DE6911841U - Probenehmervorrichtung fuer koerniges material. - Google Patents

Description

Beschreibung
zum Gebrauchsmustergesuch

der Firma Ciments Lafarge Societe Anonyme, 28, rue Emile Menier, Paris (Seine) / Prankreich

betreffend:
<^ "Probenehmervorrichtung für körniges Material" \

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer, zwischen einem s;iitzeaufwärts angeordneten Verteilerkonus und der Innenwandung eines Hohlkegelstumpfes vertikal abwärts geführten Ringströmung körnigen Materials mit mindestens einer, um die Konusachse umlaufenden Entnahmeschurre mit einem horizontalliegenden Einlaß unter der Konus-Hohlkegel-Anordnung in Form eines Ringscheibensektors mit bezüglich der Ringströmungsradien größerem Außen- und kleinerem Innenradius und mit einer Probenabführung für entnommenes Material, Eine solche Vorrichtung ist aus der DT-PS 260 957 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung für die Probenahme aus Getreide und dergleichen erfolgt der Antrieb der Schurren - es sind zwei vorgesehen - mittels eines Flügelrades, dessen Flügel von der Materialringströmung beaufschlagt werden. Die Schurren weisen eine obere Einlaß- und eine radial innenliegende Auslaßöffnung auf, und aus der letzteren soll aus der Ringströmung entnommenes Material einer zentrisch angeordneten Probenabführung zugeleitet werden, um das Probe-Materialdurchsatz-Verhältnis zu verändern, läßt sich die Probenabführung teilweise schließen. Oberhalb der Konus-Hohlkegelstumpfanordnung ist ein Einfülltrichter angeordnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der jeder Materialpartikel dieselbe Wahrscheinlichkeit besitzt, entnommen zu werden, derart, daß die entnommene Probe wirklich repräsentativ für das Gesamtmaterial ist.

Diese Aufgabe ltißet sich mit der oben erwähnten, bekannten Vorrichtung nicht exakt lösen. Zum einen hängt die Drehgeschwindigkeit von der Masse des Materialdurchsatzes ab, so daß von schwererem Material mehr entnommen wird als von leichterem. Zum anderen kann auch Material, das auf die Flügel trifft, in die Probenabführung gelenkt werden, wobei ebenfalls für größere oder schwerere Partikel eine andere Wahrscheinlichkeit gilt als für kleinere oder leichtere. Und schließlich wird bei schwerfließendem Material die Funktionsfähigkeit im Laufe der Zeit leiden, die Entnahmewahrscheinlichkeit also bei frischgereinigter Vorrichtung anders sein als bei verschmutzter.

Auch andere bekannte Probenentnahmevorrichtungen vermögen diese Aufgabe nur mehr oder weniger annähernd zu lösen. So ist aus der Veröffentlichung "Frenius' Zeitschrift für Analytische Chemieji·", 1965, Heft 1, S. 96 eine Anzahl von Misch- und Teilgeräten bekannt, die nach dem Prinzip des Tellerteilers arbeiten. Bereits in dieser Veröffentlichung ist erwähnt, daß bei solchen Teilern Entmischungserscheinungen auftreten können und die Probe in der Kornfraktion vom übrigen Materialdurchsatz abweichen kann.

Die der Neuerung zugrunde liegende'. Aif gäbe - die man an sich bei allen Probenehmern anstrebt zu lösen - wird gemäß der Neuerung gelöst durch die Kombination mehrerer Merkmale, nämlich durch eine der Konus-Hohlkegel-Anordnung vorgeschaltete Materialbrems- und Vergleichmäßigungsstrecke in Form eines sich in Strömungsrichtung zunächst verengenden und dann wieder auf den oberen Hohlkegelstumpf durchmesser erweiternden Hohlzylinders, durch einen un-

mittelbar mit der Schurre verbundenen Probenablauf, der als geschlossenes Rohr ausgebildet ist und über eine Drehdichtung in ein zentrisch angeordnetes, feststehendes Ablaufrohr mündet, und durch einen vom Materialdurchsatz unabhängigen Drehantrieb für die Schurre und das mit ihr verbundene Probenablaufrohr.

Es sei darauf hingewiesen, daß man bei Probenehmern vom sogenannten statischen Typ - also ohne umlaufende Schurre bereits eine Hohlzylinderanordnung oberhalb eines Konus¹ vorgesehen hat, die dort (DT-Gbm 1 755 620) allerdings nur dazu dient, den Ablauf eines Vorratstrichters zu schließen bzw. freizageben, während beim Erfindungsgegenstand dieser Hohiylinder der Vergleichmäßigung und Bremsung der Strömung dient, gleichwohl aber ermöglicht, daß die Vorrichtung erhebliche Massen verarbeiten kann. Auh bei einem anderen statischen Probenehmer (DT-Gbm 1 8^1 751) wird von einem Teilmerkmal des Neuerungsgegenstandes Gebrauch gemacht, nämlich von einem, allseitig geschlossenen Rohr als Ablauforgan g für eine entnommene Probe.

Eingehende Untersuchungen des Erfinders ahben gezeigt, daß keiner der bekannten kontinuierlich arbeitenden Probenehmer wirklich repräsentative Proben zu entnehmen imstande war, während die statischen Probenehmer - sofern sie näherungsweise repräsentativ arbeiteten - einerseits nicht ohne weiteres für kontinuierlichen Betrieb zu verwenden waren, andererseits besonders bei schlecht fließendem Material zum Zusetzen neigen. Erst der ieuerungsgemäße Probenehmer hat sich im rauhen Dauerbetrieb bewährt und liefert auch nach langer Betriebszeit einwandfrei repräsentative Proben.

Die Neuerung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden:

Fig. 1 stellt schemfeatisch einen Vertikalschnitt durch einen Probenehmer gemäß der Neuerung dar,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die. Öffnung der Entnahmeschurre in größerem Maßstab,

Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen t-robenehmer mit zwei Entnahmestufen,

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Einlaßöffnung der Antriebsschurre für die erste Stufe der Vorrichtung nach Fig. 3, und

Fig. 5 zeigt in größerem Maßstab eine abgeänderte Ausführungsform des unteren Abschnitts des Ringkanals und des Ablaufs.

Der Probenehmer nach Fig. 1 umfaßt, von oben beginnend, koaxial eine fest angeordnete Hülse 1, der eine Vergleichmäßigungsund Bremsbaugruppe für den einfallenden Strom angeordnet ist, bestehend aus zwei konzentrischen Zylindern 2 und 3, die an ihren oberen Enden mittels eines nach rben offenen Kegelstumpfes 4 verbunden sind und an ihren unteren Enden mittels eines nach unten offenen Kegelstumpfes 5. Der äußere Zylinder 3 hat einen im wesentlichen gleichen Durchmesser wie die Hülse 1. An seinem unteren Ende 6 1st die Hülse 1 an der kleineren Basis eines Kegelstumpfes 7 befestigt, dessen untere große Basis einerseits mit einem kurzen Vertiakalzylinder 8 und andererseits mit einer dichten Zylinderhülle 9 verbunden ist, die mit einer Auslaßöffnung 10 versehen ist.

Ein Verteilerkonus 11 ist koaxial in dem Kegelstumpf 7 angeordnet mit seiner Grundlinie 11, in der Ebene der großen Basis des Kegelstumpfes 7 und mit seiner Spitze 11- (in demdargestellten Ausführungsbeispiel) etwas oberhalb der Ebene der kleinen, oben liegenden Basis des Kegelstumpfes 7. Eine zylindrische Manschette 12 ist mit der unten liegenden Grundlinie 11, des Verteilerkonus

11 verbunden,- diese Manschette 12 hat dieselbe Länge wie der kurze Zylinder 8 des Kegelstumpfes 7. Der Kegelstumpf 7, der Verteilerkonus 11, der Zylinder 8 und die Manschette 12 bilden demgemäß einen ringförmigen Hals 13 für den Materialablauf, der zwischen der zylindrischen Innenfläche (Manschette 12) und der zyl ind i/r sehen Außenfläche (Zylinder 8) endet.

Eine Schurre 14, bestehend aus einer horizontalen Einlaßöffnung 15, einem gegen die Vertikale geneigten Rohrabschnitt 16 und einem Vertikalabschnitt 17, der koaxial zur Hülse 1, dem Kegelstumpf 7, dem Verteilerkonus 11 und der Zylinderhülse 9 ist, wird zu kontinuierlichen Drehbewegungen um die Vertikalachse der Vorrichtung mittels irgendeiner, nicht dargestellten,Einrichtung angetrieben. Das untere vertikale Ende 18 des Rohrabschnitts 17 der Schurre 14 mündet über eine Drehdichtung 19, mit überdeckung in ein festes geneigtes Rohr 19 für den Ablauf zu irgendeiner Meßeinrichtung oder dergleichen (nicht dargestellt).

Die '. ILnlaßöffnung 15 der Schurre 14 besteht aus zwei vertikalen, sich radial erstreckenden Wandungen 20 und zwei vertikalen Wandungen 21, die senkrecht zu den Wandungen 20 liegen, welche alle mit dem oberen Ende des geneigt angeordneten Rohres 16 verbunden sind. Der Abstand zwischen den Wandungen 21 ist etwas größer als der Abstand zwischen Innen- und Außetfläche 12 bzw. 8 des Ablaufhalses 13. Auf jeder Seite der öffnung 15 ist eine identische öffnung 15, angefügt, die sich nach unten öffnet.

Unter diesen Bedingungen wird bei Einschalten des Antriebsmotors die Schurre 14 um die Achse der Vorrichtung kontinuierlich gedreht; man läßt kontinuierlich das zu prüfende Material nach oben in die Hülse 1 einlaufen. Das laterial bildet einen gleichmäßigen Vertikalstrom in der Baugruppe 2, 3 und verteilt sich in einen Ring am Hals 13, wo es herabgleitet und nachher vertikal in die Zylinderhülle 9 fällt, und zwar auf der ganzen untsren Fläche des Halses 13 außer demjenigen Abschnitt derselben, der jeweils sich über der Öffnung 15 der Schurre 14 befindet. Dies führt dazu,

daß die Drehbewegung der Schurre 14 kontinuierlich eine gleichmäßige Probe aus dem Materialdurchsatz entnimmt und sie über die Öffnung 15, die Rohre 16, 17 und die öffnung 18 dem Rohr 19 und von dort zur Prüfanlage abführt. Das neben der Schurre herabgefallene Material wird kontinuierlich oder periodisch entnommen über die öffnung 10 der Zylinderhülle 9. Man erkennt, daß unter diesen Umständen der Probenanteil durch die Geometrie der Vorrichtung festlegbar ist und weder von der Masse, noch der Form oder der Zusammensetzung der Einzelpartikel abhängt, aus denen der Materialstrom besteht.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform desyptobenehmers gemäß der Neuerung. Man erkennt auch hier die vertikale Hülse 1 für die Eingabe, den Kegelstumpf 7 und die untere Zylinderhülle 9 sowie den Verteilerkonus 11 und die Vergleichmäßigungsf^uppe 2, 3, 4, 5, welche Teile alle koaxial ineinander angeordnet sind. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind der Verteilerkonus 11 und der Kegelstumpf 7 parallel, das heißt, sie weisen denselben Spitzwinkel auf. Die Vergleichmäßigungsbaugruppeyi 2, 3, 4, 5 ist hier in i .rer Vertikalstellung einstellbar im Innern der Hülse 1; hierfür verwendet man irgendeine bekannte geeignete Vorrichtung, wie eine Zahnstange oder dergleichen (nicht dargestellt). Die Spitze II2 des Verteilerkonus 11 befindet sich hier etwas oberhalb der kleinen Basislinie des Kegelstumpfes 7. In der Vertikalachse des Probenehmers ist in Höhe des unteren Niveaus der inneren Fläche 12 und der äußeren Fläche 8 ein Drehzapfen 22 für ein Vertikalrohr 23 angeordnet, das von unten in einem Flansch 24 in Rotation versetzt wird. Das Rohr 23 bildet den hinteren Teil der Schurre 14, dessen Einlaßöffnung 15 sowie die vertikalen Seitenwände oder Wangen 25 mit der Deckwandung 26 und der Bodenwandung 27 erkennbar sind. Die Einlaßöffnung 15 befindet sich unter dem Hals 13 vor bzw. hinter den Manschetten 12 bzw. 8.

Die Einlaßöffnung 15 befindet sich hier zwischen zwei gleich bemessenen Öffnungen 28 und 29, die jedoch sich neben dem Volumenbereich öffnen, der duch die Wangen 25, die Deck- und Bodenwandung 26 und 27 sowie das Rohr 23 gegeben ist, und münden damit außerhalb dieses Volumens, das heißt, direkt in die Kammer im Innern der Zylinderhülle 9.

Eine gegen die Achse der Vorrichtung geneigte Wandung 30 wird von dem Rohr 23 durchsetzt derart, daß der Durchtritt im wesentlichen dicht ist infolge einer Rohrmanschette 31, die an ihrem oberen Ende mit dem dichtenden Flansch 24 versehen ist; über dem untoren Niveau der Wandung 30 befindet sich eine Abführöffnung 10 in der- JyIinderhülle 9 für das Material, das nicht als Probe entnommen worden ist.

In der unteren Verlängerung des Rohres 30 für die erste Abführung des Probematerials und koaxial mit diesem ist unter der geneigten Wandung 30 entweder eine Vergleichmäßigungs- und Bremsbaugruppe analog der Gruppe 2, 3, 4, 5 des oben beschriebenen " robenehmers angeordnet oder, wie in Fig. 3 dargestellt, einerseits ein fester Trichter 32, der durch einen Kegelstumpf mit einem unten befindlichen kurzen Zylinder 8¹ verlagert wird, andererseits ein Vertikalkonus II¹ mit Zylindermancchette 12' sowie schließlich eine Schurre 14' analog der oberen Schurre 14 und mit den gleichen Bauelementen wie bei dieser, die zur Unterscheidung mit einem Indexstrich ' in der Zeichnung gekennzeichnet sind. Die Schurre 14' wird entweder durch denselben Antirieb wie die Schurre 14 in Umdrehung versetzt oder durch andere entsprechende Einrichtungen,und zwar mit derselben oder einer anderen Geschwindigkeit als diese. Das Rohr 23' öffnet sich hier in Meßeinrichtung oder andere Prüfanlagen.

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Die Zyliiiderhülle 9¹, welche die Hülle 9 verlängert, wira unten durch eine geneigte Wandung 30' abgeschlossen, die vorzugsweise der Abstützung des Unterteils des Rhohres 23' dient, das die Wandung durchdringt, und die sich nach außen verlängert und den Boden einer Schüttöffnung 10' in der Verciaklwandung der Zylinderhülle 9' bildet für den Ablauf von nicht durch den zweiten Probenehmer entnommenem Material.

Es sei bemerkt, daß im einen oder anderen Fall (eine oder zwei Probenehmerstufen) der bzw. die Verteilerkonus (-konen) gedreht werden könne i, entweder gemeinsam oder unabhängig voneinander und von der bzw. den Schurren.

Die Arbeitsweise des Probenehmers nach den Fig. 3 und 4 besteht in einer Verdoppelung aer Arbeitsgänge, die von einem Probenehmer mit nur einer Stufe ausgeführt werden, wie er oben beschrieben wurde. Der einzige Unterschied ist, daß die zweite Probenalime in einem Probenehmer wesentlich kleinerer Dimensionen erfolgen kann im Vergleich mit der ersten Stufe, da der Durchsatz, der zu bearbeiten ist, wesentlich geringer ist als der Durchsatz am Hngang des ersten Probenehmers.

Für Zement-Rohmaterial hat man für einen Durchsatz von 100 t/Stunde mit Vorteil einer Hülse mit einer Regulierbaugruppe einschließlich eines Verengungs-Kegelstumpfes 4 mit einem größeren Durchmesser von 325 mm, einem inneren Zylinder mit einem Durchmesser von 210 mm und einer Höhe von 170 mm mit einem Kegelstumpf-Fortsatz 5 mit einem unteren Durchmesser von 325 mm angewandt; diese Anordnung ist derart getroffen, daß der einlaufende Materialfluß kanslisiert und gebremst wird, so daß er in der Höhe des Verteilerkonus vertikal und symmetrisch bezüglich der Konusachse auftritt. Die Schurre besaß einen Querschnitt von 60 χ 15 mm radial dem Innern wie dem Äußeren des Halses 13 zugewandt; der Winkel des Kreisscheibensektors der Schurre bezüglich des Zentrums

der Rotationsachse entspricht in seinem Verhältnis zum Gesamtumfang dem Probenanteil, nämlich etwa 1/100. Für den zweiten - sekundären - Probenehmer sind Abmessungen entsprechend der stündlichen Bearbeitung von einer Tonne vorgesehen, indem die Schurre 14' eine Öffnung mit einem rechteckigen Querschnitt von 40 χ 15 mm erhält.

Für die Bearbeitung von haftendem Material hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Unterteil des Kegelstumpfes 7 auszuführen, wie in Fig. 5 angedeutet. Hier ist der Kegelstumpf 7 mit der Zylinderhülle 9 verbunden, über der Verbindungslinie ist längs eines Horizontalkreises des Abschnitts des Kegelstumpfes 7 die Kante der großen Basis 33 eines Kegelstumpfes 34' angeschweißt, während die kleine Basis 34 sich in der Ebene der unteren Fläche des Verteilerkonus 11 befindet und durch einen kurzen Zylinder 8' verlängert wird. Es wird demgemäß ein doppelkegelstumpf förmiges Volumen vor dem Kanal ausgebildet, der sich zwischen der Innenfläche 12 und der Außenfläche 8' befindet, welches Volumen genügt, um ein Versetzen des ringförmig heruntergelangenden Materials zu verhindern.

Gemäß der Neuerung läßt sich also ein ringförmiger Materialfluß des gesamten Durchsatzes, von dem Proben zu entnehmen sind, und eine kontinuierliche Probenahme aus der Vertiakalströmung der Materialteilchen verwirklichen, unabhängig von der Masse, der Form und der Zusammensetzung der zu untersuchenden Teilchen des Materials. Es versteht sich dabei, daß der Probenehmer gemäß der Neuerung für andere Materialien als für Zementrohstoffe einsetzbar ist und sich nach einer experimentell zu ermittä.nden Auswahl der verschiedenen Abmessungen und Winkel seiner Elemente für die Prüfung von mineralischen oder njcht mineralischen Materialien mit den verschiedensten Granulationsgraden eignet.

(Schutzansprüche)

6911841-8.6.72 ~¹⁰~

Claims (6)

- ίο - Schutzansprüche

1) Vorrichtung zur kontinuierlichen Entnahme von Proben aus
einer, zwischen einem spitzeaufwärts angeordneten Verteilerkonus und der Tnnenwandung eines Hohlkegelstumpfs vertikal abwärts geführten Ringströmung kernigen Materials mit mindestens einer, um die Konusachse umlaufenden Entnahmeschurre mit einem horizontalliegenden Einlaß unter der Konus-Hohlkegel-Anordnung in Form eines Ringscheibensektors mit bezüglich der Ringströmungsradien größerem Außen- und kleinerem Innenradius und mit einer Probenabführung £ür entnommenes Material, gekennzeichnet durch eine der Konus-(11, 11')Hohlkegel(7, 7')-Anordnung vorgeschaltete an sich bekannte Materialbrems- uid Vergleichmäßigungss-trecke in Form eines sich in Strömungsrichtung zunächst verengenden und dann wieder auf den oberen HoMkegelstumpfdurchmesser erwelternden Hchlzylinderj (2), durch einen unmittelbar mit der Schurre (14) verbundenen Probenablauf, der in an sich bekannter Weise als geschlossenes Rohr (16) ausgebildet ist und über eine Drehdxchtung (19') in ein zentrisch angeordnetes, feststehendes Ablaufrohr
(19) mündet, und durch einen vom Materialdurchsatz unabhängigen Drehantrieb für die Schurre und das mit ihr verbundene Probenablaufrohr.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei kaskadenartig untereinander angeordnete Schurren (14 und 14') mit einer zwlschei geschalteten zweiten Konus-Hohlkegelstumpfanordnung (H', 7¹).

3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlzyiinder (2) in seiner Stellung relativ zu der Konus-Hohlkegelstumpf anordnung einstellbar ist.

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4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (15) der Scnurre eine kleinste Querdimenai^n aufweist, die mindestens dreimal so groß ist wie die größte zu erwartende Partikelgröße der Materialströmung.

5) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (15) der Schurre (14) zwischen zwei dimensionsgleichen Öffnungen (28, 29) angeordnet ist, die nach unten in den nicht entnommenen Materialstrom führen.

6) Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder einer der Konus" mit der zugeordneten Schurre drehangetrieben ist.