DE4428137A1

DE4428137A1 - Schüttgutförderer

Info

Publication number: DE4428137A1
Application number: DE19944428137
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Helling
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-08-10
Also published as: DE4428137C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Förderung von Schüttgut, vorzugsweise zur Förde rung von hochreinem Schüttgut in Vakuumschmelzöfen. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann vorteilhaft dort eingesetzt werden, wo Schüttgut aus einem Vorratsbehälter dosiert ei nem Prozeß zugeführt werden soll, ohne daß es durch Abrieb des Fördermechanismus unzu lässig kontaminiert wird.

Es sind bereits eine Reihe von Fördermechanismen für Schüttgut, wie z. B. Schneckenförderer, Trommelförderer oder Schwingförderer bekannt, die aber bei sehr hohen Anforderungen an die Reinhaltung des Fördergutes nicht einsetzbar sind. Derartig hohe Anforderungen werden z. B. bei Schmelzöfen gestellt, die für die Herstellung von Ausgangsprodukten für die Halbleiterin dustrie eingesetzt werden sollen. Es sind weiterhin Fördereinrichtungen bekannt, die zwar mit einer relativ geringen Relativbewegung zwischen Fördermechanismus und Fördergut arbeiten, bei denen aber die Dosierung des Förderstromes problematisch ist. Das betrifft u. a. Einrich tungen, die einen Vorratsbehälter mit freiem Auslauf benutzen und bei denen die Dosierung mittels eines Absperrschiebers vorgenommen wird.

Die in der Praxis oft gewählte Kombination Vorratsbehälter - Förderband ermöglicht eine gute Dosierung des Förderstromes. Es besteht jedoch die Gefahr, daß Fördergut auf die untere Bahn des Förderbandes verschleppt wird. Dieses Material wird dann zwischen Förderband und Umlenkrollen zermahlen und verschleißt dabei diese Bauteile. Zur Vermeidung dieser Gefahr kann anstelle des Förderbandes unter der Öffnung des Vorratsbehälters eine Trommel instal liert werden. Eine derartige Trommel müßte jedoch einen sehr großen Durchmesser besitzen, damit das Fördergut nicht bereits ohne Drehung der Trommel über deren Wölbung abrutscht. Ein großer Trommeldurchmesser führt jedoch zu einer unerwünscht großen Fallhöhe für das Fördergut, da an der Auftreffstelle, z. B. einem Schmelztiegel, nachteilige Wirkungen, z. B. Spritzer, ausgelöst werden können. Eine weitere Möglichkeit stellt die Benutzung eines waage recht angeordneten Fördertellers dar, der um seine vertikale Mittelachse rotiert. Das Schüttgut muß jedoch von diesem Teller an der erforderlichen Stelle durch einen Abstreifer entfernt werden. Damit kann das Problem der Entstehung von Abrieb nicht befriedigend gelöst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung für Schüttgut zu schaffen, die trotz einfacher Bauweise eine gute Dosierbarkeit aufweist und bei der insbesondere die Kontaminierung des Schüttgutes durch Abrieb minimiert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird unter Benutzung eines Vorratsbehälters für das Schüttgut mit einer nach unten angeordneten Öffnung für dessen Ausfluß dadurch gelöst, daß unterhalb der Mündung ein drehbarer Fördertrichter angeordnet ist, dessen Rotationsach se gegenüber der Vertikalen geneigt ist und gegenüber der Öffnung des Vorratsbehälters einen Mittenversatz "e" aufweist. Kegelwinkel des Trichters und Neigungswinkel seiner Rotations achse sind so gewählt, daß die der Mündung des Vorratsbehälters gegenüberliegende Mantel linie waagerecht liegt und die um 180° gegenüberliegende Mantellinie einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen besitzt, der größer ist als der Reibungswinkel zwischen Fördergut und Oberfläche des Fördertrichters. Dies führt zu dem Effekt, daß das Fördergut durch die Rotation des Trichters zu dessen Zentrum transportiert wird und, ohne jeglichen Abstreifer, in die untere Trichteröffnung rutscht. Über das gegenüber der Vertikalen schwach geneigte Rohr des Trichters wird das Schüttgut dem Prozeßort zugeführt. Obwohl auch hier eine Relativ bewegung zwischen den Transportmechanismen und dem Fördergut nicht völlig vermieden werden kann, ist der auftretende Abrieb minimal, da jeweils nur sehr geringe Kräfte wirken. Der Förderstrom dieser Anordnung ist für ein Fördergut konstanter Korngröße bzw. Korngrö ßenverteilung bei gegebenem Durchmesser der Mündung des Vorratsbehälters und dessen Abstand zum Fördertrichter der Drehzahl des Fördertrichters proportional. Zur besseren An passung an die Korngröße ist es vorteilhaft, den Durchmesser der Mündung des Vorratsbe hälters und dessen Abstand zum Fördertrichter veränderbar zu gestalten. Dies kann in einfa cher Weise dadurch erfolgen, daß die Mündungsöffnung des Vorratsbehälters als auswechsel barer Einsatz ausgeführt wird.

Zur weiteren Verminderung der Kontaminationsgefahr kann es vorteilhaft sein, alle Teile der Einrichtung, bei denen eine Relativbewegung zum Schüttgut auftreten kann, aus Material mit der chemischen Zusammensetzung des Schüttgutes herzustellen.

In Fällen, wo die Herstellung dieser Teile Schwierigkeiten bereitet oder überhaupt nicht mög lich ist, kann durch den Einsatz von Hartstoffen bzw. der Hartstoffbeschichtung sowie im einfachsten Fall durch die Verwendung von gehärtetem Stahl die Sicherheit gegenüber einer möglichen Kontamination erhöht werden.

Das Abrutschen des Schüttgutes von der Mantelfläche erfolgt in der Regel portionsweise, da die Haftung der Schüttgutpartikel untereinander in der Regel größer ist als diejenige zur Oberfläche des Fördertrichters. Um die Größe dieser Portionen gleichmäßiger zu gestalten, kann es vorteilhaft sein, den Rotationsantrieb des Fördertrichters nicht stetig sondern in Form regelmäßiger Antriebsimpulse durchzuführen. Bei geeigneter Wahl der Impulse wird bei jedem Antriebsimpuls eine definierte Portion des Schüttgutes vom Fördertrichter abgelöst und zur Mitte transportiert. Damit kann die gleichmäßige Materialdosierung auch innerhalb kürzerer Meßzeiten garantiert werden.

Soll der Einsatzes einer Hohlwelle, z. B. bei Verwendung von schwer bearbeitbarem Material, vermieden werden, dann wird der Trichtermantel über Speichen mit der Vollwelle verbunden, um die untere Trichteröffnung herzustellen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung in Fig. 1 näher erläutert werden. Der feststehenden Vorratsbehälter 1 für das Schüttgut 2 besitzt auf der Unterseite eine Mün dung 3, die in ihrem Durchmesser der Korngröße so angepaßt ist, daß eine Brückenbildung durch Schüttgutteilchen vermieden wird. Unter der Mündung 3 ist der drehbare Fördertrichter 4 in einem ebenfalls der Korngröße angepaßten Abstand zur Behältermündung mit einem Mittenversatz e exzentrisch angeordnet. Das zentrisch im Trichter liegende Abflußrohr 5 und damit auch die Drehachse 6 sind gegenüber der Vertikalen geneigt. Der Neigungswinkel ergibt sich aus der Forderung, daß die Mantellinie des Fördertrichters unterhalb der Mündung 3 waagerecht liegen soll und die um 180° versetzte Mantellinie einen größeren Neigungswinkel besitzen muß als der Reibwinkel, der zwischen Schüttgut und Trichteroberfläche durch die Materialeigenschaften gegeben ist. Der Neigungswinkel ist damit mindestens halb so groß wie der genannte Reibungswinkel. Das Abflußrohr 5 dient dabei als Hohlwelle und ist in den Kugellagern 7 gelagert. Es wird über ein Zahnradpaar durch einen Motor 9 in Drehung ver setzt. Dabei bildet das aus der Mündung 3 des Vorratsbehälters auslaufende Fördergut 2 auf der Innenwandung des Trichters 4 einen Wall 10 in Form eines Kreisbogens. Durch die Drehung des Fördertrichters wird das Fördergut in den Bereich zunehmender Wandneigung transportiert. An der Stelle 11 überschreitet schließlich der Neigungswinkel der Trichterwand den Reibwinkel zwischen Trichteroberfläche und Fördergut, so daß die Teilchen zur Mitte rutschen und durch das Abflußrohr 5 dem Prozeßort, z. B. einem Schmelztiegel 12, zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorratsbehälter
2 Fördergut
3 Mündung des Vorratsbehälters
4 Fördertrichter
5 Abflußrohr
6 Drehachse
7 Kugellager
8 Zahnradpaar
9 Motor
10 Wall aus Fördergut
11 Ort größter Neigung
12 Schmelztiegel

Claims

1. Einrichtung zur Schüttgutförderung, bestehend aus einem feststehenden Vorratsbehälter (1) für das Schüttgut (2) mit einer Mündung (3) am unteren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß un terhalb der Mündung (3) ein drehbarer Fördertrichter (4) angeordnet ist, dessen Rotationsachse gegenüber der Vertikalen geneigt ist und gegenüber der Mündung des Vorratsbehälters einen Mittenversatz "e" aufweist, wobei das Abflußrohr (5) des Trichters gleichzeitig Hohlwelle für die Trichterrotation ist, eine dem Prozeß angepaßte Länge besitzt und über bekannte Vorrich tungen mit einer frei wählbaren Drehzahl angetrieben wird und daß die Neigung der Rotations achse des Fördertrichters gegenüber der Vertikalen so gewählt ist, daß die der Mündung des Vorratsbehälters gegenüberliegende Mantellinie des Fördertrichters waagerecht liegt und die um 180° gegenüberliegende Mantellinie einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen besitzt, der größer als der Reibungswinkel zwischen Fördergut (2) und der Oberfläche des Fördertrichters (4) ist.

2. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Mündung des Vorratsbehälters (3) und dessen Abstand zum Fördertrichter (4) veränderbar sind.

3. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Mündungsöffnung des Vorratsbehälters durch einen auswechselbaren Einsatz hergestellt wird.

4. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für den auswechselbaren Einsatz der Mündungsöffnung des Vorratsbehälters und/oder den Mantel (4) und das Abflußrohr (5) des Fördertrichters die chemische Zusammen setzung des Schüttgutes besitzt.

5. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Einsatz der Mündungsöffnung des Vorratsbehälters und/oder der Mantel (4) und das Abflußrohr (5) des Fördertrichters aus einem Hartstoff, aus Metall mit einer Hartstoff beschichtung oder aus gehärtetem Stahl bestehen.

6. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördertrichter (4) mit einem pulsierenden Drehmoment angetrieben wird.

7. Einrichtung zur Schüttgutförderung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördertrichter (4) eine Vollwelle besitzt und der mittige Ausgang des Fördertrichters durch Spei chen zwischen Trichtermantel (4) und Vollwelle überbrückt wird.