmissiger Dicke, die in der Bestrahlungszone 12 bestrahlt und über den Trichter
17 bei sich in der strichpunktiert gezeichneten Lage befindlicher Klappe 16 in den
Kanal 20 geleitet wird, durch welchen das Gut als bestrahlt abgeführt wird. Setzt
der Elektronenstrahl 13 aus oder funktioniert die Ablenkvorrichtung des Elektronenstrahlerzeugers,
die den Strahl pendeln lässt, nicht, so wird die Klappe 16 in die ausgezogen gezeichnete
Lage 16' geschwenkt, so dass das Gut aus dem Trichter 17 in den Rückförderkanal
19 fällt. Der Ventilator 30 saugt bei geschlossenen Klappdeckeln 24, 25 über den
Rückförderkanal 19, die Förderleitung 22 und die Mündung 23 Luft an, durch welche
das Gut in den oberen Bereich des Trichters 5 gefördert wird. Dort erweitert sich
der Querschnitt für die Strömung der angesaugten Luft sehr stark, so dass die Luftkräfte
nicht mehr genügen um das Gut zu tragen; es fällt somit aus der Strömung und in
den Trichter 5.
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Die Dosierwalze 10 kann, wie gezeichnet, mit Längsrillen 10' versehen
sein. Die Oberfläche kann aber auch sonstwie aufgerauht sein, beispielsweise durch
Randrierung, oder sie kann Borsten tragen. Der Schieber 34 gestattet, den Trichter
5 auf
die Eigenschaften und Abmessungen des Gutes abzustimmen,
indem er auf einen bestimmten Abstand zur Oberfläche der Trommel 1 eingestellt wird.
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In der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 ist die Trommel 1
in zwei Lagerkörpern 40 gelagert, die an je zwei vertikalen U-Profilen 41 mittels
Schrauben 42 befestigt sind. Die U-Profile 41 tragen ferner über Winkeleisen 43
Seitenwände 44 eines Trichters 45 zur Aufnahme des zu bestrahlenden Gutes. In Schlitzen
46 der Seitenwände 44 ruhen Arme 47 bzw. 47' eines Dammbalkens 48 der sich in Längsrichtung
der Trommel 1 erstreckt. Der zum 47' ist durch einen horizontalen Schlitz gegabelt.
In diesem Schlitz endet eine Schubstange 50, deren eines Auge durch einen vertikalen
Bolzen 51 mit dem Arm 47' verbunden ist. Das andere Auge der Schubstange 50 sitzt
auf einem Rurbelzapfen 53, der aus einer Scheibe 54 nach oben auskragt. Die Scheibe
54 ist, zusammen mit einem Kegelrad 55 auf einer Welle 56 befestigt, die in Lagern
57 und 58 in vertikaler Stellung gelagert ist. Das Kegelrad 55 kämmt mit einem Kegelrad
60, das, mit einer Keilriemenscheibe 61 zusanunen, auf einem Wellenstumriel 62 der
Trommel 1 aufgekeilt ist. Die Keilriemenscheibe 61 wird von einem Getriebemotor
65 über zwei Keilriemen 66 angetrieben.
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In den anströmseitigen Ecken zwischen dem Dammbalken 48 und den Seitenwänden
44 ist, an diesen Seitenwänden befestigt, je ein Keilkörper 70 angeordnet, dessen
etwa horizontale Unterseite 70' mit der Unterkante des Dammbalkens 48 fluchtet.
An der Trommel 1 kann ferner, etwa wie in Figur 1 dargestellt, ein Abstreifer für
das Gut angeordnet sein.
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Im Betrieb der Vorrichtung wird, ähnlich wie für Figur 1 beschrieben,
durch den Trichter 45 körniges Gut vor den Dammbalken 48 gespeist. Es staut sich,
von der rotierenden Trommel 1 mitgenommen, am Dammbalken auf und nur eine durch
den Abstand der Unterkante 48' des Dammbalkens zur Trommel 1 in der Dicke bestimmte
Schicht des körnigen Gutes gelangt in die Bestrahlungszone 72. Der Dammbalken 48
wird durch den Kurbeltrieb 50, 53 in Längsrichtung der Trommel 1 schwingend bewegt,
wobei Ansätze zu Brückenbildung im Gut zwischen der vrommeloberflache und der Anströmkante
des Dammbalkens 48 laufend zerstört werden. lfie die Dosierwalze 10 nach Fig. 1,
bewegt sich auch der Bereich des Dammbalkens 48, der der Trommel 1 gegenüberliegt,
mit einem zeitlich sich ändernden Geschwindigkeitsvektor, der aber keine positive
Komponente in Drehrichtung der benachbarten Trommel oberfläche aufweist. Die Amplitude
der Schwingungsbewegung ist vorzugsweise mindestens von der Grösse der grössten
Abmessung eines Kornes. Die mittlere Geschwindig'ceit der Schwlngungsbewegung des
Dammbalkens ist vorzugsweise 'kleiner als die Jmfangsgeschwindigkeit der Trommel.
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Um die Reibung der Körner am Dammbalken 48 in dessen Längsrichtung
zu erhöhen, kann der Dammbalken an seiner Vorderseite aufgerauht sein, beispielsweise
durch Vertikalrillen 74. Die Keilkörper 70 verhindern, dass bei der Schwingung des
Dammbalkens 48 Körner in den periodisch sich erweiternden und verschmälernden Spalt
zwischen der Verteilkante des Dannbalkens und der benachbarten Seitenwand 44 eingeklemmt
werden. Zweckmässig
ist diese Kante des Dammbalkens von der Rückseite
her angeschrägt, wie in Figur 4 mit 75 angedeutet. Die Keilkörper 70 bestimmen im
Nahbereich der Seitenwände die Schichtstärke des zu bestrahlenden Gutes.