DE3010768A1

DE3010768A1 - Dosieranordnung mit rotierender foerderschnecke

Info

Publication number: DE3010768A1
Application number: DE19803010768
Authority: DE
Inventors: Rolf Olsson
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1980-10-02
Also published as: SE7902584L; SE416890B; FR2451710B1; FR2451710A1; NL8001699A; GB2046225A; DK123080A; GB2046225B; US4322021A

Description

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Dosieranordnung mit rotierender Förderschnecke

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit einem Austragskanal, der mit einem Trichter in Verbindung steht, sowie einer Schnecke, die im kreiszylindrischen Teil des Kanals das auszugebende Gut von der Zufuhrleitung zu einem Auslaß fördert. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Dosiervorrichtung für die Tierfütterung und daher bezieht sich die folgende Beschreibung im wesentlichen auf dieses Anwendungsgebiet. Die Erfindung ist jedoch überall dort unmittelbar anwendbar, wo eine genaue Volumendosierung mittels einer Schnecke oder ein präzises Schließen eines Schneckenförderers gefordert ist.

Mit Schrauben oder Schnecken arbeitende, in Ställen bzw. auf Fütterungswagen eingesetzte Volumendosiervorrichtungen werden oft verwendet, da sie etwas billiger und einfacher sind als Gewichtsdosierer. Gewöhnlich werden waagerechte oder aufwärts gerichtete Zufuhrkanäle mit durchweg offenen Auslässen verwendet. Da das Gut aus diesen Einrichtungen pulsierend austritt, muß man eine gewisse üngenauigkeit der Dosierung in Kauf nehmen, die sich aus dem gelegentlichen Anhalten der Schnecke ergibt. Ein weiterer Nachteil eines offenen Zufuhrkanals bei der Tierfütterung ist, daß die Tiere, indem sie die Vorrichtung bzw. die Stallanlagen schlagen oder stoßen, mit gewissem Erfolg Futter

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auch zwischen den Fütterungszeiten aus der Vorrichtung herausbefördern können, so daß die Dosierungsgenauigkeit weiter sinkt und die Anlage beschädigt wird.

Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man vorgeschlagen, Dosiervorrichtungen mit verschiedenen Verschlußeinrichtungen zu versehen.

Um einen Futteraustritt zu verhindern, nachdem die Schraube zum Stillstand gekommen ist, schlägt die DE-PS 1 966 367, die eine Ausgabevorrichtung mit waagerechter Schraube betrifft, vor, am Ende des Speiserohrs eine zylindrische Verschlußvorrichtung vorzusehen, die mittels einer Steuereinrichtung konzentrisch um das Speiserohr herum gedreht werden kann. Die DE-PS 1 216 005 beschreibt ebenfalls eine Ausgabevorrichtung mit waagerechter Schraube, deren Auslaßende einfach mit einem vertikal betätigbaren Verschluß versehen ist. Abgesehen davon, daß diese am Speiserohr befestigten Verschlüsse eine verhältnismäßig umständliche Steuerung erfordern, um sie selbsttätig mit der Förderschraube zu synchronisieren, läßt sich der von der pulsierenden Ausgabe verursachte Unsicherheitsbereich mit ihnen nur teilweise einschränken.

Auch Voluir.endosiervorrichtungen mit Förderschrauben und einem vertikalen oder abwärts geneigten Austragsohr sind vorgeschlagen worden, um das pulsierende Austreten des Austragguts zu vermeiden. Als Verschlüsse hat man hierzu am Austragsrohr schwenkbar oder verschiebbar angebrachte Türen bzw. Schieber vorgeschlagen. Diese Lösung ist im allgemeinen nicht angenommen worden, da zusätzlich zum bereits erwähnten Problem der Synchronisierung der Verschlußeinrichtung mit der Schraube sich die gewünschte Dosiergenauigkeit nie erreichen ließ in-

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folge von Ansammlungen des Austragguts auf den Verschlußteilen unter der Schraube sowie zwischen dem Verschluß und der Innenwand des Austragskanals während des Schließvorgangs.

Es sind auch Dosiervorrichtungen mit vertikaler Schraube und axialen Verschlußeinrichtungen bekannt, die nicht am Rohr, sondern an der Schraube befestigt sind. Hierzu sei auf die US-PS 2 699 272 verwiesen, nach der die Verschlußeinrichtung eine kreisrunde Scheibe aus elastischem Material ist, die auf der Schraubenwelle sitzt. Das Funktionsprinzip dieser Anordnung ist, daß der beim Drehen der Schraube entstehende Förderdruck die Scheibe nach unten biegt, so daß sich an der Rohrinnenflache eine ringförmige Öffnung bildet. Das gleiche Prinzip offenbart die SW-PS 308 483, nach der jedoch der Hauptzweck der biegsamen Scheibe ist, eine Sperre zu bilden, die einen Druckausgleich zwischen dem mit dem Einlaß der Förderschraube verbundenen Raum und dem mit dem Auslaß der Förderschraube verbundenen Raum zu verhindern. Zusätzlich dazu, daß die nach diesem Prinzip gebildeten Austragöffnungen für die meisten Dosieranwendungen im allgemeinen zu klein sind und auch die gewünschte Genauigkeit nicht zulassen, basieren sie auf einem Vorgang, der bei der Dosierung von Futtermitteln auf jeden Fall zu vermeiden ist, nämlich der Kompression des Futterguts. Man weiß, daß eine Kompression des Futterkonzentrats und vieler anderer Materialien Änderungen der Massendichte verursacht, und zwar abhängig davon, wo entlang der Förderschraube das Material sich befindet; weiterhin verstärkt sich die immer unerwünschte Neigung zu einer Aufteilung des Förderguts zu verschiedenen Teilchenfraktionen.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Volumendosiervorrichtung mit Schraube anzugeben,deren Förderkanal mit einer Verschlußeinrichtung versehen ist, die im Betrieb sicher

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ist und eine verbesserte Dosiergenauigkeit ergibt. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Dosiervorrichtung, die eine Volumendosierung in einem vertikal bzw. abwärts gerichteten Schraubenförderkanal erlaubt. Ein weiteres Ziel ist, eine Volumendosiervorrichtung mit einer Schraube und einer Verschlußeinrichtung anzugeben, die sich auf einfache Weise mit der Schraube koppeln läßt, um den Auslaßkanal selbsttätig zu öffnen, wenn die Schraube anläuft, und selbsttätig zu schließen, wenn die Schraube anhält.

Diese Ziele lassen sich nach der vorliegenden Erfindung erreichen mit einer Dosiervorrichtung der oben erwähnten Art. Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube an ihrem Austragende mit einem Element zusammenwirkend konstruiert ist, das sich betrieblich mit der Schraube drehen kann, um den Förderkanal in einer ersten Stellung des Elements bezüglich der Schraube zu schließen, und das weiterhin, wenn die Fütterung begonnen werden soll, betätigbar ist und dann relativ zur Schraube aus der ersten in eine zweite Stellung sich bewegt, in der sich eine bezüglich der Schraube feste öffnung bildet und in der es mit der Schraube dreht, und schließlich in die erste Stellung zurückgeht, wenn die Fütterung beendet wird.

Da die Verschlußeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit der Förderschraube selbst verbunden ist, sind auf elegante Weise die Gefahren eines Verstopfens und die öffnunes- und Schließprobleme vermieden, die die bei den statischen Verschlußeinrichtungen unter der Förderschraube befindlichen Elemente wie Schieber, Schmetterlingsventile usw. aufwerfen. Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung ist daher die vorteilhafte Ausnutzung der Tatsache, daß der aus dem drehenden wendeiförmigen Förderpfad in einem vertikalen oder abwärts geneigten Schraubenförderer ausgetragene Fördergutstrom

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über den Schneckenquerschnitt zeitlich nicht gleichmäßig verteilt ist; vielmehr erfolgt das Austragen des Förderguts hauptsächlich aus einem wirksamen Teil des Querschnitts, der mit der Schraube dreht. Indem man die mit der Schraube verbundene Verschlußeinrichtung bei arbeitender Schraube in eine Stellung bringt, in der der wirksame Teil des Querschnitts offen ist, erhält man ein fast ungestörtes Austragen des Förderguts und die Auslaßfläche wird nicht oder fast nicht eingeschränkt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Verschlußeinrichtung aus einer kreissektorförmigen Scheibe, die zwischen einer Offen- und einer Schließlage bewegbar gelagert ist. Die Scheibe läßt sich auch in Axialrichtung ab- und aufwärts faltbar anordnen, aber diese Anordnung würde einige der oben in Verbindung mit den am Rohr angebrachten Verschlußeinrichtungen erwähnten Nachteile mit sich bringen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist stattdessen die sektorförmige Scheibe um die Schraubenachse schwenkbar gelagert. Der Sektorwinkel der Schraube ist zweckmäßigerweise etwa 180°, da dann der kreisrunde Austragsquerschnitt zu zwei fast gleichen Sektoren unterteilt wird, d.h. einem zu öffnenden Sektor und einem immer geschlossenen Sektor, so daß man eine Austragsöffnung erhält, die so groß wie möglich ist.

Die Erfindung soll nun am Beispiel einer bestimmten Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, in der die

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine einfache Dosiervorrichtung, und die

Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der Verschlußeinrichtung

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im Förderkanal der Vorrichtung nach Fig. 1 von unten zeigt.

Die Volumendosiervorrichtung nach der Fig. 1 hat einen Aufgabetrichter 1, dessen unteres Ende in einen kreiszylindrischen Förderkanal 2 übergeht, an dessen unteres Ende sich ein konischer Auslaß 3 anschließt. Koaxial mit dem Förderkanal 2 ist eine Schraube 4, 5 gelagert; sie besteht aus einer rohrförmigen Hohlwelle 4 sowie einer wendelförmig geführten Klinge bzw. Schnecke 5,die auf dem unteren Ende der Hohlwelle 4 angebracht ist und mit dem Förderkanal 3 zusammenwirkt .

Durch die Hohlwelle 4 der Schraube und frei beweglich relativ zu dieser verläuft eine mittels einer an ihrem unteren Ende befestigten sektorförmigen Scheibe 7 und einer an ihrem oberen Ende befestigten Antriebseinrichtung 8 gelagerte Antriebswelle 6 und trägt die Förderschraube; das Antriebselement 8 ist in einem Element 9 drehbar gelagert, das im oberen Teil des Trichters 1 befestigt ist. Ein auf die kegelförmige Antriebseinrichtung 8 aufgewickeltes Seil 10 ist mit einem Ende über eine Feder 11 am Trichter festgelegt. Die Anschläge 12,

13 sind auf dem Seil 10 beiderseits der Antriebseinrichtung vorgesehen, um die gewünschte Zufuhrbewegung einzustellen.

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung der Scheibe 7 bezüglich der Schraube 4, 5, um den Speisekanal 2 zu schließen und zu öffnen. Etwa 180° von der radial verlaufenden Kante 14 der Schnekke ist die Schnecke mit einem vertikalen Flansch 16 versehen, der von der Hohlwelle 4 radial zum Umfang der Schraube und in Axialrichtung aus der Höhe der Kante 14 bis zur Schnecke 5 hinauf verläuft, so daß ein Sektor 15 zwischen der Endkante

14 und dem Flansch 16 entsteht, wenn die Scheibe 7 in die

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AntriebsStellung gebracht wird; diese Stellung ist in Fig. 2 gezeigt. Die etwa halbkreisförmige Scheibe 7 ist an ihrem mittigen rohrförmigen Teil 17 mit einem Bolzen 18 auf der Antriebswelle 6 festgelegt. Die Scheibe ist weiterhin an einer ihrer Radialkanten und an der Schraube zugewandten Seite mit einem Ansatz 19 versehen, der, wenn die Scheibe 7 sich in der Antriebsstellung befindet und der Sektor 15 geöffnet ist, sich an den Flansch 16 anlegt, und so die Schraube 4, 5 antreibt. Der Ansatz 19 läuft auch auf einen entsprechenden Ansatz 20 auf der Radialkante 14 der Schnecke auf, wenn die Scheibe 7 in die Ruhelage zurückkehrt und die Austragsöffnung 15 schließt.

Es soll nun die Arbeitsweise der in Fig. 1 und 2 gezeigten Dosiervorrichtung erläutert werden. Der Dosiervorgang beginnt, wenn das Seil 10 gezogen wird. Infolge der Reibung des Futterguts im Trichter 1 bewegt die Schraube 4, 5 sich nicht, während die Scheibe 7, die leichter zu bewegen ist, von der Antriebswelle 6 etwa eine halbe Umdrehung gedreht wird, bis ihr Ansatz 19 den Flansch 16 auf der Schnecke erreicht und der Durchlaßsektor 15 zwischen dem Flansch 16 und der Radialkante 14 der Schraube geöffnet wird. Dann wird die Schraube für eine begrenzte Anzahl von Umdrehungen gedreht, die sich aus der Lage des Anschlags 12 auf dem Seil 10 bestimmt. So lange die Förderbewegung sich fortsetzt, dreht der Sektor 15 mit der Schraube 4, 5. Gibt man das Seil 10 frei, zieht die gespannte Feder 11 es in die Ausgangslage zurück, so daß zunächst die verhältnismäßig leicht bewegbare Antriebswelle 6 und die Scheibe 7 etwa eine halbe Umdrehung in der der Förderbewegung entgegengesetzten Richtung laufen, bis der Ansatz 18 den Ansatz 19 auf der Schraube erreicht« Infolge der Reibung am Futtergut im Trichter 1 kann die Federkraft die Schraube nicht drehen, wickelt aber stattdessen das Seil

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10 auf die konische Antriebseinrichtung auf, bis es vom Anschlag 13 angehalten wird, d.h. wenn die Ausgangslage erreicht worden ist. Die konische Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 8 erleichtert das Ab- und Aufwickeln des Seils.

Das oben beschriebene Beispiel betrifft eine extrem einfache handbetätigte Dosiervorrichtung, deren Antrieb allgemein nur aus einem unmittelbar auf die Antriebswelle der Schraube gewickelten Seil besteht. Obgleich die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sich mit beliebigem Antrieb ausführen läßt, enthält diese beispielhafte Ausführungsform bereits sämtliche wesentlichen Eigenschaften der Erfindung. Nach einer allgemeineren Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebswelle und das an ihr befestigte Verschlußelement über eine beliebige geeignete mechanische Kupplung mit einem selbsttätigen oder Handantrieb verbindbar, der zu Beginn des Förderintervalls oder während eines bestimmten Zeitraums die Schraube eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen durchlaufen läßt. Um das Schließelement/die Antriebswell relativ zur Schraube aus der Förder- in die Schließstellung zurückzubringen, wenn der Antrieb kein Antriebsmoment mehr liefert, ist eine Rückführfeder zwischen die Antriebswelle oder das Schließelement und die Schnecke geschaltet.

Eine solche einfachere Dosiervorrichtung mit einem Handseil zur Handdosierung läßt sich erreichen, indem man mit der Antriebswelle der Schraube ein Antriebsrad freilaufkuppelt, auf das das Handseil aufgewickelt ist. Indem man das Seil abzieht, dreht man das Antriebsrad sowie auch die Antriebswelle, während bei freigegebenem Seil das Antriebsrad, das mit der Antriebswelle freilaufgekuppelt ist, unter der Kraft der speziellen Rückführfeder in der entgegengesetzten Richtung dreht, so daß das Seil wieder aufgewickelt wird.

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Leerseite

Claims

Postfack, S-147 00 Tumba, Schweden

Patentansprüche

1J Dosiervorrichtung mit einem mit einem Trichter in Verbindung stehenden Austragskanal sowie einer in einem kreiszylindrischen Teil des Kanals arbeitenden Förderschraube, die das Austragsgut zu einem Auslaß des Austragskanals fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschraube (4, 5) an ihrem Auslaßende π it einem Element (7) zusammenwirkend konstruiert ist, das betrieblich mit der Schraube drehen kann, um in einer ersten Stellung relativ zur Schraube den Austragskanal (2) zu schließen, und, wenn ein Austrags- bzw. Dosiervorgang beginnen soll, relativ zur Schraube aus der ersten in eine zweite Stellung, in der es eine Öffnung (15) bildet, die bezüglich der Schraube festliegt und mit dieser dreht, und schließlich in die erste Stellung zurücklaufen kann, wenn der Austragsvorgang beendet wird.

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2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (4, 5) an ihrem Auslaßende so konstruiert ist, daß das auszutragende Fördergut nur durch einen vorbestimmten Auslaßsektor (15) hindurchtreten kann, der mit der Schraube im kreisrunden Querschnitt des Austragskanals (2) dreht, und daß das Element (7) aus einer Scheibe besteht, die den Sektor (15) in der ersten Stellung sperrt und in der zweiten Stellung öffnet.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Förderschraube aus einem zentralen Hohlrohr und einer wendelförmig geführten Schnecke bzw. Klinge besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragssektor (15) zwischen der radialen Endkante (14) der Schnecke und einem Flansch (16) verläuft, der radial vom Hohlrohr (4) der Schnecke zum Schnekkenumfang sowie axial von der Höhe der Endkante (14) bis hinauf in die Berührung zur Schnecke (5) verläuft.
4. Dosiervorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7) koaxial mit der Schraube (4, 5) um das Hohlrohr (4) aus der ersten in die zweite Stellung drehbar ist.
5. Dosiervorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7) auf der Antriebswelle (6) befestigt ist, daß die Antriebswelle koaxial mit der Schraube (4, 5) angeordnet und mit einer Antriebseinrichtung (10, 8) verbindbar ist, und daß das Element (7) gemeinsam mit der Antriebswelle (6) unter einem Drehmoment aus der Antriebseinrichtung (10, 8) zunächst relativ zur Schraube (4, 5) frei in die zweite Stellung des Elements (7) drehen und dann die Schraube mitnehmen und schließlich, wenn das

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Drehmoment entfällt, von einer Rückführfeder (11) gedreht werden, so daß das Element (7) in die erste Stellung zurückkehrt .
6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (10, 8) ein Seil (10) aufweist, das auf eine mit der Antriebswelle verbundene Antriebseinrichtung (8) gewickelt und in einer der auszutragenden Fördergutmenge entsprechend einstellbaren Länge ausziehbar ist.
7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (8) ein auf der Antriebswelle (6) befestigtes konisches Element ist, daß das Seil auf das konische Element aufgewickelt ist und mit dem einen freien Ende aus einer Ausgangslage herausgezogen werden kann, während das andere Ende über die Rückführfeder (11) an einem ortsfesten Punkt festgelegt ist, wobei die Federkraft der Rückführfeder die Welle (6) und das Element (7) in die erste Stellung zurückführen kann, wenn das Seil, nachdem es herausgezogen worden ist, freigegeben wird, aber die Schraube (4, 5), die infolge der Reibung der Federkraft widersteht, nicht bewegen kann, während das Seil (10) sich auf das konische Element (8) reibschlüssig mit diesem zurück in die Ausgangslage aufwickelt.

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