DE69215443T2 - Schurre für Schüttgut - Google Patents
Schurre für SchüttgutInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Schurre für die Beförderung eines Schüttgutes von einem höheren Ort zu einen tieferen Ort.
- Die Bewegung von Schüttgut, beispielsweise Erz, Sand oder losen Lebensmitteln, in Mengen bietet viele Probleme. Beispielsweise können konventionelle Fördermittel eine begrenzte Kapazität aufweisen und sie können eine kontinuierliche regelmäßige Wartung erfordern. Somit stützt man sich in vielen Situationen auf Druckluftsysteme, um solches Schüttgut zu befördern. Die Bewegung des Materials mittels Luft verursacht jedoch andere Probleme, von denen das Problem, daß die beförderten Teilchen durch Kollision errodiert und/oder in Mengen unterschiedlichen Gewichts und Teilchengröße getrennt werden, nicht das kleinste darstellt. Die Erzeugung von Flugstaubmengen ist ein anderes schweres Problem; die Trennung und das Aufsammeln des in solchen Systemen auftretenden Staubs bringt das Bereitstellen einer Ausrüstung, wie beispielsweise Fliehkraftstaubabscheider, Naßreiniger und speziell für diesen Zweck geeignete Staubsammler, mit sich.
- Wenn man Schüttgut dieser Art von einer höheren Ort an einen niedrigeren Ort befördern will, beispielsweise wenn man loses Erz in den Laderaum eines Schiffes oder in einen Speichersilo laden will, treten, sogar wenn der Transport einfach durch die Schwerkraft erfolgt, ähnliche Probleme auf. Wenn das Material frei über vertikale Distanzen fallen darf, so wird beträchtlich Staub erzeugt. Wenn das Material auf einen Haufen mit hoher Geschwindigkeit entladen wird, so tritt eine Trennung und Erosion des Materials auf und es wird Staub erzeugt.
- Es wurden versuche gemacht, diese Probleme zu überwinden, indem Ladeschurren vorgesehen wurden, wobei das Material gezwungen wurde, auf einem nichtliniearen Weg zwischen gestaffelten Prallflächen zu fließen. Solche Schurren hatten jedoch nur begrenzten Erfolg und können im Gebrauch leicht beschädigt und/oder blockiert werden.
- Im US-Patent Nr. 4,946,018 ist eine Ladeschurre für Schüttgut beschrieben, die aus einer Vielzahl von Schurrensegmenten besteht, die klappbar an ihren Enden im Zickzack verbunden sind.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schurre für Schüttgut zu schaffen, mit der die vorstehenden Nachteile der Systeme des Standes der Technik vermindert oder eliminiert werden können.
- In der Schurre gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die Schurrensegmente eine Vielzahl von kegelstumpfförmigen Trichtern, die auf kontiniuerlichen oder nicht kontinuierlichen Bändern getragen werden, die sich parallel zur Länge der Schurre erstrecken, wobei dadurch die Trichter in vertikalem Abstand gehalten werden, wobei die konischen Achsen der nebeneinanderliegenden Trichter in verschiedene Richtungen relativ zur Längsachse der Schurre geneigt sind. Beim Gebrauch der Schurre läuft das Schüttgut in Drehungen durch aufeinanderfolgende Trichter und fällt durch die verschiedenen Neigungen nebeneinanderliegender Trichter auf die geneigte Flächejedes Trichters. Auf diese Art werden die Distanz des freien Falls des Materials und die mit diesem freien Fall verbundenen Probleme minimiert.
- Die Trichter sind natürlich mit ihrem schmaleren Ende nach unten in vertikal beabstandeten Intervallen montiert. Der Abstand ist vorzugsweise so, daß das untere Ende eines Trichters im oder mindestens in der allgemeinen Gegend vom oberen Ende des nächsten benachbarten Trichters darunter liegt. Auf diese Art wird die Distanz des freien Falls des Materials zwischen benachbarten Trichtern minimiert, ohne übermäßig die Fließkapazität der Schurre zu begrenzen.
- Jeder Trichter ist so abgestützt, daß seine konische Achse relativ zur Längsachse der Schurre geneigt ist. Der Neigungswinkel hängt sowohl vom Winkel des Kegels jedes Kegelstumpfes als auch von der Art des Schüttgutes und dem Reibungskoeffizienten zwischen diesem Material und der Oberfläche des Trichters ab. Typischerweise ist die Neigung jedes Trichters so, daß der größte.Winkel zwischen der geneigten Fläche des Trichters und der Gesamtachse der Schurre im Bereich von ungefähr 30 Grad bis ungefähr 45 Grad liegt. Das heißt, wenn die Schurre in einer Position montiert ist, in welcher ihre Achse nahe der Vertikalen ist, dann liegt der kleinste Winkel zwischen der Fläche des Kegels und der Horizontalen in der Größenordnung von 45 bis 60 Grad.
- Die Achsen benachbarter Trichter sind in verschiedene Richtungen relativ zur Länge der Schurre geneigt, aber vorzugsweise ist der Neigungswinkel jedes Trichters der gleiche, wie der des nächsten Trichters. Somit ist von oben gesehen, jede Achse winkelmäßig um das axiale Zentrum der Schurre relativ zur nächsten verschoben. Vorzugsweise beträgt der Winkel, der in der Draufsicht zwischen den Achsen benachbarter Trichter liegt, ungefähr 120 Grad, und noch besser ungefähr 180 Grad.
- In einer Form der Erfindung sind die einzelnen Trichter so montiert, daß jeder Trichter abgenommen werden, um seine eigene konische Achse gedreht und wieder befestigt werden kann, um einen frischen Teil seiner konischer Oberfläche dem Fluß des Schüttgutes auszusetzen, wenn ein erster Teil von ihm während der Benutzung verschlissen wurde. In einer bevorzugten Form der Erfindung ist eine Verschleißplatte in Form einer Einlage aus verschleißfestem Material, beispielsweise aus Stahl oder Polyethylen hoher Dichte, abnehmbar an einer geneigten inner Oberfläche jedes Trichters angebracht, um die Oberfläche, die vom fallenden Material getroffen wird, zu ersetzen, wenn sie verschlissen ist.
- Die tatsächliche kegelstumpfförmige Form jedes Trichters kann so ausgewählt werden, daß sie die Art des Schüttgutes, das Material des Trichters selbst und die gewünschte Flußkapazität der Schurre widerspiegelt. Beispielsweise kann die konische Fläche des Trichters mit der imaginären Spitze des Kegelstumpfes beispielsweise einen Winkel in der Größenordnung von 30 bis 70 Grad vorzugsweise in der Größenordnung von 40 bis 60 Grad bilden.
- Während in einer Form der Erfindung die Ebene, die durch den Umfang des schmaleren Endes jedes konischen Trichters gebildet wird, die Achse des Trichters in rechten Winkeln schneidet, so schneidet in einer bevorzugten alternativen Form diese Ebene diese Achse in einem spitzen Winkel, beispielsweise in der Größenordnung von 60 bis 70 Grad. Wenn das schmalere Ende jedes Trichters rein gedanklich in einem Winkel in dieser Art "weggeschnitten" wird, wird es für das schmalere Ende möglich, in größerem Maße in das breitere Ende des nächstfolgenden Trichters vorzustehen, und somit weiter die Möglichkeit zu vermindern, daß Material, das von der Schurre befördert wird, und insbesondere Material in Form von Staub oder ähnlich feinen Partikeln über die Seiten der Schurre verlorengeht. Trichter dieses Typs neigen auch dazu, sich besser ineinander zu schieben:, als Trichter, bei denen die Ebene ihres schmaleren Endes nicht in dieser Weise gegenüber ihrer Achse geneigt ist.
- Die trichter können aus einem großen Bereich von Materialien hergestellt sein, einschließlich synthetischer polymerer Materialien und Metalle. Das Schüttgut, das durch die Schurre gelangt, kann stark erodierend sein und es ist deswegen wünschenswert, daß das Material der Trichter einen guten Verschleißwiderstand aufweist. Dieses Kriterium kann erfüllt werden, indem man die Trichter aus Stahl herstellt, aber ein leichtgewichtigeres Ergebnis kann erzielt werden, indem man ein geeignetes synthetisches Polymer wählt, beispielsweise Polyethylen hoher Dichte oder einen glasfaserverstärkten Kunststoff und wahlweise Verschleißplatten vorsieht, wie das oben beschrieben wurde.
- Typischerweise aber nicht notwendigerweise sind die Trichter alle aus demselben Material und weisen alle dieselben Abmessungen auf.
- Die Schurre ist für die Verwendung in einer im allgemeinen vertikalen Richtung gedacht, aber sie muß nicht streng vertikal verwendet werden. Die Form der Trichter ist derart, daß die Schurre erfolgreich arbeiten kann, wenn ihre Achse eine kleine Neigung zur Vertikalen aufweist, beispielsweise in der Größenordnung von 5 bis 15 Grad.
- Im Gebrauch werden die Trichter beispielsweise an ihrer äußeren Umfangskante von kontinuierlichen oder nicht kontinuierlichen Bändern getragen, die sich parallel zur Länge der Schurre erstrecken. Beispielsweise können zwei, drei oder vier, typischerweise drei, solcher Bänder vorgesehen sein. Bei einer Form der Erfindung sind die Bänder starre Riemen, die entweder über die volle Länge der Schurre laufen oder sich zwischen benachbarten Trichtern erstrecken. In einer bevorzugten Form der erfindungsgemäßen Schurre sind die Bänder jedoch flexible Bänder, wobei sich jedes vorzugsweise vom obersten bis zum untersten Trichter erstreckt. Die Verwendung von flexiblen Bändern zwischen den Trichtern gestattet es, daß die gesammte Schurrenvorrichtung in eine kompakte Form zusammengefaltet werden kann, wenn sie nicht benutzt wird, wobei die Trichter ineinander geschoben werden. Die flexiblen Bändern können beispielsweise aus einem Gewebeband oder einem Gummiband hergestellt sein.
- Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Schurre in der vorher beschriebenen Art rückziehbar gemacht wird. Als erstes, indem nur einige der Trichter ineinandergeschoben werden, beispielsweise die Trichter in oder nahe dem Gebiet des unteren Endes der Schurre, wobei die Gesamtlänge der Schurre erniedrigt oder erhöht werden kann, um sie an die Gesamtdistanz zwischen dem Befüllungsort und dem Abgabeort des Schüttgutes anzupassen. Als zweites kann, wenn die Schurre verwendet wird, um das Schüttgut auf einen Haufen abzugeben, dessen Höhe zunimmt, wenn die gesamte Menge des Materials, das geliefert wird, zunimmt, die Schurre zurückgezogen werden, um eine Anpassung an diese Zunahme der Höhe des Haufens zu erreichen. Dieses letztere Zurückziehen kann, sofern es gewünscht wird, automatisch in Erwiderung auf ein elektronisches Signal von einem Sensor, der sich vom untersten Trichter nach unten erstreckt, erfolgen.
- Durch die Konstruktion der Schurre gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Erzeugung von Staub, der von der Bewegung des Schüttgutes herrührt, minimiert. Wenn jedoch insbesondere die Schurre im Freien verwendet wird, so können Winde und Windzüge der Umgebung verursachen, daß Staub fliegt. Um solche Effekte zu verhindern, kann die gesamte Schurre oder mindestens der Hauptteil ihrer Länge in eine passende Verkleidung eingeschlossen werden, die passenderweise eine allgemein zylindrische Form aufweisen kann. Die Verkleidung kann starr oder flexibel sein, aber wenn die Schurre zusammenfaltbar sein soll, so ist die Verkleidung vorzugsweise flexibel und ebenfalls zusammenfaltbar, entweder mit der Schurre oder unabhängig davon.
- Die Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die nur beispielhaft zwei bevorzugte Ausführungsformen der Schurre gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
- Fig. 1 ist eine vertikale, teilweise geschnitte Ansicht der ersten Form der Schurre in ihrer Betriebsstellung;
- Fig. 2 ist eine entsprechende Ansicht der Schurre der Fig. 1 in einer zurückgezogenen Stellung;
- Fig. 3 zeigt eine alternative Form des Trichters für die Verwendung in der zweiten dargestellten Ausführungsform der Schurre gemäß der Erfindung;
- Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie die Trichter des in Fig. 3 gezeigten Typs zusammengebaut werden, um die zweite Ausführungsform der Schurre zu bilden; und
- Fig. 5 zeigt eine austauschbare Einlage, die an einem Trichter des in Fig. 3 gezeigten Typs befestigt ist.
- Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schurre besteht aus einer Anzahl kegelstumpfförmiger Trichter 10, die übereinander in kleinen Intervallen durch eine Befestigung an drei Bändern 11 an Punkten, die um ihren Umfang gleichmäßig beabstandet sind, aufgehängt sind. Die Trichter sind aus Polyethylen hoher Dichte geformt und so montiert, daß ihre konischen Achsen zur Vertikalen um einen Winkel in der Größenordnung von 20 Grad geneigt sind. Die Achsen benachbarter Trichter sind in diametral entgegengesetzten Richtungen geneigt; das heißt, in einer Aufsicht sind benachbarte Achsen um 180 Grad versetzt.
- Ein im allgemeinen ringförmiger Träger 12 ist koaxial mit der Säule aus Trichtern an Seilen 13 aufgehängt, mit denen der Träger angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Basis 14 des Trägers hat eine zentrale Öffnung, die einen etwas kleineren Durchmesser hat als ein peripherer Flansch, der jeden Trichter 10 umgibt, und somit wird einer der Trichter 15 durch die Basis 14 umfaßt und getragen. Zwei weitere Trichter 16 sind unterhalb des Trägers 12 in entgegengesetzt geneigten Richtungen ähnlich denen der Trichter 10 aufgehängt.
- Eine PVC-Verkleidung 17, die in Intervallen durch Ringe 18 verankert ist, ist um die Trichter 10 herum aufgehängt.
- Beim normalen Betrieb ist die Schurre ausgefahren, wie das beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, aber nicht notwendigerweise bis zu ihrer maximalen Ausdehnung. Ein Schüttgut, beispielsweise Pottaschenerz mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3 mm wird bei 19 an der Spitze der Schurre eingefüllt und fällt von Trichter zu Trichter nach unten über die volle Länge der Schurre, um einen Haufen 20 unter der Schurre zu bilden, beispielsweise im Laderaum eines Schiffes. Die Form und die relative Anordnung der Trichter 10, 16 ist derart, daß Material, das aus einem Trichter fällt, eine kurze Distariz auf die geneigte Seite des nächsten Trichters fällt. In der Praxis ist die Rate des normalen Materialflußes derart, daß das Material einen kontinuierlichen, kompakten Strom bildet.
- Wenn eine kürzere Säule gefordert wird, kann dies leicht durch Anheben des Trägers 12 um den gewünschten Betrag erreicht werden. Wenn beispielsweise die Höhe des Haufens 20 zunimmt, kann er in Eingriff gelangen mit einem (nicht gezeigten) Schwingsensor am unteren Ende der Säule und die Seile 13 können dann automatisch den Träger anheben. Wenn der Träger angehoben wird, so wird der Trichter 10, der sich als nächstes über dem Trichter 15 befindet, in den Trichter 15 geschoben, wobei die übrigen Trichter 10 in Folge in ähnlicher Art ineinander geschoben werden, wenn der Träger weiter angehoben wird. Die inneinandergeschobenen Trichter können weiterhin das Schüttgut durchlassen, obwohl sie nun einen kurzen linearen axialen Weg bilden. Wenn es gewünscht wird, können Prallfächen in einem oder mehreren der Trichter 10 vorgesehen werden, um diesen Weg zu modifizieren.
- Einweiteres Anheben des Trägers 12 bringt schließlich, wenn die Schurre nicht länger benötigt wird, die Schurre in den in Fig. 2 gezeigten Zustand, wobei die Mehrzahl der Trichter 10 ineinandergeschoben ist. Kleine (nicht gezeigte) Blöcke auf der Unterseite der peripheren Flansche auf den Trichtern, verhindern, daß das Ineinanderschieben zu dicht wird und dann ein erneutes Auseinanderschieben schwierig wird. Wenn der Träger angehoben wird, so faltet er auch die Verkleidung 17 zusammen. Die Schurre kann in ihrer Größe weiter vermindert werden, indem die Trichter 16 manuell in Richtung der Unterseite der Basis 14 des Trägers angehoben werden.
- Der in Fig. 3 gezeigte kegelstumpfförmige Trichter 30 ist den Trichtern 10 im allgemeinen ähnlich, bis auf die Tatsache, daß die untere Kante sich nicht in rechten Winkeln zur Achse des Trichters erstreckt. Somit schneidet die Ebene, die durch die untere Kante 31 definiert ist, die Achse 32 des Trichters in einem Winkel β, der typischerweise ungefähr 60 Grad beträgt. Der Winkel α der geneigten Seite beträgt beim dargestellten Trichter ungefähr 70 Grad, mit dem Ergebnis, daß die kegelstumpfförmige Oberfläche des Trichters in einem Winkel von 40 Grad der imaginären Spitze des Kegels gegenübersteht. Der Trichter hat einen peripheren Flansch 33 an seinem breiteren Ende und eine Anzahl von Blöcken 34, die in Intervallen entlang der Unterseite des Flansches 33 angebracht sind.
- Im zusammengebauten, ausgefahrenen Zustand der zweiten Form der Schurre, der schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, sind eine Anzahl Trichter 30 (von denen nur vier gezeigt sind, wobei aber dreißig oder vierzig oder mehr vorhanden sein können) im Abstand zueinander entlang der Achse 35 aufgehängt. Die konische Achse jedes Trichters ist zur Achse 35 um einen Winkel von ungefähr 15 Grad geneigt. Jeder Trichter ist ungefähr um 180 Grad um die Achse 35 relativ zum Trichter über oder unter ihm verschoben. Somit liegt der Winkel γ der geringsten Neigung der gekrümmten Oberfläche jedes Trichters relativ zur Horizontalen in der Größenordnung von 55 Grad (so lange die Achse 35 vertikal angeordnet ist).
- Der Abstand der Trichter 30 ist so gewählt, daß, wie dargestellt, das untere Ende jedes Trichters um einen wesentlichen Betrag in das obere Ende des Trichters, der sich als nächster unter ihm befindet, ragt.
- Material, das durch die dargestellte Schurre hindurchgeht, fällt bei jedem Schritt die kurze Distanz von der geneigten Oberfläche eines Trichters zu der des nächsten und somit wird eine Trennung der Teilchen und eine Erosion, die Staub oder feine Teilchen bildet, minimiert. Die Bewegung des Materials über die Trichteroberfläche kann jedoch erodierend sein, natürlich abhängig von der Art des beförderten Materials. Wenn die Oberfläche eines Trichters übertrieben verschlissen ist, so kann der Trichter selbst ersetzt werden, aber eine bevorzugte Möglichkeit besteht darin, eine Einlage 36 eines abriebfesten Materials auf der geneigten Oberfläche des Trichters austauschbar zu befestigen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Einlage kann beispielsweise mit Bolzen 37 befestigt werden, was ein leichtes Ersetzen erlaubt.
- Die Schurre gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise in ihren zwei dargestellten Formen, ist sehr wirksam beim Transportieren von Materialien mit losen Teilchen eines großen Bereiches von Typen und Größen, mit minimaler Erosion und/oder Trennung des Materials und minimalem Staub. Durch die Konstruktion der Schurre in einer rückziehbaren Form, kann eine einzige Schurre verwendet werden, um Materialien über einen Bereich vertikaler Distanzen zu befördern, der von ungefähr 2,5 Meter bis ungefähr 20 Meter reicht.
- Da die erfindungsgemäße Schurre sich für den Transport des zu bewegenden Materials nicht auf Luft stützt, ist es nicht notwendig, ein Wiedergewinnungssystem (beispielsweise Staubabscheider, Naßreiniger) für den Staub zu montieren, der durch die Luft transportiert wird, die die Schurre verläßt und somit wird eine wesentliche Einsparung der Ausrüstungskosten erzielt.
- Bei der Verwendung konventioneller Schurren, die hierfür erhältlich sind, mußte normalerweise dem unteren Ende der Schurre gestattet werden, in den Haufen abgeladenen Materials, der sich unterhalb der Schurre bildet, einzudringen, um somit eine Abdichtung zu erzeugen, um die seitliche Abgabe von staubbeladener Luft aus der Schurre zu verhindern. Wenn dann versucht wurde, die Schurre an eine neue Position zu bewegen, beispielsweise um den Laderaum eines Schiffes gleichmäßiger aufzufüllen, hat die Bewegung häufig zu einem Zusammenbrechen der Schurre geführt. Mit der Schurre der vorliegenden Erfindung ist es, da die Staubbildung stark vermindert wurde, nicht länger ngtwendig, das Ende der Schurre in den Haufen abgeladenen Materials zu tauchen und das Risiko eines Zusammenbrechens der Schurre wird somit vermieden.
- Ein weiterer Vorteil der Schurre gemäß der Erfindung liegt darin, daß arch die Form und Ausrichtung der Trichter, wenn eine Blockade im unteren Gebiet der Schurre auftreten sollte, beispielsweise durch den Ausfall einer automatischen Schurrenrückzugsvorrichtung, die Trichter einfach ihren Inhalt ausschütten, ohne das Risiko, daß sich die Schurre füllt und möglicherweise zusammenbricht.
Claims (9)
1. Schurre zum Befördern von Schüttgütern, wobei die Schurre
eine Vielzahl von Schurrensegmenten in vertikal beabstandeter
Beziehung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schurrensegmente kegelstumpfförmige Trichter (10, 15, 16; 30) sind,
die nur auf kontinuierlichen oder nicht kontinuierlichen
Bändem (11), die sich parallel zur Länge der Schurre
erstrekken, abgestützt sind, wobei die Trichter so gehalten werden,
daß die konischen Achsen benachbarter Trichter in
verschiedene Richtungen relativ zur Längsachse (15) der
Schurre geneigt sind.
2. Schurre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
untere Ende jedes Trichters (10, 15; 30) in dem oberen Ende
des nächsten benachbarten Trichters (10, 15, 16; 30) unter
ihm liegt.
3. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der kleinste Winkel (γ) zwischen der
konischen Oberfläche jedes Trichters und der Horizontalen in
der Größenordnung von 45 bis 60 Grad liegt.
4. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel, der in der Aufsicht zwischen
den Achsen benachbarter Trichter liegt, ungefähr 120 Grad
oder ungefähr 180 Grad beträgt.
5. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Trichter (30) eine Verschleißplatte
(36) aufweist, die auswechselbar an seiner inneren geneigten
Oberfläche befestigt ist.
6. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die konische Fläche jedes Trichters
(10, 15, 16; 30) an der imaginären Spitze des Kegelstumpfes
in einem Winkel in der Größenordnung von 30 bis 70 Grad
erstreckt.
7. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet daß die Ebene, die durch den Umfang des
schmaleren Endes jedes konischen Trichters (30) definiert
wird, die Achse des. Trichters in einem spitzen Winkel (β)
schneidet.
8. Schurre nach Anspruch 7, wobei der spitze Winkel (β) in
der Größenordnung von 60 bis 70 Grad liegt.
9. Schurre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bänder (11) flexible Bänder sind.
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