DE3427043C3 - Vorrichtung zum Beschicken eines Heizkessels oder -ofens mit schneidbarem Brenngut oder Abfall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschicken eines Heizkessels oder -ofens mit schneidbarem Brenngut oder Abfall, insbesondere Hackschnitzel, Stangenholz und Äste, mit einer ersten angetriebenen Zubringerförderschnecke, deren Eingang mit einem Füllaufsatz oder -behälter verbindbar oder selbst mit einem oben offenen Fülltrog ausgebildet ist, mit einer zweiten angetriebenen Zubringerförderschnecke, deren Ausgang mit dem Brennraum des Heizkessels oder -ofens in Verbindung bringbar ist, und mit einer zwischen erster und zweiter Zubringerförderschnecke angeordneten, angetriebenen Dreh- oder Zellradschleuse, die mit dem Ausgang der ersten und mit dem Eingang der zweiten Zubringerförderschnecke in einer Weise verbunden ist, daß bei Drehung der Schleuse schneidbares Brenngut durch die Schleuse gefördert wird, jedoch der Ausgang der ersten Zubringerförderschnecke fortwährend vom Eingang der zweiten Schnecke abgesperrt ist.

Dreh- oder Zellradschleusen von Beschickungsvorrichtungen der vorgenannten Art haben die Aufgabe, zum einen Brenngut kontinuierlich oder intermittierend dem Heizkessel oder -ofen bzw. der nachgeordneten in den Kessel oder Ofen einmündenden Zubringerfördereinrichtung zuzuleiten, gleichwohl aber sicherzustellen, daß eine "Abdichtung" nach außen hin zum Brenngutvorrat gegeben ist, so daß im Betrieb eines Kessels oder Ofens kein Rückbrand und bei Verpuffung auch keine Brandgefahr bestehen kann.

Eine derartige Beschickungsvorrichtung ist beispielsweise aus DE-Z. "BWK" Band 32 Oktober (1980), Seiten 485-486, bekannt.

Nach dem Stand der Technik sind Dreh- oder Zellradschleusen so konstruiert, daß die einzelnen Radialwände an radial äußerster Stelle mit einer Gummilappenabdichtung versehen sind, um die Dichtheit in der Drehschleuse zu gewährleisten, aber auch um eine elastische nachgiebige Einrichtung zu schaffen, so daß grobkörniges oder stangenartiges Brenngut, etc. im Einzugsbereich der Drehschleuse nicht verklemmen und die Beschickungsvorrichtung als solche verstopfen kann. Die Gummilappenabdichtungen unterliegen einem großen schleifenden Verschleiß und werden gegebenenfalls durch höhere Temperatureinwirkung herrührend vom Kessel oder Ofen zusätzlich beansprucht. Eine sichere Funktion ist mithin nicht im gewünschten Maße gegeben, wie auch die Beschickungsvorrichtung dieser Bauart öfter gewartet oder kontrolliert werden muß. Rückbrand nach außen muß auf alle Fälle verhindert sein.

Eine andere bekannte Einrichtung zur Verhinderung eines Rückbrandes nach außen kennzeichnet sich durch einen Schneckenantrieb mit Löschzonen, die über Magnetventile gesteuert werden. Bei vergleichsweise sperrigem Brenngut kann auch hier ein Verklemmen und Verstopfen des Durchgangs eintreten, wie die bekannte Einrichtung auch insgesamt vergleichsweise aufwendig getroffen ist. Andere bekannte Maßnahmen sehen sogenannte Explosions- oder Feuerschutzklappen vor. Auch diese gewährleisten aufgrund der Möglichkeit eines Verklemmens von zugeführtem vergleichsweise sperrigem Brenngut keine einwandfreie Abdichtung in jeder Betriebslage, so daß das schneidbare Brenngut oder der Abfall in der Beschickungsvorrichtung vom Kessel oder Ofen nach außen hin in Brand geraten kann. Unter schneidbarem Brenngut oder Abfall werden nicht nur Hackschnitzel, Stangenholz und Äste oder organischer Abfall wie Gras, Laub und Blumen verstanden, sondern auch Karton, Papier, Bücher, Textilien, wie Stoffe, Leder, Folien und Kleidungsstücke, etc. Auch kommt an sich "unverbrennbarer Abfall" wie Behälter aus Blech und Kunststoffen, Knochen, Glas oder Porzellan in Frage.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Beschickungsvorrichtung eines Heizkessels oder -ofens mit schneidbarem Brenngut oder Abfall der eingangs genannten Art, die sehr einfach im Aufbau und funktionssicher im Betrieb ist, d. h. die Gefahr eines Verklemmens von zugeführtem Brenngut minimiert oder beseitigt und gleichwohl eine gute Abdichtung der Drehschleuse nach außen sichergestellt ist, und zudem noch das in der Beschickungsvorrichtung geförderte Brenngut mit Hilfe einfacher Mittel gegebenenfalls noch zerkleinert werden kann.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Wesen der Erfindung ist, daß die Drehschleuse Radialwände mit radial äußeren Schneidkanten besitzt, die im vorderen Schneidbereich in Drehrichtung der Schleuse geringfügig abgewinkelt sind, um die Schneidwirkung und die Verschleißunanfälligkeit der Schneidkante zu erhöhen. Durch die Erfindung wird an sich schon vorzerkleinertes Material wie Holz, Papier, Stoffe, Kartons, Kohle, etc. mittels der ersten Zubringerförderschnecke der darunter angeordneten Drehschleuse zugeführt, wobei das Material bei geöffnetem Drehschleusenabteil in die Schleuse einfällt und diese bei weiterer Drehung der zweiten darunterliegenden Zubringerförderschnecke weiterleitet, die letztlich das Material dem nachgeordneten Heizkessel oder -ofen zuführt. Ist nun das vorzerkleinerte Material, beispielsweise Stangenholz, noch nicht klein genug geschnitten, sorgen die radial äußeren Schneidkanten der Schleuse-Radialwände für einen weiteren Zerkleinerungsvorgang des Materials. Aufgrund der Schneidkanten kann sich also die Drehschleuse in jeder Betriebslage drehen und braucht nicht, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, "reversiert" zu werden, wenn ein Verstopfen oder Verklemmen der Drehschleuse eingetreten ist. Aufgrund der gehärteten präzisen Anordnung der Schneidkanten der Schleuse sind geringer Verschleiß und gute Abdichtung gegeben, so daß ein Rückbrand nach außen hin nicht entstehen kann.

Wesen der Erfindung ist ferner, daß die Drehschleuse dicht angrenzend mit dem darüberliegenden Ausgang der ersten Zubringerförderschnecke derart verbunden ist, daß im Betrieb die Schneidkanten der Radialwand in einem bestimmten Drehbereich durch die Ausgangsöffnung in das Innere der ersten Zubringerförderschnecke hineinreichen. Es ist also zwischen dem Wirkbereich der Drehschleuse und dem Wirkbereich der ersten Zubringerförderschnecke aufgrund des in die Ausgangsöffnung hineinreichenden Schneidwerks eine Überlappung vorgesehen, so daß sich das Schneidwerk in jedem Betriebsfall zugeführtes Brenngut "greifen" und gegebenenfalls weiter zerkleinern kann, um es in gewünschter Weise weiter zum Kessel oder Ofen zu fördern. Nach dem Stand der Technik ist die Drehschleuse allenfalls mit Abstand unter der ersten Zubringerförderschnecke angeordnet bzw. angeflanscht, wobei ein Verbindungskanal zwischen dem Ausgang der ersten Zubringerförderschnecke und dem Eingang der Drehschleuse vorhanden ist. In diesem Verbindungskanal kann sich beispielsweise zugeführtes Stangenholz oder dergleichen in Quer- oder Schrägrichtung des Verbindungskanals verklemmen, so daß aufgrund der "Brückenbildung" kein Material von der Drehschleuse erfaßt werden kann: die Beschickungsvorrichtung muß angehalten bzw. reversiert werden, um die Verstopfung zu beseitigen. Vorgenannte Nachteile des Stands der Technik sind bei der Erfindung zuverlässig vermieden. Aufgrund der "Überlappung" ist darüber hinaus die Vorrichtung im Aufbau sehr kompakt.

Wesen der Erfindung schließlich ist, daß der Umfangsrand des Ausgangs der ersten Zubringerförderschnecke zumindest teilweise als Gegenschneide zum Schneidwerk der Drehschleuse ausgebildet ist. Dadurch wird die Schneidwirkung der Drehschleuse auf einfache Weise erhöht, was mit einer geringen Antriebsleistung der Drehschleuse einhergeht. Die Schleusenabteile sind im Betrieb selbst bei losem Stückgut vergleichsweise gut gefüllt, d. h. der Durchsatz an Material in der Schleuse ist groß. Aufgrund der Gesamtanordnung sorgt auch das vergleichsweise große Eigengewicht des Brennguts im gut gefüllten Schleusenabteil für eine Drehung der Schleuse, d. h. die Antriebsleistung der Drehschleuse kann weitgehend nach den auftretenden möglichen Schneidkräften ausgelegt werden.

Zwar sind Zellenradschleusen bzw. Drehschleusen mit Schneidkanten und nachstellbarer Gegenschneide bekannt (vgl. VDI-Forschungsheft 563 von 1974, Seite 7, Bild 9 (VDI Verlag GmbH, Düsseldorf)). Diese Zellenradschleusen sind jedoch nicht für mechanische Förderanlagen mit vor- und nachgeordneten Förderschnecken gemäß der erfindungsgemäßen Art, sondern vorwiegend für pneumatische Förderanlagen vorgesehen. Bei pneumatischen Förderanlagen ist es grundsätzlich unerheblich, wie weit die Schneidkante in die benachbarten Anschlußschächte bzw. druckluftbetriebenen Rohre hineinreicht, da in den Anschlußschächten bzw. Druckluftrohren kein mechanischer Förderantrieb vorgesehen ist. Je nachdem, wie weit die Schneidkante in die Nachbarbereiche hineinreicht, wird die vergleichsweise konstruktionsaufwendige Gegenschneide eingestellt. Die Erfindung demgegenüber lehrt, daß trotz Vorhandensein mechanischer Fördermittel wie erster und zweiter Zubringerförderschnecke radiale Schneidkanten bei einer Drehschleuse vorhanden sein können, die selbst in das Innere der Zubringerförderschnecke ohne Berührung der dortigen Drehantriebsmittel hineinreichen. Es ergibt sich hierbei ein (geringer) Überlappungsgrad zwischen den Anschlußteilen, derart, daß der (stationäre) Umfangsrand des Ausgangs der Zubringerförderschnecke selbst die Gegenschneide zu den Schneidkanten der Drehschleuse bildet, wodurch auf aufwendige Konstruktionsmittel wie die Ausbildung zusätzlicher nachstellbarer Gegenschneiden wie nach dem Stand der Technik verzichtet werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Drehschleuse eine dicke diametral sich erstreckende Radialwand besitzt, wobei die Dicke so gewählt ist, daß in einer Stellung der Radialwand der Ausgang der ersten Zubringerförderschnecke und ein Eingang der zweiten Zubringerförderschnecke verschlossen sind. Zugehörige Schneidkanten auf einer Radialseite der Radialwand sind vorzugsweise entgegengesetzt abgewinkelt, so daß die Drehschleuse in beiden Richtungen betrieben werden kann. Die Radialwand ist aufgrund ihrer Dicke sehr stabil und einfach im Aufbau, wobei zwei Schleusenabteile eingerichtet sind.

Zweckmäßigerweise wird die zweite Zubringerförderschnecke mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit als die erste Zubringerförderschnecke betrieben, so daß kein innerer Stau entstehen kann. Wird die Drehgeschwindigkeit der Drehschleuse so eingerichtet, daß diese zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Zubringerförderschnecke liegt, so wird das zugeführte Brenngut nicht nur gefördert, sondern gegebenenfalls an den Übergängen der Einzelaggregate fortgerissen, was die Verstopfungsgefahr weiter minimiert. Wesentlich ist, daß vom Eingang zum Ausgang der Beschickungsvorrichtung die Massendurchsätze der Einzelaggregate gesteigert sind.

Für einen einfachen Aufbau ist es weiter zweckmäßig, wenn ein gemeinsamer Antrieb für die Drehschleuse und die zweite Zubringerförderschnecke vorgesehen ist. Die erste und die zweite Zubringerförderschnecke sind vorteilhafterweise rechtwinklig zueinander angeordnet, wobei die Drehschleuse und die zweite Zubringerförderschnecke zusammen mit dem gemeinsamen Antrieb achsparallel verlaufen. Der gemeinsame Antrieb ist über einen Schneckentrieb mit der Drehschleuse und letztere über eine Transmission mit der zweiten Zubringerförderschnecke antreibend verbunden. Die este Zubringerförderschnecke ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem separaten Antrieb versehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch die Beschickungsvorrichtung und

Fig. 2 die Beschickungsvorrichtung nach Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsansicht längs der Linie A-B.

Gemäß Zeichnung umfaßt die Vorrichtung 1 zum Beschicken eines Heizkessels oder -ofens mit schneidbarem Brenngut eine erste im wesentlichen horizontal angeordnete Zubringerförderschnecke 7, eine unter dem Ausgang 5 der Zubringerförderschnecke 7 angeordnete Drehschleuse 2 und eine zweite im wesentlichen horizontal angeordnete Zubringerförderschnecke 9, deren oberseitiger Eingang 6 an den unteren Ausgang der Drehschleuse 2 kommunizierend anschließt.

Die erste Zubringerförderschnecke 7 steht hierbei in einem Raumwinkel von ca. 90° zur zweiten Schnecke 9, wobei die Drehschleuse 2 und die zweite Zubringerförderschnecke 9 achsparallel angeordnet sind.

Die erste Zubringerförderschnecke 7 ist als oben offener Fülltrog ausgebildet, in den vorzerkleinertes Material wie Holz, Papier oder dergleichen eingebracht werden kann. Die eigentliche Schnecke 8 oder Spindel der ersten Zubringerförderschnecke wird koaxial von einem separaten Antrieb 13 in Form eines Elektromotors angetrieben. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung beträgt die Antriebsdrehzahl 40 U/min.

Für die Drehschleuse 2 und die zweite Zubringerförderschnecke 9 ist ein gemeinsamer Antrieb 12 vorgesehen, der über seine Antriebswelle 16 einen Schneckentrieb 14 antreibt, dessen Ausgang koaxial mit der Drehschleuse 2 antreibend verbunden ist. Auf der anderen Seite des Schneckentriebes 14 überträgt eine Transmission 15 die Antriebskraft des gemeinsamen Antriebs 12 auf die eigentliche Schnecke 10 oder Spindel der zweiten Zubringerförderschnecke 9. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung liegt die Drehzahl der Schnecke 10 bei 70 U/min.

Die Drehschleuse 2 umfaßt ein Zellenrad mit vier Radialwänden 3, wobei benachbarte Radialwände 3 senkrecht zueinander verlaufen. Die radial vordersten geradlinigen Kanten der Radialwände 3 sind mit Schneidkanten 4 versehen, die bezüglich der eigentlichen Radialwände 3 geringfügig in Drehrichtung abgewinkelt sind. Gemäß Ausführungsbeispiel der Zeichnung dreht sich das Zellenrad der Drehschleuse 2 im Gegenuhrzeigersinn; entsprechend sind die Schneidkanten der Radialwände 3 im Bereich der ersten Zubringerförderschnecke 7 nach links abgewinkelt.

Die Gesamtanordnung ist so getroffen, daß die Drehschleuse 2 in den Ausgang 5 der ersten Zubringerförderschnecke 7 mit ihrem Schneidwerk hineinreicht, so daß eine Überlappung a der Wirkbereiche der ersten Zubringerförderschnecke 7 und der darunterliegenden Drehschleuse 2 eintritt. Der Ausgang 5 der ersten Zubringerförderschnecke 7 ist zumindest teilweise mit einer geradlinigen Gegenschneide 11 ausgebildet, so daß das Schneidwerk im Betrieb eine erhöhte Schneidwirkung besitzt.

Die Schneidkanten 4 können einstückig mit den Radialwänden 3 der Drehschleuse 2 ausgebildet sein. Bevorzugt sind sie jedoch als separate Schneidwerke konzipiert, die in Radialrichtung zur zugehörigen Radialwand 3 eingestellt werden können, um eine gute nichtschleifende Abdichtung zum zylindrischen Gehäuse 17 der Drehschleuse 2 einzurichten, und gegebenenfalls einzeln ausgewechselt werden können, wenn sie verschlissen sind.

Im Betrieb wird das in den Fülltrog der ersten Zubringerförderschnecke 7 eingebrachte vorzerkleinerte Brenngut durch die sich drehende Schnecke 8 zum Ausgang 5 der Zubringerförderschnecke 7gefördert. Die in den Ausgang 5 hineinreichenden Radialwände 3 bzw. Schneidkanten 4 erfassen wirkungsvoll das Brenngut, wobei gegebenenfalls zu großes Brenngut durch die Schneidkanten 4 an der Gegenschneide 11 weitergeschnitten und insgesamt das Material in der Drehschleuse 2 im Gegenuhrzeigersinn der darunterliegenden zweiten Zubringerförderschnecke 9 zugeleitet wird, die ihrerseits über die sich drehende Schnecke 10 das Material dem nachgeordneten Brenn- oder Feuerraum des Heizkessels einspeist. Durch die Überlappung a können im praktischen Ausführungsbeispiel selbst Holzstücke bis zu 4 cm Durchmesser durchschnitten werden, wenn dies im Einzugsbereich der Drehschleuse 2 erforderlich sein sollte.

Die vier Messerflügel sind so aufgeteilt, daß die erste von der zweiten Zubringerförderschnecke immer abgeschlossen ist, so daß kein Rückbrand und bei Verpuffung auch keine Brandgefahr bestehen kann. Durch die Überlappung a, d. h. durch die Nichtausbildung eines Verbindungskanals zwischen erster Zubringerförderschnecke 7 und Drehschleuse 2, ist keine Brückenbildung möglich, in der sich beispielsweise Stangenholz verklemmen kann, wie dies bei Beschickungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik möglich ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Beschicken eines Heizkessels oder -ofens mit schneidbarem Brenngut oder Abfall, insbesondere Hackschnitzel, Stangenholz und Äste, mit einer ersten angetriebenen Zubringerförderschnecke, deren Eingang mit einem Füllaufsatz oder -behälter verbindbar oder selbst mit einem oben offenen Fülltrog ausgebildet ist, mit einer zweiten angetriebenen Zubringerförderschnecke, deren Ausgang mit dem Brennraum des Heizkessels oder -ofens in Verbindung bringbar ist, und mit einer zwischen erster und zweiter Zubringerförderschnecke angeordneten, angetriebenen Dreh- oder Zellradschleuse, die mit dem Ausgang der ersten und mit dem Eingang der zweiten Zubringerförderschnecke in einer Weise verbunden ist, daß bei Drehung der Schleuse schneidbares Brenngut durch die Schleuse gefördert wird, jedoch der Ausgang der ersten Zubringerförderschnecke fortwährend vom Eingang der zweiten Schnecke abgesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschleuse (2) Radialwände (3) aufweist, deren äußerster Teil geringfügig abgewinkelt ist und in Axialrichtung der Drehschleuse sich erstreckende Schneidkanten (4) umfaßt, und dicht angrenzend mit dem Ausgang (5) der ersten Zubringerförderschnecke (7) derart verbunden ist, daß im Betrieb die Schneidkanten (4) in einem Drehbereich durch die Ausgangsöffnung in das Innere der ersten Zubringerförderschnecke (7) hineinreichen, und daß der Umfangsrand des Ausgangs (5) der ersten Zubringerförderschnecke (7) zumindest teilweise als Gegenschneide (11) zu den Schneidkanten (4) der Drehschleuse (2) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschleuse (2) eine dicke diametral sich erstreckende Radialwand besitzt, wobei die Dicke so gewählt ist, daß in einer Stellung der Radialwand der Ausgang (5) der ersten Zubringerförderschnecke (7) und der Eingang (6) der zweiten Zubringerförderschnecke (9) verschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zugehörige Schneidkanten auf einer Radialseite der Radialwand entgegengesetzt abgewinkelt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zubringerförderschnecke (9) mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit als die erste Zubringerförderschnecke (7) betrieben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Drehschleuse (2) zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der ersten und der zweiten Zubringerförderschnecke (7 bzw. 9) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Antrieb (12) für die Drehschleuse (2) und die zweite Zubringerförderschnecke (9) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Zubringerförderschnecke (7 bzw. 9) rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei die Drehschleuse (2) und die zweite Zubringerförderschnecke (9) zusammen mit dem gemeinsamen Antrieb (12) achsparallel verlaufen, der über einen Schneckentrieb (14) mit der Drehschleuse (2) und letztere über eine Transmission (15) mit der zweiten Zubringerförderschnecke (9) antreibend verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Betriebsschalter für die Antriebe (12, 13) der ersten und der zweiten Zubringerförderschnecke (7 bzw. 9) sowie für die Drehschleuse (2) vorgesehen ist.