DE1918993C3 - Vorrichtung zum gleichmäßigen Austragen von Schüttgütern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Austragen von Schüttgütern aus einem Vorratsbunker, bei welcher zwischen dem Bunkerauslauf und einer umlaufenden Förderschnecke ein zur Förderschnecke parallel verlaufendes Rührwerk angeordnet und der Rührwerkarbeitsraum vom Förderschneckenarbeitsraum durch einen Boden getrennt ist, bei welcher weiterhin das Rührwerk und eine mit hoher Drehzahl umlaufende, mit progressivem Gewinde versehene Förderschnecke gleichwinklig zur lotrechten Bunkerachse geneigt sind und durch den ihre Arbeitsräume voneinander trennenden Boden der Durchtrittsquerschnitt des Schneckeneinlaufes einstellbar ist, nach Hauptpatent 1481 367.
Das gleichmäßige Austragen von Schüttgütern aus

ίο Vorratsbunkern bereitet im allgemeinen Schwierigkeiten, deren Ursache meistens in den unterschiedlichen Fließeigenschaften der Schüttgüter zu suchen ist. Insbesondere fein- und feinstkörniges Gut neigt zur Klumpenbildung, die aber äußerst unerwünscht

ist, weil hierdurch eine Ungleichmäßigkeit im ausgetragenen Förderstrom eintritt. Weiterhin ncchteilig ist, daß auch über eine Drehzahlregelung der Förderschnecke kein gleichmäßiger Gutstrom erzeugt wird, da im Einlaufbereich des Schüttgutes in die Förder-

ao schnecke die volle Förderfläche der Schnecke wirksam ist. also eine dieser Fläche proportionale Menge Gut mitgenommen wird, deren gleichmäßige Verteilung übe·- der Forderlänge der Schnecke auch durch eine Drehzahländerung nicht möglich ist und damit

as zu einem ungleichmäßigen Austragen des Gutstromes führt. Der ungleichmäßig ausgetragene Gutstrom ist insbesondere noch dadurch bedingt, daß die Schnecke das Fördergut bei langsamer Drehzahl an ihrem Auslauf mit dem Gewindeende intermittierend

ausstößt.

Dieser intermittierende Ausstoßvorgang bzw. das ungleichmäßige Austragen des Schüttgutstromes macht sich insbesondere nachteilig bemerkbar, wenn derartige Vorrichtungen mit Abwagevorrichtungen

kombiniert zum Einsatz kommen. Bei Abwägevorrichtungen ist nämlich die abgewogene Menge in ihrer Genauigkeit u. a. abhängig von der Art des Wägegutes. Um diese Abhängigkeit weitgehend auszuschalten, hat man Vorrichtungen geschaffen, die den während einer Abwa^ephase für ein bestimmtes Ausschüttgewicht erforderlichen Gutstrom in einen sogenannten Grob- und einen sogenannten Feinstrom unterteilen.

Eine dieser bekannten V Errichtungen sieht dabei die Verwendung von klappenartigen Elementen vor, von denen die eine Klappe für den Grobstrom und die andere Klappe für den Feinstrom bzw. für den Abschluß des Gutstromes verantwortlich ist. Dieser bekannten Vorrichtung haftet jedoch der Nachteil an, daß ein Übergang von Grob- auf Feinstromquerschnitt nur in extremen Abstufungen erreicht wird.

Es sind weiterhin Dosier- und Austragevorrichtungen, wie z. B. Schwingförderrinnen bekannt, deren Amplitude über elektrische Widerstände veränderbar ist. Durch Ansteuern des einen oder anderen Spannungswertes kann auch damit ein Grob- und Feinstror.iförder-Querschnitt eingestellt werden. Dieser Vorrichtung haftet aber der Nachteil an. daß bei Herabsetzung der Spannung und somit Beeinflussung der Schwingungsamplitude die sich einstellenden Förderquerschnittsveränderungen im wandernden Produktstrom erhalten bleiben und Schwankungen auch im Feinstrom bewirken, die ihrerseits das Ausschüttgewicht (Sollgewicht) beeinflussen.

Bekannt ist ferner eine Dosierwaage zur fortlaufenden und gewichtskonstanten Aufgabe schüttfähiger Stoffe. Bei dieser Dosierwaage wird das Schüttgut auf ein Förderband aufgegeben, wobei der Aus-

trittsquerschnitt über zwei miteinander gekoppelte Schieber geregelt werden kann. Diese Dosierwaage hat jedoch den Nachteil, daß bei Verschließen des Schüttgutdurchtrittsquerschnittes durch, grobe Stücke eine Verstellung der Schieber von Hand erfolgen muß und danach erst ungehindert der geregelte Gutsaustrag auf das Förderband fortgeführt werden kann.

Bei e^:ner anderen bekannten Wiegeeinrichtung erfolgt die Schüttgutzufuhr aus einem Vorratsbehälter über ein Rohr in den auf der Waage stehenden Schüugutbehältej. Die durch das Rohr im freien Fall strömende Schüttgutmenge ist über einen Schieber regelbar.

Die bekannten Dosier- und Austragevorrichtungen sind in ihrem konstruktiven Aufbau so gestaltet, daß sie mit Abwägevorrichtungen nur im beschränkten Maße eingesetzt werden können. Insbesondere das Austragen des Schüttgutes ist begrenzt, weil im allgemeiner, die Zeigergeschwindigkeiten bei beispielsweise Neigimgsschaltgewichtswaaoen einen bestimmten Wert nicht überschreiten können. Auch der sogenannte Feinstrom ist bei hohen Ausschüttgeschwindigkeiten unkontrollierbar, weil wegen der Fließgeschwindigkeit eine Mindestmenge ausgetragen bzw. dosiert werden muß. Auf der anderen Seite aber sind die Leistungskapazitäten der vor- und nachgeschalteten Hilfseinrichtungen bei Abwägevorricht''ngen so groß, daß in der Regel eine ein/ige Austrage- und Dosiervorrichtung mit einer Ablagevorrichtung aus mangelnden Kapazitätsgründen nicht zum Einsat/ gelangen kann.

Fs sind daher vielfach heute mit derartigen vor- und nachgeschalteten Hilfseinrichtungen eine Vielzahl von Dosier- und Austragevorrichtungen in Verbindung mit Abwägevorrichtungen in Reihe oder aber auch hintereinander geschaltet.

Die grobe Abstufung des Grob- und Feinstromförderquerschnittes bei den oben erwähnten bekannten Einrichtungen bewirkt, daß nach dem allgemeinen Stand der Technik die Grobabwägung entweder als zeitabhängige volumetrische Dosierung betrachtet wird, so daß dann während des Grobstromes die Abwägevorrichtung arretiert werden muß und unmittelbar vor Erreichen des Sollgewichtes auf Feinstrom umgeschaltet wird, damit ausreichend minimale Dosierzeiten erreicht werden.

Da jedoch eine rein volumetrische Erfassung der Grobwägeguteinheit von zwei wesentlichen Faktoren abhängt, nämlich absolut geregelte Zuführung aus der Bevorratung, konstante Beibehaltung des Schüttgewichtes des zu dosierenden Schüttgutes, das sich je nach Qualität und Luftanreicherung verändern kann, ist es in der Praxis aber immer so. daß der theoretisch exakt erreichbare Gewichtswert des Grobstromes schwankt, so daß dann der minimal verbleibende gravimetrisch zu erfassende Gewichtswert des Feinstromes sehr häufig überfahren wird und damit Ungenauigkeiten in der Abwägung unvermeidbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Austrage- und Dosiervorrichtung zu schaffen, die in Verbindung mit einer Abwägevorrichtung einen Produktstrom in die Lastschale während der Grobstromphase in der Größe der maximal zulässigen Zeigergeschwindigkeit einer gewichtsanzeigenden Waage, z.B. Neigungsgewichtswaage gestattet und bei Annäherung an den Sollzustand diesen Produktstrom allmählich verringert, so daß bei Erreichen des Soll-lst-Zustandes der Produktstrom nahezu den Nullwert erreicht.

Zur Lösung dieser Aufgabt wird nach der Erfindung eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Austragen von Schüttgütern aus einem Vorratsbunker vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Vorrichtung in an sich bekannter Weise eine Abwägevorrichtung nachgeordnet ist und der vcrschicb-

bare Boden mit einer mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Verstelleinrichtung gekoppelt ist. die in Abhängigkeit vom augenblicklichen Gewicht des sich in einer Lastschale der Abvvägcvorrichtung befindlichen Gutes

die vom verschiebbaren Boden zurückzulegende Wegstrecke kontinuier'ich oder diskontinuierlich steuert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann mit der Zuigerachse eines Meßkopfes einer Abwägevor-

richtung (Neigungsgewichtsvvaage) ein Geberpotcntiometer verbunden sein, welches in Abhängigkeit von den angezeigten Lastwerten in der Lasischale die vom Boden zurückgelegte Wegstrecke kontinuierlich oder diskontinuierlich steuert.

Mit dem Meßkopf einer Abwägevorrichtung kann aber auch ein Winkelcodierer gekoppelt sein, über den in Abhängigkeit von den angezeigten Lastwerten der Lastschale die vom Boden zurückgelegte Wegstrecke kontinuierlich oder diskontinuierlich steuerbar ist.

Je nach der Art des auszutragenden und zu dosierenden Wagegutes ist die Ausgangs- und Endstellung des Bodens einzurichten. Eine Weiterbildung sieht daher weiter vor. daß die Ausgangs- und Endstellung des verschiebbaren Bodens last- und gutabhän«ig über mechanische oder elektrische Regelelemente veränderbar ist. Als mechanische Regclelcmente können beispielsweise verstellbare Anschläge Verwendung finden. Als elektrische Regelelement können Grenz-Endschalter. nicht lineare Potentiometer (Trimmpotentiometer) oder elektrische Regelwiderständc eine gefälschte Wheatstonesche Brücke oder alineare Winkelcodierer Verwendung finden.

Mit dem bewegbaren Boden kann in weiterer Au»-

gestaltung der Erfindung gleichzeitig am Auslaufende der Schnecke eine dessen (Juerschnitt verengende Vorrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von der Anzeige der Abwägevorrichtung gesteuert wird und abhängig oder unabhängig von der Verse stell- und Steuervorrichtung des verschiebbaren Bodens arbeitet. Dieses querschnittsverändernde Element kann in Form eines Schiebers oder aber auch in Form eines sogenannten Schlauchquetschventils ausgestaltet sein, wobei seine Anordnung nicht unmittel-

bar am Schneckenau'lauf. sondern auch in einem sich an diesen anschließenden nach unten verlaufenden Kanal angebracht sein kann.

An Hand der in den Zeichungen dargestellten Figuren ist die Erfindung nachfolgend an mehreren

Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erste mögliche Ausführungsform der Erfindung,

Fi g. 2 ein Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1, F i g. 3 eine zweite mögliche Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 eine dritte mögliche Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine Prinzipskizze der Erfindung.

Das auszutragende und zu dosierende Schüttgut gelangt über den Raum 1 mit Rührwerk 2 in den SchneckcnarbeitsraumS. Die Förderschnecke 4 ist an ihrem unteren Ende 5 konisch ausgebildet, was sehr zu einem gleichmäßigen Produktstrom beiträgt. Der Rührwerksarbeitsraum 1 ist vom Schneckenarbejtsraum 3 durch einen verschiebbaren Boden 6 getrennt, der über eine Verstelleinrichtung? hin- und herbewegt werden kann. Durch das Hin- und Herbewegen des Bodens 6 wird der freie Zulaufquerschnitt 8 für das Schüttgut von Rührwerksarbeitsraum 1 zum SchneckcnarbeitsraumS verkleinert oder vergrößert und damit einen indirekten Einfluß auf den ausgetragenen Produktenstrom genommen. Die Größe des vom Boden zurückgelegten Weges wird dabei von dem sich in der Abwäge vorrichtung 9 (Fig. 5) befindlichen Wägegut gesteuert, wobei als Istwertgeber insbesondere elektrische Hilfseinrichtungen, wie Geberpotentiometer 10 und Verstärker 11 zum Einsatz kommen können.

Die den Boden 6 hin- und herbewegende Verstelleinrichtung 7 kann aber auch mit einem schieberartigen Element 12 gekoppelt sein, welches den freien Förderquerschnitt am Schneckcnauslauf so verändert, daß eine geringe Stauwirkung auftritt, die ihrerseits aber für einen gleichmäßigen Gutaustrag zweckdienlich ist. Eine direkte Kopplung der Bewegungen von Boden 6 und Element 12 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Selbstverständlich können deren Bewegungen auch unabhängig voneinander getrennt werden.

Auch kann beispielsweise bei ortsfester Lage des Bodens lediglich das am Schneckenauslauf angeordnete Element eine den Förderquerschnitt verändernde Bewegung ausführen.

Als querschnittsveränderndes Element ist in den F i g. 1 und 2 ein Schieberventil 12 verwendet. An Stelle des Schieberventils 12 kann aber auch ein Schlauchquetschventil 13 Verwendung finden. Seine Anordnung kann dabei unmittelbar am Schneckenauslauf (F i g. 3) oder aber in einem Anschlußstutzen 14 (F i g. 4) vorgenommen werden. Sie hängt in der Regel von der Art des zur Abwägung kommenden Schüttgutes ab.

Das in der F i g. 5 gezeigte Schema zeigt den Grundgedanken der Erfindung bei einer Abwägevorrichtung. Das zur Abwägung kommende Schüttgut gelangt über den Aufgabetrichter 15 über den Rührwerksarbcitsraum 1 in den Schneckenarbeitsraum 3 bei einer maximal zulässigen öf'nungsstellung des Bodens 6. Mit Förderbeginn wird abhängig von der in die Abwägevorrichtung 9 geförderten Schüttgutmenge über elektrische Regelglieder, z. B. Geberpotensometer 10, 11 und eine mit dem Boden 6 gekoppelte Verstellvorrichtung? die Öffnungsstellung allmählich verkleinert, und zwar derart, daß bei Erreichen des Soll-lst-Zustandes der Produktstrom nahezu Null wird. Damit ist sichergestellt, daß infolge der Massenträgheit des Abwägesystems ein Hinausschwingen desselben über den Ist-Zustand hinaus nicht möglich ist und das Bewegungsbild der Waage stets gleich dem augenblicklichen Ist-Zustand des Sollwertes ist.

Es besteht auch noch die Möglichkeit, abhängig vom Gewichtswert des sich in der Lastschale befindlichen Schüttgutes gleichzeitig neben der Bodenverschiebung eine analoge Drehzahlverändemng der Förderschnecke vorzunehmen, die jedoch so abgestimmt werden muß, daß keine intermittierende Förderung des Produktstromes auftritt.

Der entscheidende Vorteil, der mit der vorgeschlagenen Vorrichtung erreicht wird, besteht darin, daß eine vom Lastwert der Lastschale ausgehende Steuerung des von einer Auslegevorrichtung, beispielsweise Schnecke, geförderten Schüttgutmenge derart möglich ist, daß der in die Lastschale fließende Produktstrom stets diejenige Größe hat, bei der das von ihm dem Waagesystem aufgezwungenen Schwungmoment von der Eigendämpfung des Systems nahezu kompensiert wird. Diese Steuerungsmöglichkeit wirkt sich in der Abwägetechnik dahingehend aus, daß bei Verwendung der Vorrichtung in Verbindung mit einer Abwägevorrichtung Probleme in der Beherrschung der Grob- und Feinstromtechnik nicht mehr auftreten. Gleichzeitig ist der mit Dosierschluß noch in die Lastschale fließende Nachstrom gewichtsmäßig vernachlässigbar klein, somit auch Nachstromregelodcr Kompensationselemente entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum gleichmäßigen Austragen von Schüttgütern aus einem Vorratsbunker, bei welcher zwischen dem Bunkerauslauf und einer umlaufenden Förderschnecke ein zur Förderschnecke parallel verlaufendes Rührwerk angeordnet und der Rührwerkarbeitsraum vom Förderschneckenarbeitsraum durch einen Boden getrennt ist, bei welcher weiterhin das Rührwerk und eine mit hoher Drehzahl umlaufende, mit progressivem Gewinde versehene Förderschnecke gleichwinklig zur lotrechten Bunkerachse geneigt sind und durch den ihre Arbeitsräume voneinander trennenden verschiebbaren Boden der Durchtrittsquerschnitt des Schneckeneinlaufes einstellbar ist, nach Hauptpatent 1 481 367, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung in an sich bekannter Weise eine Abwägevorrichtung (9) nachgeordnet ist und der verschiebbare Boden (6) mit einer mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Verstelleinrichtung (7) gekoppelt ist, die in Abhängigkeit vom augenblicklichen Gewicht des sich in einer Lastschale der Abwägevorrichtung (9) befindlichen Gutes die vom verschiebbarem Boden (6) zurückzulegende Wegstrecke kontinuierlich oder diskontinuierlich steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeigerachse eines Meßkopfes der Abwägevorrichtung (9) mit einem Geberpotentiometer (10) verbunden ist, velches die Verstellvorrichtung (7) steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Verstellvorrichtung (7) ein Meßkopf der Abwägevorrichtung (9) mit einem Winkelcodierer gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs- und Endstellung des verschiebbaren Bodens (6) last- und gutabhängig über mechanische oder elektrische Regelelemente veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaufende der Schnecke (4) eine dessen Querschnitt verengende Vorrichtung (12, 13) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Anzeige der Abwägevorrichtung (9) gesteuert wird und abhängig oder unabhängig von der Verstell- und Steuervorrichtung (7) des verschiebbaren Bodens (6) arbeitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Auslaufendes der Schnecke (4) verengende Vorrichtung ein Schieberventil (12) oder ein Schlauchquetschventil (13) ist.