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Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von pulverförmigem Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von pulverförmigem
Gut auf einer porösen Förderfläche, wobei sowohl das Gut in Schwingungen versetzt
als auch in das Gut von unten Luft eingeblasen wird.
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Bei der Bewegung von derartigem, häufig als Schüttgut bezeichnetem
Material, wie z. B. Weizenmehl, Portlandzement od. dgl., hängen das Verfahren und
die Einrichtung im allgemeinen von der Höhenlage des Ausgangspunktes in bezug auf
die Höhenlage der Stelle ab, zu der das Material transportiert werden soll. Wenn
diese letztere Stelle erheblich niedriger als der Ausgangspunkt ist, so daß der
Neigungswinkel der Ebene, auf der das Material sich entlangbewegt, erheblich größer
als der Böschungswinkel des Materials ist, so kann die Bewegung des Materials durch
eine einfache Förderrinne erreicht werden.
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Wenn umgekehrt der Endpunkt erheblich höher als der Ausgangspunkt
ist, so daß der Anstiegwinkel, unter dem das Material sich bewegen muß, erheblich
ist, so werden meist Becherwerke oder Luftstromförderer verwendet, die das Material
in ihrem Luftstrom mitführen. Die Erfindung befaßt sich mit der Bewegung von Material
entlang bestimmter Neigungen, die zwischen diesen beiden Extremfällen liegen.
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Feste Teilchen einer bestimmten Mindestgröße lassen sich bekanntlich
verhältnismäßig einfach mit einem Schwingförderer (auch aufwärts) befördern.
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Bei pulverförmigem Material versagte bisher ein Schwingförderer.
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Für die Beförderung von pulverförmigem Material kennt man (wenn man
von viel Aufwand erfordernden Windltanälen absieht) das Verflüssigen oder Fließbarmachen
mit Hilfe von Gasströmen, welche durch eine poröse Förderfläche hindurchgeblasen
werden. Hierbei fließt das pulverförmige Material lediglich bergab und auch nur
dann, wenn eine bestimmte Mindestneigung vorhanden ist.
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Aber selbst bei größeren Neigungen im Bereich dieses Mindestneigungswinkels
ist die Fördergeschwindigkeit bereits so gering, daß keine wirtschaftliche Förderung
möglich ist.
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Die einfache Überlagerung des Schwingungsförderprinzips mit dem Verflüssigungsprinzip
ist bekannt.
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Hierbei wird das Material fließend gemacht und die poröse IJnterlage
des Förderers in Schwingungen versetzt. Das pulverförmige Material reagiert im wesentlichen
wie eine Flüssigkeit und wird sowohl aus diesem Grunde als auch wegen der leichten
Zusammendrückbarkeit kaum oder überhaupt nicht von den Schwingungen der Förderfläche
beeinflußt. Es tritt zwar hier auch ein Fördervorgang ein; dieser beruht aber allein
auf der Schrägneigung der Förderfläche.
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Mit diesen bekannten Einrichtungen ist aber niemals eine horizontale
oder gar eine Aufwärtsbeförderung von pulverförmigem Material möglich. Das Versagen
der bekannten Einrichtung beruht im wesentlichen auf folgenden Gründen: Beim Schwingförderer
werden die geförderten Teilchen von der Förderfläche derart angetrieben, daß sie,
wenn die Förderfläche plötzlich ihre Rückkehrbewegung durchführt, ein Stück weit
frei durch die Luft fliegen und dann in einer Wurfparabel auf die Förderfläche zurückkehren,
worauf das Spiel von neuem beginnt. Daß pulverförmiges Material diesen Gesetzen
nicht gehorcht, liegt insbesondere daran, daß die Unterdruckadhäsion und die Haftreibung
zwischen dem verdichteten Bett des Materials und der Förderfläche so groß ist, daß
sich das Materialbett am Kulminationspunkt der Förderflächenbewegung nicht von der
Förderfläche löst, sondern von dieser wieder mit in die Ausgangsstellung zurückgeholt
wird. Da auch die Haftreibung zwischen den einzelnen pulverförmigen Teilchen sehr
groß ist, bildet das gesamte Materialbett zusammen mit der Förderfläche einen »einheitlichen«
Körper, der auf die Schwingbewegung überhaupt nicht anspricht. Beim Verflüssigen
des pulverförmigen Materials wird so viel Gas eingeblasen, daß sowohl die Reibung
zwischen den Teilchen unter sich als auch zwischen dem Materialbett und der Förderfläche
beseitigt oder weitgehend herabgesetzt wird. Aus diesem Grunde verhält sich das
Material wie eine Flüssigkeit, das ja seine typischen Eigenschaften auch aus der
Tatsache ableitet, daß keine Reibung zwischen den einzelnen Teilchen vorhanden ist.
Bei einem derart verflüssigten Materialbett ist die Anwendung des Schwingförderprinzips
ganz ohne Erfolg, und zwar wegen der fehlenden Reibung, die
zuläßt,
daß die Förderfläche einfach unter dem Fördergutbett hin- und herschwingt, ohne
dieses wesentlich zu beeinflussen. Dazu kommt noch die Tatsache, daß das Material
infolge der durchströmenden Luft so aufgelockert ist, daß es beim Vibrieren der
Schwingungsfläche in sich nachgeben kann und somit die gesamte, möglicherweise doch
übertragene Stoßenergie in stärkstem Maß gedämpft wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, pulverförmiges Gut nach
dem Schwingfördererprinzip wirtschaftlich und schnell nicht nur abwärts, sondern
auch horizontal und leicht aufwärts fördern zu können.
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Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch
gelöst, daß die Schwingbewegungen dem Gut eine Bewegungskomponente in der Förderrichtung
erteilen und die Luft das Fördergut erst im Scheitelpunkt der Schwingbewegung von
der Förderfläche ablöst.
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Nach dieser neuen Lehre wird zwar auch ein Gas zur Auflockerung des
Fördergutes verwendet, jedoch nur in solchen Mengen, daß keine völlige Verflüssigung
auftritt, bei welcher jegliche Reibung sowohl zwischen den einzelnen Pulverteilchen
als auch zwischen der Materialmasse und der Förderfläche beseitigt wird, sondern
die Unterdruckadhäsion und die Reibung sind durch Aufrechterhalten eines bestimmten
Gasdruckes zwischen der Förderoberfläche und dem Boden des Bettes im optimalen Falle
gerade so weit beseitigt, daß das Material vom Kulminationspunkt derSchwingförderungsflächenbewegung
nicht an der Förderfläche klebenbleibt, sondern sich von dieser abhebt.
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Hierzu ist vorteilhafterweise eine wesentlich geringere Gasmenge
notwendig. Es ist somit erstmals möglich, pulverförmiges Material an Hand des Schwingfördererprinzips
etwa horizontal oder sogar aufwärts steigend mit überraschend hoher Geschwindigkeit
fördern zu können.
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Besonders vorteilhaft hat sich zur Durchführung der neuen Lehre eine
aus einer in Schwingungen versetzbaren Förderrinne mit porösem Zwischenboden (unter
dem Luft eingeblasen wird) bestehende Vorrichtung erwiesen, bei welcher die Rinne
auf schräggestelIten federnden Lenkern abgestützt ist und die eingeblasene Luftmenge
entsprechend der Schichtdicke und der Art des Fördergutes so regelbar ist, daß sich
das Gut erst im Scheitelpunkt der Schwingbewegung von der Förderfläche ablöst.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichlceiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie der
nachfolgenden Beschreibung. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 in größerem Maßstab,
Fig. 3 eine teilschaubildliche Ansicht einer Variante der ersten Ausführungsform.
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Der in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 dargestellte Förderer
weist ein Bett 1 auf, an dem in Querrichtung federnde. zum Tragen und Führen dienende
Stützen 2 befestigt - sind, die in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet
sind. Diese Stützen weisen einen Gummi- oder gummiähnlichen Block auf, an dem Führungsstreben
in Form von Metallplatten oder Metallstangen 3 angeordnet sind, welche die Relativbewegung
zwischen dem Trog 5 und dem Bett 1 während der schrägen Vibrationsbahn steuern.
Der Fördertrog 5 ist auf den Oberteilen der vorerwähnten Stützen 2 angeordnet und
mit ihnen verbunden.
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Der Trog 5 ist in Fig. 1 in horizontaler Lage dargestellt, doch kann
er auch entweder nach oben oder unten geneigt oder schraubenförmig sein.
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Der obenerwähnte Trog 5 weist zwei übereinander angeordnete, einen
U-förmigen Querschnitt aufweisende Rinnen 6 und 7 auf, zwischen die durch Verschraubung
oder sonstwie eine poröse Förderplatte 8, die im folgenden als Scheidewand bezeichnet
ist, befestigt ist.
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Gegebenenfalls können Querstreben im Abstand voneinander quer zu
den Oberkanten der unteren Rinne 6 angebracht werden, um die Scheidewand 8 zu versteifen
und beim Tragen des Fördergutes zu unterstützen.
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Zur Erzeugung von Schwingungen entlang der gewünschten Bahn 4 ist
in dem dargestellten Beispiel eine durch einen Elektromotor angetriebene Exzenterwelle
9 vorgesehen, mit deren Exzenter eine Pleuelstange 10 gelenkig verbunden ist, deren
anderes Ende an den Trog 5 angelenkt ist.
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Am Ende des Förderers und oberhalb desselben ist ein Vorratsbehälter
15 vorgesehen, aus dem das Fördergut auf das eine Ende der Scheidewand 8 aufgegeben
wird, von wo es zum anderen Ende befördert wird. Ein biegsamer Schlauch 16 kann
zwischen der Deckelrinne 7 des Troges 5 und dem Vorratsbehälter 15 so angeordnet
werden, daß der erstere unabhängig vom letzteren schwingen kann. In der Nähe des
Vorratsbehälterendes des Troges 5 ist ein biegsamer Schlauch 17 vorgesehen, der
zu einem Luftkanal 18 führt, der durch die Bodenrinne 6 und die Scheidewand 8 gebildet
wird. Dieser biegsame Schlauch 17 ist mit seinem anderen Ende mit einem Drucklufterzeuger
19 verbunden, der als selbständige Baueinheit mit Gebläseantriebsmotor, Luftreiniger
und nicht dargestelltem Sicherheitsventil ausgebildet sein kann. Die Luftzufuhr
sollte derart sein, daß ihre Menge, ihre Geschwindigkeit und ihr Druck beliebig
gesteuert werden können.
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Das verwendete Fludium ist meistens Luft, die jedoch in erwärmtem
Zustand sein kann, um zusätzlich zu der Verflüssigung des Materialbettes eine Erwärmung
und Trocknung zu erreichen. Auch andere Gase können bei normaler Temperatur oder
in erwärmtem Zustand, wie erforderlich, verwendet werden, um eine gewünschte Behandlung
oder eine chemische Reaktion des Fördergutes zu erreichen, die während der Förderung
des Gutes wirksam fortschreiten kann. Ferner kann das Fludium gekühlt sein, um Wärme
aus einem erhitzten, auf dem Förderer befindlichen Fördergut zu entziehen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist das Ende des Förderers
entgegengesetzt zum Vorratsbehälter 15 mit einem nach unten gerichteten Auslaßstutzen
20 versehen, und zur Erleichterung der Reinigung ist an der Deckelrinne 7 noch ein
abnehmbarer Deckel 21 vorgesehen. Die poröse Scheidewand 8 endet kurz vor dem Auslaßstutzen
20, und eine Querwand 22 ist vorgesehen, um dieses Ende des Kanals 18 so zu schließen,
daß das ganze, in den Kanal einströmende Fludium durch die poröse, das Material
tragende Scheidewand 8 hindurchströmen muß.
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In Fig. 3 ist eine Variante der oben beschriebenen Ausführungsform
dargestellt, bei der der Deckel des Fördertroges 25 entfernt ist. Bei dieser Konstruktion
wird das Fördergut nicht durch eine Bodenöffnung wie in Fig. 1, sondern am Ende
des Förderers abgegeben. Wie oben beschrieben, wird auch hier Druckluft dem Kanal
26 zugeführt, von wo aus sie nach oben durch die durchlässige Scheidewand 27 hindurchströmt.
Der Träger ist auf Gummistützen 2 federnd
getragen, die Stangen
3 entsprechender Richtung aufweisen.
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PATENTANSPR8CHE: 1. Verfahren zum Fördern von pulverförmigem Gut
auf einer porösen Förderfläche, bei dem sowohl das Gut in Schwingungen versetzt
als auch in das Gut von unten Luft eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schwingbewegungen dem Gut eine Bewegungskomponente in der Förderrichtung erteilen
und die Luft das Fördergut erst im Scheitelpunkt der Schwingbewegung von der Förderfläche
ablöst.