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Vorrichtung zum Zuführen von Material in einen vertikalen Schnecken
förderer Das Fördern von pulverförmigem oder granulierten Material, wie Zement oder
Getreide, wird normalerweise mit Hilfe eines Füllbehälters durchgeführt, der soweit
gefüllt ist, daß das Material den eingetauchten Teil der Schnecke bedeckt. Je höher
der Materialspiegel in dem Füllbehälter ist, je größer ist der Materialdruck und
umso besser ist der Füllgrad der Schnecke.
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Die Schnecke will das Material kontinuierlich wegwerfen und das Material
unter Druck rings der Schnecke muß dieser Tendenz entgegenwirken. Es ist bekannt,
den Materialdruck mit Hilfe einer nach unten wirkenden Schnecke oder eines nach
unten wirkenden Flügels zu erhöhen, jedoch ist diese Lösung energieaufwendig und
birgt auch die Gefahr in sich, daß das Material zu dicht gepackt wird.
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Während einer Umdrehung der Schnecke (bei etwa 500 Umdrehung pro Minute)
muß das Material entweder unter Druck in den Wurfraum gestoßen werden oder in den
Wurfraum hineingleiten und daher eine Ganghöhe der Schnecke in weniger als 1/10
Sekunde füllen. Als Ergebnis hat sich in einem Ruheschüttwinkel befindendes Material
keine Zeit, sich in Bewegung zu setzen und nach unten in den Wurfraum zu gelangen,
was zu einem geringen Füllgrad führt. Ein Material wie Zement, welches zur besseren
Fließfähigkeit fluidisiert werden kann, wirkt mehr wie eine Flüssigkeit und füllt
den Wurfraum schneller. Mit Zement ist es normalerweise möglich, einen Füllgrad
von etwa 40 % zu erreichen. Die meisten anderen schwereren und nicht-fluidisierbaren
Materialen haben einen maximalen Füllgrad von etwa 10 es.
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Es ist bekannt, daß eine Schnecke mit größerem Durchmesser mehr Material,
jedoch mit dem gleichen schlechten Füllgrad fördern kann. Es besteht jedoch ein
größerer den Wurfraum umgebender Bereich, in welchen Material fließen oder eingepreßt
werden kann.
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Die Erfindung beruht auf dem Konzept, daß eine vertikale Schnecke
mit großem Durchmesser einer kleineren vertikalen Schnecke zuarbeitet, um dadurch
einen höheren Füllgrad in dem Schneckenförderer geringeren Durchmessers zu erreichen.
Das Problem, das gelöst werden muß, ist die Materialübergabe von einer Schnecke
mit einem Querschnittsbereich von 2 beispielsweise 2A cm zu einer vertikalen Schnecke
mit einem 2 Querschnittsbereich von A cm . Um Material von einem Förderer mit einem
großen Durchmesser in einen Förderer mit einem kleinen Durchmesser zu überführen,
ist eine Einschnürung erforderlich, welche zu Leistungsverlusten und der Gefahr
des Überfüllens oder Überlastens oder Klemmens führt.
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Um den Füllgrad zu erhöhen, muß die Materialzuführrate vergrößert
werden, um den Gegenwurfraum auszufüllen. Die Geschwindigkeit des Materials wird
in dem Schneckenförderer mit größerem Durchmesser vergrößert.
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Dadurch, daß gemäß der Erfindung der Förderer mit größerem Durchmesser
an einer Seite des Förderers mit kleinerem Durchmesser angeordnet wird und ein Zuführkanal
zwischen den Förderrohrmänteln angeordnet wird, erhält das Material in dem Förderer
mit größerem Durchmesser eine höhere Geschwindigkeit und wird durch die Zentrifugalkraft
in den Förder mit kleinerem Durchmesser eingebracht. Wegen der größeren Geschwindigkeit
und dem höheren Durchsatz hat das Material Zeit, in den Förderer mit kleinerem Durchmesser
während einer Umdrehung zu fließen und hat eine Geschwindigkeit, die gleich der
Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke mit kleinerem Durchmesser ist. Das Material
wird unmittelbar nach oben gefördert und hält den nächsten Raum zum Füllen offen.
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Wenn die Strömung aus dem Förderer mit größerem Durchmesser (oder
dessen Drehgeschwindigkeit) z.B. durch in dem Füllbehälter herabfließendes Material
stärker bzw. größer wird, kann Material, für welches kein Raum vorhanden ist oder
welches nicht genügend Zeit zum Einfließen in den Förderer mit kleinerem Durchmesser
hat, überlaufen. Daher ist der Rohrmantel des Schneckenförderers mit größerem Durchmesser
am oberen Ende offen.
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Das austretende Material kann über die obere Kante fließen und zum
Zuführen zurückgeführt werden. Dieser Rückfluß erzeugt eine vertikale Fläche rings
des Einlasses zu der Schnecke mit größerem Durchmesser, was zu
einem
gleichmäßigeren Materialdruck rings der Schnecke führt.
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Die Erfindung wird detailierter unter Bezug auf Beispiele beschrieben,
die aus der Zeichnung ersichtlich sind, von denen Figur 1 einen Längsschnitt durch
eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 eine modifizierte Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung, Figuren 3a,b und c Querschnitte entlang der
Linie 111-111 in Figur 1 und Figuren 4a und 4b Querschnitte durch zwei zusätzlich
mögliche Ausführungsformen zeigen.
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In Figur 1 ist ein vertikaler Schneckenförderer 1 mit einer inneren
Schnecke 2 gezeigt, die sich nach unten in einen Füllbehälter 3 erstreckt.
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An einer Seite des Schneckenförderer 1 ist ein kurzer Schneckenförderer
4 mit größerem Durchmesser als der Schneckenförderer 1 angeordnet. Der Schneckenförderer
1 kann einen Durchmesser von 300 mm und der Schneckenförderer 4 einen Durchmesser
von 400 mm haben. Zwischen dem Rohrmantel 5 des ersten Schneckenförderers 1 und
dem Rohrmantel 6 des zweiten Schneckenförderers 4 ist eine Rohrleitung 7 zum Zuführen
des aus dem Schneckenförder 4 ausgegebenen Materials in den Schneckenförderer 1
angeordnet. Die Förderschnecke 2 des Schneckenförderers 1 und die Förderschnecke
8 des Schneckenförderers 4 können gleichläufige Schneckengänge haben und in der
gleichen Drehrichtung rotieren oder können gegenläufige Schneckengänge haben und
in der entgegengesetzten Drehrichtung rotieren, wie aus den Figuren 3a bis 3c ersichtlich.
Der Rohrmantel 6 ist an seinem oberen Ende offen, so daß Material, welches nicht
in den Rohrmantel 5 einlaufen kann, über die Oberkante des Rohrmantels 6 zurück
in den Füllbehälter 3 überlaufen kann.
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In der aus Figur 1 ersichtlichen Ausführungsform wird Material von
beiden Schneckenförderern gefördert und es wurde nachgewiesen, daß es dadurch möglich
ist, einen Füllgrad zu erhalten, der bei dem oben angegebenen Durchmesserverhältnis
etwa 5mal größer als für einen Schneckenförderer 1 ohne die Vorrichtung gemäß der
Erfindung ist.
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Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher der Schneckenförderer
1 am Boden geschlossen ist und bei der die gesamte Materialzufuhr über den Schneckenförderer
4 folgt.
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Vcr:icl,c, die mit in der gleichen Dreh richtung angetriebenen Förderschnecken
durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß die Kapazität der Ausführungsform aus Figur
1 sich um etwa das 5-fache derjenigen einer konventionellen vertikalen Förderschnecke
in einem Füllbehälter erhöht. Wenn die Materialzufuhr entsprechend Figur 2 allein
über den Schneckenförderer 4 erfolgt, wie in Figur 2 gezeigt, kann eine 3,5-fache
Kapazitätserhöhung erreicht werden. Dies gilt für ein Flächenverhältnis der Förderschnecken
von 2:1. Es ist somit ersichtlich, daß die Ausführungsform gemäß Figur 1 eine Kapazitätserhöhung
erzielen läßt, die größer als die Summe der Kapazitäten der entsprechenden Förderschnecken
allein ist.
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Zwei Ausführungsformen sind oben beschrieben, welche Gebrauch von
einer Zu führ förderschnecke mit größerem Durchmesser als der Durchmesser des aktuellen
Schneckenförderers machen. Figur 4b zeigt eine mögliche Ausführungsform, bei welcher
die im Durchmesser größere Förderschnecke durch zwei Schnecken förderer 4 mit dem
gleichen Durchmesser wie der Schneckenförderer 1 ersetzt ist. Die beiden Schneckenförderer
4 aus Figur 4b sind mit dem Schneckenförderer 1 jeweils über einen tangentialen
Zuführkanal 7 verbunden, wobei die beiden Zuführkanäle 7 am Umfang des Schneckenförderers
1 gegeneinanderversetzt tangential in diesen einmünden.
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Aus Figur 4a ist eine Ausführungsform mit einem gegenüber der in den
Figuren 3a bis 3c etwas modifiziertem Zuführkanal 7 ersichtlich. Hier entspricht
die Breite des Zuführkanals 7 dem Abstand zwischen den beiden gemeinsamen Außentangenten
an die Rohrmäntel 5 und 6.
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Der Zuführkanal verläuft bei den Ausführungsformen aus Fig. 3a und
3b entlang einer gemeinsamen Außentangente an die Rohrmäntel 5,6 und bei der Ausführungsform
aus Fig. 3c entlang einer gemeinsamen Innentangente an die Rohrmäntel 5,6.
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