NO800013L

NO800013L - DEVICE FOR EXHAUSTING A POWDER-MATERIAL

Info

Publication number: NO800013L
Application number: NO800013A
Authority: NO
Inventors: Stig Aake Torstenson
Original assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1979-01-04
Filing date: 1980-01-03
Publication date: 1980-07-07
Also published as: DK3480A; IT8047518A0; SE7910499L; FR2445813A1; BE880989A; NL8000027A; GB2039855A; IT1126861B; DE2952777A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for. innmatning The present invention relates to an apparatus for input

av pulverformig materiale, så som kalk, mel, andre fdrstoffer, farmasøytiske materialer, plastmaterialer o.l. of powdery material, such as lime, flour, other nutrients, pharmaceutical materials, plastic materials etc.

Forskjellige»apparater for utmatning av pulverformige materialer er kjent og et typisk slikt apparat fremstilles av Vibra Screw, Incorporated, slik som vist i Vibra Screw's publikasjon-nr. 77VS-34C-5M og fremstilt av Acrison, Inc., Carlstad, New Jersey, Various "apparatus" for dispensing powdery materials are known and a typical such apparatus is manufactured by Vibra Screw, Incorporated, as shown in Vibra Screw's publication no. 77VS-34C-5M and manufactured by Acrison, Inc., Carlstad, New Jersey,

slik som vist i Acrison's bulletin W718. Apparater fremstilt av Vibra Screw omfatter en stasjonær trakt med en vibrerende plate, inne i denne i en mellomliggende posisjon over en vibrerende roterbar mateskrue i traktens bunn. Apparatet ifølge Acrison omfatter to konsentriske, åpne trahsportskruer inne i lagertrakten hvor den mindre, indre transportskrue utstrekker seg aksielt forbi den større., ytre transportskrue og inn i en tett-sittende, konsentrisk sylindrisk utmatningsport. as shown in Acrison's bulletin W718. Apparatus manufactured by Vibra Screw comprises a stationary hopper with a vibrating plate, inside this in an intermediate position above a vibrating rotatable feed screw at the bottom of the hopper. The apparatus according to Acrison comprises two concentric, open trahport screws inside the storage hopper where the smaller, inner conveying screw extends axially past the larger, outer conveying screw and into a close-fitting, concentric cylindrical discharge port.

Som kjent teknikk kan også nevnes kjemikalieutmatningsmodellen A-690 fremstilt av Wallace & Tiernan Division,-Pennwalt Corporation, slik som vist i'Pennwalt Corporation' s Wallace&Tiernan Division katalog nr. 320.120. Dette apparat består av en lagertrakt for pulverformig materiale og er forsynt med en roterbar, dobbelt-endet spiralformet skrue i bunnen av trakten. Skruen kan sam-tidig både rotere og bevege seg frem og tilbake slik at når skruen beveges aksielt i en retning vil skruen oppsamle materiale og rense.seg selv mens den andre del av skruen utmater materialet. Når skruen roterer og beveges frem og tilbake vil det pulverformige materiale alternativt utmates fra begge ender av skruen til en.utløpsport i bunnen av lagertrakten. As prior art, mention may also be made of the chemical dispensing model A-690 manufactured by Wallace & Tiernan Division, Pennwalt Corporation, as shown in Pennwalt Corporation's Wallace & Tiernan Division catalog no. 320.120. This apparatus consists of a storage hopper for powdered material and is provided with a rotatable, double-ended helical screw at the bottom of the hopper. The screw can simultaneously both rotate and move back and forth so that when the screw is moved axially in one direction, the screw will collect material and clean itself while the other part of the screw discharges the material. When the screw rotates and is moved back and forth, the powdery material will alternatively be discharged from both ends of the screw to an outlet port at the bottom of the storage hopper.

Et felles problem som de kjente anordninger er belemmet med er A common problem that the known devices are plagued with is

at utmatningshastigheten for pulverformige materialer.fra lagertrakten ikke er konstant og komplekse mekaniske mekanismer, slik som eksemplifisert ved de ovennevnte apparater, har' blitt ut-viklet for å løse dette problem. En enkelt roterende spiralformet utmatningsskrue, enten den er av typen med åpent senter eller typen med lukket senter, vanligvis omtalt som transportskrue har en tendens til å bli tilpakket av det full pulverformige materialet når skruen skal utmate materialet til en utløpsåpning. that the discharge rate of powdery materials from the storage hopper is not constant and complex mechanical mechanisms, such as exemplified by the above devices, have been developed to solve this problem. A single rotating helical discharge auger, whether of the open center type or the closed center type, commonly referred to as a conveying auger, tends to be packed by the fully powdered material when the auger is to discharge the material to an outlet opening.

Denne tilpakning eller kaking resulterer i en avbrudt, ikke jevn strømningshastighet, hvilket er uønsket. This packing or caking results in an interrupted, non-uniform flow rate, which is undesirable.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat for utmatning av pulverf ormige ma.teriale med en i det vesentlige konstant hastighet og innbefatter en lagertrakt for det pulverformige materialet og som er forsynt med en utløpsåpning nær traktens bunn, en roterbar :spiral i form av en senteråpen" skrue dannet av en The present invention provides an apparatus for dispensing powdery material at a substantially constant rate and includes a storage hopper for the powdery material and which is provided with an outlet opening near the bottom of the hopper, a rotatable spiral in the form of an open-center screw formed by a

viklet wire, som i det minste delvis ligger inne i lagertrakten for pulver og som er i nærheten av traktens, bunndel og som virker til å fremføre pulveret inne i trakten mot utløpsåpningen, motor for å dreie eller rotere den spiralformede skrue og en stasjonær stav hvis ene ende er festet til traktens utløpsåpning og som utstrekker- seg inn i det hule indre- av den spiralformede skrue og forhindrer at pulverformig materiale inne i skruen coiled wire, which is at least partially inside the powder storage hopper and which is near the bottom of the hopper and which acts to advance the powder inside the hopper towards the discharge opening, a motor for turning or rotating the helical screw and a stationary rod if one end is attached to the outlet opening of the funnel and which extends into the hollow interior of the helical screw and prevents powdery material inside the screw

vil kake seg på denne. Overraskende nok vil dette apparat ut"mate det pulverformige materiale fra trakten med' en i det vesentlige konstant hastighet og denne utmatningshastighet varierer kun med en liten prosentandel sammenlignet med utmatningshastig-hetene for enkle roterende spiralformede skruapparater av kjent teknikk. will love this one. Surprisingly, this apparatus will discharge the pulverulent material from the hopper at an essentially constant rate and this rate of discharge varies by only a small percentage compared to the discharge rates of simple rotating helical screw apparatus of the prior art.

I fig. 1 er vist et delvis gjennomskåret sideriss av en foretrukket utførelsesform av apparatet for konstant utmatnings-hast.ighet av pulverformig materiale. Fig. 2 er et g jennombrudt, i delvis snitt, isometrisk bilde av en utløpsportdel av apparatet ifølge fig.l. In fig. 1 shows a partially cut-away side view of a preferred embodiment of the apparatus for constant output speed of powdery material. Fig. 2 is a broken through, in partial section, isometric view of an outlet port part of the apparatus according to Fig. 1.

Fig.. 3 viser snitt tatt langs pilene 3-3 i fig. 1. Fig. 3 shows a section taken along the arrows 3-3 in fig. 1.

Fig. 4 viser en utløpsåpning i en alternativ utførelsesform Fig. 4 shows an outlet opening in an alternative embodiment

av apparatet ifølge oppfinnelsen, vist i delvis gjennomskåret isometrisk bilde. of the apparatus according to the invention, shown in a partially cross-sectional isometric view.

Fig. 5 er et snitt tatt langs pilene 5-5 i. fig. 4. Fig. 5 is a section taken along arrows 5-5 in fig. 4.

Under henvisning til fig. 1 er apparatet for utmatning av pulverformig materiale generelt angitt med 10 og innbefatter en lager trakt 12, inn i hvilket pulverformig materiale så som kalk og With reference to fig. 1, the apparatus for dispensing powdery material is generally denoted by 10 and includes a storage hopper 12, into which powdery material such as lime and

.betegnet med 14, kan fylles via en åpen topp. En motor 20, fortrinnsvis festet til siden av trakten 12 har en drivende aksel 21 som utstrekker seg inn i trakten 12. Egnede konvensjonelle forsegling-er, ikke vist, rundt.drivakselen. 21 for hindrer at' pulverformig materiale 14 tilsmusser motoren 20. Motoren 20 og trakten 12 er båret og festet til en felles grunn-plate 28. Lagertrakten 12 innbefatter en utløpsåpning 18 i nærheten av traktens bunndel og denne åpning 18 har fortrinnsvis en generelt sylindrisk konfigurasjon og er fortrinnsvis forsynt med, i det minste delvis inne i denne, en roterbar•spiral-formet viklet anordning 16, for fremføring- av pulver fra inne i lagertrakten 12 til utløpsåpningen 18. Den roterbare, spiralformede viklede anordning 16 er festet til motordrivakselen 21 og når motoren 20 aktiveres vil den spiralformede, viklede anordning 16 rotere. Den spiralformede viklede anordning 16 har form av en åpen spiral og tjener som middel for fremføring av pulver inne i trakten og til å gjennom utløpsåpningen 18. Festet til en utløpsende 30 av utløpsåpningen 18 er en stav'22 som fortrinnsvis har et sirkulært tverrsnitt. Staven 22 utstrekker seg gjennom hele lengden av utløpsporten 18 og i det minste delvis inn i det indre av trakten 12. Denne egenskap ved staven 22 hvorved den i det vesentlige rette aksielle utstikkende del 31 av staven 22 er lengre enn den aksie.lle lengde for åpningen 18 slik at delen av staven 22 som befinner seg inne i det åpne .denoted by 14, can be filled via an open top. A motor 20, preferably attached to the side of the hopper 12, has a drive shaft 21 extending into the hopper 12. Suitable conventional seals, not shown, surround the drive shaft. 21 to prevent powdery material 14 from contaminating the motor 20. The motor 20 and the hopper 12 are supported and attached to a common base plate 28. The storage hopper 12 includes an outlet opening 18 near the bottom part of the hopper and this opening 18 preferably has a generally cylindrical configuration and is preferably provided with, at least partially inside it, a rotatable, spiral-shaped wound device 16, for conveying powder from inside the storage hopper 12 to the outlet opening 18. The rotatable, spiral-shaped wound device 16 is attached to the motor drive shaft 21 and when the motor 20 is activated, the helically wound device 16 will rotate. The helically wound device 16 is in the form of an open spiral and serves as a means of conveying powder inside the funnel and through the outlet opening 18. Attached to an outlet end 30 of the outlet opening 18 is a rod'22 which preferably has a circular cross-section. The rod 22 extends through the entire length of the outlet port 18 and at least partially into the interior of the funnel 12. This feature of the rod 22 whereby the substantially straight axially protruding portion 31 of the rod 22 is longer than the axial length of the opening 18 so that the part of the rod 22 that is inside the opening

indre av den spiralformede anordning 16 ligger inne i trakten 12, kan best sees i fig. 2. Staven 22 er festet til utløpsporten 18 på en slik måte at den i lengderetningen utstrekkende, fortrinnsvis rette del av staven 22 utstrekker seg aksielt gjennom det åpne indre av den. spiralformede anordning 16 i en posisjon som er radielt forskjøvet fra anordningens 16 rotasjonsakse. Staven 22 stilling når den er radielt forskjøvet fra rotasjonsaksen for den spiralformede anordning 16 vil best kunne sees fra fig. 3. Staven 22. tjener til å forhindre at pulverformig materiale inne i den spiralformede anordning 16 roterer sammen med den spiralformede anordning 16 når denne drives av motoren 20. På denne måte kan. det pulverformige materiale ikke kake eller pakke seg i det indre av den spiralformede anordning 16. Følge-lig vil det sikres en fri, jevn form av pulverformig materiale interior of the spiral-shaped device 16 lies inside the funnel 12, can best be seen in fig. 2. The rod 22 is attached to the outlet port 18 in such a way that the longitudinally extending, preferably straight part of the rod 22 extends axially through the open interior thereof. helical device 16 in a position which is radially offset from the device 16 axis of rotation. The position of the rod 22 when it is radially offset from the axis of rotation of the helical device 16 can best be seen from fig. 3. The rod 22. serves to prevent powdery material inside the spiral-shaped device 16 from rotating together with the spiral-shaped device 16 when it is driven by the motor 20. In this way, the powdery material does not cake or pack in the interior of the helical device 16. Consequently, a free, even shape of powdery material will be ensured

ut av utløpsporten 18 som følge av den roterende bevegelse av den spiralformede anordning 16. Når den spiralformede anordning 16 roterer vil pulveret utmates av utløpsporten 18 i retningen vist av pilen A inntil trakten 12 i det vesentlige . out of the outlet port 18 as a result of the rotating movement of the spiral-shaped device 16. When the spiral-shaped device 16 rotates, the powder will be discharged from the outlet port 18 in the direction shown by arrow A until the funnel 12 essentially.

er tom. is empty.

Under henvisning til fig. 4 og 5 er det vist en alternativ utføre.lsesform av utløpsportdelen av apparatet for konstant utmatningshastighet av pulverformig materiale, hvori staven utstrekker seg i det åpne indre av den spiralformede anordning 16, utviser et ikke-sirkulært tverrsnitt. Staven 22A er fortrinnsvis parallell med rotasjonsaksen for den- spiralformede viklede anordning 16 som omgir staven 22A, som. befinner seg inne i det indre av den spiralformede viklede anordning 16. Fortrinnsvis utstrekker staven 22A seg gjennom hele lengden av utløpsporten 18 og i det minste delvis i det indre av trakten 12. Det ikke- sirkulære tverrsnitt av staven 22A når denne utstrekker seg inne i den spiralviklede anordning 16, tjener til å forhindre kaking eller sammenpakning av det pulverformige materiale inne i senter av den spiralviklede anordning 16 og sikrer, en relativt konstant utmatningshastighe.t. for det pulver-• formige materialet ut av utløpsporten 18 når det spiralviklede anordning 16 roteres. With reference to fig. 4 and 5, there is shown an alternative embodiment of the outlet port portion of the apparatus for constant discharge rate of powdery material, in which the rod extends into the open interior of the helical device 16, having a non-circular cross-section. The rod 22A is preferably parallel to the axis of rotation of the helically wound device 16 surrounding the rod 22A, which. located within the interior of the helically wound device 16. Preferably, the rod 22A extends throughout the entire length of the outlet port 18 and at least partially within the interior of the funnel 12. The non-circular cross-section of the rod 22A as it extends within the spirally wound device 16 serves to prevent caking or compaction of the powdery material inside the center of the spirally wound device 16 and ensures a relatively constant discharge rate.t. for the powdery material out of the outlet port 18 when the spirally wound device 16 is rotated.

Fortrinnsvis er den spiralviklede anordning .16 dannet av en wires.tav med sirkulært tverrsnitt og viklet slik. at stigningen Preferably, the spirally wound device 16 is formed from a wire rod with a circular cross-section and wound in this way. that the rise

(avstanden mellom tilsvarende punkter på tilstøtende viklinger) (the distance between corresponding points on adjacent windings)

av spiralen er noe større enn trådstavens diameter. Diameteren av trådstaven som danner den spiralviklede anordning 16 er indikert med dimensjonen D i fig. 3 og stigningen for den spiralviklede anordning 16 er indikert med dimensjonen P i fig. 1, Ytterligere er det foretrukket at den ytre diameter av den spiralviklede anordning 16, slik som indikert med dimensjonen of the spiral is somewhat larger than the diameter of the wire rod. The diameter of the wire rod forming the spirally wound device 16 is indicated by the dimension D in fig. 3 and the pitch for the spirally wound device 16 is indicated by the dimension P in fig. 1, Furthermore, it is preferred that the outer diameter of the spirally wound device 16, as indicated by the dimension

E i fig. 3 er noe mindre enn den indre diameter for utløpspor-ten 18, slik som vist i fig. 3, for å unngå oppbygning av kåket materiale mellom den spiralviklede anordning 16 og den. indre vegg av porten 18. E in fig. 3 is somewhat smaller than the inner diameter of the outlet port 18, as shown in fig. 3, to avoid build-up of caked material between the spirally wound device 16 and it. inner wall of gate 18.

Det er nødvendig at minst en del av det spiralviklede anordning 16 befinner seg inne i trakten 12 for at utmatningen skal bli effek- tiv. Den del av det spiralviklede anordningen . 16 som må ut-strekke seg inn i utløpsporten 18 er avhengig av forholdet mellom utløpsportens 18 lengde og den indre diameter av dens utløpsport. Når forholdet mellom lengde til diameter øker er det nødvendig å forøke graden med hvilken den spiralviklede anordning 16 utstrekker seg i porten 18 for å forhindre at det pulverformige materiale gjenntetter denne. Fortrinnsvis utstrekker den spiralviklede anordning 16 seg gjennom hele den aksielle lengde for utløpsporten 18. It is necessary that at least part of the spirally wound device 16 is inside the funnel 12 for the output to be effective. That part of the spiral wound device. 16 which must extend into the outlet port 18 is dependent on the relationship between the length of the outlet port 18 and the inner diameter of its outlet port. As the ratio of length to diameter increases, it is necessary to increase the degree to which the spirally wound device 16 extends into the port 18 to prevent the powdery material from clogging it. Preferably, the spirally wound device 16 extends through the entire axial length of the outlet port 18.

Da mange pulverformige materialer har en tendens til å agglo-morere- når de er , i ro og/eller under håndtering (hvilket kan føre til As many powdery materials have a tendency to agglomerate - when they are, at rest and/or during handling (which can lead to

brodannelse rundt eller over den spiralformede anordning 16) bridging around or over the helical device 16)

er det foretrukket at trakten 12 er forsynt med konvensjonelle oscillerende sider eller sidepaneler som beveges for å aggitere og derved fluidisere det pulverformige materiale for å.fremme it is preferred that the hopper 12 is provided with conventional oscillating sides or side panels which are moved to agitate and thereby fluidize the powdery material to promote

en nedadrettet strøm av dette.til den spiralformede anordning 16 og derved forhindre brodannelse og dannelse av hulrom. Et a downward flow of this to the helical device 16 and thereby prevent bridging and cavity formation. One

slikt oscillerende sidepanel er vist skjematisk i fig. 1 og such oscillating side panel is shown schematically in fig. 1 and

• betegnet med 50.. • denoted by 50..

Det er overraskende funnet at når anordningen ifølge oppfinnelsen utmater pulverformig materiale så som kalk så oppnås en vesent-- lig forbedring i jevnhet i utmatningshastighet i forhold til det som oppnås under anvendelse av kjente konvensjonelle apparater, eksemplifisert ved de som kun har en enkelt roterende spiralviklet, senter åpen skrutype utmatningsanordning uten anvendelse av et stavelement så som element 22. It has surprisingly been found that when the device according to the invention discharges powdery material such as lime, a significant improvement in uniformity in discharge speed is achieved in relation to that which is achieved using known conventional devices, exemplified by those which only have a single rotating spiral wound , center open screw type discharge device without the use of a rod element such as element 22.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

I en utførelsesform ble oppfinnelsen konstruert med en spiralviklet anordning 16, fremstilt av en tråd med en diameter på 0>i63 cm og viklet t.il en ytre diameter på 3,8 cm med en stigning på 1,9 cm på spiralen. Ca. 45 kg kalk ble fyllt i matetrakten for. hvert forsøk. Den spiralviklede anordning ble rotert med ca. 97 omdr./min. Forsøksdata ble tatt for hvert annet minutt og utmatningshastigheten ble bestemt i 30 f for hver prøve. Den etterfølgende tabell viser data funnet med og uten staven 22 innført i det indre av den spiralviklede anordning 16. Under begge forsøk vibrerte sidepanelene 50. In one embodiment, the invention was constructed with a spiral wound device 16, made from a wire having a diameter of 0>163 cm and wound to an outer diameter of 3.8 cm with a pitch of 1.9 cm on the spiral. About. 45 kg of lime was filled in the feed hopper for each attempt. The spirally wound device was rotated by approx. 97 rpm. Test data were taken every two minutes and the ejection rate was determined for 30 f for each test. The following table shows data obtained with and without the rod 22 inserted into the interior of the spirally wound device 16. During both tests the side panels 50 vibrated.

EKSEMPEL 2. EXAMPLE 2.

I en utførelsesform ble oppfinnelsen konstruert med den spiralviklede anordning 16 fremstilt av en.tråd med en ytterdia-meter på 0,48 cm og viklet til en ytre .diameter på 2,46 cm med en stigning på spiralenpå 1,6 cm. Ca. 45 kg kalk ble fyllt i matetrakten for hvert forsøk. Den spiralviklede staven ble rotert ca. 97 omdr/min. Prøvedata ble-tatt hvert annet minutt og matehastigheten bestemt i intervaller på 60 f hver gang en prøve ble tatt. Den følgende tabell priser resulta-ter erholdt med og uten staven 22 innført i de indre av den spiralviklede anordning 16. Under begge forsøk, ble sidepanelene 50 vibrert. Når oppfinnelsen utnyttes nedsettes variasjonen i utmatningshastigheten med en faktor på ca. 9 i forhold til hva som er-holdes med et konvensjonelt apparat forsynt med en enkel sen-, teråpen roterende spiralformet mateskrue. I det viste eksempel 1 var standard .avviket'for matehastigheten, når oppfinnelsen ble utnyttet, 1,03 mens standard avviket for det konvensjonelle apparat var 10,01.. I eksempel 2 var standard avviket for utmatningshastigheten, når oppfinnelsen ble utnyttet, 0,81 mens den for det konvensjonelle apparat var 7,51. Ved oppfinnelsen oppnås således ca. en niganger forbedring i utmatning'sjevnheten i forhold til et konvensjonelt. apparat som. kun har en senteråpen roterende spiralviklet mateskrue. In one embodiment, the invention was constructed with the spiral wound device 16 made from a wire with an outer diameter of 0.48 cm and wound to an outer diameter of 2.46 cm with a pitch of the spiral of 1.6 cm. About. 45 kg of lime was filled into the feed hopper for each trial. The spirally wound rod was rotated approx. 97 rpm. Sample data was taken every two minutes and the feed rate determined in 60 f intervals each time a sample was taken. The following table lists results obtained with and without the rod 22 inserted into the interior of the spirally wound device 16. During both experiments, the side panels 50 were vibrated. When the invention is used, the variation in the output speed is reduced by a factor of approx. 9 in relation to what is-held with a conventional apparatus provided with a single central, open-ended rotating helical feed screw. In example 1 shown, the standard deviation for the feed rate, when the invention was used, was 1.03, while the standard deviation for the conventional apparatus was 10.01. In example 2, the standard deviation for the discharge rate, when the invention was used, was 0. 81, while for the conventional device it was 7.51. The invention thus achieves approx. a ninefold improvement in output smoothness compared to a conventional one. apparatus which. only has a center-open rotating spiral-wound feed screw.

Claims

1. Apparatus for dispensing a powdery material characterized in that it comprises: a) a storage hopper for powdery material, including an outlet opening near its bottom, b) a rotatable, spirally wound device with an open interior and which at least partially extends inside the storage hopper, near its bottom for conveying powder from within the hopper to:', its outlet port, c) motor means connected to the hopper suitable for turning the spirally wound arrangement, and d) a rod, one end of which is attached to the hopper and which extends into the interior of the spiral wound device, to prevent powdery material inside the spiral wound device from rotating with the spiral wound device as it is rotated by the motor.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a part of the spirally wound device is rotatably arranged inside the outlet opening, and that the rod end is attached to the funnel is attached to the outlet port and where the rod extends into the open interior of the spirally wound device at its outlet port end .

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rod is offset from the axis of rotation of the spirally wound device..

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rod has a non-circular cross-section.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the rod is parallel to the axis of rotation of the spirally wound device.

6. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rod which extends into the open interior of the spirally wound device extends through the length of the outlet port and into the funnel.

7..Apparatus according to claim 2, characterized in that part of the spirally wound device inside the outlet port is separated from the inner wall of the outlet port.

8;. Apparatus according to claim 7, characterized in that the part of the rod which extends into the open interior of the spirally wound device is separated from the said part of the spirally wound device which encloses the rod part.