DE3226526A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONVEYING AND MEASURING SOLIDS - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR CONVEYING AND MEASURING SOLIDSInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von teilchenförmigen Feststoffen in großtechnischen industriellen Verfahren.The present invention relates generally to an apparatus and method for conveying particulate Solids in large-scale industrial processes.
Die vorliegende Erfindung findet eine besondere Anwendung bei großtechnischen industriellen Verfahren zur Behandlung von Kohle oder ölschiefer, wo große Mengen an festen Materialien zu verschiedenen Vorrichtungen und BereichenThe present invention has particular application in large-scale industrial processes for treatment from coal or oil shale, where large amounts of solid materials to various fixtures and areas
des Verfahrens innerhalb einer besonderen Anlage gefördert und abgemessen werden müssen.of the process must be conveyed and measured within a special system.
Gegenwärtig werden typischerweise Schraubenförderer bei großtechnischen industriellen Operationen zum Transport und zur Abmessung von Feststoffen benützt. Z.B. werden bei der Verarbeitung von Ölschiefer und Kohle Schraubenförderer oft spezifiziert zum Einführen des rohen kohlenstoffhaltigen Materials in eine Verfahrensvorrichtung. Obwohl die üblichen Schraubenförderer in der Industrie weit verbreitet eingesetzt werden, sind sie notorisch bekannt für Probleme, die herrühren vom Verstopfen infolge des Verkeilens von festem Material zwischen der Außenseite der Schraubengänge und der Wanne oder dem Gehäuse, innerhalb dem die Schraube rotiert. Sobald das feste Material oder die Feststoffe innerhalb des typischen Schraubenförderers zu verkeilen und zu verstopfen beginnen, erhöht die fortgesetzte Rotation der Schraube den Druck und die Kompaktierung der Feststoffe am Ort der Stockung, bis ein hochkompaktierter Pfropfen gebildet wird. Der Schraubenförderer fährt fort sich zu drehen, bis der zusammengepreßte Pfropfen oder das massive Feststoffmaterial so groß wird, daß das Aufnahmevermögen des Antriebsmotors für Verdrehungskräfte überschritten wird. An diesem Punkt kann die Verstopfung nur auf eine Weise aus einem typischen Schraubenförderer entfernt werden, nämlich durch Auseinanderbauen und Entfernen der Schraube aus ihrem Gehäuse.Today, screw conveyors are typically used in large-scale industrial operations for transportation and used to measure solids. For example, screw conveyors are used when processing oil shale and coal often specified for introducing the raw carbonaceous material into a process device. Even though the usual screw conveyors are widely used in the industry, they are notoriously well known for problems resulting from clogging due to the wedging of solid material between the outside the screw threads and the trough or housing within which the screw rotates. Once the solid material or the solids within the typical screw conveyor start to wedge and clog increases the continued rotation of the screw increases the pressure and compaction of the solids at the point of congestion until a highly compacted plug is formed. The screw conveyor continues to rotate until it is compressed Plug or the massive solid material becomes so large that the capacity of the drive motor for torsional forces is exceeded. At this point the constipation can occur There is only one way to remove it from a typical screw conveyor, and that is by disassembling it and removing the screw from its housing.
Um ein schwerwiegendes Verstopfen von Schraubenförderern zu verhindern, sind schon Scherstifte in das Schraubenfördererantriebssystem eingesetzt worden zur Verhinderung einer übermäßigen Belastung und eines Verstopfens des Schraubenförderers·. Diese Stifte sind zum Scheren vor dem Auftreten einer harten Belastung konstruiert, um ein hartes Kompaktieren und Verstopfen in dem Schraubengehäuse zu vermeiden. Auf diese Weise wird die Reinigung des Schraubenbeschickungsförderers leichter gemacht, da ein schweres Kompaktieren und Verstopfen des Fördererrohrs eliminiert wird aufgrund der Scherung desTo prevent serious clogging of screw conveyors, shear pins are already included in the screw conveyor drive system has been used to prevent excessive loading and clogging of the screw conveyor ·. These pins are designed to shear prior to severe loading to avoid hard compaction and clogging to avoid in the screw housing. This makes cleaning the screw feeder easier, since heavy compaction and clogging of the conveyor pipe is eliminated due to the shear of the
Stifts vor der Entwicklung einer exzessiven Verdrehungskraftbelastung auf die Schraube. Dennoch neigen die Schraubenförderer immer noch zum Verstopfen und müssen jedesmal, wenn ein Scherungsstift gebrochen ist, vollständig gereinigt werden. Dazu kommt, daß Scherungsstifte, die während des Betriebs des Schra'ubenbeschickungsförderers kontinuierlich beansprucht und belastet werden, vorzeitig brechen können, schon bei einer Belastung, die bei der Förderung von Feststoffen gewöhnlich auftritt.Prior to the development of an excessive torsional force load on the screw. However, the screw conveyors still tend to clog and have to every time a shear pin is broken, should be cleaned completely. In addition, the shear pins, which during the Operation of the screw feeder conveyor are continuously stressed and loaded, can break prematurely, even with a load that usually occurs when pumping solids.
Der unterbrechende Zusammenbruch eines Schraubenförderers aufgrund von Verstopfen oder anderen Systemfehlern ist nicht nur zeitaufwendig, sondern auch sehr kostspielig wegen des Shutdown der ganzen Verarbeitungsanlage, die aus einem solchen Zusammenbruch des Fördersystems resultiert. Dementsprechend ist es offensichtlich, daß gegenwärtig ein Bedarf nach einem nicht verstopfenden Verfahren und einer Vorrichtung zum Fördern und Abmessen von festen Materialien besteht.The intermittent breakdown of a screw conveyor due to clogging or other system failures is not only time consuming but also very costly because of the shutdown of the entire processing plant that resulting from such a breakdown in the conveyor system. Accordingly, it is evident that currently a Need for a non-clogging method and apparatus for conveying and metering solid materials consists.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt zum Fördern und Abmessen von festen Materialien und insbesondere teilchenförmigen Feststoffen mit vermindertem Verstopfen der Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung beruht auf einer neuen Fördervorrichtung oder Pumpe, die ein Pumpengehäuse mit einem Einlaß, einem Auslaß und einem Durchgangsweg zur Verbindung des Einlasses mit dem Auslaß umfaßt. Der Durchgangsweg wird durch eine Reibungstreibwand, die relativ zum Pumpengehäuse von dem Einlaß gegen den Auslaß beweglich ist und durch eine Wandung gegenüber der Reibungstreibwandung gebildet. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß die Reibungstreibwandung eine größere Oberfläche zum Kontaktieren und Fördern der Feststoffe als die Oberfläche der gegenüberliegenden Wandung hat. Auf diese Weise übt die Reibungstreibwandung (friction drivewall) Reibungs-The present invention provides an improved apparatus and method for conveying and Metering of solid materials, and particularly particulate solids, with reduced clogging of the device. The present invention is based on a new conveyor or pump that has a pump housing an inlet, an outlet and a passageway for connecting the inlet to the outlet. The passage way is movable from the inlet towards the outlet relative to the pump housing by a frictional drift wall is and formed by a wall opposite the friction friction wall. An essential feature of the present invention is that the friction friction wall has a larger surface area for contacting and conveying the solids than the surface area the opposite wall has. In this way, the friction drivewall exercises
treibkräfte auf die durch den Gehäuseeinlaß eingeführten Feststoffe aus, die die Reibungswiderstandskräfte, die durch die gegenüberliegende Wandung auf die Feststoffe ausgeübt werden, übersteigt, so daß die Netto-Reibungstreibkräfte die Feststoffe nach vorwärts zum Auslaß hin fördern.driving forces on the solids introduced through the housing inlet that affect the frictional drag forces that cause the are exerted by the opposite wall on the solids, so that the net frictional driving forces convey the solids forward to the outlet.
Als ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung wird das feste Material kompaktiert oder zusammengepreßt entweder vor oder innerhalb des Durchgangswegs bis zu einem genügenden Ausmaß, so daß das feste Material einige der Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist. Als ein Ergebnis wird das feste Material halbhydrostatisch in der Natur, so daß die Reibungskräfte, die durch die Triebwandung ausgeübt werden, die gesamte Masse des festen Materials durch den Durchgangsweg fördern, und zusätzlich kann, da nur wenig oder kein Schlupf zwischen der Reibungstreibwandung und der halbhydrostatischen festen Masse besteht, die Menge des festen Materials nach den üblichen Methoden abgemessen werden.As another feature of the present invention, the solid material is either compacted or compressed in front of or within the passageway to a sufficient extent that the solid material exhibits some of the properties a liquid. As a result, the solid material becomes semi-hydrostatic in nature, so that the Frictional forces, which are exerted by the drive wall, promote the entire mass of the solid material through the passage, and in addition, there can be little or no There is slippage between the friction friction wall and the semi-hydrostatic solid mass, the amount of solid Material can be measured according to the usual methods.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird als im wesentlichen nicht verstopfend angesehen, da es von der kreuzschneidenden oder kreuzlaufenden Wirkung des Blattes eines Schraubenförderers wegkommt. Beispielsweise wird i"h einem Schraubenförderer in dem Maße, in dem die Menge an Blockage ansteigt, die Menge einer Reibungskraft entgegen der Strömung des festen Materials entwickelt. In der vorliegenden Erfindung wachsen, sobald Blockage aufzutreten beginnt, die Reibungskräfte an wie in einem Schraubenförderersystem; jedoch erhöht die Erhöhung der Reibungskraft bloß die Triebkraft, die von der Reibungstreibwandung geliefert wird und die zu einem Ansteigen der Kräfte zum Bewegen des festen Pfropfens durch den Durchgangsweg führt. Natürlich kann in schweren Fällen die Blockage groß genug sein, so daß die Verdrehungkraft- oder Kraftfähigkeiten des Motors, der die Reibungstreibwandung ant.reibt,The method and apparatus of the present invention Invention is considered to be essentially non-clogging since it is derived from the cross-cutting or cross-cutting Effect of the blade of a screw conveyor comes away. For example, i "h is a screw conveyor to the extent that in which the amount of blockage increases, the amount of frictional force against the flow of solid material developed. In the present invention, once blockage begins to occur, the frictional forces increase as in a screw conveyor system; however, increasing the frictional force merely increases the driving force exerted by the frictional friction wall and which leads to an increase in the forces to move the solid plug through the passageway. Of course, in severe cases, the blockage can be large enough that the torsional force or force capabilities of the motor driving the friction drive wall,
überschritten werden wird. Als ein besonders Merkmal der vorliegenden Erfindung wird in Situationen, wo Blockage auftritt, anstelle den gesamten Pumpenapparat auseinandernehmen zu müssen, Vorsorge getroffen zum Einstellen der gegenüberliegenden Wandung im Vergleich zur Reibungstreibwandung, um die Querschnittsfläche des Durchgangswegs zu erhöhen, so daß der Pfropfen des die Pumpe verstopfenden festen Materials auf leichte Weise entfernt werden kann.will be exceeded. As a particular feature of the present invention is used in situations where blockage occurs, instead of having to dismantle the entire pump apparatus, provision has been made to adjust the opposite wall compared to the friction friction wall in order to increase the cross-sectional area of the passageway so that the plug of solid material clogging the pump can be easily removed.
Die vorliegende Erfindung stellt daher eine geeignete Vorrichtung und ein Verfahren zum Fördern von Feststoffen bereit, das nicht verstopfend ist, da sich die Treibwandung in derselben Richtung bewegt wie der Strom des festen Materials wie entgegengesetzt zu einer üblichen Schraubenfördervorrichtung mit Blättern, die den Fluß des festen Materials kontinuierlich kreuzschneiden. Weiter verhindert die Kompaktierung des festen Materials durch die Pumpe jegliche Blasen von Gas oder Produktmaterial, welches während der Einführung des kohlenstoffhaltigen Materials in ein Vorerhitzer- oder Retortensystem verloren werden kann.The present invention therefore provides a suitable apparatus and method for conveying solids ready, which is non-clogging as the drift wall moves in the same direction as the flow of the fixed one Material as opposed to a usual screw conveyor with blades that control the flow of solid Cross-cut material continuously. It also prevents the solid material from being compacted by the pump any bubbles of gas or product material released during the introduction of the carbonaceous material can be lost in a preheater or retort system.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt:The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing; it shows:
Fig. 1 eine Querschnittsteilansicht einerFig. 1 is a partial cross-sectional view of a
bevorzugten Feststoffpumpe (der Schnitt ist durch die Ebene I-I der Fig. 2 gelegt),preferred solids pump (the section is through the plane I-I of FIG placed),
Fig. 2 eine Teilansicht der Fig. 1 in derFIG. 2 is a partial view of FIG. 1 in FIG
Ebene II-II,Level II-II,
Fig. 3 eine Teilansicht der bevorzugten Pumpe,3 is a partial view of the preferred pump,
die einen einstellbaren Durchgangswegschuh zeigt, der auf seine inwärtigeshowing an adjustable walk-through shoe that clicks on its inward
oder hoch zusammendrückende Position bewegt ist,or high compressing position is moved,
Fig. 4 eine Teilansicht ähnlich der Fig. 2,FIG. 4 is a partial view similar to FIG. 2,
die die Pumpe.in der hochkompaktierenden Position zeigt,which shows the pump in the highly compact position,
Fig. 5 ein vertikaler Ausschnitt aus derFIG. 5 is a vertical section from FIG
Ebene V-V der Fig. 1,Plane V-V of Fig. 1,
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht6 is an exploded perspective view
des Treibrotors und des einstellbaren Durchgangswegsschuhs und the drive rotor and the adjustable passage shoe and
Fig. 7 ein alternatives einstellbares SchuhFigure 7 shows an alternative adjustable shoe
ausführungsform.execution form.
Eine bevorzugte Pumpe der Erfindung wird allgemein bei 10 in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Pumpe 10 ist konstruiert zum Fördern von festem Material, wie z.B. Sand, ölschiefer, Kohle und irgendwelchenandereiteilchenförmigen festen Materialien. Die Pumpe 10 schließt grundsätzlich einen Reibungstreibrotor 12 ein, der montiert ist innerhalb des Gehäuses 14, Einlaß 16, Auslaß 18 und eines gegenüberliegenden einstellbar-en Schuhs 20. Beim Betrieb wird Feststoffmaterial eingeführt durch Schwerkraftbeschickung oder irgendeine andere positive Druckmaßnahme durch den Einlaß 16 in den Durchgangsweg 22 zwischen dem Reibungstreibrotor 12 und dem gegenüberliegenden einstellbaren Schuh 20. Der Reibungstreibrotor 12 treibt das Feststoffmaterial durch den Durchgangsweg 22 und in den Auslaß 18 und aus der Pumpe 10. Nach dieser grundsätzlichen Beschreibung der Pumpe und ihrer Wirkungsweise folgt eine detailliertere Beschreibung der bevorzugten beispielsweisen Merkmale.A preferred pump of the invention is shown generally at 10 in FIGS. The pump 10 is constructed for conveying solid material such as sand, oil shale, coal and any other particulate solid Materials. The pump 10 basically includes a friction drive rotor 12 mounted within of housing 14, inlet 16, outlet 18 and an opposite one adjustable shoe 20. During operation, solid material introduced by gravity or some other positive pressure means through the inlet 16 in the passageway 22 between the friction drive rotor 12 and the opposite adjustable shoe 20. The Friction drive rotor 12 drives the solid material through the passageway 22 and into the outlet 18 and out of the pump 10. After this basic description of the pump and their operation is followed by a more detailed description of the preferred exemplary features.
ν w y w *ν w y w *
Betreffend die Fig. 6 ist ein bevorzugter Reibungstreibrotor 12 gezeigt. Der Reibungstreibrotor 12 schließt einen Nabenteil 24 und zwei Seitenwandungen 26 und 28 ein, die sich radial nach außen von dem Nabenteil 24 erstrecken. Die inneren Flächen 30 und 32 der SeitenwandungenJ26 und 28 und die Außenfläche 34 des Nabenteils 24 definieren einen ü-förmigen Kanal und bilden die Reibungstreibwand (friction drivewall), welche das feste Material kontaktiert, wenn der Treibrotor 12 rotiert wird zur Förderung des Feststoffmaterials durch die Pumpe 10. Der Nabenteil 24 ist weiter ausgerüstet mit einem Loch zur Montage des Treibrotors 12 auf einen geeigneten Schaft bzw. Welle. Vorzugsweise wird der Treibrotor 12 aus einem geeigneten festen Material, wie z.B. Eisen oder Stahl, hergestellt. Der Treibrotor 12 kann aus einem einzigen Stück des Materials oder auf irgendeine gewünschte Weise gemacht werden.Referring to Figure 6, a preferred friction drive rotor 12 is shown. The friction drive rotor 12 includes one Hub part 24 and two side walls 26 and 28 which extend radially outward from hub part 24. The inner surfaces 30 and 32 of the side walls J26 and 28 and the outer surface 34 of the hub part 24 define a U-shaped channel and form the Friction drivewall which contacts the solid material when the drive rotor 12 is rotated for conveying the solid material through the pump 10. The hub part 24 is further equipped with a hole for mounting the drive rotor 12 on a suitable shaft or shaft. Preferably, the drive rotor 12 is made of a suitable solid material such as iron or steel. The drive rotor 12 can consist of a single Piece of material or made in any desired way.
Betreffend die Fig. 1 und 2 ist der Treibrotor 12 innerhalb des Gehäuses 14 montiert. Das Gehäuse 14 schließt Wandungen 38 und 40 ein. Der Treibrotor 12 ist zwischen den Wandungen 38 und 40 mittels des Schafts 42 montiert. Der Schaft 42 ist rotierbar angetrieben durch einen konventionellen Motor oder eine Benzinmaschine (nicht gezeigt) in. der durch den Pfeil 44 angezeigten "Richtung. Der Schaft 42 ist innerhalb des Lagergehäuses 46 montiert, welches die Lager 48 und einschließt. Die Lager 48 und 50 sind abgedichtet von dem Gehäuse 46 durch die Abdichtung 52 und sind auch nach außen durch die Dichtung 54 abgedichtet. Weiter ist der Schaft 4 2 gelagert innerhalb dem abgedichteten Lager 56, welches sicher innerhalb der Gehäusewandung 40 befestigt ist. Der Triebrotor 12 ist sicher zum Schaft 42 befestigt, so daß sie nur zusammen rotieren.Referring to FIGS. 1 and 2, the drive rotor 12 is mounted within the housing 14. The housing 14 closes walls 38 and 40 a. The drive rotor 12 is mounted between the walls 38 and 40 by means of the shaft 42. The shaft 42 is rotatably powered by a conventional engine or a gasoline engine (not shown) in. the by the Direction indicated by arrow 44. The stem 42 is within of the bearing housing 46, which includes the bearings 48 and 48. The bearings 48 and 50 are sealed from the Housing 46 by the seal 52 and are also sealed to the outside by the seal 54. The shaft is wider 4 2 stored within the sealed bearing 56, which is securely fastened within the housing wall 40. Of the Drive rotor 12 is securely attached to shaft 42 so that they only rotate together.
Es ist bevorzugt, daß der Treibrotor 12 und das Gehäuse in der Größe so bemessen sind, daß die Lücken 58 und 60 zwischen den Seitenwandungen 26 und 28 des Treibrotors 12It is preferred that the drive rotor 12 and housing be sized so that the gaps 58 and 60 between the side walls 26 and 28 of the drive rotor 12
und den Gehäusewandungen 38 und 40 minimal gehalten werden.and the housing walls 38 and 40 are kept to a minimum.
Der Einlaß 16 schließt die Wandungen 62, 63, 64 und 65 ein. Die Wandungen 62 und 64 sind so bemessen, daß sie zwischen die Seitenwandungen 26 und 28 des Treibrotors 12 passen. Die Wandungen 63 und 65 terminieren auf ihren inneren Enden entlang des Perimeters des Treibrotors 12, wie am besten in der Fig. 5 gezeigt ist. Vorzugsweise werden die Lücken zwischen den Einlaßwandungen 62 und 64 und den Treibrotorwandungen 26 und 28 und zwischen den Einlaßwandungen 63 und 65 und dem Perimeter des Treibrotors 12 bei einem Minimum gehalten, um Feststoffe vom Austreten aus der Pumpe 10 zu hindern, während sie gleichzeitig nicht so eng sind, daß ein Festfressen zwischen den Einlaßwandungen 62, 63, 64 und 65 und dem Treibrotor 12 auftritt.Inlet 16 includes walls 62, 63, 64 and 65. The walls 62 and 64 are dimensioned so that they between the side walls 26 and 28 of the drive rotor 12 fit. The walls 63 and 65 terminate at their inner ends along the perimeter of the drive rotor 12, as best shown in FIG. Preferably the gaps between the inlet walls 62 and 64 and the drive rotor walls 26 and 28 and between the inlet walls 63 and 65 and the perimeter of the drive rotor 12 at a minimum held to prevent solids from leaking out of pump 10 while at the same time not being as tight, that seizure occurs between the inlet walls 62, 63, 64 and 65 and the drive rotor 12.
Der Auslaß 18 schließt Wandungen 66 und 68 ein, die in der Größe so bemessen sind, daß sie innerhalb des U-förmi.gen Kanals passen, definiert durch den Treibrotor 12 und die Wandung 67 und 69, welche auf ihren inneren Enden entlang dem Perimeter des Treibrotors 12 enden, wie in der Fig. 2 gezeigt ist. Wieder ist es wünschenswert, daß die Auslaßwandungen 66 und 68 ausreichend weit sind, so daß Feststoffmaterial am Durchfall durch die Lücken zwischen den Auslaßwandungen 66 und 68 und den Treibrotorwandungen 26 und 28 gehindert wird, während sie nicht so weit sind, um gegen den Treibrotor 12 festzufressen. Auch die Lücken zwischen den Auslaßwandungen 67 und 69. und dem Perimeter des Treibrotors 12 sollten bei einem Minimum gehalten werden, um ein Austreten von Feststoffmaterial zu verhindern.The outlet 18 includes walls 66 and 68 which are sized to be within the U-shape Channel fit, defined by the drive rotor 12 and the Wall 67 and 69, which end on their inner ends along the perimeter of the drive rotor 12, as in FIG. 2 is shown. Again, it is desirable that the outlet walls 66 and 68 be sufficiently wide so that solid material is present at the diarrhea through the gaps between the outlet walls 66 and 68 and the drive rotor walls 26 and 28 is prevented while they are not so far as to seize against the drive rotor 12. Even the gaps between the outlet walls 67 and 69th and the perimeter of the drive rotor 12 should be kept to a minimum to prevent leakage of solid material.
Beide Einlaß 16 und Auslaß 18 sind zum Gehäuse 14 auf geeignete Weise gesichert,z.B. durch Bolzen oder Stifte 70. Die Bolzen 70 werden zusätzlich verwendet zur Sicherung der Gehäuseseitenwandungen 38 und 40 in der Position; jedoch kann irgendein geeignetes Mittel verwendet werden zurBoth inlet 16 and outlet 18 are secured to housing 14 in a suitable manner, e.g. by bolts or pins 70. The bolts 70 are additionally used to secure the housing sidewalls 38 and 40 in the position; However any suitable means can be used for
_■ Gf μ_ ■ Gf μ
Fixierung der Position der Gehäusewandung 38 und 40 auf sichere Weise relativ zueinander.Fixing the position of the housing wall 38 and 40 in a secure manner relative to one another.
Wie in der Fig. 1 gezeigt enden die Einlaßwandungen 64 und die Auslaßwandungen 66 jede auf ihr-en inneren Enden angrenzend an die Außenfläche 34 des Nabenteils 24. Die Einlaßwandung 62 und die Auslaßwandung 68 enden auf ihren inneren Enden angrenzend an den einstellbaren Schuh 20. Auf diese Weise ist ein Durchgangsweg 22 definiert durch einen Teil des Reibungstreibrotors 12 und die gegenüberliegende Innenfläche 72 des einstellbaren Schuhs 20.As shown in Figure 1, inlet walls 64 and outlet walls 66 each terminate on their inner ends adjacent to the outer surface 34 of the hub portion 24. The inlet wall 62 and the outlet wall 68 terminate on theirs inner ends adjacent the adjustable shoe 20. In this way, a passageway 22 is defined through a portion of the friction drive rotor 12 and the opposing inner surface 72 of the adjustable shoe 20.
Als ein wichtiger Aspekt der vorliegenden.Erfindung ist die Oberfläche der gegenüberliegenden Schuhinnenfläche 72 geringer als die Oberfläche der Innenseitenwandungsflächen 30 und 32 und der Außenfläche 34 des Nabenteils 24, die zu jeder gegebenen Zeit in dem Durchgangsweg 22 zwischen dem Auslaß 16 und dem Auslaß 18 liegen, wenn der Treibrotor 12 rotiert wird. Erfindungsgemäß fördert, da die.Oberfläche der Reibungstreibwandungen 30, 32, 34 größer ist als die Oberfläche der gegenüberliegenden Schuhwandung 72, die Nettoreibungstreibkraft das teilchenförmige Feststoffmaterial durch den Durchgangsweg 22.As an important aspect of the present invention the surface area of the opposite shoe inner surface 72 is less than the surface area of the inner side wall surfaces 30 and 32 and the outer surface 34 of the hub portion 24, which at any given time in the passageway 22 lie between the outlet 16 and the outlet 18 when the drive rotor 12 is rotated. According to the invention, there die.Oberfläche the Reibungsstreibwandungen 30, 32, 34 is greater than the surface area of the opposing shoe wall 72, the net frictional driving force is particulate Solid material through passageway 22.
Da es besonders beabsichtigt ist, daß das teilchenförmige Feststoffmaterial durch die Pumpe 10 gefördert wird, ist es wichtig, daß das teilchenförmige Feststoffmaterial kompaktiert wird zu unterschiedlich«^ Graden zur Beförderung durch Reibung durch den Durchgangsweg 22. Spezifisch wird, wenn das teilchenförmige Feststoffmaterial nicht zu irgendeinem Grad kompaktiert wird, die Reibungstreibkraft, die auf die an die Reibungstreibwandung angrenzenden Partikel ausgeübt wird, nicht zur Masse der Partikel gefördert, wodurch wenig oder keine Reibungstreibkraft oder Förderung des teilchenförmigen Feststoffmaterials resultiert. Erfindungsgemäß wird das teilchenförmige Feststoffmaterial entweder vor oder innerhalb dem Durchgangsweg 22 kompaktiert.Since it is particularly intended that the particulate Solid material is conveyed by the pump 10, it is important that the particulate solid material is compacted to different degrees for conveyance by friction through the passageway 22. Specifically, when the particulate solid material is not any Degree is compacted, the frictional driving force that is exerted on the particles adjoining the friction wall, not conveyed to the mass of the particles, whereby little or no frictional driving force or conveyance of the particulate solid material results. According to the invention, the particulate solid material is compacted either in front of or within the passageway 22.
Die Kontaktierung des teilchenförmigen FeststoffmateriaLs ergibt das teilchenförmige feste Material, das einen semihydrostatischen Charakter annimmt, so daß Reibungskräfte, ausgeübt durch die Reibungstreibwandungen 30, 32, 34 und durch die gegenüberliegende Schuhstirnseite 72, verteilt werden durch das gesamte teilchenförmige Feststof fmaterial innerhalb des Durchgangswegs 22, was zu einem Fördern der gesamten Feststoffmasse führt.The contacting of the particulate solid material gives the particulate solid material, which assumes a semi-hydrostatic character, so that frictional forces, exercised by the friction friction walls 30, 32, 34 and through the opposite shoe face 72, are distributed throughout the particulate solid fmaterial within the passageway 22, which leads to a conveyance of the entire solid mass.
Das Ausmaß der Kompaktierung, das für den erfindungsgemäßen Betrieb der Feststoffpumpe 10 erforderlich ist, wird stark schwanken in Abhängigkeit von dem besonderen Material, das befördert werden soll. Für viele Feststoffe wird die Druckhöhe, entwickelt durch Gravitationskräfte und ausgeübt auf teilchenförmige Feststoffe in dem Einlaß 16, zu einer ausreichenden Kompaktierung zum Betrieb der Pumpe 10 führen. In einer Situation dieses Typs würde keine zusätzliche Kompaktierung notwendig sein, und ein vollständig stationärer, fester, nicht einstellbarer Schuh 20 und gegenüberliegende Wandung 72 würden für die Pumpenwirkung ausreichen.The degree of compaction required for the invention Operation of the solids pump 10 is required, becomes strong vary depending on the particular material being transported. For many solids, the Head developed by gravitational forces and exerted on particulate solids in inlet 16 to one lead to sufficient compaction to operate the pump 10. In a situation of this type, there would be no additional Compaction may be necessary, and a completely stationary, rigid, non-adjustable shoe 20 and opposite Wall 72 would be sufficient for the pumping action.
Es ist jedoch bevorzugt, daß das Ausmaß der Kompaktierung, erhältlich innerhalb des Durchgangswegs 22, variabel ist. Zur Vollbringung einer derartigen variablen Kompaktierung wird der Schuh 20 innerhalb des Gehäuses 14 befestigt durch eine gelenkig verbundene Stange 74. Die gelenkig verbundene Stange 74 fixiert die Stellung des oberen Endes des Schuhs 20 angrenzend an die Einlaßwandung 62, während sie eine Eigendrehung des unteren Endes des Schuhs 20 angrenzend an die Auslaßwandung 68 nach innen gegen den Treibrotor-Nabenteil 24 wie begrenzt durch den Splint 75 und den Schlitz 77 erlaubt. In den Fig. 1 und 2 ist der Schuh 20 in seiner voll eingefahrenen Position gezeigt, wo die innere Fläche 72 des Schuhs 20 einen kontinuierlichen Bogen zwischen der Einlaßwandung 62 und der Auslaßwandung 68 bildet. In den Fig. 3 und 4 ist der Schuh 20 in seiner vollständig eingesetzten Position gezeigt, wo die QuerschnittsflächeIt is preferred, however, that the amount of compaction obtainable within passageway 22 be variable. To accomplish such variable compaction, the shoe 20 is secured within the housing 14 by an articulated rod 74. The articulated rod 74 fixes the position of the upper end of the shoe 20 adjacent the inlet wall 62 while self-rotating the lower end of the shoe 20 adjacent to the outlet wall 68 inwardly against the drive rotor hub portion 24 as delimited by the split pin 75 and the slot 77 allowed. In Figures 1 and 2, the shoe 20 is shown in its fully retracted position where the inner surface 72 of the shoe 20 forms a continuous arc between the inlet wall 62 and the outlet wall 68. In Figures 3 and 4, the shoe 20 is shown in its fully deployed position where the cross-sectional area
des Durchgangswegs 22 maximal reduziert ist. Auf diesem Wege ist es möglich, einen Durchgangsweg 22 vorzusehen, der Querschnittsflächen hat, die vom Einlaßende zum Auslaßende abnehmen und wobei daraus eine Kompaktierung des Feststoffmaterials resultiert, wenn es hindurchbewegt wird. In der Praxis wird die Pumpe 10 anfangs mit dem einstellbaren Schuh 20 in seiner voll eingefahrenen Position betrieben, wie in der Fig. 1 gezeigt. Wenn genügend Kompaktierung des teilchenförmigen Feststoffmaterials in dieser Position verfügbar ist, um eine adäquate Förderung des teilchenförmigen Feststoffmaterials zu gewährleisten, wird der Schuh 20 in seiner voll eingefahrenen bzw. zurückgezogenen Position bleiben. Gewöhnlich wird jedoch eine Kompaktierung bzw. Verdichtung des teilchenförmigen Feststoff materials innerhalb des Durchgangswegs 22 notwendig sein, um ausreichend Reibungskräfte zur Verfügung zu stellen zum Fördern des teilchenförmigen Feststoffmaterials heraus durch den Auslaß 18. Dementsprechend wird der einstellbare Schuh 20 nach innen bewegt werden, irgendwo zwischen der Position gezeigt in der Fig. 1 und der Position gezeigt in der Fig. 3, um die erforderliche Kompaktierung für ein adäquates Fördern des teilchenförmigen Feststof fmat'erials vorzusehen.of the passage 22 is reduced to the maximum. In this way it is possible to provide a passage 22, which has cross-sectional areas extending from the inlet end to the outlet end decrease and a compaction of the solid material results therefrom when it is moved through. In practice, the pump 10 is initially operated with the adjustable shoe 20 in its fully retracted position, as shown in FIG. If there is enough compaction of the particulate solid material is available in this position in order to adequately convey the To ensure particulate solid material, the shoe 20 is in its fully retracted or retracted Stay in position. Usually, however, compaction of the particulate solid will occur materials within the passage 22 may be necessary to provide sufficient frictional forces for conveying the particulate solid material out through the outlet 18. Accordingly, the adjustable Shoe 20 are moved inward, anywhere between the position shown in Figure 1 and the position shown in Fig. 3, to the compaction required for an adequate conveyance of the particulate solids fmaterial'erials to be provided.
Eine Bewegung des einstellbaren Schuhs 20 nach innen und außen, um die Querschnittsfläche des Durchgangswegs 22 einzustellen, kann durch irgendeine Zahl von Wegen herbeigeführt werden. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist es bevorzugt, daß ein elektrischer Servomotor 76 oder ein geeignetes Äquivalent vorgesehen wird, um den Schuh 20 einstellbar zu bewegen gegen oder weg von dem Treibrotor 12. In einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß das Ausmaß der Verdrehungskraftbelastung oder des Widerstands, der durch den Treibrotor 12 erfahren wird, überwacht wird und durch einen geeigneten Verdrehungskraftoder Rotationsmonitor 78. Beim Betrieb wird ein dosierterMovement of the adjustable shoe 20 inward and outward about the cross-sectional area of the passageway 22 cessation can be brought about in any number of ways. As shown in Fig. 1, it is preferred that an electric servo motor 76 or a suitable equivalent is provided around the shoe 20 adjustable to move towards or away from the drive rotor 12. In another feature of the present invention, it is preferred that the amount of torsional load or drag experienced by the drive rotor 12, is monitored and by a suitable twisting force or rotation monitor 78. In operation, a metered
Servoschalter 80 vorgesehen, der den einstellbaren Schuh nach innen bewegt, bis die Verdrehiingskraf t-be las tungon dadurch anwachsen, wobei die Reibungstreibkräfte zwischen dem Rotor 12 und dem Feststoffmaterial anwachsen, was in einem Anwachsen der Vorwärtstreibkraft gegen den Auslaß 18 resultiert. Der einstellbare Schuh 20 fährt fort, sich nach innen zu bewegen, bis eine vorherbestimmte Verdrehungskraft erreicht ist, was eine ausreichende Kompaktierung des Feststoffmaterials zur Bereitstellung einer maximalen Förderwirksamkeit anzeigt. Das automatische Einstellungssystem ist so konstruiert, daß, wenn die Verdrehungskraftbelastung auf den Motor oder die Maschine einmal überschritten ist oder der Treibrotor 12 sich verlangsamt, der Servoschalter 80 auf den Servomotor 76 zur Zurückziehung des einstellbaren Schuhs 20 einwirkt, um dadurch die Querschnittsfläche des Durchgangswegs 22 zu erhöhen und dadurch eine freiere Reise des Feststoffmaterials durch die Pumpe 10 zu erlauben. Obwohl dieser Typ des automatischen äelbstregulierenden Systems bevorzugt ist, kann die vorliegende Erfindung ggf. auch ausgeführt werden durch Handbetätigung des einstellbaren Schuhs 20 zwischen den festen Positionen.Servo switch 80 is provided, which moves the adjustable shoe inward until the torsional force t-be las tungon thereby grow, wherein the frictional driving forces between the rotor 12 and the solid material grow, which in an increase in the propulsive force against outlet 18 results. The adjustable shoe 20 continues to follow itself to move inside until a predetermined twisting force is reached, which allows sufficient compaction of the Solid material to provide a maximum Indicates funding effectiveness. The automatic adjustment system is designed so that when the torsional force load on the motor or the machine is exceeded once or the drive rotor 12 slows down, the servo switch 80 acts on the servo motor 76 to retract the adjustable shoe 20, thereby increasing the cross-sectional area of the Increase passageway 22 and thereby allow the solid material to travel more freely through the pump 10. Although this type of automatic self-regulating system is preferred, the present invention can be used if necessary. can also be performed by manually operating the adjustable shoe 20 between the fixed positions.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur kontinuierlichen Einstellung des Schuhs 20 wird in der Fig. 7 gezeigt. Diese besondere Ausführungsform verwendet eine hydrostatische Antriebseinheit 92, welche zur Ausübung einer konstanten Verdrehungskraft auf den Schaft 42 konstruiert ist. Die hydrostatische Antriebseinheit 92 schließt einen Antriebsmotor oder Maschine 94 und eine hydrostatische übertragung oder Antriebszusammenbau 96 ein. Die hydrostatische Übertragung 96 ist von einem konventionellen Typ, in dem eine konstante Verdrehungskraft auf den Schaft 42 angewendet wird durch Variieren des Drucks des hydraulischen Mediums, das in der Transmission 96 gegenwärtig ist. Wenn z.B. der Rotor 12 erhöhte Pumpenbelastungen erfährt, wird der hydraulische Mediumdruck abgesenkt werden in der hydrostatischen Transmission 96, um eine konstanteAnother embodiment of the present invention for continuously adjusting the shoe 20 is shown in FIG. 7 shown. This particular embodiment uses a hydrostatic drive unit 92 which is constructed to exert a constant twisting force on the shaft 42 is. The hydrostatic drive unit 92 includes a drive motor or machine 94 and a hydrostatic one transmission or drive assembly 96 a. The hydrostatic transmission 96 is of a conventional type, in which a constant twisting force is applied to the shaft 42 by varying the pressure of the hydraulic Medium present in transmission 96. For example, if the rotor 12 experiences increased pumping loads, then will the hydraulic medium pressure can be lowered in the hydrostatic transmission 96 to a constant
Verdrehungskraft auf den Schaft 42 aufrechtzuerhalten. Wenn umgekehrt geringere Belastungen durch den Rotor 12 ausgeübt werden, wird der hydraulische Mediumdruck auf höhere Niveaus angehoben. Als ein besonderes Merkmal dieser Ausführungsform ist eine hydraulische Flüssigkeitsleitung 98 verbunden zwischen der hydrostatischen Transmission 96 und einem hydraulischen Zylinder 100. Der hydraulische Zylinder treibt Kolben 102 gegen den einstellbaren Schuh 20. Auf diese Weise wird ein konstanter Druck auf den Schuh 20 ausgeübt. Das Ausmaß an Druck wird variiert entsprechend der Verdrehungskraftbelastung, die der Rotor 12 erfährt. Mehr ins einzelne gehend wird, sobald die Verdrehungskraftbelastung auf den Rotor 12 anwachsen, der hydraulische Mediumdruck in der hydrostatischen Transmission 96 sinken, um eine konstante Verdrehungskraft auf den Schaft 42 vorzusehen. Gleichzeitig wird auch der Druck des hydraulischen Mediums in dem Zylinder 100 proportional sinken, wodurch die auf das Feststoffmaterial ausgeübte Kraft sinkt und wodurch ein leichteres Pumpen des Feststoffmaterials durch die Pumpe 10 ermöglicht wird. Umgekehrt, wenn leicht pumpbares Feststoffmaterial durch die Pumpe 10 passiert, wird der Druck in der hydrostatischen Transmission 96 anwachsen und dadurch den Druck des hydraulischen Mediums in dem Zylinder 100 steigern, was zu einem erhöhten Druck auf den einstellbaren Schuh 20 führt. Wie ersichtlich kann durch Auswählen geeigneter hydrostatischer Drücke unter Verwendung geeigneter Ventile und dergleichen eine besonders nützliche Pumpe hergestellt werden, in der der auf den einstellbaren Schuh 20 ausgeübte Druck selbstkompensierend ist und kontinuierlich betrieben wird in Abhängigkeit von den auf den Schaft 42 einwirkenden Belastungen. Torsional force on the shaft 42 to maintain. If, conversely, lower loads from the rotor 12 are exercised, the hydraulic medium pressure is raised to higher levels. As a special feature of this Embodiment is a hydraulic fluid line 98 connected between the hydrostatic transmission 96 and a hydraulic cylinder 100. The hydraulic The cylinder drives the piston 102 against the adjustable shoe 20. In this way, a constant pressure is applied to the Shoe 20 exercised. The amount of pressure is varied according to the torsional force load placed on the rotor 12 experiences. It becomes more detailed as soon as the torsional load is applied grow on the rotor 12, the hydraulic medium pressure in the hydrostatic transmission 96 sink to provide a constant twisting force on shaft 42. At the same time, the Pressure of the hydraulic medium in the cylinder 100 will drop proportionally, thereby affecting the solid material The force exerted decreases, thereby allowing the solid material to be pumped more easily by the pump 10. Conversely, if easily pumpable solid material through the pump 10 happens, the pressure in the hydrostatic transmission 96 will increase and thereby the pressure of the hydraulic Increase medium in the cylinder 100, which leads to an increased pressure on the adjustable shoe 20. As can be seen by selecting appropriate hydrostatic pressures using appropriate valves and the like a particularly useful pump can be made in which the pressure exerted on the adjustable shoe 20 is self-compensating and is operated continuously as a function of the loads acting on the shaft 42.
Obwohl, wie in der bevorzugten Ausführungsform gezeigt, eine Kompaktierung von teilchenförmigen! Feststoffmaterial innerhalb des Durchgangswegs 22 stattfindet, kann eineAlthough, as shown in the preferred embodiment, compaction of particulate! Solid material within of the passage 22 takes place, a
Kompaktierung auch herbeigeführt werden durch Neigen der Wandungen des Einlasses 16 nach innen, wenn sie sich dem Durchgangsweg 22 nähern. Auf diesem Wege wird ein bestimmtes Ausmaß an Kompaktierung stattfinden, das alles sein kann, das notwendig ist für ein brauchbares Fördern von bestimmten Feststoffen.Compaction can also be brought about by inclining the walls of inlet 16 inward as they move Approach passage 22. In this way a certain amount of compaction will take place, all of that that is necessary for a useful pumping of certain solids.
Wie ersichtlicli ist die vorliegende Pumpe eine Verbesserung gegenüber den/Förderern vom Schraubentyp, welche fortdauernd durch das feste Material schneiden müssen und es in eine Richtung, die den durch die Schraubenblätter erzeugten Reibungskräften entgegengesetzt ist(fördern müssen. Die vorliegende Erfindung bewirkt durch genügendes Kompaktieren von teilchenförmigen! Feststoffmaterial und durch Einführen desselben in einen Durchgangsweg, wo die Oberfläche der Reibungstreibwand größer ist als die Oberfläche der gegenüberliegenden Wand, Kräfte, die auf dem teilchenförmigen Feststoffmaterial erzeugt werden, zum größten Teil nur in der Richtung, in der das teilchenförmige Feststoffmaterial gefördert werden soll. Die Pumpe wird daher weniger leicht verstopft, und, wenn sie es tut, kann der Pfropfen leicht entfernt werden durch Vergrößern des Querschnitts des Durchgangswegs, durch den das Feststoffmaterial passiert.As ersichtlicli the present pump is an improvement over the / conveyors screw type, which continually need to cut through the solid material, and it must (support in a direction which is opposite to the frictional forces generated by the propeller blades. The present invention brings about by sufficiently compacting particulate! solid material and by introducing it into a passageway where the surface area of the frictional driving wall is greater than the surface area of the opposing wall, forces generated on the particulate solid material, for the most part only in the direction in which the particulate solid material is conveyed The pump is therefore less likely to become clogged and, if it does, the plug can be easily removed by increasing the cross-section of the passageway through which the solid material passes.
Da es sehr wenig, wenn überhaupt einen, Schlupf zwischen der Treibwandung und den im festen, durch den Durchgangsweg 22 geförderen Material geben wird, kann die Pumpe der vorliegenden Erfindung auch als Dosiervorrichtung zur Messung der Menge an durch die Pumpe gefördertem Feststoffmaterial verwendet werden. Da das Volumen des Durchgangswegs bekannt ist, können übliche Methoden, einschließlich Messungen der Rotationsgeschwindigkeit des Treibrotors, leicht verwendet werden, um die Fließgeschwindigkeit eines Feststoffmaterials durch die Pumpe zu bestimmen.Since there will be very little, if any, slip between the drift wall and the material being conveyed in the solid conveyed through passageway 22, the pump can operate the present invention also as a metering device for measuring the amount of solid material conveyed by the pump be used. Since the volume of the passageway is known, common methods including measurements of the Speed of rotation of the drive rotor, easily used to determine the flow rate of a solid material to be determined by the pump.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nur Beispiele, und jeder Fachmann kann zahlreiche andere Alternativen, Anpassungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung ausführen. Z.B. ist, obwohl ein Treibrotor in der bevorzugten Form eine Treibwandung ist, das nicht wesentlich. Irgendein Typ von Förderband oder ein anderes System kann verwendet werden, solange die erforderliche Kompaktierung und das Verhältnis von Treibwandungsflache zur gegenüberliegenden Wandungsfläche gegenwärtig ist. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen, vorstehend dargestellten Ausführungsformen beschränkt.The above-described embodiments of the present invention are only examples and anyone skilled in the art can carry out numerous other alternatives, adaptations and modifications within the scope of the invention. E.g. is although a Driving rotor in the preferred form is a driving wall, which is not essential. Some type of conveyor belt or another system can be used so long as the required compaction and drift wall area ratio to the opposite wall surface is present. Accordingly, the present invention is not limited to the specific embodiments shown above.
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Claims (9)
V/L11 296
V / L
Nabenteil radial sich erstreckende Seitenwandungen hat, die einen U-förmigen Kanal bilden.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the drive rotor on his
Hub portion has radially extending side walls which form a U-shaped channel.
Verdrehungskraftmonitor verbunden ist, der zur Einstellung der gegenüberliegenden Wandung mit einem
Servomotor verbunden ist.9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the drive rotor with a
Torsional force monitor is connected to the adjustment of the opposite wall with a
Servomotor is connected.
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