DEP0051627DA - Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme von Gut aus einem Behälter o. dgl. - Google Patents

Description

Die Entnahme von Gut aus einem Behälter, beispielsweise aus einem Bunker, einem Rohr, einem Vorratsbehälter oder einer sonstigen Vorrichtung ist in den meisten Fällen mit einfachen Mitteln nicht einwandfrei so zu lösen, dass eine gleichmässige, gegebenenfalls mit einer Dosierung zu verbindende Entnahme erfolgt. Die Schwierigkeiten beruhen meistens in den Eigenschaften des Gutes. Das Gut kann von ungleichmässiger Struktur sein, es kann sperrig sein, ferner infolge hygroskopischer Eigenschaften oder entsprechender Zusammensetzung zum Verkleben und Anheften an den Wänden neigen. Diese Eigenschaften wirken sich deshalb besonders störend aus, weil bei einem grösseren Behälterdurchmesser eine trichterförmige Verjüngung zur Entnahmestelle hin notwendig ist. In diesen trichterförmigen Verjüngungen treten sehr leicht Brückenbildungen auf auch bei den Gütern, die die oben angegebenen erschwerenden Eigenschaften nicht besitzen. Die seither bekannten Entnahmeeinrichtungen, seien es Austragswalzen, Zellenschleusen, Vibrationsrinnen oder auch Tellerspeiseapparate, sind auf die trichterförmige Verjüngung angewiesen, das der entnommene Materialstrom im allgemeinen einen nicht zu grossen Querschnitt haben soll. Lediglich bei Tellerspeiseapparaten ist es möglich, den Zuführtrichter mit grösserem Auslaufdurchmesser auszuführen, der im Grenzfall etwa den Durchmesser des Behälters gleich sein könnte. Dafür treten beim Tellerspeiseapparat wieder andere Nachteile in Erscheinung, die darauf beruhen, dass der Tellerspeiseapparat von der Ausbildung eines gleichmässigen Schüttkegels abhängig ist. Bei sperrigen und zu Klumpenbildung neigenden Materialien ist aber ein gleichmässiger Schüttkegel nicht erreichbar, so dass mit Tellerspeiseapparaten eine gleichmässige Entnahme nicht erzielbar ist.

Vibrationseinrichtungen andererseits, bei denen die Schwierigkeiten der Schüttkegelbildung nicht besteht, da durch die Vibration ein gleichmässiger Materialfluss bewirkt werden kann, sind seither nur als in einer Richtung fördernde Vibrationsrinnen bekannt. Diese bekannten Vibrationsrinnen werden nur als Entnahmeeinrichtungen in einer beschränkten Breite angewandt, das die Einstellung der Entnahmemenge, insbes. im Bereich kleiner Entnahmemengen bei einer breiten Ausführung der Vibrationsrinne sehr schwierig ist. Dies bedingt, dass der Behälter über der Vibrationsrinne trichterförmig ausgebildet werden muss und somit die Schwierigkeit der Brückenbildung vorhanden ist.

Erfindungsgemäss wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die störungsfreie Entnahme von Gut aus einem Behälter oder einer sonstigen Vorrichtung gegebenenfalls unter gleichzeitiger Dosierung auf störungsfreie Weise auch bei schwierigsten Gütern gestattet. Der Austritt der Teilchen wird hierbei mittels Vibration bewirkt und das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass den vibrierenden Teilchen eine Förder- bewegung erteilt wird, die eine Rotationskomponente um die Behälterachse besitzt. Die rotierende Bewegung der vibrierenden Teilchen kann auf verschiedene Weise erzeugt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die rotierende Bewegung durch die entsprechend eingestellte Vibration erzeugt wird. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass unter dem Behälterauslauf eine Fläche angeordnet wird, die in eine zur Behälterachse axialsymmetrische Vibration versetzt wird. Die Vibration muss dabei schräg zur Fläche erfolgen, so dass eine Wurfbewegung in Umfangsrichtung entsteht. Man erreicht dies beispielsweise dadurch, dass die vibrierende Fläche mittels mehrerer axialsymmetrisch angeordneter Schwingen federnd oder gelenkig aufgehängt wird. Die Vibrationsrichtung erfolgt dann senkrecht zu den Schwingen.

Die Vibration selbst kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Exzentertriebs. Besonders vorteilhaft ist die Erzeugung der Vibration mittels eines oder mehrerer Schwingmagnete. Man erhält damit eine sehr hochtourige Vibration mit kleiner Amplitude, die erfahrungsgemäss zum gleichmässigen Fördern von Gut am besten geeignet ist. Die Schwingmagnete können axialsymmetrisch an zwei oder mehreren Stellen des Umfanges angeordnet werden.

Die rotierende Bewegung kann auch auf eine andere Weise erzeugt werden, beispielsweise dadurch, dass unter dem Behälter oder der sonstigen Vorrichtung eine Fläche angeordnet ist, die gleichzeitig in Rotation oder Vibration versetzt wird. Zu den grundsätzlichen Eigenschaften des Verfahrens gehört, dass der Gutstrom aus der rotierenden Bewegung an einer oder mehreren Stellen abgezweigt werden kann. Man erhält somit einen oder mehrere Gutströme mit relativ kleinem Querschnitt, was zur weiteren Behandlung des Gutes zweckmässig ist. Zur Dosierung der Gutmenge kann die Schichtdicke des aus dem Behälter oder der sonstigen Vorrichtung rotierend austretenden Gutes eingestellt werden. Diese Einstellung wird vorteilhaft als Voreinstellung etwa so gewählt, dass die grössten Gutteilchen noch austreten können. Eine zweite Dosiermöglichkeit besteht darin, dass der Querschnitt der abgezweigten Gutmenge variiert wird. Beide Einstellmöglichkeiten können aufeinander abgestimmt werden, wobei die Grobregelung durch Einstellung der Schichtdicke des ausfliessenden Gutes und die Feinregelung durch Variieren des Querschnittes der abgezweigten Gutmenge erfolgt.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass es auch bei grosser Auslauföffnung des Behälters oder der sonstigen Vorrichtung störungsfrei angewendet werden kann und dass dabei der oder die Gutströme mit kleinen Querschnitt abgezweigt werden. Eine besonders zweckmässige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter oder die Vorrichtung oberhalb der Entnahmefläche als zylindrische oder nach unten kegelförmig erweiterte Wand ausgebildet ist. Man erreicht dadurch eine absolut gleichmässige und störungsfreie Dosierung. Brückenbildungen treten innerhalb eines solchen zylinder- oder kegelförmigen Behälters nicht auf. Der Austritt durch die vibrierende Fläche erfolgt völlig gleichmässig und - was ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist - axialsymmetrisch in gleicher Weise an allen Stellen des Umfangs. Im Gegensatz hierzu haben die bekannten Vibrationsrinnen den Nachteil, dass das Gut nur an einer Seite des Trichters ausfliesst, während an der entgegengesetzten Seite eine von aussen nach innen gerichtete Bewegungstendenz vorherrscht. Es kann deshalb an dieser Stelle kein Gutaustritt erfolgen, vielmehr wird das Gut nach der

Ausflusstelle zu angestaut, wodurch der gleichmässige Ausfluss an der Ausflussöffnung erschwert wird, da der Ausfluss eines Schüttgutes nie durch Druck von innen erreicht werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird am Umfang der Behälteröffnung durch die Vibration das Gut an allen Stellen gleichmässig nach aussen abgezogen. An dieser Stelle herrscht auch bei axialsymmetrischer Ausführung der Vibration eine grössere Vibration als im Zentrum, so dass die Abzugsgeschwindigkeit in der Austrittsöffnung zwangsläufig grösser ist als im Innern des Behälters. Dies bedingt, dass die dem Gut im Innern erteilte Bewegung von innen nach aussen beschleunigt ist, so dass ein Anstauen an der Austrittsöffnung mit Sicherheit vermieden wird.

Es kann erfindungsgemäss ferner im Innern des Behälters oder der sonstigen Vorrichtung ein Kegel angeordnet werden, der feststeht, rotiert und oder vibriert, so dass die Entnahme nur aus einer ringförmigen Bodenöffnung des Behälters oder der sonstigen Vorrichtung erfolgt. Unter dieser ringförmigen Bodenöffnung ist die vibrierende Fläche angeordnet. Es wird dadurch vermieden, dass sich im Zentrum des Behälters unmittelbar über der vibrierenden Fläche ein toter Materialkegel ausbilden kann. Bei einer solchen Anordnung ist es besonders vorteilhaft, auch die äussere Behälterwand kegelförmig mit nach unten zu grösser werdenden Durchmesser auszubilden, derart, dass der Ringquerschnitt zwischen dem inneren und dem äusseren Kegel nach unten zu grösser wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist in Fig. 1 im Aufriss und in Fig. 2 im Grundriss dargestellt. Die Entnahme erfolgt aus einem zylinder- förmigen Behälter 1 mittels eines vibrierenden Tellers 2. Der vibrierende Teller 2 ist mittels mehrerer axialsymmetrisch angeordneter schräger Schwingen 4 federnd aufgehängt. Die Vibration wird mittels eines oder mehrerer axialsymmetrisch angeordneter Schwingmagnete 5 erzeugt.

Die Vibrationsrichtung liegt schräg zur Fläche, so dass eine Wurfbewegung in Umfangsrichtung bewirkt wird, wie sie in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist. Die vibrierende Fläche ist aussen durch einen Kragen 3 begrenzt, der an einer Stelle des Umfangs durch die tangentiale Austrittsöffnung 7 unterbrochen ist. Die Höhe h(sub)2 der tangentialen Austrittsöffnung 7 ist mittels Schieber 8 einstellbar. Das Gut rotiert am Umfang des vibrierenden Tellers längs des Kragens. Dabei gelangt jedes Gutteilchen durch die tangentiale Austrittsöffnung 7 nach aussen. Die Einstellung der Entnahmemenge erfolgt durch die Einstellung der Höhe h(sub)2 und der Höhe h(sub)1 zwischen der unteren Behälterauslaufkante 6 und der vibrierenden Fläche 2. h(sub)1 wird zweckmässig so eingestellt, dass die grossen Gutteilchen austreten können, h(sub)2 kann dann auf die gewünschte Entnahmemenge eingestellt werden. Je nach der Art des Gutes kann dabei h(sub)2 grösser oder kleiner als h(sub)1 sein. Die Anordnung hat den Vorteil, dass die Vibration stark nach aussen hin zunimmt, so dass die Austrittsgeschwindigkeit durch die tangentiale Öffnung grösser ist als die Gutgeschwindigkeit unmittelbar unter der Behälteröffnung. Wird der Durchmesser des vibrierenden Tellers bzw. des Kragens 3 wesentlich grösser gewählt als der des Behälters 1, so steigt die Rotationsgeschwindigkeit des Gutes am Kragen und somit die Austrittsgeschwindigkeit entsprechend an. Dies hat wieder einen Einfluss auf die Einstellung der Höhe h(sub)2. Im Verhältnis des Behälterdurchmessers zum Aussendurchmesser der vibrierenden Fläche liegt somit eine weitere Regelmöglich- keit. Anstelle einer tangentialen Austrittsöffnung können bei der abgebildeten Anordnung auch mehrere Austrittsöffnungen angeordnet werden.

Die vollkommene Abdichtung der Guträume von der Aussenluft ist leicht zu erzielen, indem der Kragen mit der Behälterwand durch einen Balg oder eine nachgiebige Manschette verbunden wird, wie in Fig. 1 durch die Manschette 9 dargestellt. In der Fig. 1 sind die schrägen Schwingen als Blattfedern dargestellt. Anstelle von Blattfedern können auch andere Organe beispielsweise Klaviersaitendrähte haben den Vorteil, dass sie gegenüber der geringen Verdrehung, die bei der angewandten Bewegung stattfindet, beliebig nachgiebig sind. Der Antrieb mittels Schwingmagneten setzt eine federnde Aufhängung des vibrierenden Tellers voraus, da die Vibration durch das Wechselspiel zwischen Federkraft und Anziehungskraft des Magneten erfolgt. Die Federung kann ohne weiteres von den schrägen Schwingen übernommen werden. Es ist erfindungsgemäss aber auch möglich, die Schwingen weitgehend oder vollkommen zu entlasten und gesonderte Federn anzuordnen, die die Federkraft aufbringen. Die Schwingen können in diesem Fall sehr leicht oder gelenkig ausgebildet werden. Die zur Aufnahme der Federkraft dienenden Federn können auf verschiedene Weise angeordnet werden. Es ist besonders vorteilhaft, eine Spiralfeder in der Achse anzuordnen. In Achsennähe ist die Rotationsbewegung annähernd Null, während die Axialbewegung in vollem Ausmass eintritt, so dass eine axial gerichtete Federkraft zur Erzeugung der axialsymmetrischen Vibration mittels am Umfang angeordneter Schwingmagnete verwendbar ist. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Anordnung ist etwa dieselbe, wie in Fig. 1. Der Behälter 11 ist zylindrisch ausge- bildet. Die vibrierende Fläche 12 ruht auf einer in der Achse angeordneten Spiralfeder 13, während die Schwingen 14 durch die Feder 13 entlastet sind. Der Antrieb erfolgt mittels Schwingmagneten 15. Die Feder 13 trägt gleichzeitig das Gewicht der über dem vibrierenden Teller liegenden Materialschicht. Sie wird durch dieses Gewicht etwas vorgespannt. Bei sinkender Materialschicht verringert sich das auf der Feder lagernde Gewicht. Hierdurch wird je nach der Elastizität der Feder der Abstand h(sub)1 gleichfalls etwas verringert. Dieser Effekt ist vorteilhaft. Es wurde beobachtet, dass bei Abnehmen der Materialschicht die Förderleistung einer vibrierenden Fläche ansteigt. Dies ist dadurch bedingt, dass die Vibration sich zu einen Teil auf die Masse des über dem Teller lagernden Materials überträgt, so dass bei grösserer Masse die Amplitude der Vibration etwas verringert wird und umgekehrt bei Abnehmen der Masse die Amplitude um ein Geringes zunimmt. Dieser Effekt wird durch die Verringerung des Abstandes h(sub)1 bei geeigneter Wahl der Federelastizität kompensiert, so dass ein gleichmässiger Ausfluss unabhängig von der Höhe der Materialschicht im Behälter stattfindet.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass nur eine vibrierende Kreisringfläche angewandt wird, deren Innendurchmesser gleich dem Auslaufdurchmesser des Behälters oder nur wenig von diesem verschieden ist. Innerhalb des Innendurchmessers der vibrierenden Fläche kann eine feststehende oder auch rotierende Fläche oder ein Kegel angeordnet werden. Bei einer solchen Anordnung ist der Einfluss der Höhe der Materialschicht ausgeschaltet. Im übrigen kann die Anordnung entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden.

In Fig. 4 ist schliesslich eine beispielhafte Ausführungsform skizziert, bei der die rotierende Bewegung des Gutes nicht unmittelbar durch die Rotation sondern dadurch erzeugt wird, dass die vibrierende Fläche selbst in Rotation versetzt wird. Die Anordnung besteht aus dem kegelförmigen Behälter 21, unter dem eine Fläche 22 mit innerem Kegel 23 angebracht ist. Der Ringquerschnitt zwischen dem inneren Kegel und der äusseren, gleichfalls kegelförmig ausgebildeten Behälterwand kann nach unten zu grösser werden. Die Fläche 22 wird durch eine Umwacht 24 in Vibration und gleichzeitig dadurch in Rotation versetzt, dass sie auf dem rotierenden Teller 28 mittels der elastischen Aufhängung 27 befestigt ist. Der innere Kegel 23 kann mit rotieren oder feststehend angeordnet sein. Zur Erzeugung der Rotation dient ein Motor 29, zur Erzeugung der Vibration ein Motor 26. Die Übertragung des Vibratorantriebes erfolgt mittels der elastischen Übertragungswelle 25. Das Gut strömt auf Grund der Vibration unter der Ausflussöffnung des Behälters allseitig nach aussen und vollführt infolge der Rotation des Tellers 22 gleichzeitig eine rotierende Bewegung, aus der es mittels Abstreifer 30 an einer oder mehreren Stellen des Umfanges abgestreift werden kann. Die Entnahmemenge kann auf verschiedene Weise geregelt werden, beispielsweise durch die Stärke der Vibration, durch die Rotationsgeschwindigkeit des Tellers, durch den Abstand h(sub)1 zwischen Teller und Behälter oder durch die Stellung der Abstreifer.

Claims (18)

1. Verfahren zur Entnahme von Gut aus einem Behälter oder einer sonstigen Vorrichtung, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Dosierung, wobei der Austritt der Teilchen mittels Vibration bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass den vibrierenden Teilchen eine Förderbewegung erteilt wird, die eine Rotations-Komponente um die Behälterachse besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Bewegung durch die entsprechend eingestellte Vibration erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Gutentnahme durch Einstellen der Schichtdicke des aus dem Behälter oder der sonstigen Vorrichtung vibrierend austretenden Gutes erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gutstrom aus der rotierenden Bewegung an einer oder mehreren Stellen abgezweigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dosierung der Gutmenge der Querschnitt der abgezweigten Gutmenge variiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Einstellmöglichkeiten aufeinander abgestimmt werden, wobei die Grobregelung durch Einstellung der Schichtdicke des ausfliessenden Gutes und die Feinregelung durch Variieren des Querschnittes der abgezweigten Gutmenge erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise mittels einem oder mehrerer Schwingmagnete erzeugte, hochtourige Vibration angewandt wird.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Behälter (1) oder der sonstigen Vorrichtung eine vibrierende Fläche (2) angeordnet ist, deren Vibration axialsymmetrisch und schräg zur Fläche erfolgt, so dass eine Wurfbewegung in Umfangsrichtung bewirkt wird.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vibrierende Fläche mittels mehrerer axialsymmetrisch angeordneter schräger Schwingen (4) federnd oder gelenkig aufgehängt ist.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwingen Klaviersaitendrähte benutzt werden.

11. Einrichtung nach Anspruch 8 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingen nur zur Fixierung der Bewegung dienen, während getrennt hiervon eine oder mehrere Federn (13) vorzugsweise in der Achse angeordnet sind, deren Federkraft zur Erzeugung der Vibration mittels der Schwingungsmagnete benutzt wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine vibrierende Kreisringfläche angewandt wird, deren Innendurchmesser gleich dem Auslaufdurchmesser des Behälters oder nur wenig von diesem verschieden ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vibrierende Fläche aussen einen Kragen (3) besitzt, innerhalb dessen die rotierende Bewegung des Gutes erfolgt und einstellbare, vorzugsweise tangentiale Öffnungen (7) zum Austritt des Guts an einer oder mehreren Stellen besitzt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen mit der Behälterwand durch einen Balg oder eine nachgiebige Manschette (9) zur vollkommenen Abdichtung verbunden ist.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Behälter (21) oder der sonstigen Vorrichtung eine Fläche (12) angebracht ist, die gleichzeitig in Rotation und in Vibration versetzt wird.

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter oder die Vorrichtung oberhalb der Entnahmefläche eine zylindrische oder nach unten kegelförmig erweiterte Wand besitzt.

17. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Behälters oder der sonstigen Vorrichtung ein Kegel (23) angeordnet ist, der feststeht oder rotiert und oder vibriert, so dass die Entnahme nur aus einer ringförmigen Bodenöffnung erfolgt.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringquerschnitt zwischen dem inneren Kegel (23) und der äusseren, gleichfalls kegelförmig ausgebildeten Behälterwand nach unten zu grösser wird.