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Fördereinrichtung mit Förderschnecke und Blasstrom zur Durchlüftung
des Förderguts an einer in der Förderrichtung hinter der Schnecke gelegenen Stelle
Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinrichtung für Staubgut, wie Portlandzement,
gemahlener Kalk, Staubkohle o. dgl., mit Förderschnecke und Blasstrom zur Durchlüftung
des Förderguts an einer in der Förderrichtung hinter der Schnecke gelegenen Stelle
derart, daß zwischen der Schnecke und dem Lufteinlaß ein die Rückströmung der Luft
nach der Schnecke behinderndes Polster gebildet wird. In derartigen Fördereinrichtungen
ist der Zufluß des Förderguts im Betrieb Schwankungen unterworfen, und diese Tatsache
bringt die Notwendigkeit mit sich, die Dichte des Polsters je nach der Zufuhr des
Guts zu ändern, weil das Arbeiten mit einem Polster, das für jede Zufuhrmenge ausreichend
ist, unwirtschaftlich wäre. Die Erfindung ermöglicht nun, die Polsterdichte selbsttätig
der jeweils vorliegenden Zufuhrmenge des Förderguts anzupassen, und besteht darin,
daß zwischen der Schnecke und dem Lufteinlaß eine sich in Abhängigkeit von der Menge
des Förderguts öffnende Regel- und Absperrvorrichtung, z. B. ein Klappenventil,
angeordnet ist. Hierdurch ist erreicht, daß sich die Polsterdichte selbsttätig der
Materialzufuhr anpaßt, denn bei einer der vollen Kapazität der Schnecke entsprechenden
Fördergutzufuhr drückt das von der Pumpe abgegebene Gut die Ventilklappe in die
volle Offenstellung, in der sie keine Wirkung ausübt. Wenn aber die Zufuhr des Förderguts
sinkt und das Pumpengehäuse nicht vollständig ausgefüllt wird, so sucht sich das
Klappenventil zu schließen und verzögert das Fortschreiten des Guts, das sich infolgedessen
in dem für das Polster vorgesehenen Raum ansammelt.
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Es ist zwar bereits bekannt, bei Fördereinrichtungen Klappenventile
zur Erzeugung eines Polsters zu benutzen. Bei diesen Einrichtungen ist das Klappenventil
aber nicht imstande, die Dichte des Polsters selbsttätig der Materialzufuhr anzupassen;
es entspricht vielmehr seiner Wirkungsweise nach dem Zwischenraum, der beim Erfindungsgegenstand
zwischen dem Vorderflügel der Schnecke und der Lufteinlaßstelle vorgesehen ist und
bereits die Bildung eines Polsters verursacht, dessen Dichte sich aber an sich -nicht
selbsttätig der Zufuhrmenge anpassen kann.
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Zweckmäßig wird die Regel- und Absperreorrichtung mit einer Regelvorrichtung
für die Luftzufuhr zum; Lufteinlaß verbunden. Man kann auf diese Weise die Schnecke
anlassen, bevor Luft zugelassen wird, und vermeidet
hierdurch Zeit-
und Luftverluste beim Anlaßv organg.
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Die Erfindung ermöglicht weiterhin, mit einer möglichst geringen Druckdifferenz
zwischen dem in der Förderleitung herrschenden Rückdruck und dem durch die Fördereinrichtung
ausgeübten Zufuhrdruck zu arbeiten.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. i ist ein Längsschnitt, Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht,
Fig.3 ein Querschnitt in der Ebene 3-3 der Fig. :4, und Fig. .4 ist ,eine teilweise
Seitenansicht, gesehen von der entgegengesetzten Seite wie Fig.2.
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Die Pumpe hat einen Einlaufabschnitt i und einen Gehäuseabschnitt
2, der verhältnismäßig kurz ist und sich in die Vorderwand des Einlaufabschnitts
öffnet, ferner eine Schneckenwelle 3, die sich in der Längsrichtung durch den Einlauf
erstreckt und in den Gehäuseteil hineinragt, der konzentrisch zu ihr angeordnet
ist. Die Schneckenwelle durchsetzt die Rückwand des Einlaufs und ist drehbar in
einem Einheitslagerträger ,4 gelagert. Sie erstreckt sich über diesen bei 5 hinaus,
um sie mit dem üblichen, nicht gezeichneten Antrieb kuppeln zu können. Einlauf i
und Lager q. sind ausgerichtet zueinander auf einer gemeinsamen Grundplatte 6 montiert.
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Der Gehäuseabschnitt hat ein längs bewegliches trommelartiges Innenfutter
7, das mit einem äußeren Flansch 8 versehen ist, der einem Flansch 9 des Gehäuseteils
entspricht. An dem Flansch 8 ist der Flansch io des Ventilkörpers i i befestigt,
und zwar werden die Flansche 8, 9 und io mittels durchgehender Bolzen i2 zusammengehalten.
Die Flügel der Schneckenwelle wachsen, beginnend vom Flügel 13 ab, fortschreitend
im Durchmesser bis zur Öffnung in das Trommelfutter 7. Dies hat den Zweck, das weiter
zu befördernde Gut gleichförmig über die ganze Länge des Einlaufs abzuziehen. Innerhalb
des Trommelfutters 7 haben die Schneckenflügel gleichmäßigen Durchmesser und haben
von der Innenwand des Futters den üblichen Abstand von o,8 bis i,6 mm.
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Die Ganghöhe der innerhalb des Trommelfutters 7 liegenden Schneckenflügel
kann sich nach dem Endflügel 14 hin verringern. Indessen macht man zweckmäßig die
Abnahme der Ganghöhe so gering, wie es mit Rücksicht auf die Pfropfenbildung bei
dein zu erwartenden Rückdruck zulässig ist. Für durchschnittliche Förderentfernungen
kann die Ganghöhe nahezu gleichmäßig sein, und für die Pfropfenbildung verläßt man
sich vor allein auf den für den Pfropfen jenseits des
| Endflügels i q. frei gelassenen Raum wie in j |
| den Ausführungsformen nach Fig. 6 bis 8 |
| der obengenannten deutschen Patentslzzfl:...@. |
| Dementsprechend erstreckt sich die Schnecken- |
welle 3 mit dem Endflügel i.4 in eine zylindrische Öffnung i , des Ventilkörpers
i i hinein. Diese Öffnung bildet eine Fortsetzung der durch das Trommelfutter 7
gebildeten Leitung.
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Um die Beweglichkeit des durch die Schnecke in Bewegung gesetzten
Gutes zu erhöhen, wird durch eine Mehrzahl von Düsen 16 Luft eingeleitet. Diese
Düsen sind in einem Bogen unterhalb der Öffnung 15 im Ventilkörper i i angeordnet.
Um den Abstand zwischen den Luftdüsen und dem Endflügel zwecks Änderung der Pfropfendichte
ändern zu können, sind auf die Schraubbolzen 12 Muttern 17 aufgeschraubt,
mittels deren der Abstand der Flansche 8 und 9 geändert werden kann. In Fig. i ist
der geringst zulässige Pfropfenraum dargestellt. Die Länge desselben kann. ersichtlich
dadurch geändert werden, daß man den Abstand der Fläche 8 und 9 vergrößert.
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Das Auslaßende der Öffnung 1
5 nach dem Ventilkörper ii hin
ist durch ein Klappenventil 18 verschlossen. Dieses Ventil hat eine Bekleidung i9
von sich wenig abnutzendem Material, z. B. aus Gummi oder einer bekannten Legierung.
Die Ventilklappe sitzt an einem Arm 2o, der durch eine Keilverbindung o. dgl. an
einer Welle
2 1 befestigt ist. Diese erstreckt sich durch die Seitenwände
des Ventilkörpers i i und ist in diesem teilweise drehbar. Das Ventil liegt im Wege
des aus dem Pumpengehäuse kommenden Gutes, uiad wenn die Materialzufuhr zur Pumpe
ihren vollen Wert hat, so wird das Ventil in seine volle Offenstellung gedrückt.
Fällt aber die Materialzufuhr bis unter die Leistung der Pumpe oder wird sie unregelmäßig,
so sucht sich das Ventil zu, schließen, undinfolgedessen
| häuft sich das Gut in de-m.Efropfenraum zwi- |
| schen dem Ventilsitz und dem Endflügel der |
Schnecke an. Es wird also unter allen Zufuhrverhältnissen der Pfropfen aufrechterhalten.
Gegebenenfalls kann man das Ventil mit Gewichten belasten, und zu diesem Zweck ist
ein Ende der Welle 21 mit einem Armn 22" versehen, auf dem ein verschiebbares Gegengewicht
23' angeordnet ist, mittels dessen man die Gegenwirkung des Klappenventils gegen
das vorschreitende Gut ändern kann. An der Auslauföffnung endet der Ventilkörper
i i, mit einem Flansch 22, an dem die Förderleitung 23, die zu den einzelnen Abgabestellen
führt, mit einem Flansch befestigt ist.
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Der Rückdruck des Systems wird durch einen Druckmesser 24 angezeigt.
Dieser ist an ein Steigrohr25 angeschlossen, das zweckmäßig
als
Teil des Ventilkörperaufbaues ausgebildet ist und mittels einer Öffnung 26 mit dem
Innern des Ventilkörpers in Verbindung steht.
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Die Arbeitsweise des beschriebenen Pumpensystems ist unter der Annahme,
daß die weiterhin beschriebenen selbsttätigen Ventileinrichtungen nicht verwendet
werden, wie folgt: Der Abstand zwischen dein Endflügel 1d. der Schnecke und den
Luftdüsen 16 wird so eingestellt, daß der sich bildende Pfropfen merklich stärker
ist als die bei Normalbetrieb zur Förderung der Maximalkapazität der Pumpe über
die längste Förderstrecke er forderliche Pfropfenstärke. Eine volle Ladung Gut wird
in die Pumpe eingebracht, so daß sich die Ventilklappe 18 in ihre volle Offenstellung
bewegt, sobald die Schneckenwelle 3 angelassen wird. Ehe dies geschieht, wird Druckluft
durch die Düsen im Übermaß und mit dem höchst erreichbaren Druck eingelassen, mindestens
aber mit einem oberhalb des schätzungsweise erforderlichen Betriebsdrucks. Die Luftmenge
und der Druck werden dann durch den Bedienungsmann verringert, bis die Eingangsleistung
des Antriebsmotors zu steigen anfängt, was ein Zeichen dafür ist, daß eine ungenügende
Luftbeimischung statt hat. Der Bedienungsmann steigert dann den Druck und die Luftmenge,
bis die Motorleistung auf einen minimalen stabilen Wert fällt. Die Pfropfendichte
wird dann verringert, indem man den Flansch 8 nach rückwärts zieht, bis man ein
Rückschlagen von Luft bemerkt. Alsdann wird der Pfropfen verstärkt, und man läßt
ihn in der Minimalstellung, die mit Rücksicht auf den Widerstand über die größte
Förderentfernung und dem der Höchstleistung der Schnecke entsprechenden Rückdruck
zulässig ist.
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Wenn der Bedienungsmann ungeübt ist oder elektrische Meßinstrumente
nicht verfügbar sind, so kann man die gleichen Resultate dadurch erhalten, daß man
abwechselnd und zu wiederholten Malen den Pfropfen auf die Minimaldistanz einstellt,
bei der ein Rückschlag von Luft vermieden ist, und den. Luftdruck und das Volumen
auf den Minimalpunkt einstellt, bei dem der Druckmesser 24 einen gleichbleibenden
Rückdruck anzeigt. Wenn man diese Endeinstellung erreicht hat, so befinden sich
Motorleistung und Druck und Volumen der Luft ungefähr am Minimum.
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Die Materialzufuhr zum Pumpeneinlaß wird dann schrittweise-verAngert,
und der Bedienungsmann stellt das Gegengewicht 23' auf dem Arm 22' so ein, daß der
Widerstand des Klappenventils bei allen Zufuhrverhältnissen ausreicht, um -das Fortschreiten
des Gutes zu verzögern und seine Anhäufung zu verursachen, so daß der Pfropfen mit
minimaler Dichte im Zusammenwirken mit den anderen pfropfenbildendenEinrichtungenaufrechterlialten
wird. Zu beachten ist, daß hierbei keine Änderung am Luftdruck oder am Luftvolumen
vorgenommen wird. Da das Klappenventil i8 nicht nur dem Fortschreiten des Gutes
entgegenarbeitet, sondern auch die wirksame Eintrittsöffnung in dem Ventilkörper
i i begrenzt, ist die Wirkung des Rückdrucks gegen das Vorschreiten des Gutes derart,
daß ein minimaler Pfropfen von der Vollast bis zur Minimallast aufrechterhalten
bleibt.
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Man sieht also, daß durch die Anordnung des Klappenventils zur Unterstützung
der übrigen pfropfenbildenden Einrichtungen ein minimaler Verbrauch an Druckluft
und Motoreingangsleistung erzielt wird, und zwar über den ganzen Leistungsbereich
des S-Nrstems. Wenn der Materialzufluß vollständig stockt, so schließt sich das
Ventil und dient einfach als Hemmung. Aber es hat eine zusätzliche Funktion während
der Förderung, da es die Druckluft am Rückschlagen verhindert und den Materialfluß
aufhält oder doch zum mindesten eine Luftvermischung im Gehäuseabschnitt bewirkt,
so daß sich derPfropfen nicht unbemerkt vom Bedienungsmann neu bilden kann.
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Um eine höhere Wirtschaftlichkeit im Betrieh zu erzielen, wird die
Luftzufuhr zu den Düsen durch Einrichtungen geregelt, die von der Stellung des Klappenventils
und dem Rückdruck im System abhängig sind. Diese Einrichtungen enthalten Ventile
zur Lieferung von Luft zu den Düsen und Vorrichtungen zur selbsttätigen Betätigung
der Ventile.
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Druckluft aus beliebiger Quelle wird durch eine Leitung 27 (Fig. 3,
rechts) zugeführt, die ein Absperrventil28 zum Ausschalten der Fördereinrichtung
und einen Hahn 29 zum Regeln der gesamten Luftzufuhr enthält. Der Hahn 29 wirkt,
entsprechend eingestellt, wie eine Lochscheibe. Jenseits des Hahns 29 befindef sich
eine Zweigleitung 30 zur Leitung 27, die zum Gehäuse 3i eines Regelventils
führt. Das Regelventil bestimmt die durch die Düsen i6 ausströmende Luftmenge im
Verhältnis zu der Förderung der Schnecke 13, doch ist diese Luftmenge noch nicht
groß genug, um das Gut so weit fließfähig zu machen, wie es nötig ist, um es zur
nächsten Abgabestelle zti bringen. Die Luft soll nur verhindern, däß völlig eindurchlüftetes
Material gefördert wird, weil dies einen sehr großen Rückdruck und entsprechende
Überlastung der Antriebsmaschine zur Folge haben würde.
Im Regelventilgehäuse
31 befindet sich ein Zylinder 32, der durch in einer Schraubenlinie angeordnete
Löcher 33 mit einem Ringraum 34 in Verbindung steht. Vom Ringraum 34 führt ein Stutzen
35 zu einem Kanal 36 (Fig. i und 3), der mit den Düsen 16 verbunden ist. Der freie
Querschnitt der Düsen 16 ist' so groß, daß sie an sich eine weit größere Luftmenge
liefern könnten, als zur Durchlüftung nötig ist. Die Verwendung überbemessener Düsen
16 hat eine weitere Ersparnis zur Folge. Infolge der Verwendung überbemessener Düsen
kann man mit Luftdrücken arbeiten, die weit kleiner sind als die bisher für nötig
gehaltenen, was eine Ersparnis ergibt. Die aus den Düsen 16 strömende Luftmenge
wird von einem Kolben 37 im Zylinder 32 geregelt, der zum Druckausgleich seiner
beiden Stirnflächen einen Durchlaß 38 hat. Die Kolbenstange 39, die zur Einstellung
mit einem Gewindestück versehen ist, geht durch eine Stopfbuchse 40 und ist durch
einen Lenker 41 mit einem Hebel 22 auf der Welle 21 des Klappenventils 18 verbunden
(Fig. 2) ; der Kolben 37 regelt also die Ausströmtmg aus den Düsen 16 nach der Stellung
des Ventils 18.
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Durch einen Stopfer (Nadelventil) 42 kann eine kleine Menge Hilfsluft
aus dem Zylinder 32 unter Umgehung des Kolbens 37 zu den Düsen 16 geleitet werden.
Dies geschieht, warm die Zufuhr zum Einlauf i längere Zeit unterbrochen.' wird und
das Fördergut schwer ist, so daß es seine halbfließende Eigenschaft bald einbüßt.
Die Hilfsluftzufuhr durch den Stopfer 42 wird so geregelt, daß die kleine Menge
Hilfsluft das Gut fließend erhält, namentlich an Erhebungen oder Krümmungen der
Förderleitung, so daß Überlastung der Antriebsmaschine vermieden wird, wenn die
Förderung wieder beginnt.
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Einet Überleitung 43 mit Absperrventil 44 geht von der Hauptleitung
27 zwischen Ventil 28 und Hahn 2g zum Kanal 36 der Düsen 16. Die Überleitung dient
zum Ausblasen der Fördereinrichtung unter vollem Leitungsdruck und während das Fördergut
noch fließend ist, wenn die Einrichtung längere Zeit stillgesetzt werden soll. Das
Klappenventil 28 verhindert das Zurückströmen der 'Luft durch die Fördereinrichtung
und ersetzt das sonst nötige Absperrventil. -Die den Düsen 16 durch das Regelventil
im Gehäuse 31 zugeführte Luft wird durch Zusatzluft ergänzt, dieldurch ein Zusatzluftventil
in einem Gehäuse 45 nach dem Rückdruck geregelt wird. Die Zusatzluft und die Luft
aus dem Regelventil im Gehäuse 31 machen zusammen das Gut erst völlig fließend.
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Das Gehäuse 45 ist zweckmäßig dem Gehäuse 31 des Regelventils gegenüber
angeordnet und steht mit dem Hahn 29 durch Leitung 45, in Verbindung. Die Luft aus
Leitung 45a gelangt in einen Zylinder 46, in dem ein Kolben 49 arbeitet. Der Kolben
hat, wie der Kolben 37 des Regelventils, einen Durchlaß 5o zum Druckausgleich und
steuert. eine Anzahl von Löchern 48, die in einer Schraubenlinie von nach oben abnehmender
Steigung verlaufen und mit einem Ringraum 47 in Verbindung stehen. Vom Ringraum
47 gelangt die Zusatzluft durch Stutzen 47Q zum Kanal 36 und zu den Düsen
16. Die Kolbenstange 51 verläßt das Gehäuse nach oben durch eine Stopfbuchse 52
und tritt durch eine Stopfbuchse 53 in den Zylinder 55 eines Gegenkolbens 54 ein,
an dem ,sie befestigt ist. Der Raum unter dein Gegenkolben 54 steht durch eine Leitung
56 mit dem Rohr 25 des Rückdruckmesser s 24 in Verbindung. Dem Rückdruck arbeitet
eine Feder 57 entgegen, die von oben auf den Kolben 54 arbeitet. Das untere Ende
der Feder ist in eine Schraubennut des Kolbens eingesetzt, so daß die freie Länge
der Feder einstellbar ist. Ihr Druck wird durch eine Federplatte 59 mit Stellschraube
58 geregelt, Luft, die etwa aus dem Raum unter dem Gegenkolben 54 nach oben dringt,
wird durch Auslaß 6o abgeleitet.
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Nimmt der Rückdruck zu, so geht der Gegenkolben 54 nach oben und läßt
mehr Luft aus der Leitung 45Q zum Kanal 36 der Düsen 16 treten und umgekehrt.
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Eine Anlaßleitung 61 mit Absperrventil 62 ist von der Leitung 45"
abgezweigt und mündet, wie Fig. 2 zeigt, unter dem Trommelfutter 7 in den Einlauf
i. Wenn die Anlage längere Zeit stillsteht, so backt- das Fördergut im Einlauf zusammen,
so daß es ohne die Zusatzluft dem Anlassen einen sehr großen, die normale Leistung
der Antriebsmaschine weit übersteigendenWiderstand leisten würde. Diel Anlaßluft
aus Leitung 62 macht aber das Gut sofort fließend, und zwar in solchem Grade, daß
die Förderleistung der Schnecke 13 zunächst gering ist. Die Antriebsmaschine wird
dadurch gegen Überlastung geschützt und kann verhältnismäßig klein sein, etwa eine
kleine Brennkraftmaschine. Die Möglichkeit, kleine Maschinen zu verwenden, vermeidet
bei einem Elektromotor als Antriebsmaschine einen schlechten Leistungsfaktor.
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Die Fördereinrichtung. wird durch Öffnen des Ventils 28 und des Hahns
29 angelassen. Das Zusatzluftventil im Gehäuse 45 wird nun so eingestellt, daß es
mehr Luft liefert, als zur Verflüssigung des Gutes erforderlich ist. Zu dieser Zeit
ist aber das Klappenventil 18 noch geschlossen, so daß kein(Rückdruck das Zusatzluftventil
öffnen kann. Daher gelangt auch noch keine Luft in die Einrichtung. Nun wird die
Antriebsmaschine angelassen, das
von den Schnecke 13 geförderte
Gut hebt das Klappenventil 18, und dieses stellt das Regelventil im Gehäuse31 ein,
um durch die Düsen 16 so viel Luft zuzulassen, wie nötig ist, um das Gut vorläufig
fließfähig zu machen. Fast sofort tritt ,auch der Rückdruck auf, und das Zusatzluftventil
im Gehäuse 45 ergänzt die den Düsen 16 zuströmende Luftmenge auf das zur völligen
Fließbarmachung des Gutes erforderliche Maß. Die Spannung der Feder 57 am Gegenkolben
54 wird jetzt nach der Angabe des Rückdruckmessers 2q. geregelt, so daß gerade nur
so viel Zusatzluft geliefert wird, wie nötig ist, um bei dem vorhandenen Rückdruck
das Gut so@ flüssig zu machen, daß es durch die Schnecke 13 bis zum fernsten Punkt
der Anlage getrieben werden kann.. Nach der endgültigen Einstellung der Einrichtung
wird; der Hahn29 auf volle Leistung eingestellt.
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Die einmal eingestellte Einrichtung paßt sich allen Verhältnissen
an, die im Betrieb vorkommen, weil, wenn der Rückdruck infolge einer Abnahme der
Leistung oder infolge von Abgabe des Gutes an Zwischenpunkten nachläßt, das: Zusätzluftventil
im Gehäuse 4.5 die Zusatzluft entsprechend drosselt und umgekehrt.
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Die Regelung der Luftzufuhr gemäß- dem Rückdruck durch das Zusatzluftventil
und nach der Stellung des Klappenventils 18 durch dasRegelventil ermöglicht, bei
einerLeistung, die kleiner ist als Volleistung, mit einem Pfropfen kleinster Dichte
zu arbeiten, weil, wenn bei abnehmender Leistung Rückdruck und Luftzufuhr abnehmen,
das Klappenventil 18 dem Rückdruck eine kleinere Fläche des Fördergutes im Pfropfen
darbietet. Auf diese Weise wird stets ein Pfropfen kleinsten Widerstandes unter
allen Betriebsverhältnissen dargeboten und entsprechend an Kraft gespart. Die Fördereinrichtung
gemäß der Erfindung arbeitet nach dem Kinvon-Prinzip. Das von der Schnecke 13 gemäß
der Einrichtung nach der deutschen Patentschrift .a-55 577 geförderte Gut wird nach
dem Verlassen der Schnecke von den Düsen 16 durchlüftet. Die Förderarbeit der Schnecke
kann in etwas durch die Ausdehnung der Luft unterstützt und ergänzt werden. Das
die Fördereinrichbang verlassende Gut ist dickfließend und sucht sich auf eine Höhenlage
einzustellen. Diesen Zustand behält es bei, so lange die eingeblasene Luft nicht
entweichen kann. Die Einrichtung unterscheidet sich folglich nach Bau und Betriebsweise
von Einrichtungen, bei denen das Gut in der Luft schwebt und an der Abgabestelle
von der Luft getrennt wird, und von Einrichtungen, bei denen das Gut als Pfropfen
durch die Anlage gefördert wird.