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Dosierapparat für Schüttgut
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Die Erfindung betrifft einen Dosierapparat für Schüttgut nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Der Dosierapparat eignet sich zum Dosieren eines pulverförmigen Schüttgutes.
Er kann in der Pulvermetallurgie, in der chemischen, pharmazeutischen, Nahrungsmittelindustrie
und in anderen Industriezweigen eingesetzt werden und wird für ein Plasmaaufdampfen
und ein Einkristallzüchten nach dem Verneuil-Verfahren verwendet.
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Es ist bereits ein Dosierapparat für ein Schüttgut (SU-PS 300 968)
bekannt, der einen mit einer auswechselbaren netzBörmigen Scheidewand mit Zellen
verschiedener Größe versehenen Bunker, ein Fördergebläse für das Schüttgut mit Löchern
für die Zufuhr von Gas bzw. Arbeitsmittel und einen magnetelektrischen Schwinger
aufweist.
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Bei einem derartigen Dosierapparat wird die Zellengröße der netzförmigen
Scheidewand so- gewählt, daß das der netzförmigen Scheidewand zugeführte Schüttgut
ein Gewölbe über den Zellen bildet. Das dem Bunker durch die Löcher des Fördergebläses
über der Scheidewand zugeführte Gas und die durch den magnetoelektrischen Schwinger
erzeugten Schwingungen führen zur Ausbildung einer Wirbelschicht
über
der netzfönnigen Scheidewand, was einen periodischen Durchgang des Schüttgutes durch
die Zellen bedingt.
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Ueannt ist außerdem ein Dosierapparat für ein Schüttgut (SU-PS 587
332), der einen mit einem Arbeitsmittel, beispielsweise mit einem Gas, gefüllten
Bunker mit einer auswechselbaren netzförmigen ltustritts-Scheidewand und mit einer
Scheidewand, die den Bunker in eine obere und eine untere Zone trennt, die miteinander
kommunizieren, eine Regelungseinrichtung für die Zufuhrung des Schüttgutes zur netzförmigen
Scheidewand, einen Schwingungserzeuger für das Arbeitsmittel und einen als Verteiler
ausgeführten Wellenleiter aufweist, der die Schwingungen des Arbeitsmittels an das
Schüttgut vermittelt, den Schwingungserzeuger mit der unteren Zone des Bunkers verbindet
und auf der Seite der Zuführung des Schüttgutes zur netzförmigen Scheidewand liegt.
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Bei diesem Dosierapparat wird die Zellengröße der netzförmigen Scheidewand
so gewählt, daß das Schüttgut ein Gewölbe über den Zellen bildet. Die durch den
Schwingungserzeuger über der Schicht des Schüttgutes hervorgerufenen Schwingungen
schaffen eine Wirbelschicht über der netzförmigen Scheidewand in der unteren Zone
des Bunkers, wodurch eine Dosierung des Gutes zustandekommt.
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Bei einem solchen Dosierapparat wird die Ausbildung der Wirbelschicht
des Gutes durch eine hohe Energiebündelüng in den Schwingungen des Arbeitsmittels
gewahrleistet, was die Einstellung eines geringen Durchsatzes des Gutes verhi.ndert.
Darüber hinaus ist die Wirbelschicht ungleichmäßig über der Höhe, was die Dosiergenauigkeit
für das Git herabsetzt.
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Schließlich ist nocl ein Dosierapparat bekannt (SU-PS 242 438), der
einen mit einem Arbeitsmittel, beispielsweise mit einem Gas, gefüllten Bunker mit
einer ausechselbaren netzfö migen Austrittsscheidewand, eine
Regelungseinrichtung
für die Zuführung des chüt tgute zur netzförmigen Scheidewand, einen Schwingungserzeuger
für das Arbeitsmittel und einen Wellenleiter aufweist, der den Schwingungserzeuger
mit dem Bunker verbindet und auf der Seite der Zuführung des SchüttgSltes zur netzförmigen
Scheidewand liegt.
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Bei diesem Dosierapparat wird die Zellengröße der netzförmigen Austritts-Scheidewand
so gewählt, daß das Schüttgut ein Gewölbe über den Zellen bildet. Die durch den
Erzeuger über der Schicht des Schüttgutes-hervorgerufenen Schwingungen des Arbeitsmittels
zerstören dieses Gewölbe, was zum Durchgang des Gutes durch-die Zel len der netzförmigen
Scheidewand führt. Bei dem bekamnten Dosierapparat ist die Schicht des Schüttgutes
auf dr netzförmigen Scheidewand ungleichmäßig über der Höhe.
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Ein Teil der Schwingungsenergie des Arbeitsmittels wird durch diese
Schicht des Gutes aufgenommen, was die Dosiergenauigkeit herabsetzt und den Bereich
für den Durchsatz des Gutes einengt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dosierapparat für
Schüttgut der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Erhöhung der Dosiergenauigkeit
für das Gut und eine Erweiterung des Bereiches für den Durchsatz des Gutes durch
Erzeugung von Gegentaktschwingungen des Arbeitsmittels über und unter der netzförmigen
Scheidewand sichert.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Dosierapparat für Schüttgut
mit einem mit einem Arbeitsmittel gefüllten Bunker mit einer auswechselbaren netzförmigen
Austritts-Scheidewand, mit einer Regelungseinrichtung für die Zuführung des Schüttgutes
zur auswechselbaren netzförmigen Austritts-Scheidewand, mit einem Schwingungserzeuger
für das Arbeitsmittel und mit mindestens einem Wellenleiter, der den Druckschwingungserzeuger
für das Arbeitsmittel mit dem Bunker verbindet und auf der Seite der Zuführung des
Schüttgutes zur netzförmigen Scheide-
wand liegt, 'erfindungsgemäß
durch mindestens einen weiteren Wellenleiter gelöst, der den Druckschwingungserzeuger
für das Arbeitsmittel mit dem Bunker verbindet und auf der Seite der Abführung des
Schüttgutes aus dem Bunker liegt und für eine Vermittlung der Schwingungen des Arbeitsmittels
an das Schüttgut in Gegenphase zu den Schwingungen des Arbeitsmittels sorgt, die
über den auf der Seite der Zuführung des Schüttgutes liegenden Wellenleiter geleitet
werden.
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Zweckmäßigerweise sind die Wellenleiter Baugruppen, die die Schwingungsamplitude
des Arbeitsmittels regeln. Der Bunker kann Elemente aufweisen, die ein Eindringen
des Schüttgutes in den Schwingungserzeuger für das Arbeitsmittel verhindern und
an den Anschlußstellen der Wellenleiter am Bunker angeordnet sind.
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Die Erfindung erlaubt es, die Dosiergenauigkeit zu erhöhen und den
Bereich für den Durchsatz des Schüttgutes zu erweitern.
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Die Benutzung des erfindungsgemäßen Dosierapparates gestattet es,
beispielsweise Einkristalle hochscsmelzender Werkstoffe aus einem pulverförmigen
Rohstoff nach dem Verneuil-Verfahren in bester Qualität zu erhalten.
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Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Dosierapparates
für Schüttgut; Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1; Fig. 3 einen Schwingungserzeuger
für das Arbeitsmittel in Form eines durch eine Membran getrennten Raums; Fig. 4
einen Schwingungserzeuger für das Arbeitsmittel in Form eines Kolbenzylinders und
Fig. 5 einen Schwingungserzeuger für das Arbeitsmittel mit zwei autonomen Rciumen
mit Membranen.
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Der Dosierapparat für SchUttgu' hat einen mit eincra Arbeitsmittel
3 gefüllten Bunker 1 (Fig. 1), der eine auswechselbare netzförmige Austritts-Scheidewand
2 au:f'-weist und eine RegelungseinricItung 4 für die Zuführeng des Schüttgutes
5 zur netzförmigen Scheidewand 2. Der Dosierapparat hat weiterhin einen Schwingungserzeuger
(; für das Arbeitsmittel 3 und mindestens einen Wellenleiter 7, der die Schwingungen
de Arbeitsmittels 3 an das Schüttgut 5 vermittelt, den Schwingungserzeuger 6 mit
dem Bunker 1 verbindet und auf der Seite der Zuführung des Schüttgutes 5 zur netzförmigen
Scheidewand 2 liegt.
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Der Dosierapparat hat außerdem noch mindestens einen Wellenleiter
8, der den Schwingungserzeuger 6 mit dem Bunker 1 verbindet und auf der Seite der
Abführung des Schüttgutes 5 aus dem Bunker 1 liegt und für eine Vermittlung der
Schwingungen des Ärbeitsmittels 3 an das Schüttgut 5 in Gegenphase zu den über den
Wellenleiter 7 übertragenen Schwingungen sorgt.
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Die Regelungseinrichtung 4 hat einen Behälter 9 zur Aufbewahrung des
Schüttgutes und einen mit einem verbundenen Zellenradspeiser 10 für die Zuführung
des Schüttgutes 5 zum Bunker 1.
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Im Bunker 1 sind Elemente II angeordnet, die ein Eindringen des Schüttgutes
5 in den Schwingungserzeuger 6 verhindern und an den Anschlußstellen der Wellenleiter
7, 8 am Bunker 1 liegen. Jedes Element 11 ist beispielsweise in Form eines Netzes
ausgeführt.
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Der Dosierapparat hat einen Standzeiger 12 für das Schüttgut 5 im
Bunker 1, dessen Ausgang mit einem Antrieb 13 des Speisers 10 gekoppelt ist.
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Die Wellenleiter 7, 8 bilden Baugruppen 14, beispielsweise Drosselventile,
die die Schwingungsamplitude des Arbeitmittels regeln.
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In Fig. 3 ist ein Schwingungserzeuger 6 für das Arbeitsmittel in Form
eines Raumes 15 mit einer schwingenden
Nembran 16 und mit einem
Antrieb 17 der.Membran 16 gezeigt, die in diesem Raum 15 eingeschlossen sind. Die
Ausgänge 18, 19 des Schwingungserzeugers 6 sind auf verschiedenen Seiten der Membran
16 angeordnet.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante eines Sch,..ringungs erzeugers
6, der einen Zylinder 20 aufweist, in dem ein Kolben 21 untergebracht ist, dessen
Stange 22 mit einem Antrieb 23 gekoppelt ist. Die Ausgänge 18, 19 des Schwingungserzeugers
6 sind der Oberseite bzw. Unterseite des Kolbens 21 zugeordnet.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Schwingungserzeugers 6,
der zwei Räume 15 mit Membranen 16 und einen gemeinsamen Antrieb 17 aufweist, der
für Gegentaktschwingungen der Membranen 16 sorgt. Die Ausgänge 18 und 19 des Schwingungserzeugers
6 liegen jeweils auf der einen Saite der Membranen 16.
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Der Dosierapparat für Schüttgut arbeitet wie folgt: In den Behälter
9 (Fig. 1) der Regelungseinrichtung 4 wird das Schüttgut 5 eingebracht, das durch
den Speiser 10 in den Bunker 1 auf die auswechselbare netzförmige Austritts-Scheidewand
2 geliefert wird. Der mit dem Antrieb 13 des Speisers 10 verbundene Standzeiger
12 (Fig. 2) des Schüttgutes 5 sichert eine vorgegebene Schichthöhe des Schüttgutes
5 auf der netzförmigen Scheidewand 2. Der Schwingungserzeuger 6 (Fig. 1) ) für das
Arbeitsmittel 3 sendet über die Wellenleiter 7 und 8 pulsierende Schwingungen des
Arbeitsmittels 3, deren Amplituden in Gegenphase liegen. Dadurch werden im Bunker
1 auf der Seite der Zuführung des Schüttgutes 5 und auf der Seite der Abführung
des Schüttgutes 5 pulsierende Gegentaktschwingungon des Arbeitsmittels 3 erzeugt.
Die Schwingungen des Arbeitsmittels 3 bewirken einen Durchtritt des Schüttgutes
5 durch die netzförmige Scheidewand 2. Außerdem reißen die im Volumen des Bunkers
1 über der Scheidewand 2 erzeugten Schwingungen des Arbeitsmittels 3 die Teilchen
des Gutes 5 von den Arbeitsflächen
des Speisers 10 und von den
Wänden' des oberen Teils des Bunkers 1 mit. Die netzförmien'Elemente 11 verhindern
eint Eindringen des Gutes 5 in den Schringungserzeuger 6. Die Baugruppen 14 ermöglichen
die zinL stellung der erforderlichen Schwingungsamplitude des Arbeitsmittels 3 im
Bunker 1 im Raum auf der Seite der Zuführung des hutes 5 zur netzförmigen Scheidewand
2 und der erforderlichen Schwingungsamplitude des Arbeitmittels 3 im Raum auf der
Seite der Abführung des Schüttgutes 5.; Die Erweiterung des Bereiches für den Durchsatz
des Gutes 5 und die Erhöhung der Dosiergenauigkeit für dieses Gut sind dadurch bedingt,
daß für ein konlcretes Gut 5 die Schw3ngfrequenzen für das Arbeitsmittel 3 und die
Schichthöhe des Gutes 5 auf der netzförmigen Scheidewand 2 gewählt werden, die die
Schichtfläche des Gutes 5 einebneni während die Schwingungen des Arbeitsmittels
3 unter der Scheidewand 2 das -Gewölbe über den Zellen der Schçidewand 2 zerstoren,
wodurch die Dosierung des Gutes^5 gesichert wird. Hierbei erfolgt eine gleichmäßige
Dosierung selbst bei minimaler Schwingungsamplitude, da die Schicht des Schüttgutes
5 über die netzförmige Scheidewand 2 gleichmäßig verteilt wird, wahrend die Energie
der unter der Scheidewand 2 erfolgenden SchwingWngen des Arbeitsmittels 3 für die
Zerstörung des Gewölbes über den Zellen der Scheidewand 2 verbraucht wird. Da die
Schwingungen über der Schicht des Gutes 5 und-darunter in Gegenphase liegen, wird
die Backeigensc,haft des Gutes 5-verringert, was gleichfalls die Dosiergenauigkeit
erhöht und den Bereich für den Durchsatz des Gutes 5, insbesondere für Pulver mit
einer niedrigen Schüttbarkeit, erweitert. Mit steigender Schwingungsamplitude des
Arbeitsmittels 3 nimmt der Durchsatz des Gutes 5 zu.
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Bei großen Schwingungsamplituden des Arbeitsmittels 5 bildet sich
im bunker 1 eine stabile über der W;>'he gleichmäßige Wirbelschicht des Gutes
5 über der netz-
förmigen Scheidewand 2 aus.
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Ferner reißen die im Volumen des Bunkers 1 unter der Scheidewand 2
erzeugten Schwingungen des Arbeitsrnittels 3 die Teilchen des Gutes 5 von den Arbeitsflächen
des w£'eron Teiles des Bunkers 1 mit, was die Dosiergenauig keit für das Gut 5 ebenfalls
e-rhöht. Der Schvingungserzeuger G (Fig. 3) für das Arbeitsmittel 3 ist dabei der
Raum 15 mit der vom Antrieb 17 in Schwingbewegung gesetzten Membran 16.
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Bei den Schwingungen der Membran 17 sind die Pulsationen des Arbeitsmittels
3 im Raum über der Membran 17 und im Raum unter dieser nach dem Absolutwert gleich
und nach dem Vorzeichen entgegengesetzt. Die Schwingungen des Arbeitsmittels 3 werden
über die Ausgänge 18 und 19 mit Hilfe der Wellenleiter 7 und 8 (Fig. 1) an entsprechende
Teile des Bunkers 1 vermittelt-, wo die Schwingungen des Arbeitsmittels 3 auf das
Gut 5 einwirken, wodurch dessen Dosierung gewährleistet wird.
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Der Schwingungserzeuger 6 (Fig. 4) für das Arbeitsmittel 3 ist ein
Zylinder 20 mit dem Kolben 21, dessen Stange 22 mit dem Antrieb 23 gekoppelt ist.
Bei einer hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 21 sind die Drücke im Zylinder
vor und hinter dem Kolben näch dem Vorzeichen entgegengesetzt. Die Schwingungen
des Arbeitsmittels 3 werden über die Ausgänge 18 und 19 mit Hilfe der Wellenleiter
7 und 8 (Fig. 1) an entsprechende Teile des Bunkers 1 vermittelt, wo die Schwingungen
des Arbeitsmittels 3 auf das Gut 5 einwirken, wodurch dessen Dosierung gewährleistet
wird. Bei dem Schwingungserzeuger 6 (Fig. 5) für das Arbeitsmittel 3 in Form von
zwei autonomen Räumen 15 mit schwingenden Membranen 16, die in Bewegung vom Antrieb
17 gesetzt werden, sind die Schwingungen des Arbeitsmittels ; an den Ausgängen 18
und 17 phasenentgegengesetzt, weil der Antrieb 17 mit einer in Fig. 5 nicht gezeigten
Schaltung vcrbunden ist, die für die Gegentaktschwingungen der Membranen 16 sorgt.
Die Schwingungen des Arbeitsmittels 3 werden über die Wellenleiter 7 und 8 (Fig.
1) an ent-
sprechende Teile des Bunkers 1 vermittelt, wo die Schwingungen
des Arbeitsmittels 3 auf das Gut 5 einwirken, wodurch dessen Dosierung gewährleistet
wird.