DE3712144A1 - Schneckenfoerderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenförderer gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Derartige Schneckenförderer eignen sich zum Fördern von Förder­ gut vergleichsweise hoher Viskosität, beispielsweise Ton in der Ziegeleitechnik, wohingegen Fördergut vergleichsweise niedriger Viskosität infolge des Rücklaufs in der zusammen­ hängenden Gewindenut der Schnecke nur mit schlechtem Wirkungs­ grad oder überhaupt gefördert werden kann. Liegt der Auslaß des Förderers höher als sein Einlaß oder gar senkrecht über diesem, dann beginnt dieser Rücklauf schon im Bereich hoher Viskositäten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Schneckenförderer der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß auch Fördergut niedriger Viskositäten gefördert werden können, und zwar selbst dann, wenn der Auslaß des Förderers senkrecht über dessen Einlaß liegt. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Mit der Erfindung wird also die bei den bekannten Schnecken­ förderern ununterbrochene Schneckennut durch mit der Schnecken­ bewegung mitgeführte Trennwände in einzelne Kammern unterteilt, womit ein Rückfluß des Förderguts verhindert wird. Damit ist es möglich, auch sehr dünnflüssige Medien, selbst Wasser, einwand­ frei zu fördern, unabhängig davon, ob die Förderung in waag­ rechter Richtung, schräg nach oben oder senkrecht nach oben erfolgen soll.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet. Dabei wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 4 erreicht, daß zwischen Einlaß und Auslaß ein Druckanstieg vorbestimmbarer Größe erfolgt, der Schneckenförderer also als Druckpumpe wirkt, die einfach im Aufbau und unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung bei­ spielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Schneckenförderers in skizzenhafter Seitenansicht,

Fig. 2 die Förderschnecke des Förderers von Fig. 1 in Einzel­ darstellung,

Fig. 3 eine Ausführungsform in Draufsicht, bei der vier Förderer gemäß Fig. 1 miteinander kombiniert sind,

Fig. 4 in Seitenansicht eine Abwandlungsform des Förderers von Fig. 1,

Fig. 5 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform, wobei der Förderer als Druckpumpe wirkt,

Fig. 6 die Förderschnecke des Förderers nach Fig. 5 in Einzel­ darstellung,

Fig. 7 in Seitenansicht eine Ausführungsform, bei der zwei Druckförderer gemäß Fig. 5 miteinander kombiniert sind,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform, bei der vier Druckförderer ähnlich Fig. 5 miteinander kombiniert sind.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird zunächst eine erste Ausführungs­ form des Schneckenförderers erläutert. Die in Fig. 2 in Einzel­ darstellung gezeichnete Schnecke 10 befindet sich in einem Gehäusemantel 11 und wird von diesem abdichtend umgeben. Der Gehäusemantel 11 weist einen Einlaß 12 und einen Auslaß 13 für das zu fördernde Gut auf und an seine auslaßseitige Stirnseite ist ein Getriebekasten 14 angesetzt, der eine Antriebswelle 15 mit der Schnecke 10 verbindet. Oberhalb des Gehäuses 11 befindet sich ein endloses Band 16, das zwischen zwei - nicht gezeichneten - Rollen frei umlaufen kann. Die äußere Randkante des Bandes 16 ist, wie ein Vergleich mit Fig. 2 zeigt, korrespondierend zur Gewindeform des Schneckengewindes gestaltet. Der Gehäusemantel 11 besitzt an seiner dem Unterdruck des Bandes 16 zugewandten Fläche einen - aus Fig. 1 nicht ersichtlichen - geradlinigen Längs­ schlitz, durch den das Untertrum des Bandes 16 hindurch­ greift, derart, daß seine Randkante zur Anlage an die Schnecke kommt. Schneckengewinde und Band-Randkante greifen also im Be­ reich des Gehäusemantelschlitzes in Art einer Verzahnung in­ einander, wobei eine das Untertrum des Bandes 16 federnd be­ lastende Druckplatte 17 dafür sorgt, daß diese Verzahnung ab­ dichtend ist. Außerdem sorgt das Band 16 auch für eine Abdich­ tung des Schlitzes des Gehäusemantels 11, d.h., die Seitenränder des Bandes 16 liegen dicht an den Seitenrändern des Gehäuse­ schlitzes an, wobei zur Verbesserung der Dichtheit Dichtleisten vorgesehen sein können.

Der Schneckenförderer nach den Fig. 1 und 2 arbeitet folgender­ maßen. Wird die Schnecke 10 über den Getriebekasten 14 von der Antriebswelle 15 angetrieben, dann nimmt sie das Band 16 mit, mit der Folge, daß das Band 16 umläuft und seine Randkante die ansonsten durchgehende Gewindenut 10 a des Schneckengewindes in jeweils einem Gewindegang (nahezu 360°) entsprechende Teilbe­ reiche bzw. Kammern unterteilt, die gegeneinander abgedichtet sind. Wird nun dem Einlaß 12 Fördergut zugeführt, dann gelangt dieses in die Gewindenut 10 a der Förderschnecke 10 und wird von der sich drehenden Förderschnecke zum Auslaß 13 transportiert, und zwar innerhalb der gegeneinander abgedichteten Nut-Teilbe­ reiche bzw. Kammern. Im Gegensatz zu den üblichen Schnecken­ förderern, bei denen die Nut des Schneckengewindes zwischen Ein­ laß und Auslaß durchgehend ist, kann also hier kein Zurückflie­ ßen des Förderguts auftreten, selbst dann nicht, wenn das Förder­ gut sehr dünnflüssig ist, wie etwa Wasser. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Förderung zwischen Einlaß 12 und Auslaß 13 in waagrechter Richtung oder aber beispielsweise von unten nach oben erfolgt, der Schneckenförderer also - gegenüber der Zeich­ nungsdarstellung - um 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.

Das Band 16 besteht vorzugsweise aus Kunststoff einer gewissen, die Dichtheit erleichternden Elastizität. Selbstverständlich kann aber auch ein anderes Material, etwa Metall, verwendet wer­ den, wobei jedoch dann Dichtleisten zweckmäßig sind. Die Länge des Schneckenförderers und damit die Förderstrecke können gegen­ über dem gezeichneten Ausführungsbeispiel wesentlich verlängert werden und viele Meter betragen. Auch die Förderrichtung (waagrecht, vertikal, schräg) ist - wie schon erwähnt - beliebig und kann jedem Anwendungsfall angepaßt werden. Als Fördergut sind alle flüssigen und fließfähigen Medien, auch Aufschwäm­ mungen und Suspensionen, denkbar, insbesondere verständlicher­ weise solche vergleichsweise niedriger Viskosität, die mit den üblichen Schneckenfördererin nicht förderbar wären. Bei Fest­ stoffpartikel enthaltenden oder klebenden Flüssigkeiten ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß das Schneckengewinde durch das das Gewinde durchlaufende Band 16 einer ständigen Reinigung unterworfen wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher vier Förder­ schnecken 10 mit Gehäusemantel 11 derart miteinander kombiniert sind, daß mit einem einzigen Band 16 auszukommen ist. Auch sind nur zwei - abgewinkelte - Getriebekästen 14 und zwei Antriebswellen 15 erforderlich. Die Funktionsweise basiert auf derjenigen der Aus­ führungsform von Fig. 1 und ist ohne nähere Erläuterung aus der Zeichnung verständlich.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjeni­ gen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß das dortige, einen zu­ sammenhängenden Trennwandkörper darstellende Band 16 durch einen Trennwandkörper 40 ersetzt ist, der aus einer Vielzahl von Scheiben 41 und einer die Scheiben 41 führenden Führungsbahn 42 besteht. Dieser Trennwandkörper 40 ist für Förderschnecken bestimmt, deren Gewindeprofil halbkreisförmig ist, wobei dann die Scheiben 41 in Art einer "Verzahnung" abdichtend in das Schneckengewinde eingreifen, ähnlich wie die Randkante des Ban­ des 16 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die Führungsbahn 42 umgibt die Scheiben 41, ist jedoch in dem parallel zum Mantel­ gehäuse 11 verlaufenden Bereich zur Förderschnecke hin offen, so daß die Scheiben 41 durch den Gehäuseschlitz hindurch in das Schneckengewinde eingreifen können. Wird die Förderschnecke über die Antriebswelle 15 angetrieben, dann werden die Schei­ ben 41 von der Schnecke nach oben mitgenommen und gleiten dann infolge ihres Eigengewichts durch die Führungsbahn 42 hindurch wieder nach unten. Für das Material der Scheiben 41 gilt das­ selbe wie für das Band 16 gesagt worden ist.

Bei den vorab beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das Fördergut während des Fördervorgangs keiner Druckänderung unterworfen, d.h. der Druck am Auslaß des Förderers entsprach im wesentlichen dem Druck am Einlaß (reiner Transport). Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen dagegen findet eine Druckänderung statt, dahingehend, daß der Druck am Auslaß höher ist als am Einlaß. Der Schneckenförderer wirkt also hier als Druckpumpe. Erreicht wird dies auf einfache Weise dadurch, daß eine Förderschnecke verwendet wird, deren Durchmesser sich vom Einlaßende zum Auslaßende hin konisch verjüngt. Ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Förderpumpe ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Fig. 6 zeigt in gesonderter Ansicht eine konische Schnecke mit sich kontinuierlich zum Auslaßende hin konisch verjüngendem Durchmesser. Diese Schnecke 10 wird gemäß Fig. 5 von einem sich in entsprechender Weise zum Auslaß hin konisch verjüngenden Ge­ häusemantel 11 umgeben. Ansonsten entsprechen Einlaß 12, Auslaß 13, Getriebekasten 14, Antriebswelle 15 und Umlaufband 16 voll­ ständig dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, wobei jedoch selbst­ verständlich das Randprofil des Bandes 16 halbbogenförmige Vor­ sprünge besitzt, um so eine Anpassung an das Gewindeprofil des Gewindes von Fig. 6 zu erreichen. Auch ist verständlich, daß das den Gehäusemantelschlitz durchgreifende Trum des Bandes 16 nicht parallel zur Schneckenlängsachse, sondern parallel zur der dieser gegenüber angestellten Gehäusemantellinie verläuft. Sichtbar ist dies auf Fig. 5 nicht, weil dabei dieser Teil des Bandes 16 hinter dem Mantelgehäuse 11 liegt. Die Funktions­ weise der Ausführungsform von Fig. 5 entspricht vollständig derjenigen der Ausführungsform von Fig. 1, mit der einen wesent­ lichen Ausnahme jedoch, daß die Länge der einzelnen, vom Band 16 getrennten Teilbereiche der Gewindenut 10 a der Schnecke 10 bzw. der einzelnen Kammern vom Einlaß zum Auslaß hin stetig ab­ nimmt, entsprechend dem abnehmenden Schneckendurchmesser. Diese stetige Verkürzung der Längen der Kammern führt zwangsläufig zu einer stetigen Verkleinerung des Kammervolumens, mit der Folge einer Druckerhöhung. Anders ausgedrückt, auf der Einlaßseite gelangt in die an dieser Stelle ein Maximalvolumen aufweisende Kammer eine bestimmte Menge an Förderflüssigkeit, wobei dann dieses Volumen bis zum Auslaß hin stetig kleiner wird unter zwangsläufiger Erhöhung des Druckes in der Kammer. Das Maß der Druckerhöhung hängt bei vorgegebener Schneckenlänge von der Stärke der Konizität der Schnecke ab, genauer gesagt vom Volumenunterschied zwischen der ersten Kammer am Fördergutein­ laß und der letzten Kammer am Fördergutauslaß. Unter Zugrunde­ legung wirtschaftlich vernünftiger Toleranzen für Schnecke und Mantelgehäuse sowie für den Dichtungsaufwand sind Druckerhöhungen zwischen Einlaß und Auslaß bis zu etwa einer Zehnerpotenz denk­ bar. Der große Vorteil einer solchen Förderpumpe besteht dabei darin, daß keinerlei Ein- und Auslaßventile erforderlich sind, die gerade bei Aufschwemmungen, Suspensionen und dergleichen sehr leicht verstopfen. Vorgesehen werden können aber Überdruck­ ventile (Vermeidung eines Aufplatzens des Gehäusemantels bei Überdruck), wobei hier die Verstopfungsgefahr, weil sie nur in Notfällen ansprechen müssen, wesentlich geringer ist als bei Arbeitsventilen. Es ist sogar eine über die gesamte Schnecken­ länge verteilte Mehrzahl von Überdruckventilen möglich, die dann zweckmäßigerweise in eine gemeinsame, in Fig. 5 bei 50 an­ gedeutete Leitung münden, die an die Auslaßleitung 13 ange­ schlossen ist.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Doppelschnecke ge­ zeichnet, wobei zwei Schnecken 10 vorgesehen sind, die jeweils von einem Gehäusemantel 11 umgeben sind, und zwar entsprechend Fig. 5. Es ist dabei nicht nur mit einem einzigen Getriebekasten 14 und einer einzigen Antriebswelle 15 auszukommen, sondern mit nur einem einzigen Umlaufband 16. Die beiden Auslässe 13 können zu einem gemeinsamen Auslaß zusammengeführt werden. Fig. 8 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der vier Schnecken 10 mit Schneckengehäuse 11 entsprechend Fig. 5 zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Die vier Schnecken-Gehäuse-Gruppen sind auf einem Rahmengestell 80 angeordnet und zwar derart, daß mit einem einzigen, in einem Vollkreis geführten Band 16 auszukommen ist. Die Wirkungsweise basiert auf derjenigen der Ausführungsform von Fig. 5 und ist aus der Zeichnung verständlich.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestell­ ten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind diesen gegenüber zahlreiche Abwandlungen möglich, ins­ besondere was die Form der Schneckengewinde und der dazu korrespondierenden Trennwandkörper betrifft. Wesentlich ist lediglich, daß gegeneinander abgedichtete Gewindenut-Teil­ bereiche geschaffen werden, deren Länge vom Einlaß zum Aus­ laß für reine Förderzwecke konstant bleibt, bei gewünschter Druckerhöhung abnimmt bzw. bei gewünschter Druckerniedrigung zunimmt.

Claims (7)

1. Schneckenförderer mit einer motorisch angetriebenen Förderschnecke, einem die Schnecke dicht umgebenden Gehäuse­ mantel sowie einem Einlaß und einem Auslaß für das Fördergut, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (11) einen gerad­ linigen, in Richtung der Schneckenlängsachse verlaufenden Schlitz aufweist und daß außerhalb des Gehäuses (11) ein auf einer endlosen Bewegungsbahn frei umlaufender Trennwandkörper (16, 40) angeordnet ist, der über einen Teilbereich seiner Be­ wegungsbahn durch den Gehäuseschlitz abdichtend hindurchgreift und dabei mit seiner zum Schneckengewinde korrespondierend aus­ gebildeten Randkante an diesem unter Herstellung einer Antriebs­ verbindung anliegt und dessen Gewindenut (10 a) zwischen Einlaß (12) und Auslaß (13) in sich über jeweils eine Gewindewindung erstreckende, dicht abgeschlossene Kammern unterteilt.

2. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennwandkörper ein endloses Band ist.

3. Schneckenförderer nach Anspruch 1, dessen Förderschnecke ein halbkreisförmiges Gewindeprofil aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trennwandkörper aus einzelnen Scheiben (41) besteht, die in einem umlaufenden Gehäuse (42) geführt sind.

4. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Druckerhöhungspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Förder­ schnecke (10) verwendet ist, deren Durchmesser vom Einlaß (12) zum Auslaß (13) stetig abnimmt.

5. Schneckenförderer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest ein Überdruckventil (50).

6. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch eine Feder-Andruckplatte (17) für den Trennwand­ körper (16, 40).

7. Schneckenförderer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Schnecken-Schneckengehäuse- Aggregate unter Verwendung eines einzigen Trennwandkörpers (16) miteinander kombiniert sind.