WO2001025119A1

WO2001025119A1 - Dosiervorrichtung für schüttgüter

Info

Publication number: WO2001025119A1
Application number: PCT/EP2000/009448
Authority: WO
Inventors: Peter Ahlmer; Harald Heinrici
Original assignee: Schenck Process Gmbh
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2001-04-12
Also published as: EP1220804A1; DE50005542D1; JP4896330B2; WO2001025119A9; DE19947516A1; US6688496B1; JP2003511655A; EP1220804B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung, die einen Vorratsbehälter (8), einen Dosierbehälter (30) und eine Austragsvorrichtung (12) enthält, wobei sowohl im Vorratsbehälter (8) als auch im Dosierbehälter (30) ein separates vertikales Rührwerksteil (19, 22) vorgesehen ist. Das im Vorratsbehälter befindliche Vertikalrührwerksteil (22) ist mit einem Antrieb (1) versehen, der gleichzeitig auch zum Antrieb des Rührwerksteils (19) des Dosierbehälters (20) dient. Der Dosierbehälter (30) ist horizontal seitlich abnehmbar, wobei die beiden Rührwerksteile (19, 22) über Kupplungselemente (16, 26) verfügen, mit denen sie kraftschlüssig und abnehmbar miteinander gekoppelt sind. Dazu ist ein Kupplungsarm (26) vorgesehen, der Mitnahmezapfen (16) enthält, die in den Drehbereich des angetriebenen Rührwerksteils (22) eingreifen, so dass beide Rührwerksteile (19, 22) antriebsmässig miteinander gekoppelt sind.

Description

Dosiervorrichtung für Schüttgüter

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für Schüttgüter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dosiervorrichtungen werden in industriellen oder gewerblichen Anwendungsprozessen eingesetzt, in denen vorgegebene Mengen von Schüttgütern pro Zeiteinheit ausgetragen, zugegeben, oder abgewogen werden sollen. Dabei werden die Schüttgüter aus einem Vorratsbehälter mit Hilfe von Austrags- oder Fördervorrichtungen aus diesem abgezogen und den vorgesehenen Prozessen zugeführt .

Die Fördervorrichtungen befinden sich in der Regel unterhalb des Vorratsbehälters, so daß die Schüttgüter meist durch die Gravitationswirkung in die Fördervorrichtung gelangen. Dabei können sich insbesondere bei schwerfließenden, anhaftenden und brückenbildenden Schüttgütern Probleme beim kontinuierlichen Einlauf vom Vorratsbehälter in die Fördervorrichtung ergeben. Deshalb ist es häufig notwendig, daß die Dosiervorrichtungen mit Rührwerken in den Vorratsbehältern ausgerüstet sind. Da im Servicefall oder beim Schuttgutwechsel die Dosiervorrichtungen gereinigt werden sollten oder Änderungen in dem Zuführorgan notwendig sind, muß der Austragsbereich des Dosierbehälters ohne großen Montageaufwand zugänglich sein.

Aus der EP 0 486 424 ist eine Dosiervorrichtung zum Abgeben von Schüttgütern bekannt, die aus verschiedenen Baueinheiten aufgebaut ist. Dabei bilden der Schüttgutbehälter mit Horizontalrührwerk und Ausgabevorrichtung eine Baueinheit, die von den Antrieben und dem Wägeteil als weitere Baueinheit ohne großen Montageaufwand lösbar ist und dann schnell und ohne lange Unterbrechungszeit gereinigt werden kann. Da hierbei i -

BESΪÄTIGUNGS QPIE er nur der gesamte Schüttgutbehälter mit dem gesamten Rührwerk und der Austragsvorrichtung zum Reinigen abgenommen werden muß, ist dies nur bei kleineren Dosiervorrichtungen möglich, die aus statischen Gründen nicht in einem ortsfesten Rahmengestell eingebaut sein müssen.

Aus der DE 1S5 01 179 ist eine Dosiervorrichtung für Schüttgüter bekannt, bei der oberhalb einer Ausgabevorrichtung ein separater Zwischenbehälter angeordnet ist, der ein Vertikalrühr- werk enthält und durch eine vertikale Steckverbindung von seinem Antrieb und der Ausgabevorrichtung lösbar ist. Allerdings besteht keine Verbindung zwischen dem Rührwerk und einem oberhalb aufsetzbaren Vorratsbehälter, so daß es im Vorratsbehälter zum Anhaften des Schüttguts kommen kann oder dort ein separates Rührwerk angeordnet werden müßte.

Aus dem Firmenprospekt „Multifeed 2001", F9106, Ausgabe Juni 1991, der Firma Carl Schenck AG in Darmstadt ist eine Dosiervorrichtung für Schüttgüter bekannt, die einen Teil einer Dif- ferenzialdosierwaage darstellt. Diese Differentialdosierwaage ist modulartig aufgebaut und zur besseren Zugänglichkeit im Service- oder Reinigungsfall mit seitlich verschwenkbaren Baueinheiten unter einem fest eingebauten Vorratsbehälter ausgestattet. So ist eine Ausführungs ariante für schlecht fliesen- de Schüttgüter vorgesehen, bei der ein Vertikalrührwerk in dem fest eingebauten Vorratsbehälter angeordnet ist, das sich auch bis auf den Grund eines Zwischenbehälters erstreckt, der abnehmbar unter dem Vorratsbehälter befestigt ist. Zu Service- und Reinigungsarbeiten ist dann zunächst eine unter dem Zwi- schenbehälter angeordnete Austragsvorrichtung zu lösen, die dann seitlich unter dem Zwischenbehälter verschwenkbar ist. Erst dann ist der Zwischenbehälter mittels einer Spannschelle abnehmbar. Allerdings kann der Zwischenbehälter wegen des vertikalen Rührwerksteils in seinem Inneren nur nach unten abge- nommen werden, wobei ein vertikaler Ausbauraum vorgesehen sein muß, der etwa der Hohe des Zwischenbehalters entspricht. Diese

Ausfuhrungsvariante ist im Service- oder Reimgungsfall verhältnismäßig arbeitsintensiv abnehmbar und erfordert nicht un^¬ erheblichen vertikalen Bauraum.

Bei einer zweiten AusfuhrungsVariante der Differentialdosier- waage ist statt des Vertikalruhrwerks im Vorrats- und Zwi- schenbehalter nur ein Horizontalruhrwerk im Zwischenbehalter vorgesehen, das einen eigenen Antrieb besitzt. Hierbei kann es aber bei schwer fließenden Schüttgütern zu Anhaftungen oder

Bruckenbildung im Vorratsbehälter kommen, wodurch eine gleicn- maßige Dosierung beeinträchtigt wird. Insbesondere gelingt es mit αerartigen Horizontalruhrwerken bei der Dosierung von schwer anhaftenden Pulvern häufig nicht, diese an den Rand- und Bodenbereichen überall zu losen, da die Ruhrwerksteile diese Bereiche nicht erreichen können. Die m diesen Bereichen zurückbleibenden Schuttguter können bei längeren Dosierzeiten leicht uberaltern (Lebensmittel) , verharten oder auf andere Art den Dosierprozeß beeinträchtigen, so daß zwischenzeitlich Service- oder Reinigungsarbeiten notwendig sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine leicht zugängliche Dosiervorrichtung zu schaffen, die einen gleichmäßigen Durchfluß aller Schuttguter durch die Schuttgutbehalter gewährleistet und dies mit einfachsten konstruktiven Mitteln.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelost. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausfuh- rungsbeispiele der Erfindung sind m den ünteranspruchen ange- geben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch den Einsatz eines Vertikalruhrwerks auch die P.andbereiche und der Bodenbereich des rotationssymmetrischen Schuttgutbehalters bis zur Aus- tragsoffnung durch die Ruhrwerksflugel erreichbar sind, so daß sich keine Schüttgutreste festsetzen oder verderben können. Gleichzeitig ist ein homogener Schuttgutdurchfluß erreichbar, da durch die gleichmäßige Rotationsbewegung des Rührwerkflügels quer zur Schwerkraftrichtung alle Behälterbereiche in der gleichen Kraftrichtung erfasst und damit in der Fließgeschwindigkeit gleichmäßig beeinflusst werden.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß durch die Rührwerkskupplung beim Reinigen oder im Servicefall die fest ein- gebauten Rührwerks- und Behälterbereiche nicht mit Hilfe von Werkzeugen demontiert werden müssen, so daß größere Stillstandszeiten des Dosierers vermeidbar sind. Gleichzeitig ist durch die Rührwerkskupplung die Austragsvorrichtung mit einem Teil des Schüttgutbehälters horizontal seitlich abnehmbar, so daß bei in Schwerkraftrichtung eingebauten Dosiervorrichtungen vorteilhafterweise kein zusätzlicher vertikaler Montageraum notwendig ist. Darüber hinaus ermöglicht die Rührwerkskupplung durch die kraftschlüssige Kopplung beider Rührwerksteile, diese mit nur einem Rührwerksantrieb zu betreiben, so daß vor- teilhafterweise auf einen separaten Rührwerksantrieb des abnehmbaren Rührwerks- und Behälterteils verzichtet werden kann.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Austragsvorrichtung horizontal in einem ortsfest eingebauten Ab- wurfkopf einschiebbar, hierdurch können auf vorteilhafte Weise die service- und reinigungsanfälligen Bauteile auf einfache Weise von der prozessabgewandten Seite der Dosiervorrichtung ohne großen Montageaufwand gelöst werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer Dosiervorrichtung für Schüttgüter, und Fig. 2: ein Schnittbild durch einen mehrteiligen Schüttgutbehälter.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Dosiervorrichtung mit einem zweiteiligen Schüttgutbehälter 2, einem Vertikalrührwerk mit einem Antrieb 1 und einer Austragsvorrichtung 12 dargestellt, wobei der untere Behälterteil mit dem darin angeordneten Vertikalrührwerksteil seitlich horizontal abnehmbar ist. Dabei sind die beiden Rührwerksteile kraftschlüssig gekoppelt und das Untere gegenüber dem Oberen abnehmbar.

Der obere Teil des Schüttgutbehälters ist als Vorratsbehälter 8 ausgebildet, der insbesondere bei Differentialdosierwaagen einen vorgegebenen Vorrat zwischen den Nachfüllphasen enthal- ten muß. Der Vorratsbehälter 8 ist in einem Rahmengestell 9 der Dosiervorrichtung ortsfest eingebaut und meist nur mit Hilfe von Schraubverbindungen aus diesem ausbaubar.

Unter dem Vorratsbehälter 8 ist als unterer Behälterteil ein Dosierbehälter angebracht, der mit dem Vorratsbehälter 8 über eine Spannschelle abnehmbar verbunden ist. Zur Dosierung von schwer fließenden oder zur Brückenbildung neigenden Schüttgütern ist in dem Vorrats- 8 und im Dosierbehälter ein zweiteiliges Vertikalrührwerk vorgesehen, das um eine vertikale Rota- tionsachse 7 im Inneren der beiden Behälter rotiert. Dieses Vertikalrührwerk wird durch einen Elektromotor 1 angetrieben, der oberhalb des Vorratsbehälters 8 auf diesem durch eine Schraubverbindung befestigt ist. Zur Drehzahlreduzierung ist neben dem Elektromotor 1 ein Winkelgetriebe 5 angeordnet, durch das das Rührwerk mit verhältnismäßig kleiner Drehzahl von ca. 10 Umdrehungen pro Minute [U/min] angetrieben wird. Das Vertikalrührwerk ist im Vorratsbehälter 8 nur durch eine Demontage des Elektromotors 1 und des Winkelgetriebes 5 sowie einer Abdeckung 6 des Vorratsbehälters 8 nach oben aus diesem Vorratsbehälter 8 ausbaubar. Der Dosierbehalter unterhalb des Vorratsbehalters 8 ist wie dieser konisch ausgebildet und an seinem Boden durch ein horizontales Abdeckblech verschlossen. Im Bodenblech ist eine schlitzförmige Auslassoffnung vorgesehen, unter der die Austragsvorrichtung 12 angeordnet ist. Diese Austragsvorrichtung ist als Schneckenförderer 12 ausgebildet, die horizontal am Boden des Dosierbehalters befestigt ist. Der Schneckenförderer 12 besteht aus einer oder mehreren Dosierschnecken, die von einer oder zwei rohrformigen Wandungen umgeben sind und durch einen separaten Elektromotor 4 angetrieben werden. Die Aus- tragsoffnung des Schneckenförderers 12 mundet m einem Abwurfkopf 11 seitlich neben dem Dosierbehalter. Der AbwurfKopf 11 ist als T-formiges Rohrstuck ausgeJoilαet und über eine Befe- stigungsstrebe 10 am Rahmengestell 9 der Dosiervorrichtung angebracht. Dabei ist m die horizontale Öffnung des Abwurfkop- fes 11 das Austragsrohr des Schneckenförderers 12 emgescnoben und mittels einer elastischen Dichtung luft- und staubdicht abgedichtet .

Der Antriebsmotor 4 des Schneckenförderers 12 ist über einen vertikalen Schwenkarm 3 fest mit dem Rahmengestell 9 αer Dosiervorrichtung verbunden. Dabei kann der Antriebsmotor 4 über eine spezielle Kupplung durch ein Verschwenken von der Dosier- Schnecke abgekoppelt werden. Bei Reinigungs- oder Servicearbeiten ist dann der Dosierbehalter seitlich unter dem Vorratsbehälter 8 entfernbar. Dazu ist nur der Spannverschluß der Spannschelle zu losen und der Dosierbehalter mit der Dosier- schneoe kann seitlich aus dem Abwurfkopf 11 herausgezogen werden. Da der Abwurfkopf 11 m der Regel mit einem nicht dargestellten Rohrsystem verbunden ist, durch das die prozessfuh- renden Schuttguter transportiert werden, sind die Reinigungs- und Servicearbeiten vorteilhaft von der dem Prozeß abgewandten Seite vornehmbar, ohne daß die Prozesszufuhrungsverbmdungen aufwendig zu demontieren sind. In Fig. 2 der Zeichnung ist der Vorratsbehälter 8 und der Dosierbehalter 30 mit den beiden Teilen des Vertikalruhrwerks 19, 22 im Schnitt dargestellt. Der oberhalb des Dosierbehal- ters 30 angeordnete, sich konisch nach unten verjüngende Vorratsbehälter 8 enthalt ein mechanisch separates Ruhrwerksteil 22, das über eine vertikale Mittelachse 23 angetrieben wird. Die vertikale Mittelachse 23 ist senkrecht angeordnet, kann aber bei geneigten Forderern oder anderen Ausbildungen auch geneigt ausgerichtet sein. Das Ruhrwerksteil 22 des Vorratsbe- halters 8 besteht im wesentlichen aus zwei Ruhrwerks flugein, die fest mit der vertikalen Mittelachse 23 verbunden sind. Die Flugel werden aus zwei Horizontalarmen 13, 24 gebildet, die mit zwei parallel und dicht zur Behalterinnenflache angeordne- ten Querstreben 14 verbunden sind. Dabei ist ein Horizontalarm 13 im Bereich der oberen Behalterabdeckung 6 und ein weiterer Horizontalarm 24 dicht am unteren Ende des Vorratsbehalters 8 angeordnet .

Die vertikale Mittelachse 23 erstreckt sich durch den Vorratsbehälter 8 vom Winkelgetriebe 5 bis zum unteren Ende des Vorratsbehalters 8. Dabei ist die Mittelachse 23 oben am Winkelgetriebe 5 gelagert. Der Zwischenring 26 besteht aus einem zentralen Teil mit einer Bohrung und einem Außenring von der Große des Behalterdurchmessers und dazwischen angeordneten

Verbindungsstegen. Der Zwischenring 26 ist zwischen den beiden Behaltern 8, 30 angeordnet und wird durch eine Spannschelle 17 m seiner Lage fixiert. Der Zwischenring 26 dient zur Zentrierung und Lagerung der beiden gekoppelten Ruhrwerksteile 19, 22.

Der unterhalb des Vorratsbehalters 8 angeordnete Dosierbehalter 30 ist ebenfalls konisch und nach unten verjungend ausgebildet, wobei der obere Durchmesser des Dosierbehalters 30 αem unteren Durchmesser des Vorratsbehalters 8 entspricht. Der Do- sierbehälter 30 ist oben offen und unten durch ein Bodenblech 29 geschlossen, wobei allerdings im Bodenblech 29 eine Auslaßöffnung vorgesehen ist. Durch die Auslassöffnung gelangt das durchfließende Schüttgut in dem unter dem Dosierbehälter 30 angeordneten Schneckenförderer 12, der das Schüttgut durch ei^¬ ne geregelte Drehzahl in den Abwurfkopf 11 dosiert austrägt.

Im Vorratsbehälter 30 ist ebenfalls ein separates Vertikalrührwerksteil 19 vorgesehen, das die Fortsetzung des Rühr- werksteils 22 im Vorratsbehälter 8 darstellt und vergleichbar ausgebildet ist. Dabei besteht der untere Rührwerksteil 19 ebenfalls aus einer zweiten zentralen Mittelachse 28, die in der Verlängerung der Mittelachse 23 des Vorratsbehalters 8 an^¬ geordnet ist. An dieser zweiten Mittelachse 28 ist jeweils ein weiterer Horizontalarm 18 oben und ein Horizontalarm 20 im Bereich des Bodenblechs 29 vorgesehen. Diese beiden Horizontalarme 18, 20 sind ebenfalls durch zwei Querstreben 27 im Bereich der Behälterwände miteinander verbunden. Die zweite Mittelachse 28 ist unten auf einem Lagerelement, das mit dem Bodenblech verbunden ist, und oben im Zwischenring 26 gelagert .

Oberhalb des Zwischenrings 26 ist ein Kupplungsarm 25 angeordnet, der kraftschlüssig mit der zweiten Mittelachse 28 des un- teren Rührwerksteils 19 verbunden ist. Dazu ist auf der Mittelachse 28 oberhalb des Zwischenrings 26 eine Vierkantpassung vorgesehen, auf die der Kupplungsarm 25 mit einer entsprechenden Öffnung aufsteckbar ist. Der Kupplungsarm 25 erstreckt sich über eine Länge, die nicht größer ist als die Hori- zontalarme 24, 18 der Rührwerke 19, 22 an der Verbindungsstelle der beiden Behälter 8, 30, aber möglichst größer als der halbe Durchmesser des Dosierbehälters 30 in dieser Ebene. Der Kupplungsarm 25 ist an seinen beiden Enden vertikal nach oben abgewinkelt, wodurch zwei Mitnehmerzapfen 16 gebildet werden, die im Einbauzustand m den Drehbereich des Horizontalarms 24 des oberen Drehflugeis eingreifen.

Wahrend der Rotation des oberen Drehflugelteils schlagen die Horizontalarme 24 an diese Mitnehmerzapfen 16 und nehmen dadurch den unteren Ruhrwerksflugelteil 19 mit und bilden somit eine kraftschlussige Kopplung zwischen den beiden Ruhr- werksteilen. Durch eine derartige Kopplung können die Mitnahmezapfen 16, die im Schuttgutstrom rotieren, sich nicht zuset- zen und sind beim Einsetzen des Dosierbehalters 30 unter dem Vorratsbehälter 8 nicht speziell auszurichten und damit ist die Dosiervorrichtung auch leicht wieder zusammenfugbar, ohne daß dafür spezielle Passungen m ihrer Drehrichtung ausπcht- Dar waren. Gleichzeitig bewirkt der Kupplungsarm 25 eine zu- satzlich Ruhrwirkung, so daß der homogene Durchfluß des

Schuttguts verbessert wird. Der Kupplungsarm 25 konnte aber auch am oberen Drehflugel angebracht sein und mit seinem Mitnahmezapfen m den Drehbereich des unteren Ruhrwerksteils 19 eingreifen.

Claims

Patentansprüche

1. Dosiervorrichtung für Schüttgüter mit einem mehrteiligen Schüttgutbehälter (2) und mit einem mit einem Antrieb (1) versehenen Vertikalrührwerk, wobei ein Zwischenteil (30) des Schüttgutbehälters (2) abnehmbar ist, dadurch gekenn- zeichnet , daß das Vertikalrührwerk mehrteilig ausgebildet ist, wobei mindestens der im Zwischenteil (30) befindliche Teil des Rührwerks (19) kraftschlüssig mit dem angetriebenen Teil des Rührwerks (22 ) gekoppelt und mit dem Zwischenteil (30) seitlich abnehmbar ist.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiteilige Schüttgutbehälter (2) aus einem oberen Vorratsbehälter (8) und aus einem unteren Dosierbehälter (3) als Zwischenteil besteht, in denen jeweils ein separates Vertikalrührwerksteil (19, 22) vorgesehen ist und wobei die beiden Behälter (8, 30) mittels eines Spannverschlusses (17) seitlich abnehmbar miteinander verbunden sind.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß vertikal zwischen den beiden Rührwerksteilen (19, 22) abnehmbare Kupplungselemente (16, 25) vorgesehen sind, durch die die Antriebskraft von einem Rührwerksteil (22) auf das andere Rührwerksteil (19) übertragbar ist .

4. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rührwerksteilen (19, 22) als Kupplungselemente ein Kupplungsarm (25) mit mindestens einem Mitnahmezapfen (16) vorge- sehen ist, wobei der Mitnahmezapfen (16) in dem Drehbe- reich des gegenüberliegenden Rührwerksteils eingreift, wodurch beide Rührwerksteile (19, 22) antriebsmäßig gekoppelt sind.

5. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerksteil (22) des Vorratsbehalters (9) zwei Rührwerksflugel enthält, in dessen Drehbereich die Mitnahmezapfen (16) des mit dem unteren Rührwerksteil (19) verbundenen Kupplungsarms (25) eingreifen und während der Rotation mitgenommen werden.

6. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rührwerksteile (19, 22) über jeweils eine zentrale Mittelachse (23, 28) verfügen, die miteinander fluchten und an deren Übergangsstelle mindestens eine der beiden Mittelachsen (23, 28) in einem Zwischenring (26) zentrisch gelagert ist.

7. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (26) aus einem zentralen Lagerelement besteht, das über mindestens einem Steg mit einem Außenring verbunden ist.

8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich des

Dosierbehälters (30) eine Austragsvorrichtung (12) vorgesehen ist, die die Schüttgüter zu einem ortsfest angeordneten Abwurfkopf (11) an der dem Prozeß zugewandten Seite fördert .

Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrichtung (12) als Schneckenförderer ausgebildet ist, dessen Förderorgane horizontal seitlich im Abwurfkopf (11) angeordnet sind. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorratsbehälter (8), der Dosierbehälter (30) und die Austragsvorrichtung (12) auf Wägezellen gegenüber einem ortsfesten Gehäuse oder Rahmenteil (9) abstützen, wobei die Steuerung der Dosierung der Schüttgüter mittels der Wägezellen gravimetrisch erfolgt .