DE3871959T2

DE3871959T2 -

Info

Publication number: DE3871959T2
Application number: DE88902149T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Urzy Taupin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2008-02-24
Also published as: EP0383755A1; ATE77071T1; EP0383755B1; JPH02503666A; CA1317080C; DE3871959D1; WO1989008067A1; US5082414A

Description

Technisches Gebiet:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Extraktion eines Teilchenmaterials, d. h. eines pulverförmigen oder als Granulat vorliegenden Materials, aus einem Behälter, insbesondere einem Silo.
Das technische Gebiet betrifft die mechanische Extraktion solcher Materialen mit spiralförmigen Extraktionsorganen.

Stand der Technik:

Im Stand der Technik kennt man zwei Familien solcher Extraktionsorgane.
Die erste Familie umfaßt Vorrichtungen mit mindestens einer steifen Schraube, die mindestens teilweise parallel zum Boden oder zu einer Basis eines Behälters angeordnet ist. Die Schraube wird zu einer Drehbewegung um sich selbst sowie zu einer winkelrnäßigen Verschiebung um eine Achse, die im allgemeinen senkrecht zu der Ebene des Bodens oder der Basis verläuft, angetrieben.
Die Extraktion erfolgt durch Bewegen und Ablassen des Produkts in Richtung eines Ausgangs, der in den meisten Fällen in der Mitte des Bodens liegt.
Die Vorrichtungen dieser Familie stellen aus verschiedenen Gründen nicht ganz zufrieden. Sie sind im allgemeinen teuer beim Kauf und im Unterhalt und sind sperrig. Die Schraube bildet ein steifes Organ mit einer Seele, deren Querschnitt nicht vernachlässigbar ist, was den Vortrieb bei der winkelmäßigen Verschiebung im Material bremst. Die steife Struktur der Schraube und ihr Querschnitt verlangen die Anwendung eines großen Antriebsdrehmoments, vom Beginn der Drehbewegung an und erfordert anschließend den Einsatz teurer Antriebsvorrichtungen hoher Leistung. Die Trägervorrichtungen der Schraube, die notwendigerweise vorgesehen werden müssen, führen dazu, daß die Schraube in einem Abstand zum Boden oder der Basis des Behälters angeordnet ist. Die Schraube ist somit nicht in der Lage, eine minimale Schicht des Produktes zu entfernen, die ständig auf dem Boden des Reservoirs liegenbleibt. Außerdem erlaubt es eine steife Schraube aufgrund ihrer Struktur nicht variable Dosierungen unterhalb einer vorbestimmten Minimaldosierung zu fördern.
Die zweite Familie betrifft Vorrichtungen, die ein Extrahierorgan in Form einer spiralförmigen Drahtwicklung aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft, genauer gesagt, Vorrichtungen dieser zweiten Familie.
Eine dieser Vorrichtungen ist in der FR-PS 1 376 898 beschrieben, wobei diese Vorrichtung einen Lagerbehälter aufweist mit einer vom Boden beabstandeten schraubenförmigen Drahtwicklung, die geradlinig ausgerichtet ist und eine feste Lage einnimmt und um ihre Achse in eine Drehbewegung versetzt ist. Eine solche Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie nicht an zylinderförmige Behälter angepaßt werden kann, die im allgemeinen verwendet werden für die Lagerung von als Granulat vorliegenden Produkten oder pulverförmigen Materialien. Ein anderer Nachteil dieser Vorrichtung besteht in der Unmöglichkeit, die gesamte Produkt- bzw. Materialmenge aus dem Behälter zu entfernen, aufgrund der Anordnung und des Gehaltenwerdens der Wicklung in einem bestimmten Abstand vom Boden
Einen anderen Vorschlag beschreibt die europäische Patentanmeldung EP-A-0 016 685, die vorsieht, eine periphere offene Ringnut in den flachen Boden eines Behälters einzulassen. Eine spiralförmige Drahtwicklung ist in dieser Nut angeordnet, in der diese zu einer Drehung um ihre Achse durch ein Antriebsorgan angetrieben werden kann, das an einem ihrer Enden angebracht ist. Die Drahtwicklung nach dieser Lehre gewährleistet nur die Funktion eines Aufnehmens, da die Extraktion durch einen Abstreifer erfolgt, der sich in einer zum Boden des Behälters parallelen Ebene bewegt.
Eine solche Vorrichtung weist zwei getrennte Mittel zum Abstreifen und Extrahieren sowie zum Entnehmen auf, was zwei Drehantriebsvorrichtungen und zwei Überwachungs- und Steuersysteme erfordert. Außerdem hat eine solche Vorrichtung den Nachteil, daß auf dem ehenen Boden des Behälters eine Schicht bzw. ein Kuchen des Produkts oder Materials liegenbleiht, dessen Dicke gleich dem Abstand ist, der den Boden von der Drehehene des sich drehenden Abstreifers trennt.
Ebenfalls erwähnt werden sollte die DE-A-19 18 698, die vorsieht, den kegelstumpfförmigen Boden eines Behälters durch eine Knieleitung zu verlängern, in der eine spiralförmige Drahtwicklung angebracht ist, die in ihrer Achse drehangetrieben ist. Der Endbereich der Wicklung erhebt sich vertikal etwa bis ins Innere des kegelstumpfförmigen Bodens, der von dem Produkt oder dem Teilchenmaterial eingenommen wird.
Eine solche Vorrichtung weisst mehrere Nachteile auf. Der erste ergibt sich daraus, daß eine solche Vorrichtung nicht hei Behältern mit ebenem Boden eingesetzt werden kann. Der zweite Nachteil liegt in der schlechten Effizienz der Extraktion bei diesem Vorschlag. Kurz nachdem nämlich die spiralförmige Wicklung in Bewegung gesetzt wird, bildet sich das Endteil der Drahtwicklung in der Masse des pulverförmigen oder als Granulat vor liegenden Produkts eine Höhlung aus, deren Mitte sie einnimmt. Die natürliche Tendenz des Produktes oder die Bildung von Gewölhen oder die Selbstkompaktierung steht dem Einstürzen eines solchen Hohlraums entgegen und infolgedessen erfolgt die Drehung des Endteils im Inneren dieses Hohlraums, ohne daß eine Extraktion erfolgt.

Beschreibung der Erfindung:

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Extraktionsvorrichtung vorzustellen vom Typ einer spiralförmigen Wicklung, die ausgestaltet ist, um:
- eine effiziente Extraktion eines Teilchenmaterials aus einem Behälter zu gewährleisten,
- an jede Bodenform eines im allgemeinen rotationssymmetrischen Behälters anpaßhar zu sein,
- die vollständige Extraktion einer Teilchenmaterialmenge zu erlauben, ohne eine Restschicht oder einen Restkuchen auf dem Boden übrigzulassen,
- einfach, stabil und zuverlässig und ohne Wartungsaufwand zu sein, und
- nur einen einzigen Antrieb zu benötigen.
Um diese oben erwähnten Aufgaben zu erfüllen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung von einem Typ der mindestensen ein Extraktionselement eines drahtartigen, die Form einer Spiralwicklung besitzenden Typs umfaßt, das mit einem Ende mit einem Motor für den Drehbetrieb um eine in der Nähe einer zum Behälter gehörenden Abstützwand sich erstreckende Hauptachse des Elements verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element:
- mit Mitteln verbunden ist, die dazu geeignet sind, es zu einer Winkelverschiebung um eine die Abstützwand durchsetzende Kehrachse anzuregen,
- wenigstens einen drahtartigen Abschlußteil besitzt der sich wenigstens teilweise in radialer Richtung in bezug auf die Kehrachse erstreckt,
- und gezwungen ist, während seiner Winkelverschiebung mit der Abstützwand zusammenzuwirken und dieser zu folgen.
Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mit bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die nichteinschränkend zu verstehende beispielsmäßige Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung:

Fig. 1 zeigt, teilweise senkrecht geschnitten, eine erste Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt teilweise senkrecht geschnitten, eine zweite Ausführungsform.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt schematisch, teilweise geschnitten, eine vierte Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt schematisch, teilweise geschnitten, einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform.

Beste Ausführungsform der Erfindung:

Fig. 1 zeigt in Teilansicht einen Lagerbehälter 1 mit einer zylinderförmigen Seitenwand 2 und einem Boden bzw. einer Basis 3, in deren Mitte eine Ablaßöffnung 4 vorgesehen ist, die mit nicht gezeigten Aufnahmevorrichtungen verbunden ist.
Die Extraktionsvorrichtung nach der Erfindung weist eine spiralförmige Drahtwicklung 5 auf, mit einem angemessenen Querschnitt, vorzugsweise biegeflexibel, wobei sich die Wicklung mindestens teilweise radial bezüglich der Achse 6 des Behälters erstreckt, und wobei die Wicklung auf dem Boden des Behälters ruht. Die Wicklung 5 weist einen ersten losen Endteil 5a und einen zweiten Teil 5b auf, der an einen Motor 7 für den Drehantrieb um die Achse 8 der Wicklung angeschlossen ist. Der Motor 7 ist mit einer Antriebsvorrichtunu 9 der Wicklung 5 für eine winkelmäßige Verschiebung um die Achse 6 verbunden. Ein Deckel 10, vorzugsweise konisch ausgeführt, schützt die Antriebsorgane 7 und 9.
Die Drehung der Wicklung 5 um ihre Achse 8 in Verbindung mit der winkelmäßigen Bewegung und der Auflage auf dem Boden 3 führt das in dem Behälter eingelagerte Teilchenmaterial in Pfeilrichtung in Richtung auf die Öffnung 4, wobei die Drehrichtung der Wicklung 5 um ihre Achse abhängig von dem Wicklungssinn der Wicklung entsprechend gewählt wird.
Der Einsatz einer weichen Drahtwicklung in zumindest teilweiser radialer Anordnung erlaubt es, einen Drehantrieb herzustellen, der zu Beginn Windung nach Windung greift. Das Drehmoment, das zu Beginn bei der Leistungsaufnahme der Wicklung kausgeübt wird, entwickelt sich somit schrittweise, was es erlaubt, einen Motor 7 mit einer geringeren Leistung einzusetzen, als dies notwendig wäre für den Antrieb eines schraubenförmigen Organs. Das progressive Anlegen des Drehmoments ermöglicht es ebenfalls, die Gefahren eines Bruches zu beseitigen.
Die biegsame Natur der Wicklung 5, die gleich der einer Spiralfeder sein kann, ermöglicht es außerdem, eine effiziente Extraktion des Materials von dem Boden 3 eines Behälters jedweder angemessenen Form durchzuführen. Diese Möglichkeit ist deswegen interessant, da sie es erlaubt, Vorrichtungen für jeden Typ von Anwendungen herzustellen, die es erfordern, daß der Boden 3 eine angepaßte Form, z. B. die Form eines konvexen, konkaven, konischen, etc. ... Trichters, hat.
Fig. 2 zeigt eine Variante einer Ausführung, nach der der Behälter 1 ein senkrechtes koaxial zur zentralen Achse 6 verlaufendes Rohr 11 aufweist, das mit einer trompetenförmigen Öffnung 4 über der Basis 3 mündet, die dort vorzugsweise eine gekrümmte vorstehende Kegelstumpfform 14 aufweist, die komplementär zur Öffnung 4 ausgeformt ist. Das Rohr 11 wird oben durch einen Abschnitt 12 verlängert, der aus dem Behälter durch eine Platte 15 austritt, die abnehmbar auf einer Seitenöffnung des Behälters angebracht ist. Das Rohr 11 weist außerhalb des Behälters und nachdem es einen mehr oder weniger komplizierten Weg zurückgelegt hat, der die Installationsbedingungen berücksichtigt, eine Öffnung 13 für eine Entleerung aufgrund der Schwerkraft auf. Der Querschnitt der Verlängerung 12 kann zumindest teilweise biegsam ausgestaltet sein.
Das biegbare schraubenförmige Organ 5 weist einen Teil zum radialen Überstreichen 5a und einen Teil für den axialen Antrieb 5b sowie einen Verlängerungsteil 5c auf, wobei das Organ mit dem Motor 7 verbunden ist.
Um einer Verlängerung oder einer Verkürzung der Wicklung 5 in Abhängigkeit seiner Last zu berücksichtigen, kann der Boden der Seitenwand 2 mit einem horizontalen peripheren Lager 16 ausgestattet sein (diese Ausführungsform ist auf dem linken Teil der Fig. 2 gezeigt) oder mit einem peripheren trichterförmigen Umlenkblech ausgestattet sein (wie im rechten Teil der Fig. 2 gezeigt).
Die trichterförmige Erweiterung des unteren Teils des Rohrs 11 ist außen mit einer kegelstumpfförmigen Form 18 abgedeckt mit einer Neigung, die ausreicht, um das natürliche Fließen des zu entnehmenden Produkts zu gewährleisten.
Der Durchmesser der Wicklung 5, dessen Schraubenganghöhe und der Querschnitt des Drahtes können längs der Wicklung variieren.
Die jeweiligen Durchmesser der Wicklung 11 und ihrer Verlängerung 12 sind so gewählt, daß sie die freie Drehung um die Wicklung 5 mit einem Spiel gewährleisten, das an das Teilchenmaterial angepaßt ist. Die Ganghöhe der Wicklung 5, die Form und die Querabmessungen des Drahtes, aus dem die Wicklung besteht, sind auf den zu erwartenden Durchsatz, das zu übertragende Drehmoment und das Teilchenmaterial abgestimmt.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist die folgende: Im Leerlauf wird die Wicklung 5 durch den Motor 7 angetrieben, und rollt frei mit ihrem radialen Bereich 5a auf dem Boden 3 um die Achse 6 herum.
Im Lastbetrieb, wenn das Reservoir mindestens teilweise mit Teilchenmaterial gefüllt ist, wird die radiale Bewegung des Teils 5 durch die Masse des Materials abgebremst und erfolgt lediglich, je nachdem, wieviel Material von jeder Windung des sich drehenden Teils 5a mitgenommen wird, wobei die Wicklung dabei durch ihr Aufliegen auf dem Boden des Behälters unterstützt wird. Dies führt das Material zum trompetenförmigen Rohr 11, und von dort aus über die Verlängerung 12 bis zum Auslaß 13.
Bei jeder vollständigen Umdrehung auf dem Boden des Behälters 1 bedeckt der Teil 5a die Gesamtheit der Oberfläche der Basis 3 und verhindert somit jede Aushöhlung des Materials, da der Abstand a von der Seitenwand 2 bis zur Basis des Rohrs 11 bzw. der Abstand b von dem Boden des Trichters 17 bis zur Basis des Rohrs 11 größer gewählt ist als der maximale Abstand, der durch eine Wölbung des Materials überbrückt werden kann.
Eine inverse Vorrichtung könnte in Aussicht genommen werden, bei der das Rohr 11 von der Basis 3 aus mit einer Verbindungswand zur Öffnung 4 der Basis mit einer vorzugsweise gebogenen Erzeugenden herausgeführt wird.
Fig. 3 zeigt eine Entwicklung, die bei den oben stehenden Ausführungsbeispielen Anwendung finden kann. Nach dieser Entwicklung weist das Endteil 5a eine Verlängerung 5c auf mit einer Länge, die derart gewählt ist, daß der Teil gebogen wird, um eine in Richtung der winkelmäßigen Verschiebung gekrümmten Teil zu bilden, unter teilweiser Anlehnung gegen die äußere Wand 2. Die Verlängerung 5c ist ausreichend lang, um die oben genannte Bedingung zu erfüllen, unabhängig von den Änderungen der Länge der Wicklung in Abhängigkeit von der Last, mit der die Wicklung beaufschlagt wird, und wobei der Krümmungsradius eine Windung der Wicklung um ihre eigene Achse ermöglicht.
Die Drehung der Windung 5 um ihre eigene Achse bewirkt eine Schraubbewegung der Verlängerung 5c in die Materialmasse, was als Reaktion eine tangentielle Kraftkomponente erzeugt, die es ermöglicht, einen Antrieb der Wicklung 5 in winkelmäßiger Verschieherichtung um die Achse 6 zu bewirken.
Die Länge der Verlängerung 5c, ihr Durchmesser und der des Drahtes, der die Wicklung bildet, der Schraubhöhenschritt und die Wicklungsrichtung werden bestimmt in Abhängigkeit von dem zu extrahierenden Material derart, daß die Verlängerung 5c sich in das Material hereinschrauben kann.
Der Drehsinn der Wicklung 5 und der Verlängerung 5c im Verhälnis zu der Wandung 2, auf der die Verlängerung anliegt, ist in Abhängigkeit von dem Drehsinn des Wicklungsschritts so gewählt, daß die Wicklung 5 dazu gebracht wird, sich gegen den Boden 3 anzudrücken.
Nach der Entwicklung gemäß den Fig. 4 und 5 ist es vorteilhaft, insbesondere jedoch nicht ausschließlich, für den Fall, in dem die Umfangswand 2 die ringförmige Lagerfläche 16 begrenzt, am Rande des Bodens 3 ein Reaktionselement 20 anzuordnen, das geeignet ist, mit der Verlängerung 5c zusammenzuwirken, um deren Fortschreiten und deren Vortrieb zur winkelmäßigen Verschiebung auf dem Boden 3 zu begünstigen. Das Reaktionselement 20 besteht aus einer örtlichen Beschichtung, die einen Oberflächenzustand liefert, bei dem die Windungen der Verlängerung 5c greifen und sich einschrauben können. Ein Oberflächenzustand, der sich besonders zu diesem Zweck eignet, besteht aus Borsten, Spitzen, Nadeln, Fasern oder halbsteifen Schleifen, um eine ausreichende Reaktion zu bieten, um das Voranschreiten der Verlängerung 5c zu bewirken, wobei die Möglichkeit erhalten bleibt, elastisch im Fall einer die Wicklung beaufschlagenden Überlast auszurasten.
Fig. 6 zeigt eine Variante einer Ausführungsform, die darin besteht, ein Extrahierorgan herzustellen mit einer spiralförmigen Wicklung, die den oben beschriebenen Anforderungen entspricht und an einem Ende eines Radialsegmentes einer steifen Schraube 21 befestigt ist, die an den Antriebsmitteln 7 und 9 der Ausführungsform beispielsweise nach Fig. 1 angeschlossen ist.

Industrielle Anwendung:

Die Erfindung findet eine besonders vorteilhafte industrielle Anwendung bei der Extraktion von Mehl aus Speicherbehältern.

Claims

1. Spiralförmige Einrichtung für die Extraktion eines Teilchenmaterials aus einem Behälter, wobei diese Einrichtung von einem Typ ist, der wenigstens ein Extraktionselement eines drahtartigen, die Form einer Spiralwicklung besitzenden Typs (5) umfaßt, das mit einem Ende mit einem Motor (7) für den Drehantrieb um eine in der Nähe einer zum Behälter (1) gehörigen Abstützwand (3) sich erstreckende Hauptachse (8) des Elementes verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element:

- mit Mitteln verbunden ist, die dazu geeignet sind, es zu einer Winkelverschiebung um eine die Abstützwand durchsetzende Kehrachse (6) anzuregen,

- wenigstens einen drahtartigen Abschlußteil besitzt, der sich wenigstens teilweise in radialer Richtung in bezug auf die Kehrachse erstreckt,

- und gezwungen ist, während seiner Winkelverschiebung mit der Abstützwand zusammenzuwirken und dieser zu folgen.

2. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die sie zu einer Winkelverschiebung anregen können, von einer Getriebemotorgruppe (7) mit positivem Antrieb gebildet werden.

3. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die sie zu einer Winkelverschiebung anregen können, den Motor (7) für den Drehantrieb des Elementes um seine Achse, eine rohrförmige Leitung (11), die wenigstens teilweise das Element enthält, und eine Fläche für die Vereinigung der Leitung mit der Abstützwand umfassen.

4. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einen Abschlußteil (5c) besitzt, der in Richtung der ihm aufgezwungenen Winkelverschiebung gekrümmt ist und mit dem an die Abstützwand anschließenden Teil der Umfangswand (2) des Behälters durch Anliegen an diesem zusammenwirkt.

5. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußteil des Elementes mit den einen Zwang auf ihn ausübenden Mitteln so zusammenwirkt, daß er im Verlauf seiner Winkelverschiebung der Abstützwand folgt.

6. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Rücksprung (16) umfassen, der in der Umfangswand des Behälters vorhanden ist und sich wenigstens teilweise im wesentlichen parallel zur Abstützwand erstreckt, um mit dieser eine Art von ringförmigem offenen Aufnahmesitz zu begrenzen, in den der Abschlußteil (Sc) eingreift.

7. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Reaktionselement (21) umfassen, das von der Wand des Behälters getragen wird, um mit dem Abschlußteil zusammenzuwirken.

8. Spiralförmige Extraktionseinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionselement Fasern, Haare oder Zähne aufweist, die sich um den Abschlußteil wickeln können.