DE2830491C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Ausgabe von teilchenförmigem festen Material, mit einer Aufbereitungskammer mit einem oberen Aufnahmeein­ laß und einem Ausgabeauslaß, einer ersten Förderwendel, welche in der Kammer angeordnet ist und sich zu dem Aus­ laß erstreckt und eine schraubenlinienförmig verlaufende Schaufel zum Fördern des Materials bei der Drehung der Förderwendel zum Auslaß hin aufweist, einer zweiten größeren offenen Förderwendel, welche koaxial zu der ersten Förderwendel zur Aufbereitung und Förderung des Materials in die erste Förderwendel bei der Drehung der zweiten Förderwendel angebracht ist und welche konzen­ trisch zu der ersten Förderwendel und diese überlappend angeordnet ist.

Es ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von hochviskosem Material bekannt (US-PS 36 40 509), bei welcher zwei im wesentlichen schraubenlinienförmige Mischgebilde vorhanden sind, deren Schaufeln als Ab­ streifer ausgebildet sind, die sich radial nach außen bis zu einer Stelle nahe der Innenfläche der Wand des zugehörigen Behälters erstrecken. Die Mischschaufeln oder Abstreifer der beiden Gebilde greifen ineinander, wenn diese in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden. Eine solche Vorrichtung dient lediglich zum Mischen und sie ist nicht in der Lage, eine Dosier­ funktion auszuüben. Generell ist sie nicht dazu geeig­ net, teilchenförmiges festes Material abzugeben.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Behandeln von Pulpen oder Schlämmen bekannt (US-PS 26 10 033), bei welcher Wärme schnell und wirksam auf das zu behandelnde Material über­ tragen werden soll, ohne dieses Material zu beeinträch­ tigen. Die bekannte Vorrichtung weist zwei in einem Be­ hälter nebeneinander angeordnete Förderwendeln auf, die in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden. Jede Förderwendel weist zwei Mischbänder in Form von schrauben­ linienförmig gebildeten Metallstreifen auf, die in einem Abstand von 180° zueinander angeordnet und an ihren beiden Enden am Umfang der Förderwendel befestigt sind. Die Schraubenlinie der Mischbänder kann in der gleichen Rich­ tung wie die Schraubenlinie der Förderwendel, oder aber auch entgegengesetzt dazu verlaufen, und die Steigung der Mischbänder ist größer als die Steigung der Förder­ wendeln. Auch diese bekannte Vorrichtung ist nicht in der Lage, eine Dosierfunktion auszuüben, und auch nicht dazu geeignet, teilchenförmiges festes Material abzugeben.

Es sind schließlich auch Vorrichtungen zur Aufbereitung und Ausgabe von teilchenförmigem festen Material der einleitend genannten Art bekannt (US-PS 31 86 602 und 34 39 836). Diese bekannten Vorrichtungen sind besonders gerichtet auf Materialsteuerung und zuverlässige genaue volumetrische Dosierung, besonders im unteren volumetri­ schen Bereich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der ein­ leitend genannten Art derart auszuführen, daß auch für größere Volumina, besonders für einen mittleren volume­ trischen Bereich, gute Materialsteuerung und zuverlässige genaue volumetrische Zumessung oder Dosierung erhalten wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß eine dritte offene Förderwendel vorgesehen ist, welche seitlich neben der zweiten Förderwendel und parallel zu dieser angebracht ist und im wesentlichen denselben Durch­ messer wie die zweite Förderwendel hat, daß der obere Auf­ nahmeeinlaß sich über einen Bereich erstreckt derart, daß das teilchenförmige feste Material direkt in die zweite und die dritte Förderwendel über im wesentlichen deren gesamte Länge fließt, und daß eine Einrichtung vorge­ sehen ist, um die erste und die zweite Förderwendel in einer Richtung und die dritte Förderwendel in der ent­ gegengesetzten Richtung mit einem vorbestimmten Ge­ schwindigkeitsverhältnis zueinander zu drehen.

Durch die Verwendung der dritten Förderwendel kann der Aufnahmeeinlaß derart gestaltet werden, daß das zu be­ handelnde Material direkt der zweiten und der dritten Förderwendel zugeführt wird. Die zweite und die dritte Förderwendel arbeiten zusammen und erzeugen innere Kräfte, die in der Aufbereitungskammer eine "lebendige" Masse aus teilchemförmigem Material bilden und aufrecht­ erhalten. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist be­ sonders geeignet zur Begünstigung des Produktflusses und der anschließenden Förderung selbst in hohem Maße schwie­ rig zu handhabender trockener Bestandteile. Sie ist be­ sonders wirksam zur Handhabung einer Vielzahl von schwierig zu handhabenden Zusatzstoffen für Kunststoffe, Nahrungsmittel, Chemikalien und dergleichen Industrie­ stoffe, besonders zur Handhabung derselben bei niedrigen Geschwindigkeitsraten.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Vorrichtung zur Aufbereitung und Ausgabe von teilchenförmigem festen Material in einer Konstruktion, welche von der erfindungsgemäßen Konzeption Gebrauch macht,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1, wobei die Bewegung des in der Vorrichtung behandelten Materials gezeigt ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, wobei die Antriebseinrichtung für die Förderschraubenwendeln gezeigt sind, und

Fig. 4 einen Schnitt im vergrößertem Maßstab entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2 enthält die Vorrichtung zur Aufbereitung und Aus­ gabe von teilchenförmigem festen Material eine Aufbereitungs­ kammer 10 mit einem oberen Materialeinlaß 12 und einem Ausgabe­ auslaß 14. Eine erste Förderschraubenwendel 16 ist in der Kammer angebracht und erstreckt sich zu dem Auslaß hin, wobei sie wesentlich durch eine Auslaßleitung 18 verläuft. Diese Auslaß­ leitung bietet dem Auslaßende der ersten Förderschraubenwendel wenigstens teilweise eine Abstützung. Die erste Förderschrauben­ wendel 16 weist typisch eine schraubenlinienförmig verlaufende Schaufel zum Vortreiben des Materials zu dem Auslaß hin bei der Drehung der Wendel auf.

Eine zweite größere, offene Schraubenförderwendel 20 ist ko­ axial zu der ersten Förderwendel zum Fördern des Materials in die erste Förderwendel bei der Drehung der zweiten Förderwendel angeordnet. Die zweite Förderwendel ist konzentrisch zu der ersten Förderwendel angeordnet und überlappt diese. Die zweite Förderwendel weist einen Abschnitt 22 mit umgekehrter Steigung gegenüber der der ersten Förderwendel auf, so daß eine Bewe­ gung des Materials in der Kammer 10 im Gegenstrom zu der Rich­ tung erzeugt wird, in welche es von der ersten Förderwendel be­ wegt wird.

Eine dritte offene Förderschraubenwendel 24 ist seitlich neben der zweiten Förderwendel 20 angeordnet und verläuft parallel zu dieser. Die dritte Förderwendel 24 hat im wesentlichen den­ selben Durchmesser wie die zweite Förderwendel und weist einen Abschnitt 26 auf, der in der einen Steigung verläuft, sowie einen anderen Abschnitt 28 mit der entgegengesetzten Steigung, so daß benachbarte Abschnitte der zweiten und der dritten Förder­ wendel umgekehrt zueinander verlaufende Steigungen haben. Es ist ersichtlich, daß die Förderschraubenwendeln vergleichbar sind mit der Schraubenwendel eines Schlangenbohrers.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Antreiben der ersten und der zweiten Förderwendel 16, 20 in der einen Richtung und zum Antreiben der dritten Förderwendel 24 in der entgegenge­ setzten Richtung. Die Antriebseinrichtung umfaßt einen Gleich­ strommotor 30, welcher ein Reduktionsgetriebe 32 antreibt. Wie am besten aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, werden durch das Reduktionsgetriebe 32 eine erste Antriebswelle 34, welche an die erste Förderwendel 16 gekuppelt ist, und über ein Zahnrad 35, welches an der Antriebswelle 34 festgelegt ist, ein Zahnrad 37 angetrieben, welches an einer mittleren oberen Gegenwelle 39 angebracht ist. Ein Zahnrad 41, welches auf der Gegenwelle 39 an­ gebracht ist, treibt seinerseits ein Zahnrad 45 an, welches auf einer zweiten konzentrischen Antriebswelle 36 befestigt ist, durch welche die zweite Förderwendel 20 angetrieben wird. Von dem Zahnrad 41 wird auch ein Zahnrad 43 angetrieben, welches an einer dritten Antriebswelle 40 zum Antreiben der dritten Förderwendel 24 angebracht ist. Das Zahnrad 41 treibt somit die Zahnräder 43 und 45 mit derselben Geschwindigkeit, jedoch in entgegengesetzte Richtungen. Es ist ersichtlich, daß die drei Antriebswellen wie auch die Gegenwelle parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Ferner ist ersichtlich, daß alle diese drei Förderwendeln in genauer Anordnung miteinander ge­ trieblich gekuppelt sind, wobei ihre Geschwindigkeit von einem einzigen Gleichstrommotor gesteuert wird. Das Geschwindigkeits­ verhältnis zwischen den Förderwendeln wird bestimmt von den speziellen Handhabungsmerkmalen des Materials in Abhängigkeit von der Dichte und der Ausgaberate des Bestandteils oder der Bestandteile, welche zugemessen werden. Normalerweise werden die zweite und die dritte Förderwendel in entgegengesetzte Rich­ tungen mit derselben Geschwindigkeit angetrieben, während die erste Förderwendel in derselben Richtung wie die zweite Förder­ wendel, jedoch mit einer größeren Geschwindigkeit angetrieben wird.

Übliche Lagerteile sind vorgesehen für die Antriebswellen der Förderwendeln. Die erste Antriebswelle 34 ist bei 46 gelagert, die zweite konzentrische Antriebswelle 36 bei 48 und die dritte Antriebswelle 40 bei 50. Es ist ersichtlich, daß die zweite und die dritte Förderwendel auskragend angebracht sind, weil es nicht erforderlich ist, das Außenende abzustützen.

Bei einigen Installationen ist es erwünscht, einen einstückigen Fördertrichter 52, Fig. 2, am oberen Aufnahmeeinlaß 12 der Aufbereitungskammer 10 für die Beschickung der Kammer vorzusehen.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, hat die Aufbereitungskammer 10 eine im wesentlichen rechteckige Gestalt, wobei die Förder­ wendeln im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden der Kammer verlaufen. Die Kammer ist mit ausgerundeten Ecken 54 zwischen den Seitenwänden und dem Boden versehen. Wie aus Fig. 2 ersicht­ lich nehmen die zweite und die dritte Förderwendel 20, 24 je­ weils annähernd die Hälfte des Volumens der Aufbereitungskammer ein. Durch diese Förderwendeln werden innere Kräfte erzeugt, welche eine "lebende" Materialmasse innerhalb der Fördervor­ richtung aufrechterhalten. Während des Betriebs fördern, wie durch die Pfeile in Fig. 2 gezeigt, die zweite und die dritte Förderwendel 20, 24 das Material nach innen und unten zu dem Mittelteil der Kammer hin. Durch diesen Vorgang werden seiner­ seits nach oben gerichtete Kräfte entlang den Seitenumfangs­ teilen der Kammer erzeugt, so daß im wesentlichen eine innere Rotationsströmung entsteht, durch welche eine zwangsläufige Fließbewegung gewährleistet ist. Anschließend wird bei gewähr­ leisteter Nachlieferung durch das Zusammenwirken der konzen­ trisch angeordneten ersten und zweiten Förderwendel 16, 20 ein sehr hoher Grad an Zumeßdurchsatz erreicht.

In einigen Ausführungsformen ist es erwünscht, das Durchrühren in der Aufbereitungskammer 10 zu verstärken, indem kleine Platten oder Schaufelteile 56 am Umfang der zweiten und der dritten Förderwendel 20 bzw. 24 befestigt werden.

Es ist aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, daß durch die Erfindung eine neue und verbesserte Vorrichtung zur Durchmischung, Aufbereitung und anschließend Zumessung von teilchenförmigem festen Material geschaffen ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Aufbereitung und Ausgabe von teilchen­ förmigem festen Material, mit einer Aufbereitungs­ kammer (10) mit einem oberen Aufnahmeeinlaß (12) und einem Ausgabeauslaß (14), einer ersten Förderwendel (16), welche in der Kammer angeordnet ist und sich zu dem Auslaß erstreckt und eine schraubenlinienförmig verlaufende Schaufel zum Fördern des Materials bei der Drehung der Förderwendel zum Auslaß hin aufweist, einer zweiten größeren offenen Förderwendel (20), welche koaxial zu der ersten Förderwendel zur Aufbe­ reitung und Förderung des Materials in die erste Förderwendel bei der Drehung der zweiten Förderwendel angebracht ist und welche konzentrisch zu der ersten Förderwendel und diese überlappend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte offene Förderwendel (24) vorgesehen ist, welche seitlich neben der zweiten Förderwendel (20) und parallel zu dieser angebracht ist und im wesentli­ chen denselben Durchmesser wie die zweite Förder­ wendel hat, daß der obere Aufnahmeeinlaß (12) sich über einen Bereich erstreckt derart, daß das teilchen­ förmige feste Material direkt in die zweite (20) und die dritte (24) Förderwendel über im wesentlichen deren gesamte Länge fließt, und daß eine Einrichtung (30 bis 45) vorgesehen ist, um die erste (16) und die zweite (20) Förderwendel in einer Richtung und die dritte Förderwendel (24) in der entgegengesetzten Richtung mit einem vorbestimmten Geschwindigkeits­ verhältnis zueinander zu drehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite (20) und die dritte (24) Förderwendel von dem vom Ausgabeauslaß (14) entfernt liegenden Ende frei vorragend bzw. auskragend angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite (20) und die dritte (24) Förderwendel jeweils einen ersten Teil haben, der eine Steigung hat, die zu der Steigung eines zweiten Teiles von ihnen entgegengesetzt ist, und benachbarte bzw. nebeneinanderliegende Teile der zweiten und der dritten Förderwendel mit Bezug auf einander entgegen­ gesetzte Steigung haben.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Förderwendel (20) einen ersten Teil, dessen Steigung zu der Steigung der ersten Förder­ wendel (16) umgekehrt ist, um Gegenstrombewegung des Materials in der Kammer (10) mit Bezug auf die Richtung hervorzurufen, die dem Material durch die erste Förderwendel erteilt wird, und einen zweiten Teil aufweist, dessen Steigung entgegengesetzt zu der Steigung des ersten Teiles ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgabeauslaß (14) eine Ausgabeleitung (18) umfaßt, welche außerhalb der Kammer (10) angeordnet ist, und daß die erste Förderwendel (16) sich wenig­ stens um ein wesentliches Stück in die Leitung hinein erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (30 bis 45) zur Drehung der Förderwendeln (16, 20, 24) die Förderwendeln derart antreibt, daß Material nach innen und unten zu dem zentralen Teil der Kammer zwischen der zweiten und der dritten Förderwendel und nach oben entlang den Außenumfangsseiten der Kammer in Bereichen benachbart der zweiten und der dritten Förderwendel gefördert wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zur Drehung der Förderwendeln ein Getriebe (32) und einen Einzelmotor (30) zum An­ treiben aller drei Förderwendeln (16, 20, 24) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Förderwendel (20) und die dritte Förder­ wendel (24) an ihrem Umfang jeweils eine Mehrzahl von Schaufelteilen aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Aufnahmeeinlaß (12) der Aufbereitungs­ kammer (10) ein Zuführtrichter einstückig angebracht ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungskammer (10) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, und die Förderwendeln (16, 20, 24) im wesentlichen parallel zu den Seiten­ wänden der Kammer verlaufen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zur Drehung der Förderwendeln einen Motor (30), ein Reduktionsgetriebe (32), welches von dem Motor angetrieben ist, eine erste Antriebs­ welle (34), welche an die erste Förderwendel (16) an­ geschlossen ist und welche von dem Reduktionsge­ triebe angetrieben wird, eine Gegenwelle (39) mit einem fest an dieser angebrachten Zahnrad (37), welches von einem Zahnrad (35) der ersten Antriebswelle ange­ trieben ist, eine zweite Antriebswelle (36), welche konzentrisch zu der ersten Antriebswelle zur Ab­ stützung der zweiten Förderwendel (20) angeordnet ist, eine dritte Antriebswelle (40), welche an die dritte Förderwendel (24) gekuppelt ist, ein Zahnrad (41), welches fest auf der Gegenwelle zum Antreiben eines fest auf der zweiten Antriebswelle angeordneten Zahnrades (45) in der einen Richtung und zum Antrei­ ben eines fest auf der dritten Antriebswelle ange­ brachten Zahnrades (43) in der entgegengesetzten Richtung angebracht ist, aufweist, und daß die An­ triebswellen parallel zueinander angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Teile der zweiten (20) und der dritten (24) Förderwendel das teilchenförmige feste Material von den Enden der Kammer (10) weg in Richtung gegen einen mittleren Teil der Kammer fördern.