DE68903004T2 - Vorrichtung zum zufuehren einer masse aus partikeln oder fasern. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fördern einer Masse von Feststoffteilchen und/ oder Fasern der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
• Die Vorrichtung der oben angegebenen Art ist aus der am 5. Februar 1980 ausgegebenen und auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragenen US-Patentschrift 4,186,658 bekannt. Die Vorrichtung gemäß der obigen US-Patentschrift schaffte einen beträchtlichen Fortschritt auf dem Gebiete des Zuführens von teilchenförmigem oder faserigem Material in Vorrichtungen wie unter Druck stehende Kochern insofern als faseriges Material aus Fasern relativ niedriger Scherfestigkeit zu einer äußerst hohen Dichte verdichtet werden konnten und hiebei ein praktisch fester Pfropfen erhalten wurde, durch welchen aus der stromab der Verdichtungsvorrichtung befindlichen Verfahrensstufe unter Druck stehendes Medium nicht hindurchtreten konnte.
• Es kann auch auf unsere am 10. Oktober 1978 ausgegebene US-Patentschrift 4,119,028 für ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung und auf unsere am 1. November 1983 ausgegebene US-Patentschrift 4,412,485 Bezug genommen werden, welche die Verwendung der Anordnung zum Entwässern einer faserigen oder ähnlichen Masse zeigt.
• Allgemein gesagt besitzt die oben angegebene vorbekannte Vorrichtung einen Ringkolben, welcher eine in einer Leitung befindliche Schnecke umgibt. Die Schnecke steht mit einem Fülltrichter in Verbindung, in welchen faseriges Material (beispielsweise Holzschnitzel) eingefüllt wird. Die Schnecke fördert das Material zu ihrem Austragende, wobei die Masse von hier ab durch den hin- und hergehenden Ringkolben weitergefördert wird, welcher das Weiterfördern der hochgradig verdichteten Masse durch die Leitung hindurch in die Verarbeitungsstufe, beispielsweise einen Kocher, ermöglicht.
• Die durch die obigen US-Patente geschützten Erfindungen brachten einen bedeutenden technischen Fortschritt, welcher dadurch erzielt wurde, daß ein hin- und hergehender Ringkolben mit einem üblichen Schneckenförderer kombiniert wurde.
• Wegen der beim Verdichten des Fasermaterials erzielten hohen Dichte erlagen gewisse Bauteile unserer vorbekannten Vorrichtung einem übermäßig hohen Verschleiß, welcher zu einer frühzeitigen Abnützung führte. Weiters führte der hohe Verdichtungsgrad des Materials zu beträchtlicher Schlagbeanspruchung und damit zu starken Schwingungen in der gesamten Vorrichtung, unabhängig davon ob der Ringkolben durch hydraulische Zylinder wie den in unserer US-Patentschrift 4,186,658 beschriebenen Zylindern angetrieben wurde oder ob ein in unserer US-Patentschrift 4,412,485 gezeigter Kurbelantrieb verwendet wurde.
• Die hohen Schlagbeanspruchungen können zu Ermüdungsfehlern von Bauteilen des Förderers und zu einem vorzeitigen Lagerverschleiß führen. Die Schwingungen der gesamten Vorrichtung sind insofern unerwünscht als sie insbesondere am Austragende der Vorrichtung ernste Folgen haben, wenn versucht wird die Dichte des verdichteten Materialpfropfens innerhalb der Leitung auf einem einheitlich hohen Wert zu halten. Die durch die hohe Schlagbeanspruchung erzeugten Schwingungen waren einer der Gründe weshalb die Arbeitsgeschwindigkeit der bisher betriebenen Vorrichtungen der angegebenen Art relativ niedrig war.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die bekannte Vorrichtung durch Erhöhen des mechanischen Wirkungsgrades und der Energieausnützung zu verbessern. Es ist auch Ziel der vorliegenden Erfindung die gleichmäßige Dichte des durch die Vorrichtung erzeugten Materialpfropfens zu verbessern. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung das Weiterverarbeiten der im Materialpfropfen enthaltenen Masse dadurch zu erleichtern, daß der Materialpfropfen am Austragende der Vorrichtung aufgebrochen wird, um das ausgetragene Material der anschließenden Behandlung, beispielsweise mittels Dampf, Chemikalien od. dgl., besser darzubieten und dennoch den Pfropfen innerhalb der Leitung in einem kompakten Zustand zu halten, in welchem er für Flüssigkeit und Dampf undurchlässig ist.
• Eine mit diesen Zielen in Einklang stehende Vorrichtung ist in Anspruch 1 beschrieben.
• Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Form der Stirnfläche des Ringkolbens zu einer einheitlicheren Dichte des Materialpfropfens führt. Dies ergibt sich aus einer erhöhten Dichte im Kern des Pfropfens, was dann wichtig ist, wenn die Vorrichtung zum Beschicken eines Kochers verwendet wird. Die erhöhte Dichte im Bereiche des Kerns des Materialpfropfens verringert die Möglichkeit von Materialaustritten nach hinten und zu einem Druckverlust im Kocher beträchtlich. Die abgeänderte Form der Stirnfläche führt auch zu einer wirtschaftlicheren Energieausnützung.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der hin- und hergehende Support mit einem Paar parallel zueinander und zur Achse des Schneckenförderers parallel verlaufender langgestreckter, zylindrischer Führungsglieder ausgestattet. Die Führungsglieder sind einzeln an je einer Seite der Leitung angeordnet, wobei jedes Führungsglied in zwei Gleitbüchsen gleitend gelagert ist, welche vorzugsweise hydrostatische Gleitbüchsen sind und welche vorzugsweise mit ihren Achsen in der gleichen Horizontalebene wie die Achse der Leitung liegen. Die Kurbelwelle ist vorzugsweise ebenfalls in der gleichen Horizontalebene angeordnet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist der dynamische Ausgleichssupport vom Typ eines umgekehrten Pendels, welches über ein Verbindungsgestänge mit der Kurbelwelle verbunden ist und in entgegengesetzter Richtung zur jeweiligen Bewegung des hin- und hergehenden Supports des Ringkolbens hin und her bewegt wird.
• Der Wirkungsgrad der Vorrichtung hinsichtlich der Verdichtungswirkung wird dadurch weiter verbessert, daß am stromab gelegenen Ende der Leitung ein Drosselglied vorgesehen wird, welches konische Form besitzt, zur Leitung koaxial liegt und in Stromaufwärtsrichtung konvergiert. Das Drosselglied ist in axialer Richtung selektiv verschiebbar, um die Querschnittsfläche eines zwischen der Oberfläche des konischen Drosselgliedes und dem stromabwärts gelegenen Ende der Leitung befindlichen Ringspaltes zu steuern. Der das Verstellen des Drosselgliedes steuernde Motor wird durch einen Dichteermittlungssensor gesteuert, welcher bei der gezeigten Ausführungsform ein Gammastrahlensensor ist.
• Das Verdichten unter hoher Arbeitsgeschwindigkeit wird dadurch ermöglicht, daß die hin-und -hergehende Masse des Ringkolbens und dessen Trägers über ein Gegengewicht ausgeglichen wird. Der beim Verdichten erzielte Wirkungsgrad wird weiters dadurch verbessert, daß Gase und Flüssigkeiten aus der Leitung abgeführt werden, in welcher der Kolben hin und her bewegt wird. Die Gase und Flüssigkeiten treten durch in der Wand der Leitung angeordnete Längsschlitze aus.
• Die Einheitlichkeit und das Ausmaß der Verdichtung der Masse wird dann wesentlich verbessert, wenn ein stromab des hin- und her gehenden Ringkolbens jedoch stromauf des den Dichtesensor aufweisenden Austragendes der Leitung liegender Abschnitt derselben gekühlt wird, um vom Kocher abgegebene Wärme abzuführen.
• Die Erfindung wird im folgenden eingehender mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher
• Fig. 1 in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht einen wesentlichen Teil einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit gewissen Teilen des nicht gezeigten Austragendes zeigt,
• Fig. 2 teilweise im Schnitt eine vereinfachte Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht,
• Fig. 3 ähnlich wie Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht mit aus dem Querschnitt gemäß Fig. 2 nicht ersichtlichen Teilen zeigt,
• Fig. 4 eine vereinfachte Draufsicht der in den Fig. 2 bzw. 3 gezeigten Vorrichtung zeigt,
• Fig. 5 in Form eines Blockschaltbildes die Steuerung für das Drosselglied am Austragende der Leitung erläutert,
• Fig. 6 eine Stirnansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Stirnfläche des Ringkolbens veranschaulicht,
• Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 6 darstellt,
• Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 1 zeigt und
• Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 1 darstellt.
• Obzwar die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung sich von jener gemäß den Fig. 2, 3 und 4 in gewissen Einzelheiten unterscheidet, ist jedoch die Gesamtanordnung sehr ähnlich, weshalb die entsprechenden Teile dieser Vorrichtungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
• Der am Boden in bekannter Weise verankerte Sockel 10 trägt an seiner Oberseite einen (in Fig. 1 nicht gesondert bezeichneten) Rahmen 11. Der Rahmen 11 trägt eine horizontal angeordnete und allgemein mit dem Buchstaben C bezeichnete Leitung C. Das Austragende der Leitung C liegt an der linken Seite der Fig. 2 und 3 und am vorderen rechten Ende der Fig. 1. Das gegenüberliegende Einlaßende der Leitung C ist mit einem Fülltrichter 12 versehen, welcher ein System von nach unten geneigten und einwärts gerichteten Förderschnecken 13 aufweist, die mittels entsprechender Antriebseinheiten 15 durch Motore 14 angetrieben werden, welche nur in Fig. 1 gezeigt sind. Die Anordnung des Fülltrichters 12, der Förderschnecken 13 und der Antriebseinheiten 15 ist auf dem Fachgebiet hinlänglich bekannt und benötigt keine eingehende Beschreibung.
• Die unteren Enden der vier Förderschnecken 13 (zwei an jeder Seite der nach unten geneigten Wandungen des Fülltrichters 12) sind nahe am Umfang einer horizontal angeordneten Förderschnecke 16 angeordnet, welche durch einen Motor 17 über einen Riemen 18, ein Getriebe 19 und eine Antriebswelle 20 angetrieben wird.
• Gemäß Fig. 2 ist die Förderschnecke 16 im rechtsseitigen Teil der Wandung des Fülltrichters 12 drehbar gelagert. An dem gegenüberliegenden Wandteil des Fülltrichters 12 ist bin Flansch 21 eines rohrförmigen Führungsteils 22 festgelegt, welcher den vorderen Teil der Förderschnecke 16 aufnimmt. Die Förderschnecke 16 ist somit an ihrem stromauf gelegenen bzw. hinteren Ende in einem (nicht gezeigten) Lager drehbar gelagert, welches an der Wand des Fülltrichters 12 befestigt ist, wogegen das vordere, freie Ende der Förderschnecke 16 im ortsfesten rohrförmigen Führungsteil 22 geführt ist.
• Der Ringkolben 23 gleitet frei über die Außenfläche des rohrförmigen Führungsteils 22, welcher an seinem stromauf gelegenen (rechtsseitigen) Ende mit einem Montierflansch 24 versehen ist, welcher den Ringkolben 23 an einem hin- und hergehenden Support 25 festlegt. An jeder Seite des hin- und hergehenden Supports 25 ist eine Montagebüchse 26 vorgesehen, welche im wesentlichen die Form eines geschlitzten Zylinders besitzt, der auf einer zylindrischen Führungsstange 27 festgeklemmt ist. Jede Führungsstange 27 ist in einem vorderen hydrostatischen Lager 28 und in einem hiezu koaxialen rückwärtigen hydrostatischen Lager 29 montiert.
• Es kann nun auf die Darstellung in den Fig. 8 und 9 Bezug genommen werden, welche den typischen Aufbau von hydrostatischen Lagern, unter Beschreibung des Lagers 28, zeigen.
• Das Lager 28 besteht aus einem Gehäuse 31 und einer aus einer Bronzelegierung gefertigten Büchse 32. Die Büchse 32 ist kürzer als die gesamte axiale Länge der zylindrischen Innenwand des Gehäuses 31, so daß an jedem Ende der Büchse eine zylindrische Auffangkammer 33 bzw. 34 gebildet wird. Das Außenende einer jeden Auffangkammer 33, 34 ist durch einen Dichtungshalteflansch 35 bzw. 36 abgeschlossen. Jeder Flansch 35, 36 besitzt zwei an der Führungsstange 27 anliegende, auf dem Fachgebiet gut bekannte Dichtungen.
• Die Innenfläche der Büchse 32 ist mit vier Taschen 36, 37, 38, 39 ausgestattet. Jede Tasche steht mit einem Einlaß 41, 42, 43, 44 für eine zugehörige Leitung 45 für unter Druck zugeführtes Öl in Verbindung.
• Zwischen jedem Paar von zwei benachbarten Taschen 36 - 39 befindet sich eine in Längsrichtung verlaufende Gleitfläche 46. In jeder Gleitfläche ist ein in Längsrichtung verlaufender Trog 47 vorgesehen, welcher eine die Auffangkammern 33, 34 miteinander verbindende Leitung bildet. Jede Auffangkammer ist ihrerseits mit einer Ölauslaßöffnung versehen, welche mit einer Rückführleitung 48, 49 eines Schmiermittelsystems in Verbindung steht, das einen Schmiermittelbehälter und eine mit Druckölleitungen 45 in Verbindung stehende Pumpe aufweist (der Schmiermittelbehälter und die Pumpe sind in den Figuren der Zeichnung nicht gezeigt).
• Die Taschen 36, 37, 38, 39 werden in bekannter Weise mit unter Druck stehendem Öl versorgt und erzeugen somit reibungslose Kissen zum verläßlichen und gleitenden Führen der zugehörigen Führungsstange 27 während ihrer Gleitbewegung. Das zwischen der Führungsstange 27 und den Gleitflächen 46 nahe den Taschen 36 - 39 vorbeiströmende Schmiermittel wird schließlich in einer der Auffangkammern 33, 34 aufgefangen und zum unter Druck stehenden Teil des Schmiermittelsystems zurückgefördert.
• Einer der Unterschiede zwischen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 besteht darin, daß die Führungsstangen 27 in Fig. 1 mit Bezug auf die Achse A der Leitung so angeordnet sind, daß die Achsen B der Führungsstangen auf einem niedrigeren Niveau liegen als die Achse A. Dies heißt in anderen Worten, daß die Achsen A, B, B in einer Stirnansicht gesehen ein Dreieck bilden. Gemäß der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Führungsstangen 27 auf das Niveau der Achse A angehoben. Dies heißt in anderen Worten, daß dann die Achsen A, B, B coplanar, vorzugsweise in der in der Zeichnung gezeigten Weise in einer horizontalen Bezugsebene, liegen.
• Eine Verbindungsstange 50 ist mit ihrem vorderen Ende 51 schwenkbar am hin- und hergehenden Support 25 und mit ihrem hinteren Ende 52 an einer von koaxialen Kurbeln 53 einer Kurbelwelle 54 schwenkbar festgelegt. Die Kurbelwelle 54 ist im Rahmen 11 um eine in Querrichtung verlaufende horizontale Achse drehbar gelagert, welche bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 coplanar in der Horizontalebene der Achsen A, B, B liegt.
• Die Kurbelwelle 54 ist mit einem am Ende der Kurbelwelle 54 festgelegten Schwungrad 55 ausgestattet und steht mit einem Riemenantrieb 56 in Verbindung. Das gegenüberliegende Ende der Kurbelwelle 54 ist mit einer Bremstrommel 57 und zwei zugehörigen Bremsbacken 58, 59 versehen.
• Es sind zwei Verbindungsstangen 50 und zwei zugehörige Kurbeln 53 der Kurbelwelle 54 in der oben beschriebenen Weise vorgesehen. Die Verbindungsstangen 50, von welchen eine an jeder Seite des hin- und hergehenden Supports 25 vorgesehen ist, setzen die Drehbewegung der Kurbelwelle 54 in eine hin- und hergehende Bewegung des Supports 25 und damit des Ringkolbens 23 innerhalb der Leitung C um. Wegen der festen und genauen Lagerung der Führungsstangen 27 in den Gleitlagern 28, 29 bewegt sich der Ringkolben 23 in einem zentralen Bereich 60 der Leitung über den rohrförmigen Führungsteil 22 mit beträchtlich verringerter Reibung, womit der Verschleiß verringert wird.
• In der Mitte der Kurbelwelle 54 ist eine mittige Kurbel 61 vorgesehen, an welcher das vordere Ende 62 einer mittigen Verbindungsstange 63 drehbar festgelegt ist, deren hinteres Ende 64 schwenkbar an einem umgekehrt pendelartigen Ausgleichssupport 65 festgelegt ist, der im Rahmen 11 an einem Schwenklager 66 schwenkbar gelagert ist. Das obere freie Ende des Ausgleichssupports 65 ist an jeder Seite mit einem Ausgleichsgewicht 67 versehen. Die Ausgleichsgewichte 67 sind somit so angeordnet, daß sich jeweils eines an einer Seite der Achse A der Leitung befindet.
• Ein Blick auf Fig. 4 zeigt, daß die mittige Kurbel 61 der Kurbelwelle 54 um 180º gegenüber den koaxialen Kurbeln 53 versetzt ist. Dementsprechend ergibt sich bei der Rotation der Kurbelwelle 54 zu jedem Zeitpunkt eine Bewegung des Ringkolbens 23 in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung der Ausgleichsgewichte 67.
• Das rückwärtige Ende des zentralen Leitungsabschnittes 60 der Leitung C ist mit Entlüftungsschlitzen 68 versehen, welche sich in Längsrichtung über einen wesentlichen Teil der Hubstrecke der Stirnfläche 69 des Ringkolbens 23 erstrecken. Die Extremlagen der Stirnfläche 69 des Ringkolbens sind in Fig. 2 gezeigt. Die hintere Extremlage ist jene, bei welcher der Ringkolben 23 mit vollen Linien gezeigt ist, wogegen die vorderste Endlage die in strichpunktierten Linien gezeigte Lage ist, für welche das Bezugszeichen 69 in Klammern gesetzt ist.
• Der geschlitzte Bereich des zentralen Leitungsabschnittes 60 ist mit einem Mantel 70 versehen, welcher mit der umgebenden Atmosphäre und/oder einer Flüssigkeitsauslaßleitung (über welche gegebenenfalls zusammen mit dem Gas austretende Flüssigkeit entfernt wird) in Verbindung steht, die an eine Auslaßöffnung 21 angeschlossen ist. Die den zentralen Leitungsabschnitt 60 der Leitung C bildenden koaxialen Leitungstrume werden in einer auf dem Fachgebiet hinlänglich bekannten Weise durch eine Flanschenanordnung zusammengehalten.
• Der linksseitige Teil des zentralen Leitungsabschnittes 60 ist mit einem Kühlmantel 72 versehen, welcher mit einem Kühlwassereinlaß 73 und einem Kühlwasserauslaß 74 ausgestattet ist.
• Ein anderer Flansch 75 wirkt mit einem Endflansch 76 eines rohrförmigen Endteiles 77 zusammen, welcher mit einem Abschlußrohr 78 versehen ist, dessen Innenseite eine zylindrische Fortsetzung des zentralen Leitungsabschnittes 60 bildet. Der Endteil 77 ist mit einer mit Gammastrahlen arbeitenden Dichteermittlungseinrichtung 79 versehen, welche die Dichte der im Endrohr 78 befindlichen Masse mißt und eine im Handel erhältliche Einrichtung ist.
• In einem Prototyp der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung war die Dichteermittlungseinrichtung eine Einrichtung des Typs Kay-Ray Model 4800® Single Point System, deren Arbeitsweise sich aus dem Blockschaltbild gemäß Fig. 5 ergibt.
• Im physikalischen Aufbau ist eine Gammastrahlenquelle 80, in der verwendeten Vorrichtung eine mit Cäsium 137 arbeitende Quelle, vorgesehen. Das strahlende Material ist in rostfreiem Stahl eingekapselt und in der Mitte eines mit Blei gefüllten Halters aus Stahl angeordnet, welcher sich an einer Seite der Leitung C befindet. An der gegenüberliegenden Seite der Leitung C befindet sich der Gammastrahlendetektor 81 in Form eines Geiger-Mueller-Zählrohres. Die einfallende Strahlung erzeugt eine elektrische Entladung, welche der Strahlungsintensität proportional ist. Die Strahlungsintensität hängt von der Dichte des in der Leitung C befindlichen Materials ab und erreicht ihr Maximum bei leerer Leitung C und nimmt in dem Maße allmählich ab, in dem das Material in der Leitung zu einem Pfropfen verdichtet wird. Die elektrische Ausgangsgröße des Detektors 81 wird einem Komparator 82 zugeführt, welcher das erzeugte Signal mit einem Vergleichssignal 83 vergleicht und ein Signal 84 für ein Steuergerät 85 erzeugt, um den Antrieb 86 für das Drosselglied in der später zu beschreibenden Weise, zu betätigen.
• Im Prototyp besaß der Antrieb 86 zwei mit einem konischen Drosselglied 87 in Verbindung stehende hydraulische Zylinder, um das Drosselglied entlang der Achse A aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung für kleinsten Austrittsspalt in die in Fig. 3 gezeigte Stellung für den Austrittsspalt überzuführen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die hydraulischen Zylinder durch pneumatische Zylinder zu ersetzen, da die letzteren hinsichtlich der Energieaufnahme besser geeignet sind.
• Wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ist das Drosselglied 87 ein kompakter konischer Körper, welcher sich in Richtung zum stromauf gelegenen Ende der Leitung hin konisch verjüngt und koaxial zur Achse A liegt. Wie oben erwähnt, bildet das Drosselglied 87 mit dem Auslaßende des Rohres 78 einen Durchlaßspalt bzw. Auslaß 88 ringförmigen Querschnitts.
• Die hydraulische Einrichtung für das Drosselglied 87 besitzt im wesentlichen die gleiche Konfiguration wie sie beispielsweise in unserer US-Patentschrift 4,412,485 für einen der Entwässerung dienenden Stopfen vorgesehen ist. Das stromab gelegene Ende des Drosselgliedes 87 ist mit einem in einer Büchse 90 gleitenden zylindrischen Schaft 89 versehen. Das stromab gelegene Ende der Büchse 90 ist mit einem Querhaupt 91 versehen. Jedes Ende des Querhaupts 91 steht mit der Kolbenstange 92 eines zugehörigen hydraulischen Zylinders 93, 94 in Verbindung. Die hydraulischen Zylinder 93, 94 sind ihrerseits an einem mit dem Rahmen 11 fest verbundenen Rahmenteil entweder unmittelbar oder über ein geeignetes Verbindungsglied verbunden.
• Das Ziel die Gleichförmigkeit der Dichte des Pfropfens aus verdichtetem Material zu verbessern wird auch durch eine lediglich in den Fig. 6 und 7 gezeigte abgeänderte Ausführungsform unterstützt. Bei der gezeigten bevorzugten abgeänderten Ausführungsform besitzt die vordere Stirnfläche 69 des Kolbens 23 einen Außenabschnitt 95 und einen Innenabschnitt 96.
• Der Außenabschnitt 95 ist eben und liegt in einer zur Achse des Kolbens 23 senkrecht stehenden Ebene D, wobei die Achse des Kolbens in der gezeigten Ausführungsform die Achse A ist. Der Innenabschnitt 96 besitzt die Form eines Kegelstumpfes mit einem Scheitelwinkel von etwa 155º. Der Scheitelwinkel kann im Bereich von etwa 140º bis etwa 170º liegen.
• In einer Stirnansicht des Kolbens erscheinen die zwei Abschnitte 95, 96 als zwei konzentrische Ringe. Die Fläche des äußeren Ringes 96 beträgt etwa 30% der Gesamtfläche der zwei Ringe 95, 96, wogegen die Fläche des kegelstumpfförmigen Abschnittes 96 etwa 70% dieser Gesamtfläche ausmacht. Die Fläche des äußeren Ringes 95 kann innerhalb des Bereiches von etwa 25% bis etwa 35% der Gesamtfläche der Stirnfläche 69 betragen.
• Die Gesamtfläche der in Stirnansicht gesehenen Stirnfläche 69 beträgt etwa 35% der Gesamtquerschnittsfläche der Leitung C. Die Gesamtfläche der Stirnfläche kann im Bereiche von etwa 25% bis etwa 60% der Gesamtquerschnittsfläche der Leitung C betragen.
• Im Betrieb wird die mit Gammastrahlen arbeitende Dichteermittlungseinrichtung entsprechend der in Fig. 5 gezeigten Anordnung auf die am Auslaßende der Leitung erwünschte Dichte der verdichteten Masse eingestellt. Bei in Betrieb befindlicher Gammastrahlenquelle übermittelt der Gammastrahlenzähler die das Fehlen von behandeltem Material in der Leitung anzeigende Information einem Komparator, welcher seinerseits das Steuergerät veranlaßt den Antrieb für das Drosselglied so zu betätigen, daß der Spalt 57 auf seine geringste Größe (Fig. 2) eingestellt wird. Das verarbeitete Material, beispielsweise Holzschnitzel, wird sodann aus dem Fülltrichter 12, durch die Förderschnecken 13 unterstützt, zur horizontal angeordneten Förderschnecke 16 gefördert, welche das Material stromab in die Leitung C fördert. Die Kurbelwelle 54 wird durch einen (nicht gezeigten) Motor über einen Treibriemen 56 angetrieben. Gleichzeitig wird eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) Pumpe in Betrieb genommen, um unter Druck stehendes Schmiermittel den hydrostatischen Lagern 28, 29 zuzuführen. Die Drehbewegung der Kurbelwelle 54 wird über die Verbindungsstangen 50 auf den hin- und hergehenden Support 25 und damit auf den Ringkolben 23 übertragen. Gleichzeitig wird die Drehbewegung der Kurbelwelle 54 über die Verbindungsstange 63 auf den Ausgleichssupport 65 übertragen, womit dieser in einer Richtung hin und her in solcher Weise verschwenkt wird, daß der jeweiligen Bewegung des Ringkolbens entgegengewirkt wird.
• Das aus dem Fülltrichter 21 zugeführte Material füllt schließlich den Raum im mittigen Abschnitt 60 und wird durch den Ringkolben in einer Weise verdichtet, wie sie aus den oben genannten älteren Literaturstellen hinlänglich bekannt ist. Dies führt zum allmählichen Aufbau eines verdichteten, kompakten Pfropfens, welcher in der Leitung C nach vorne bewegt wird. Das Entstehen dieses Pfropfens wird dadurch unterstützt, daß im Einlaßbereich des mittigen Abschnitts 60 Atmosphärendruck dadurch aufrechterhalten wird, daß Gase, in der Regel zusammen mit etwas Flüssigkeit, aus der verdichteten Masse über die Entlüftungsschlitze 68, den Mantel 70 und die Auslaßöffnung 71 abgeführt werden.
• Gleichzeitig wird durch den Mantel 72 Kühlwasser gefördert, welches über den Kühlwassereinlaß 73 zufließt und über den Kühlwasserauslaß 74 abfließt.
• Schließlich übersteigt die Dichte des Materials den für den Gammastrahlenzähler (Fig. 5) eingestellten Wert.
• Der Komparator des Steuerkreises veranlaßt sodann die Steuereinrichtung das Drosselglied durch seinen Antrieb in eine weiter geöffnete Stellung zu bringen. Da der Gammastrahlenzähler weiterhin die jeweilige Dichte des Materialpfropfens erfaßt, wird der Aufsteuerungsgrad des Drosselgliedes 87 dauernd gesteuert und so verändert, daß eine Verringerung der gewünschten Dichte des verdichteten Pfropfens über einen zuvor eingestellten Mindestwert hinaus vermieden wird.
• Wegen der vorgesehenen hydrostatischen Lager wird der Ringkolben fest entlang der Achse der Leitung geführt. Weiters ist die Vorrichtung trotz der massiven Montage in der Lage mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten, welche wesentlich größer ist als jene von bekannten Vorrichtungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde erfolgreich mit einer Frequenz von etwa 400 Arbeitstakten je Minute betrieben, was im Vergleich zu der mit bekannten Vorrichtungen dieser Art erzielten höchsten Frequenz von 60 Arbeitstakten je Minute äußerst günstig ist. Die hohe Arbeitsfrequenz wird auch dadurch ermöglicht, daß die beim Auftreffen des Ringkolbens auf der in der Leitung befindlichen verdichteten Masse unvermeidlicherweise erzeugten Schwingungen durch ein Ausgleichsgewicht ausgeglichen werden. Da der Ausgleichssupport 65 eine gegen die Reaktion der Verdichtungskraft wirkende dynamische Kraft erzeugt, werden die in vorbekannten Vorrichtungen auftretenden Schwingungen in einem wesentlichen Ausmaß beseitigt. Durch Beseitigen solcher Schwingungen wird auch die Genauigkeit des Arbeitens des Drosselgliedes 87 und seiner zugehörigen Teile einschließlich des Gammastrahlensensors günstig beeinflußt, da alle diese Teile relativ schwingungsempfindlich sind.
• Es wurde auch erkannt, daß das Verdichten verläßlicher vorgenommen werden kann, wenn die hauptsächlich vom Kocher herangeführte Wärme durch Kühlen jenes Abschnittes der Leitung abgeführt wird, welcher stromab des hin- und hergehenden Ringkolbens und stromauf des Austragendes der Leitung liegt. Dies ist im Hinblick darauf wichtig, daß es eine Wärmeausdehnung der Kolbenanordnung und damit eine Berührung zwischen Metallen zu verhindern gilt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Belastung durch Wärmeausdehnung des Mittelabschnittes und der Leitung insgesamt so weitgehend als möglich verringert wird.
• Das Verdichten der Masse wird auch dann gefördert, wenn die Leitung C in Richtung zum Austragende eine, wenn auch äußerst geringfügige Verjüngung aufweist. Die Verjüngung der Leitung kann im Bereiche von etwa 7' bis 21' liegen, und beträgt somit wesentlich weniger als 1º.
• Schließlich wird das ausgetragene verdichtete Material am äußersten Ende der Leitung durch das Drosselglied 87 belastet, welches mit seiner Spitze lediglich den vordersten Teil des kompakten Pfropfens aufbricht. Das Aufbrechen des Pfropfens zeitigt günstige Wirkungen hinsichtlich der Weiterverarbeitung des Materials, beispielsweise in einem Kocher oder in einer anderen der Fördervorrichtung betriebsmäßig zugeordneten Verarbeitungseinrichtung. Durch diese Maßnahme wird die Dichte des Materialpfropfens im Bereiche des Gammastrahlensensors nicht gestört. Die Vorrichtung ermöglicht es somit das Material in einer anschließenden Verarbeitungseinrichtung besser darzubieten und anderseits eine hohe Dichte des Materialpfropfens unmittelbar stromauf des Austragendes aufrechtzuerhalten, so daß der Materialpfropfen an dieser Stelle kompakt bleibt und im Kocher od. dgl. stromab der Fördervorrichtung befindliche unter Druck stehende Chemikalien vom Mechanismus der Fördereinrichtung selbst sicher getrennt gehalten werden.
• Der Fachmann auf diesem Gebiete erkennt ohne weiteres, daß zahlreiche in den Rahmen der Erfindung fallende Abänderungen getroffen werden können, welche von der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform verschieden sind. Lediglich als Beispiel sei erwähnt, daß die Anordnung des Ausgleichsgewichts so abgeändert werden kann, daß sich eine Gleitanordnung ergibt. Diese Abänderung und zahlreiche andere Abänderungen der bevorzugten Ausführungsform fallen in den Rahmen der Erfindung.

Claims (19)

1. Vorrichtung zum Fördern einer Feststoffteilchen und/oder Fasern enthaltenden Materialmasse, mit einer mit einem Schneckenförderer (16) ausgestatteten und im wesentlichen zylindrischen Leitung (C), einem um den Schneckenförderer (16) koaxial hiezu angeordneten, hin- und hergehenden Ringkolben (23), einem ersten Antrieb (17, 18, 19) zum Antreiben des Schneckenförderers (16) und einem zweiten Antrieb (56, 55 usw.) zum Antreiben des Ringkolbens (23) in hin- und hergehender Weise und koaxial zur Achse (A) des Schneckenförderers (16), dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnfläche (69) des Ringkolbens (23), in einer Endansicht gesehen, etwa 35% bis etwa 60% der gesamten inneren Querschnittsfläche der Leitung (C) ausmacht, wobei die vordere Stirnfläche (69) eine kegelstumpfförmig abgewinkelte und zur Achse (A) des Ringkolbens (23) koaxiale Fläche (96) aufweist, welche in Richtung stromauf der Leitung (C) konvergiert und einen Scheitelwinkel von etwa 140º bis etwa 170º besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die kegelstumpfförmig abgewinkelte Fläche (96) ein innerer kegelstumpfförmig abgewinkelter Abschnitt ist und die vordere Stirnfläche (69) weiters einen in einer auf die Achse (A) des Ringkolbens (23) senkrecht stehenden Ebene (D) liegenden im wesentlichen ebenen Außenabschnitt (95) aufweist, wobei die Größe der abgewinkelten Fläche (96) in der erwähnten Endansicht gesehen, größer ist als jene des im wesentlichen ebenen Außenabschnitts (95).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Größe der Fläche des ebenen Außenabschnitts (95) etwa 25% bis 35% der Gesamtquerschnittsfläche der vorderen Stirnfläche (69), in der erwähnten Endansicht gesehen, beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Antrieb (56, 55 usw.)

(a) eine durch einen Motor angetriebene und mit einem Schwungrad (55) ausgestattete und in Querrichtung verlaufende Kurbelwelle (54),

(b) eine mit einem Ende (52) schwenkbar an die Kurbelwelle (54) und mit dem anderen Ende (51) an einen hin- und hergehenden Support (25), welcher für eine lineare und hin- und hergehende Bewegung parallel zur Achse (A) des Schneckenförderers (16) montiert ist, schwenkbar angelenkte erste Verbindungsstange (50),

(c) Montageeinrichtungen (24) zum sicheren Festlegen des Ringkolbens (23) am hin- und hergehenden Support (25) und

(d) eine zweite Verbindungsstange (63) aufweist, welche die Kurbelwelle (54) mit einem Ausgleichssupport (65) betriebsmäßig verbindet, der relativ zur Achse der Kurbelwelle (54) im entgegengesetzten Sinne zur Bewegung des hin- und hergehenden Supports (25) bewegbar ist, um vom hin- und hergehenden Support (25) erzeugte Schwingungen zumindest zum Teil auszugleichen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der hin- und hergehende Support (25) mit einem Paar parallel zueinander und zur Achse (A) des Schneckenförderers (16) parallel verlaufender, langgestreckter, zylindrischer Führungsglieder (27) ausgestattet ist, wobei die Führungsglieder (27) einzeln an je einer Seite der Leitung (C) und außerhalb derselben angeordnet sind und jedes Führungsglied (27) in einem Paar von Gleitbüchsen (28, 29) gleitet, von welchen je eine nahe einem Ende des zugehörigen Führungsgliedes (27) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin jede Gleitbüchse (28, 29) eine hydrostatische Gleitbüchse ist, in welcher das zugehörige Führungsglied (27) praktisch zur Gänze durch die Oberfläche eines in einer Anzahl von Taschen (36 - 39) befindlichen Schmiermittels abgestützt ist, wobei die Taschen an der Innenseite der Gleitbüchse (28, 29) ausgebildet sind und die Taschen (36 - 39) mit einer druckerzeugenden Einrichtung in Verbindung stehen, welche das Schmiermittel in den Taschen (36 - 39) auf einem vorbestimmten Druck hält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin die Achsen (B) der Führungsglieder (27) und die Achse (A) der Leitung (C) im wesentlichen in einer Ebene liegen (koplanar sind).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Ebene, in welcher die Achsen (B) der Führungsglieder (27) und die Achse (A) der Leitung (C) liegen, eine im wesentlichen horizontale Bezugsebene ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, worin die Drehachse der Kurbelwelle (54) in der erwähnten horizontalen Bezugsebene liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der Ausgleichssupport ein umgekehrt pendelartiger Hebelmechanismus (65) ist, welcher um eine parallel zur Achse der Kurbelwelle (54) verlaufende Schwenkachse (66) schwenkbar ist und nahe seinem oberen freien Ende mit einem Ausgleichsgewicht (67) ausgestattet ist, wobei ein Ende (64) der zweiten Verbindungsstange (63) am Hebelmechanismus (65) an einem Anlenkpunkt schwenkbar angeschlossen ist, welcher zwischen dem erwähnten freien Ende und der Schwenkachse (66) liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin der Hebelmechanismus (65) so angeordnet und so gelegen ist, daß der Anlenkpunkt in der horizontalen Bezugsebene liegt oder hievon einen nur geringen Abstand besitzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin ein stromab gelegenes Ende der Leitung (C) mit einem festen, axial beweglichen, konischen Drosselglied (87) ausgestattet ist, welches in Richtung zum stromauf gelegenen Ende der Leitung (C) konvergiert, zur Achse (A) der Leitung (C) koaxial liegt und so ausgebildet ist, daß es eine Anzahl von Stellungen zwischen einem zur Gänze geschlossenen Zustand, in welchem das Drosselglied (87) die Innenfläche des stromab gelegenen Endes der Leitung (C) berührt, und einem zur Gänze geöffneten Zustand, in welchem das Drosselglied (87) mit der Innenfläche des stromab gelegenen Endes der Leitung (C) unter Ausbildung eines Auslaßkanals (88) ringförmigen Querschnitts zusammenwirkt, einnehmen kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin eine Dichteermittlungseinrichtung (79) der Leitung (C) betriebsmäßig zugeordnet und benachbart zum Drosselglied (87) und stromauf desselben angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, worin eine Antriebseinrichtung (86) für das Drosselglied betriebsmäßig mit dem erwähnten Drosselglied (87) und mit der Dichteermittlungseinrichtung (79) verbunden ist, um die Größe der Querschnittsfläche des Auslaßkanals (88) in Abhängigkeit von der augenblicklichen Dichte der unmittelbar stromauf des Drosselglieds (87) befindlichen Masse durch Steuern der Axialverschiebung des Drosselgliedes (87) zu steuern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin ein wesentlicher Teil jenes Abschnittes der Leitung (C), welcher bei hin- und hergehendem Ringkolben (23) durch eine voreilende Fläche des Ringkolbens überstrichen wird, ein dem Entfernen von Gas und Flüssigkeit dienender Abschnitt (60) ist, welcher mit die Leitung (C) mit der umgebenden Atmosphäre verbindenden Öffnungen (68) ausgestattet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die erwähnten Öffnungen (68) sich in axialer Richtung erstreckende gerade Langlöcher (68) in der Wand der Leitung (C) sind, wobei die Langlöcher (68) mit gleichem Abstand voneinander über den Umfang der Leitung (C) verteilt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, welche weiters mit einem gekühlten Abschnitt (72, 73, 74) betriebsmäßig in Verbindung stehende Kühleinrichtungen (72) aufweist, wobei der gekühlte Abschnitt (72, 73, 74) der Leitung (C) stromab des Luftaustragabschnittes (68, 70), jedoch mit axialem Abstand stromauf eines Auslaßendes der Leitung (C) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, worin der gekühlte Abschnitt (72, 73, 74) stromauf einer Dichteermittlungseinrichtung (79) angeordnet ist, welche nahe beim Auslaßende der Leitung (C) liegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin sich die Leitung (C) zwischen einem Auslaßende der Leitung (C) und der Förderschnecke (16) über ein Stück ihrer Länge in Richtung zum Auslaßende geringfügig mit einem Winkel von weniger als 1º verjüngt.