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Diese Erfindung betrifft ein Entleerungssystem für einen Behälter, der aus festen
Teilchen bestehendes Material enthält und insbesondere einen Behälter, der zum
Mischen aus Teilchen bestehendem Material, beispielsweise Plastikkügelchen
verwendet wird.
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Mischer, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, sind allgemein bekannt
geworden und weisen einen vertikal ausgerichteten Behälter mit einem Einlaß für
aus Teilchen bestehendes Material und einen Auslaß für aus Teilchen bestehendes
Material auf. Der Auslaß zum Abziehen des aus Teilchen bestehenden Materials
aus dem Behälter ist im konischen Boden des Behälters angeordnet. Wie der
Mischer kann auch die Vorrichtung ein System zur Rezirkulation oder Vermengen
des Materials innerhalb des Behälters aufweisen, um das Mischen auszuführen.
Dieses Rezirkulationsmittel kann die Form eines zentral angeordneten vertikalen
Saugrohres im Inneren des Behälters aufweisen. Unter Druck stehendes Gasfluid
kann zum Boden des Behälters unterhalb des unteren Endes des Saugrohres
zugeführt werden. Wenn das unter Druck stehende Gasfluid zum Boden des
Behälters zugeführt wird, wird das aus Teilchen bestehende Material nahe dem
Boden des Behälters mitgerissen und durch die Saugsäule aufgesaugt, wo es vom
Auslaß der Saugsäule in einer geysierartigen Weise zum Oberteil des Behälters
abgezogen wird. Infolgedessen zirkuliert das Material vom Oberteil des Behälters
nach unten zum Boden des Behälters durch die Schwerkraft und wird dann durch
das unter Druck stehende Gas zurück zum Oberteil des Behälters aufgesaugt.
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Da es wünschenswert ist, einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom am Boden des
Behälters zum Mitreißen des aus Teilchen bestehenden Materials in dessen Boden
zum Aufsaugen durch die Säule zu haben, würde es erforderlich sein, eine
kleinere Öffnung am Boden des Behälters vorzusehen. Dies würde erlauben, ein
niedrigeres Gasvolumen und einen Gasdruck zu verwenden, um das Material
durch die Saugsäule zu zirkulieren, um dadurch den Energieverbrauch zu
verringern. Da es erforderlich ist, das Material aus dem Behälter abzuziehen,
wird es demnach gewünscht, dies in einer großen Menge zu tun und dies
durchzuführen, wobei es wünschenswert ist, eine große Öffnung am Auslaß des
Behälters vorzusehen. Während separate Gaseinlässe oder Düsen vorgesehen
werden könnten, haben diese nicht zur völligen Zufriedenheit geführt.
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Die französische Patentbeschreibung Nr. 1 220 788 beschreibt eine
Mischanordnung für körnige Materialien, aufweisend einen Behälter mit einem
nach unten und innen abgeschrägten unteren Bereich mit einem konisch nach oben
abgeschrägten Verschlußbauteil. Düsen sind in dem Verschlußbauteil zum
Zuführen von Druckluft vorgesehen und die Inhalte der Mischanordnung werden
aus dem Behälter durch einen ringförmigen Durchgang um das konische
Bauelement entfernt, wenn es geöffnet ist.
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Es ist deshalb eine prinzipielle Aufgabe dieser Erfindung, einen Behälter für aus
Teilchen bestehendes Material zu schaffen, der eine Entleerungsvorrichtung
aufweist, die das zum Boden des Behälters zugeführte Gasfluid sowohl zum
Vermischen des Materials innerhalb des Behälters als auch zum Steuern des
Materialabzuges aus dem Behälter steuern kann.
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Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die
einen kleinflächigen Gaseinlaß und einen großflächigen Materialabzug im Boden
eines Behälters für aus Teilchen bestehendes Material begrenzt.
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Die Erfindung betrifft einen Behälter für aus Teilchen bestehendem Material mit
einem oberen Bereich und einem unteren Bereich und mit einem Materialauslaß in
seinem Boden zum Abziehen des Materials aus dem Behälter, und eine
Materialabzugsvorrichtung, die Mittel zum Einführen gasförmigen Fluids zum
Behälter aufweist und mit dem Behälter durch den Materialauslaß verbunden ist,
wobei die Vorrichtung mit einer Rohrleitung für das gasförmige Fluid und für das
aus Teilchen bestehende Material versehen ist, die am Boden des Behälters am
Materialauslaß angeordnet ist; eine Gasfluideinlaßdüse bildende Mittel mit einem
Durchgang, der sowohl als Einlaß für gasförmiges Fluid als auch zum Abzug von
Material wirkt und in der Rohrleitung fünktionell mit dem Materialauslaß
verbunden ist; und Mittel zum Einstellen der Position der Einlaßdüse in bezug
zum Einlaß für die Steuerung der effektiven Größe des Materialauslasses durch
Bewegen der Einlaßdüse zwischen einer ersten Position, um die effektive Größe
des Materialauslasses während des Materialabzuges zu vergrößern, und einer
zweiten Position, um teilweise die effektive Größe des Materialauslasses zu
reduzieren, wenn gasförmiges Fluid unter Druck zum Behälter eingeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein erstes Ventilmittel vorhanden ist, das
fünktionell mit den Mitteln zum Ableiten des Gasfluids unter Druck zu dem
Behälter verbunden ist, die ausgelegt sind, geöffnet zu werden, wenn Gasfluid
unter Druck zu dem Behälter geleitet wird, und ausgelegt sind, geschlossen
werden, um zu verhindern, daß Gasfiuid zu dem Behälter strömt, wenn Material
aus dem Behälter entnommen wird, und ein zweites Ventilmittel vorhanden ist
das geöffnet wird, wenn Material aus dem Behälter entnommen wird und
ausgelegt ist, geschlossen zu werden, wenn Gasfluid unter Druck zu dem Behälter
geleitet wird, wobei das gasförmige Fluid unter Druck durch die Einführmittel bei
einem Niveau oberhalb dem des zweiten Ventilmittels eingeführt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Beispiel weist eine Kolbenzylinderanordnung zum
Verstellen der Position einer Material- und Fluidstromsteuervorrichtung auf, die
eine venturiförmige Gasfluideinlaßdüse einschließt. Die Düse kann vom Auslaß
des Behälters wegbewegt werden, um die Größe der Öffnung während des
Materialauszuges durch Erlauben dem Material, sowohl durch und um die Düse
zu strömen, zu vergrößern. Die Düse wird in Berührung oder zum Materialauslaß
bewegt, wenn es gewünscht wird, um die Größe der Öffnung im Boden des
Behälters zu reduzieren, um das Material zu durchlüften und das Material
innerhalb des Behälters durch die vertikale Saugsäule zu rezirkulieren.
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Nun wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
beschrieben. Es sei zu verstehen, daß die Beschreibung, die mit Bezug auf die
Zeichnungen zu lesen ist, nur beispielhaft ist und nicht dadurch beschränkt wird.
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In den Zeichnungen:
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ist Figur 1 eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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Figur 2 ist eine Teilansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung in einer
vergrößerten Darstellung, die die Strömungssteuerdüse in einer Stellung zeigt, wo
unter Druck stehendes Gas zum Boden des Behälters geführt wird; und
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Figur 3 ist eine ähnliche Ansicht zur Figur 2, die die Vorrichtung in einer
Stellung zeigt, wo das Material aus dem Behälter abgezogen wird.
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Die Erfindung wird in Verbindung mit einem Kügelchenmischer ähnlich zu
jenem, der in US-Patent 4,573,800, erteilt am 04. März 1986, US-Patent
4,569,596, erteilt am 11. Februar 1986 und US-Patentanmeldung, Aktenzeichen:
06/848,005, hinterlegt am 03. April 1986, alle dem vorliegenden Anmelder
übertragen, beschrieben.
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Der Mischer gemäß diesen Anmeldungen und Patenten weist einen Behälter auf,
der im allgemeinen in den Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung mit 1
bezeichnet ist. Dieser vertikal ausgerichtete Behälter kann eine zentral
angeordnete Saugsäule 2 aufweisen, die mittels Stützen 3 und 4 im Inneren des
Behälters angeordnet ist. Der Behälter weist auch einen geeigneten Einlaß für das
Material und einen Auslaß 10 für das Material auf, der mit einem Einlaß für
unter Druck stehendes Gasfluid für einen noch zu beschreibenden Zweck
zusammenfällt. In der bevorzugten Form kann der Einlaß für aus Teilchen
bestehendes Material auch bei 10 sein, wobei das Material aus eine Quelle (nicht
dargestellt) durch eine geeignete Förderleitung mittels Gasfluid, beispielsweise
Druckluft, in den Boden des Behälters zugeführt wird. Es ist zu verstehen, daß
die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf solche Fälle ist, wo Material zum
Oberteil des Behälters durch einen Einlaß (nicht dargestellt) zugeführt wird.
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Angenommen, daß der Behälter teilweise mit Material gefüllt ist, und es
wünschenswert ist, Material innerhalb des Behälters zu vermengen oder zu
vermischen, wird ein unter Druck stehendes Gasfluid durch eine Leitung 15 zu
einer Leitung 16 geführt wird, die am konischen Boden 12 des Behälters 1 am
Auslaß 10 angeordnet ist. Das Gas strömt durch die Öffnung 10 heraus durch die
Saugsäule 2, die das Material im Boden des Behälters durch den Säuleneinlaß 6
zum Auslaß 7 mitreißt, wo es in einer geysierartigen Weise in das Oberteil des
Behälters 1 abgezogen wird. Ein Verteiler, im allgemeinen mit 8 bezeichnet, kann
zum Unterstützen der Materialverteilung aus dem Ringraum des Behälters 1
heraus vorgesehen werden. Ein Ventilator 9 kann im Oberteil des Behälters zum
Abziehen von verbrauchtem zirkulierendem unter Druck stehendem Gasfluid aus
dem Behälter vorgesehen sein.
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Die verbesserte Materialabzugs- und Fluidstromsteuervorrichtung ist im
allgemeinen mit 25 bezeichnet und am besten in den Figuren 2 und 3 zu sehen.
Die Material- und Fluidstromsteuervorrichtung 25 weist die zuvor erwähnte
Leitung 16, die mit der Öffnung 10 im Boden des Behälters 1 verbunden ist. Sie
weist auch eine Gasfluid-Einlaßdüse 26 in Form eines hohlen kurzen Rohres mit
einem oberen Ende 27 auf, welches in der verschlossenen Position gemäß Figur 2
koextensiv mit den und im gleichen Winkel wie der konische Boden 12 ist. Dieses
Ende 27 ist im wesentlichen in Größe und Form zum Auslaß 10 konform.
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Ein kolbenzylinderbetätigtes Ventilmittel, das mit 28 bezeichnet ist, ist zum
Verschließen der Gasfluidzuführleitung 15 vorgesehen. Die Vorrichtung 25 weist
auch ein kolbenzylinderbetätigtes Ventilmittel 30 auf, das in der Leitung 16 zum
Steuern des Materialabzuges aus dem Behälter 10 angeordnet ist.
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Wenn gewünscht wird, das Material durch den Behälter im allgemeinen und
durch die Säule 2 im besonderen zu zirkulieren, ist es erforderlich, ein
Hochgeschwindigkeitsgas zum Mitreißen des aus Teilchen bestehenden und
gekörnten Materials im Boden des Behälters zu haben und das Material durch die
Säule 2 aufzusaugen. Für diesen Zweck ist es erforderlich, eine kleine Öffnung
zu haben. Die Fluideinlaßdüse 26 mit ihrer Venturiform weist diese kleine Düse
und das Hochgeschwindigkeitsgas auf. Wenn es daher gewünscht ist, Material aus
dem Behälter abzuziehen, wird die durch die Düse 26 vorgesehene kleine Öffnung
durch den Materialstrom aus dem Behälter begrenzt. Um diese Begrenzung zu
umgehen, würde es erforderlich sein, eine größere Öffnung zu haben,
beispielsweise die Größe der Öffnung 10 und der Leitung 16. Erfindungsgemäß
ist ein Mittel zum Verstellen der Position der Einlaßdüse in bezug zur Öffnung 10
zum Steuern der effektiven Größe des Materialauslasses vorgesehen. Dieses
Mittel weist ein Paar Kolbenzylindermittel 35 mit Fluidförderleitungen 36 und 37
zum Bewegen des Kolbens relativ zum Zylinder und schließlich für die Position
der Düse 26 relativ zur Öffnung 10 auf.
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Im Betrieb, wie zuvor erwähnt, wenn es gewünscht wird, Material innerhalb des
Behälters zu Vermischungs- und Vermengungszwecken zu zirkulieren, wird
Gasfluid, beispielsweise Druckluft, durch die Leitung 15 nach Öffnen des Ventils
28 durch die Düse 26 zugeführt, um Material im Boden des Behälters mitzureißen
und es durch die Saugsäule 2 zum Auslaß 7 und zum Abziehen in das Oberteil
des Behälters zu fördern. In diesem Fall wird die Strömungssteuerungs-Ventildüse
26 in die in Figur 2 gezeigte Position benachbart der Öffnung 10 gebracht. In
diesem Betriebszustand befindet sich das Materialstromsteuerventil 30 in der
geschlossenen Position, wie in Figur 2 gezeigt. Wie aus Figur 2 ersehen werden
kann, verringert der Auslaß des Behälters seine Größe wenn die
Strömungssteuerdüse 26 zur Öffnung 10 bewegt wird oder die Entleerung des
Behälters erfolgt.
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Wenn es gewünscht wird, Material aus dem Behälter zu entfernen, wird das Fluid
durch die Leitung 37 zugeführt, um den Zylinder des Kolbenzylindermittels 35
anzuheben, der mechanisch mit der Düse 26 durch irgendein geeignetes Mittel,
beispielsweise Stützen 38, verbunden ist, um die Düse 26 weg von der Öffnung
10 zu bewegen. Diese Bewegung, wie in Figur 3 gezeigt, erlaubt dem Material,
nicht nur durch die Düse 26 zur Leitung 16 zu strömen, sondern auch um die
Düse 26 herum durch die ringförmige Fläche 11 an der Leitung 16. Dies erlaubt
dem Material, nach Öffnen des Ventils 30 zum Auslaß des Systems zu strömen.
Während der Materialabzugsphase ist das Ventil 28, wie in Figur 3 gezeigt,
verschlossen, um das Strömen des Gasfluids zum Boden des Behälters zu stoppen.
Demzufolge kann gesehen werden, daß, wenn es gewünscht wird, Material aus
dem Behälter abzuziehen, die Düse 26 weg von der Abzugsöffnung 10 bewegt
wird, um die effektive Größe des Abzuges aus dem Behälter zu vergrößern.
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Es sollte den Anschein haben, daß die Aufgaben dieser Erfindung ausgeführt
werden können. Eine Materialabzugsfluidstrom-Steuervorrichtung ist geschaffen
worden, die den Vorteil einer kleinen Fluidöffnung aufweist, um einen
Hochgeschwindigkeitsgasstrom zu erzeugen, jedoch gleichzeitig einen
hochvolumigen Materialabzug erlaubt. Es ist beabsichtigt, daß das
Vorangegangene eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform ist,
jedoch daß die Erfindung lediglich durch das beschränkt ist, was sich innerhalb
des Wesens der angehängten Ansprüche befindet.