DE3425895A1

DE3425895A1 - Vorrichtung zum dosieren von schuettguetern

Info

Publication number: DE3425895A1
Application number: DE19843425895
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Krambrock
Original assignee: Waeschle Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: KRAMBROCK, WOLFGANG, DIPL.-ING., 88267 VOGT, DE
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE3425895C2

Description

Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgütern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut in mindestens eine pneumatische Förderleitung, bestehend aus einem um einesenkrechte Achse drehbaren Zellenrad in einem zylindrischen Gehäuse mit einem Anschlußstutzen für die Förderleitung, in das von unten eine Reinluftleitung einmündet und das oberseitig eine Öffnung zur Schwerkraftbeschickung mit dem zu fördernden Schüttgut hat.
Als Dosiervorrichtungen, mit deren Hilfe Schüttgüter kontinuierlich aus einem Raum beliebig hohen Druckes in eine pneumatische Förderleitung gegen einen darin herrschenden höheren oder niedrigeren Druck eingeschleust werden können, sind sogenannte Zellenradschleusen allgemein bekannt. Das auf einer waagerechten Welle drehfest sitzende Zellenrad besteht aus einer Nabe und radialen Flügeln, die dementsprechend keil-oder trapezförmige Kammern begrenzen. Über die oberseitige Einlauföffnung gelangt das Schüttgut in jeweils eine Zellenradkammer und wird nach einer Drehung um ca. 1800, gegebenenfalls unterstützt durch Druckluft, über eine Auslauföffnung in die Förderleitung aufgegeben. Die auf diese Weise zudosierte Schüttgutmenge steigt mit zunehmender Drehzahl des Zellenrades zunächst an, nimmt jedoch bei weiterer Erhöhung der Drehzahl wieder ab. Ursächlich hierfür ist die Zentrifugalkraft. Das Maximum der je Zeiteinheit zudosierbaren Schüttgutmenge wird daher bei einer Drehzahl von ca. 20 bis 40 Umdrehungen pro Minute erreicht. Ein weiterer Nachteil macht sich dann bemerkbar, wenn in der Förderleitung ein höherer Druck als auf der Einlaufseite der Zellen-.radschleuse herrscht. Die dem zu dosierenden Schüttgutstrom entgegengerichtete, durch die konstruktionsbedingten Spalte zwischen dem Zellenrad und dem Gehäuse bedingte Gasströmung behindert das Befüllen der Zellenradkammern uzw. insbesondere bei feinkörnigen Schüttgütern.
Schließlich ergeben sich auch Probleme bei schwerfließenden, haftenden und brückenbildenden Schüttgütern, da die konstruk-.
tionsbedingten, relativ engen Einlaufquerschnitte einem kontinuierlichen Befüllen der Zellenradkammern entgegenstehen.
Eine Vorrichtung der einleitend genannten Gattung, also mit um eine senkrechte Achse drehbarem Zellenrad, ist ebenfalls bereits Stand der Technik. Das Schüttgut wird über eine exzentrische, etwa dem Querschnitt einer Zellenradkammer entsprechende Öffnung zugeführt und nach Weitertransport um etwa 1800 aus der betreffenden Zellenradkammer in den Anschlußstutzen für die Förderleitung ausgeblasen, der der Einmündung der Reinluftleitung axial genau gegenübersteht. Nachteilig ist hierbei, daß der enge Einlaufquerschnitt einen kontinuierlichen Zufluß des zu dosierenden Schüttgutes behindert, bei kohäsiven Schüttgütern sogar unmöglich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die eine hohe Dosierleistung auch für schwerfließende Schüttgüter zuläßt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschickungsöffnung etwa gleich der oberen Stirnfläche des Gehäuses ist, daß der Anschlußstutzen für die Förderleitung oberhalb der Einmündung der Reinluftleitung radial von dem Gehäuse abgeht und daß die Beschickungsöffnung oberhalb der Einmündung der Reinluftleitung durch eine Platte abgedeckt ist, die mindestens den Raum einer Kammer des Zellenrades überdeckt.
Bei dieser Bauform haben weder die Zentrifugalkraft noch- eine etwa vorhandene Leckströrnung einen nachteiligen Einfluß auf die Befüllung der Zellenradkammern, denen außerdem wegen des großen Querschnittes der Einlauföffnung das Schüttgut über einen großen Drehwinkelbereich des Zellenrades zuströmt, wodurch eine vollständige Befüllung dieser Zellenradkammer erreicht wird, zumal der große Querschnitt der Einlauföffnung auch eine Brükkenbildung in dem darüberbefindlichen Raum selbst bei kohäsiven Schüttgütern verhindert.
Nur bei ausgesprochen schwerfließenden Schüttgütern ist es daher auch zweckmäßig und gegebenenfalls erforderlich, in Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung vorzusehen, daß mit dem Zellenrad ein sich durch die Beschickungsöffnung hindurch nach oben erstreckendes Rührwerk drehfest verbunden ist.
Vor allem bei großem Durchmesser des Zellenrades läßt sich eine vollständige Füllung der Zellenradkammern noch dadurch fördern, daß die Nabe des Zellenrades einen Ablenkkegel trägt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet außerdem die Möglichkeit, gleichzeitig in mehrere Förderleitungen gleiche Schüttgutmengen zu dosieren. Die betreffende Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse mit mehreren, über seinen Umfang verteilten Einmündungen für die Reinluft, Anschlußstutzen für Förderleitungen und die entsprechenden Räume überdeckende Platten versehen ist Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine von außen zugängliche, staubdichte Lagerung des Zellenrades~dadurch erreicht werden, daß das letztere auf einer Antriebswelle sitzt, die in dem Gehäuse in zwei voneinander beabstandeten Lagern drehbar gelagert ist, von denen das obere durch einen -oberhalb dessen angeordneten Dichtungssatz, das untere durch einen unterhalb dessen angeordneten Dichtungssatz abgedichtet und beide über Druckluftkanäle mit Spülluft beaufschlagbar sind.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß der obere Dichtungssatz und der untere Dichtungssatz jeweils über einen von außen nachstellbaren Druckring nachspannbar sind.
Häufig besteht das Bedürfnis, die je Zeiteinheit in die Förderleitung zu dosierende Schüttgutmenge innerhalb weiter Grenzen ändern zu können. Statt hierfür in bekannter Weise einen Antrieb mit stufenlos einstellbarer Drehzahl für das Zellenrad zu verwenden, kann eine Durchsatzregelung insbesondere bei einer Vorrichtung der hier vorgeschlagenen Art mit geringem Aufwand dadurch erzielt werden, daß die Reinluftleitung mit der (jeder) Förderleitung über eine Bypassleitung verbunden ist und wenigstens eine der Leitungen. ein Ventil zur Einstellung der die Bypassleitung durchströmenden Luftmenge enthält.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung dieses Vorschlages ist das Ventil ein 3-Wege-Ventil, das entweder in der Reinluftleitung oder in der Förderleitung angeordnet ist.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 einen Querschnitt längs der Linie I-I in Fig. 1, Figur 3 einen Schnitt durch die Lagerung des Zellenrades, Figur 4 und 5 eine schematische Seitenansicht und Aufsicht auf eine Ausführungsform zur Versorgung mehrerer Förderleitungen, Figur 6 bis llverschiedene Ausführungsformen einer Vorrichtung mit regelbarem Schüttgutdurchsatz.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung setzt sich zusammen aus einem Zellenrad mit einer Nabe 1 und'radialen Flügeln 2, das in einem zylindrischen Gehäuse 3 drehfest auf einer Antriebswelle 4 sitzt.
Oberseitig hat das Gehäuse 3 eine sich über seinen vollen Stirnflächenquerschnitt ersteckende Einlauföffnung für Schüttgut, das beispielsweise aus dem Bodenkonus 12 eines Silos zuströmt.
Das Gehäuse 3 ist zu diesem Zweck über einen Flansch 10 mit einem Gegenflansch 11 am Bodenauslauf des Silos verschraubt. In diesen Bodenauslauf ragt auch ein drehfest mit dem Zellenrad 1, 2 verbundenes Rührwerk 13.
Das Gehäuse 3 hat unterseitig eine exzentrische Öffnung, der Reinluft 6 über eine Reinluftleitung 7 zugeführt wird. Auf dem gleichen Radius wie die Einmündung der Reinluftleitung 7 ist in der Wand des Gehäuses 3 eine öffnung vorgesehen, von der ein Anschlußstutzen 9 radial abgeht, mit dem eine zum Verwendungsort des Schüttgutes führende, nicht dargestellte Förderleitung verbindbar ist. Der Bereich der Einmündung der Reinluftleitung 7 und der Ausmündung des Anschlußstutzens 9 ist oberhalb des Zellenrades 1, 2 durch eine Platte 5 abgedeckt, die gemäß Figur 2 kreissegmentförmig ausgebildet ist und in Umfangsrichtung breiter als eine Kammer des Zellenrades 1, 2 ist.
Diese Konstruktion ermöglicht es, den Einlaufquerschnitt nahezu beliebig groß zu machen, wodurch einer Brückenbildung des Schüttgutes auf der Einlaufseite entgegengewirkt wird. Das Rührwerk 13 ist daher für viele Schüttgüter entbehrlich.
Ebenso behindert aber auch die Leckströmung, die sich dann ergibt, wenn in der Reinluftleitung 7 ein höherer Druck als in dem das Schüttgut enthaltenden Silo herrscht, den Schüttgutzulauf nicht.
Die Leckluftströmung verläuft nämlich näherungsweise entsprechend den Pfeilen 14, also in Bezug auf die Welle 4 auf der entgegengesetzten Seite wie das entsprechend den Pfeilen 15 nach unten in die Zellenradkammern fließende Schüttgut.
Auch bei hoher Drehzahl des Zellenrades 1, 2 tritt keine Behinderung des Schüttgutzulaufes infolge der Fliehkraft ein. Im;Gegenteil unterstützt die Fliehkraft den Austrag des Schüttgutes aus dem Zellenrad 1, 2, da das Schüttgut in Richtung auf den Anschlußstutzen 9 be.h1iinirrt wird. Wie durch Messung festgestellt wurde, konnte bei einer Schleuse von 300 mm Durchmesser bei einer Drehzahl von 50 Umdrehungen pro Minute noch ein Füllungsgrad der Zellenradkammern von mehr als 50 % erreicht werden.
Unter vergleichbaren Verhältnissen beträgt der Füllung5grad einer Zellenradschleuse mit waagerechter Achse nur noch ca. 20 %.
In Figur 3 ist eine zweckmäßige Ausbildung der Lagerung der Welle 4 im Schnitt dargestellt. Die Welle läuft in zwei voneinander beabstandeten Kugellagern 15 und 16. Um einen Staubeintritt in die Lager zu verhindern, sind oberhalb des Kugellagers 15 und unterhalb des Kugellagers 16 Dichtungen 18 bzw. 21 angeordnet. Außerdem können die Lager über die Druckluftkanäle 23 bis 27 mit Spülluft beaufschlagt werden.
Sowohl die Dichtung 18 als auch die Dichtung 21 sind nachspannbar ausgebildet. Um die Dichtung 18 von außen nachspannen zu können, ist die Nabe 1 des Zellenrades hohl ausgebildet und umschließt einen Druckring 19, der die Dichtung 18 gegen eine Ringschulter des Gehäuses 3 preßt und über Schrauben 20'von außen nachstellbar ist. Mit der unteren Dichtung 21 wirkt ein weiterer Druckring 22 zusammen, der als Überwurfmutter ausgebildet und daher ebenfalls leicht nachstellbar ist.
Die Figuren 4 und 5 zeigen in schematischer Vereinfachung eine Ausführungsform der Vorrichtung, mit der mehrere Verbraucher mit gleichen, dosierbaren Schüttgutmengen versorgt werden können. In Frage kommt hierfür beispielsweise die Versorgung von mehreren Brennern einer Kohlenfeuerungsanlage mit Kohlenstaub.
Die Vorrichtung ist hierzu an den Auslauf eines Silos 412 angeflanscht und enthält ein Zellenrad mit einer Nabe 41 verhältnismäßig großen Durchmessers und kurzen Flügeln oder Zellenradstegen 42. Die Nabe 41 ist durch einen Ablenkkegel 428 abgedeckt, der mit Rührorganen 413 versehen ist. Über den Umfang gleichmäßig verteilt sind 6 Anschlußstutzen 49a bis 49f angeordnet, unterhalb derer jeweils Reinluftleitungen 47a bis 47f einmünden, während oberhalb des Zellenrades an den betreffenden Stellen ebensoviele Platten 45a bis 45f angebracht sind.
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die Reinluftleitung 7 mit der Förderleitung 9 über eine Bypassleitung 50 verbunden ist, in der ein Drossenventil 51 angeordnet ist. Bei konstanter Antriebsdrehzahl des Zellenrades läßt sich über die Einstellung des Drosselventils 51 die in die Förderleitung 9 aufgegebene Schüttgutmenge über einen weiten Bereich variieren. Gemäß Figur 7 kann ein weiteres Drosselventil 52 in der Reinluftleitung 7 stromab von der Abzweigung der Bypassleitung 50 angeordnet werden, wodurch sich die Luftmengenaufteilung noch genauer einstellen läßt.
Zweckmäßiger als die Verwendung von zwei Drosselventilen 51 und 52 gemäß Figur 7 ist jedoch die Verwendung eines 3-Wege-Ventils, das dann entweder gemäß Figur 8, Bezugszeichen 53 in der Reinluftleitung 7 oder gemäß Figur 9, Bezugszeichen 54 in der Förderleitung 9 angeordnet werden kann.
In Figur 10 ist ein derartiges 3-Wege-Ventil 53 in Form einer verschiebbaren Blende dargestellt. Die Figur 11 zeigt eine Ausführungsform eines 3-Wege-Ventil 54 als schwenkbare Klappe.
Die in den Figuren 6 bis 11 dargestellt Möglichkeit zur kontinuierlichen Durchsatzregelung über eine Bypassleitung ist besonders vorteilhaft bei der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung, denn im Gegensatz zu einer Regelung über die Antriebsdrehzahl des Zellenrades können hier die in die einzelnen abgehenden Förderleitungen eindosierten Schüttgutmengen unabhängig voneinander eingestellt und geändert werden, was beispielsweise bei Verwendung der Vorrichtung zur Versorgung von Kohlestaubbrennern notwendig sein kann.
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Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Dosieren von Schüttgut in mindestens eine pneumatische Förderleitung, bestehend aus einem um eine senkrechte Achse drehbaren Zellenrad in einem zylindrischen Gehäuse mit einem Anschlußstutzen für die Förderleitung in das von unten eine Reinluftleitung parallel zur Achse des Zellenrades einmündet und das oberseitig eine Öffnung zur Schwerkraftbeschickung mit dem..zu fördernden Schüttgut hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickanfgsöffnung etwa gleich der oberen Stirhf4äche'des Gehäuses (3) ist, daß der Anschlußstutzen (9) für die Förderleitung oberhalb der Einmündung der Reinluftleitung (7) radial von dem Gehäuse (3) abgeht, und daß die Beschickungsöffnung oberhalb der Einmüdnung der Reinluftleitung (7) durch eine Platte (5) abgedeckt ist, die mindestens den Raum einer Kammer des Zellenrades (1, 2) überdeckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zellenrad (1, 2) ein sich durch die Beschickungsöffnung hindurch nach oben-erstreckendes Rührwerk (13) drehfest verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) des Zellenrades (1, 2) einen Ablenkkegel (428) trägt.
4. Vorrichtung nach Ansprüchel bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (43) mit mehreren, über seinen Umfang verteilten Einmündungen für die Reinluft (47 a bis 47 f), Anschlußstutzen(49 a bis 49 f) für die Förderleitungen und die entsprechenden Räume überdeckenden Platten (45 a bis 45 f) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (1, 2) auf einer Antriebswelle (4) sitzt, die in dem Gehäuse (3) in zwei voneinander beabstandeten Lagern (15, 16) drehbar gelagert ist, von denen das obere (15) durch einen oberhalb dessen angeordneten Dichtungssatz (18), das untere (16) durch einen unterhalb dessen angeordneten Dichtungssatz (21) abgedichtet und beide über Druckluftkanäle (23 bis 27) mit Spülluft beaufschlagbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Dichtungssatz (18) und der untere Dichtungssatz (21) jeweils über einen von außen nachstellbaren Druckring (19 bzw. 22) nachspannbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinluftleitung (7) mit der (jeder) Förderleitung (9) über eine Bypassleitung (50) verbunden ist und wenigstens eine der Leitungen-(7, 50, 9) ein Ventil (51, 52) zur Einstellung der die Bypassleitung (50) durchströmenden Luftmenge enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein 3-Wege-Ventil (53, 54) ist, das entweder in der Reinluftleitung (7) oder in der Förderleitung (9) angeordnet ist.