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Verfahren zum Betreiben schwingender Vorrichtungen mit Schüttkörperfüllung
In dem Hauptpatent 661 ro8 ist ein Verfahren zum Betreiben von schwingenden Vorrichtungen
mit Schüttkörperfüllung beschrieben, bei dem die Vorrichtungen derart betrieben
werden, daß das Produkt aus Schwingweite A in Metern .gemessen und dem Quadrat der
Schwingungsfrequenz. je Sekunde (f2) etwa 1,56 bis r,64 m/Sek.2 beträgt.
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Es wurde nun gefunden, daß bei Förder-und Siebeinrichtungen, die ja
ebenfalls schwingende Systeme mit Schüttkörperfüllungen gemäß dem Hauptpatent darstellen,
sich gleichfalls die in dem Hauptpatent beschriebene Abstimmung von Schwingungszahl
und Schwingweite vorteilhaft anwenden läßt. Bei Innehaltung bestimmter Kennzahlen
für Af2 ergibt sich ein Bestwert der Förderleistung oder Aussiebung, wobei die Neigung
gegen die Waagerechte um den Winkel ß zu berücksichtigen ist. Die Größe der Kennzahl
ist also von der Schwingweite, der Schwingungszahl und dem Neigungswinkel der Förder-
oder Siebeinrichtung abhängig, bei letzterer außerdem noch von der Maschenweite
des Siebes. Zum Beispiel wird bei im Uhrzeigersinn durchlaufener Bahnkurve des schwingenden
Systems. und bei positivem Neigungswinkel das Gut die geneigte Fläche nach rechts
hinauf, bei negativem Winkel nach rechts hinunter befördert.
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Beim Absieben eines Kornhaufwerkes kommt es darauf an, daß das Siebgut
einerseits möglichst oft mit der Siebfläche in Berührung kommt und anderseits die
theoretisch aufgestellte Forderung, daß die Maschenweite W gleich der Wurfweite
.des Einzelkorns sein soll, auch tatsächlich erfüllt wird, was bisher zwar angestrebt;
aber nicht erreicht wurde.
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Eine weitere Forderung sowohl für -Förder- wie für Siebeinrichtungen
dieser Art ist die Übereinstimmung zwischen der Wurfzeit
des Schüttgutes
und der Schwingungszeit der Maschine. Für eine waagerechte Förder-oder Siebfläche
ergab sich rechnerisch die Kennzahl Af= = 1.@ @4 m/Selc.2, die sich aus def:
Formel
errechnet (,g=l-rdbesclileunigtuig,c7= 3,14159) und in der Praxis zweckniäßigerweise
etwas kleiner gewühlt wird (1.j6 bis 1.64). Ist die Siebfläche oder der Förderboden
nun uni den Winkel 1l geneigt, so ergibt sich
wobei das +-Zeichen vor dem tg ß angibt, ob das Gut hinauf ( + ) oder hinunter @-)
befördert wird. Die theoretische Kennzahl wird alsobeimBinaufförderugrößerals 1,6@m/Sek.2
und beim Hinunterfördern kleiner als 1.64 m/Sek.=. Praktisch schwanken diese Werte
infolge des Luftwiderstandes und anderer Einflüsse uin etwa-- 6°/0. Die Formel (2)
ermöglicht es also, die t'hereinstimmung der Wurf- und Schwingungszeiten im Betrieb
herbeizuführen, wenn Schwingweite und Neigungswinkel gegeben sind.
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Beim Sieben tritt nun noch als weitere Bedingung hinzu, daß die Wurfweite
der einzelnen Teilchen gleich der Maschenweite werden soll. Die Wurfweite ist mit
der Schwingweite A, der Schwingungszahl f, dem Neigungswinkel ß und dem Winkel
q, der mit einer kreisförmigen Bahnkurve den geometrischen Ort des Abwurfpunktes
der einzelnen Teilchen von dieser Kurve ergibt, schon durch die Formel (2) gegeben.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man die günstigsten Bewegungsverhältnisse
des Schüttgutes auf der Unterlage dann erreicht, wenn man so arbeitet, daß
ist. Das bedeutet für Fördereinrichtungen, (laß bei einem gegebenen Neigungswinkel
und zur Errechnung einer bestimmten oder der optimalen Fördergeschwindigkeit v die
Werte für A und f so zu wählen sind, daß das Pro-(lukt Af2 den gemäß
der Formel (2) zu errechnenden Wert erhält, wobei f vorher aus der Formel (3) bestimmt
wird.
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In der Bemessung von A und f sind also gewisse Grenzen gezogen, und
durch Veränderung des Neigungswinkels ß kann die gewünschte Geschwindigkeit erzielt
werden: Es war zwar schon bei schwingenden Vorrichtungen mit waagerechten Auflageflächen
für Schüttgut vorgeschlagen worden, bei annähernd geradliniger, schräg nach aufwärts
gerichteter, hin und her gehender Schwingbewegung eine Abstimmung in der Weise vorzunehmen,
daß das Produkt aus dem Sinus
| s Anstellwinkels (zwischen Bewegungsrich- |
| g und der Waagerechten), der halben |
| c-siwingweite in Zentimetern, dem Quadrat |
der Schwingungszahl in der Minute einen günstigsten, in der Nähe von 200000 liegenden
Wert ergehen soll.
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Hiermit hat die Abstimmung gemäß der Erfindung nichts zu tun, weil
es sich bei den bekanntgewordenen Schwingungsvorrichtungen um waagerechte, schräg
nach aufwärts hin und her bewegte Flächen handelte, bei der vorliegenden Erfindung
dagegen um Misförmige oder ähnliche Schwingungen mit geschlossener Bahnkurve, die
von mehr oder weniger geneigten Auflageflächen beschrieben werden; außerdem ist
für die Abstimmung nach dem früheren Vorschlag eine a@ dere Kennziffer, auf gleiche
Maßgröße Beigen, gewählt worden, die für (las Verfahren nach der Erfindung nicht
brauchbar ist.
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Die Zeichnung zeigt eine graphische'Darstellung, aus der die Bestimmung
der Kennzahl Afz bei Schwingförderern für verschiedene Fördergeschwindigkeiten v
und Neigungswinkel ß ersichtlich ist. Auf der Abszisse sind die negativen und positiven
Neigungswinkel f und auf der Ordinate sowohl die Kennzahl Af2 (I) als auch
die Produkte aus Fördergeschwindigkeit und Schwingungszahl vf (1I) aufgetragen.
Für die Ordinate I ergibt sich ein annähernd linear verlaufendes Kurvenstück I,
für die Ordinate II ein nach einer Kosinusfunktion verlaufendes Kurvenstück 1I.
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Um nun beispielsweise bei einem gegebeneNeigungswinkel ß von + 15°
den Bestwertder Förderwirkung zu erreichen, muß die Fördereinrichtung so betrieben
werden, daB das Produkt aus Afz = 1,77 m/Sek.2 ,wird (s. Kurve I und Ordinate
I). Kommt es außer der Erreichung des Bestwertes der Förderleistung auch auf die
Geschwindigkeit der Förderung an, so muß aus Kurve II (Ordinate 1I) das Produkt
vf ermittelt werden. Im vorliegenden Fall würde dies etwa bei 1,G2 liegen, d. h.
man müßte je nach der verlangten Geschwindigkeit den Wert ,Jür f verändern, natürlich
immer unter Beibehaltung des nach Kurve I gefundenen Produktes für Af2
= 1,77. Ebenso kann auch zur Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit
v der Winkel ß verändert werden.
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Bei Siebvorrichtungen liegen die Verhältnisse insofern etwas anders,
als wohl die Wanderungsgeschwindigkeit der einzelnen Teilchen über das Sieb von
Wichtigkeit ist, dabei aber auch die Wurfweiten zweckmäßigerweise den Maschenweiten
W des
Siebes angepaßt werden müssen. In diesem Fall ändert sich
die Formel (3) in dem Sinne, daß die Geschwindigkeit v ersetzt wird durch das Produkt
aus Maschenweite W mal O_uadrat der Schwingungszahl (W # f2). Dies ist zulässig,
denn es wird ja angenommen, daß eine Schwingung mit dem Abwurf der Teilchen von
einer Masche zur nächsten zeitlich zusammenfällt. Es ergibt sich unter dieser Vorraussetzung
im Betrieb von Schwingsieben die Formel
Die Formel ermöglicht es, in gleicher Weise wie die Formel (3) für Schwingfördereinrichtungen
auch für Schwingsiebe zur Erzielung der Bestwirkung j e nach Bedarf Maschenweite,
Neigungswinkel, Schwingweite und Schwingungszahl .gegeneinander zu verändern, wobei
lediglich wieder das Produkt Af' den besonderen Verhältnissen entsprechend auf einen:Bestwert
abzustellen ist.
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Zur Erläuterung sei wieder auf die Zeichnung verwiesen, wobei jedoch
jetzt die Kurve II und die entsprechende Ordinate II nicht mehr die Werte für vf,
sondern für Wf' wiedergibt. Bei einem gegebenen Neigungswinkel von 15' und einem
Bestwert von Af= = 1,77 m/Sek.' würde nunmehr- das Produkt Wf= = 1,62 werden,
d. h. je nach der erforderlichen 1VLaschenweite - des Siebes müßte die Schwingungszahl
geändert werden, natürlich ebenfalls wieder unter Beibehaltung des Produktes Af',
das sich gemäß Formel (a)
errechnet.
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Die vorstehenden Angaben beziehen. sich auf die rechnerisch ermittelten
günstigsten Werte; in der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Werte infolge
unvermeidlicher Nebeneinflüsse, z. B. des Luftwiderstandes, noch innerhalb gewisser
Grenzen nach beiden Seiten schwanken können. Die Grenzen betragen ähnlich wie bei
dem Hauptpatent etwa -1-6% der theoretisch errechneten Bestwerte.