DE4116467C2 - Stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter mit einem um seine senkrechte Achse drehenden Gutaufnahmeorgan und einem darin eingeschlossenen und nach oben verlängerten, um dieselbe senkrechte Achse drehenden Schneckenförderer (erster Senkrechtförderer), der das Schüttgut auf einen am Ladegerät senkrecht angeordneten, mit Gutaufnahmekammern versehenen Bandförderer (zweiten Senkrechtförderer) in einem annähernd waagerechten frei fliegenden Strahl übergibt.

Es sind stetigfördernde Schiffsentlader bekannt, die das Schüttgut durch ein Aufnahmeorgan im Laderaum lösen, es aufnehmen und an einen Senkrechtförderer übergeben. Dieser Senkrechtförderer ist der Hauptförderer und kann auch für den zweiten, den horizontalen Förderweg vorgesehen werden. Zur Erzielung optimaler Förderbedingungen bei geringen Antriebsleistungen ist es zweckmäßig, zwischen dem Aufnahmeorgan und dem Hauptförderer noch einen Zwischenförderer einzusetzen.

Eine solche Lösung ist nach EP 00 07 892 B1 bekannt. Von einem Aufnahmeorgan wird das Schüttgut einem Zwischenförderer zugeführt, der es an den Hauptförderer weiterleitet. Aufnahmeorgan, Zwischenförderer und Hauptförderer sind als Schneckenförderer ausgebildet. Der zweite Hauptförderer ist ein Senkrechtförderer, während der Zwischenförderer alle Förderrichtungen zwischen senkrecht und waagerecht einnehmen kann. In seine jeweilige Stellung kann er durch entsprechende Einrichtungen, bestehend aus jeweils einem Drehlager und einem Antrieb gebracht werden, um auf direktem Wege nicht zugängliche Stellen im Laderaum eines Schiffes erreichen zu können.

Ein solcher Schiffsentlader ist gut manipulierbar und sehr sauber im praktischen Einsatz.

Nachteilig ist bei dieser Lösung der insgesamt lange Förderweg in den Schneckenförderer und die Gestaltung der Übergänge von einem Förderabschnitt zum nächsten. Durch die damit verbundenen Reibungen und Zwängungen ist der Wirkungsgrad niedrig, das heißt, es wird eine hohe Antriebsleistung benötigt und es entsteht ein hoher Verschleiß.

Diese Nachteile treten auch bei der spezifizierten Lösung nach EP 02 11 927 B1, Fig. 9 für das Entladen von Schiffen mit leicht zugänglichen Laderäumen von Schiffen auf. Durch den Wegfall der Verstellmechanismen zum Erreichen schwer zugänglicher Stellen im Schiffskörper ist diese Lösung jedoch gegenüber der erstgenannten robuster und weniger störanfällig. Positiv ist weiterhin die Verwendung eines Schneckenaufnehmers, wodurch günstige Bedingungen für die Lockerung des Fördergutes und seine Aufnahme gegeben sind.

Weiterhin ist nach EP 02 84 154 A1 ein Gerät für das kontinuierliche Entladen und Fördern von Schüttgut bekannt, bei dem das Schüttgut im Laderaum des Schiffes von einem um einen vertikale Achse drehbaren Schaufelrad aufgenommen und an einen als Schneckenförderer ausgebildeten ersten Senkrechtförderer übergeben wird. Von diesem Schneckenförderer wird das Schüttgut an einen in seinem Wirkungsgrad günstigeren Bandförderer mit einem besonders für den senkrechten Transport ausgebildeten Förderband als dem zweiten Senkrechtförderer übergeleitet. Da dieser Schneckenförderer nur für einen kurzen Zwischenbereich vorgesehen ist, wird der ungünstige Wirkungsgrad im Verhältnis zum gesamten senkrechten Förderweg demzufolge nur zu einem geringen Teil wirksam und es bleibt der positive Effekt einer günstigen Fördergutaufnahme und Weiterleitung bestehen.

Nachteilig ist bei dieser Lösung die aufwendige Gestaltung des Übergabebereiches zwischen dem ersten und dem zweiten Senkrechtförderer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Übergabe des Schüttgutes aus einem ersten, mit einem Gutaufnahmeorgan ausgerüsteten Schneckenförderer (erster Senkrechtförderer) in einen mit Gutaufnahmekammern versehenen Bandförderer (zweiten Senkrechtförderer) zu schaffen, wobei eine möglichst effektive Befüllung des zweiten Senkrechtförderers anzustreben ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des 1. Patentanspruchs gelöst. Das Ladegerät hat an seinem unteren Ende ein an sich bekanntes Gutaufnahmeorgan in Form eines um seine senkrechte Achse drehenden Grabkopfes oder Schaufelrades mit einem oder mehreren Eimern bzw. Schneidleisten. Dieses Gutaufnahmeorgan übergibt das Fördergut radial nach innen an einen ersten Senkrechtförderer, der in seinem unteren Bereich von dem Grabkopf oder Schaufelrad umschlossen wird. Dieser erste Senkrechtförderer ist ein Schneckenförderer.

Dieser erste Förderer besteht aus einer vorzugsweise zweigängigen Schnecke und einem diese eng umschließenden Rohr. Durch die entsprechend hohe Drehzahl der Schnecke wird das in die Schneckengänge eingedrungene Schüttgut gegen die Rohrinnenwand gedrückt. Infolge der Reibung gegen die Rohrinnenwand wird das Schüttgut gegen die Steigung der Schnecke nach oben geschoben.

Sobald das Schüttgut weiter oben im Rohr eine dort angebrachte Öffnung erreicht, findet es keine Stütze mehr gegen die Zentrifugalkraft und verläßt die Schnecke in tangentialer Richtung. Die Öffnung im Rohr am oberen Teil des ersten Senkrechtförderers wird so ausgeführt, daß das Schüttgut aus dem ersten Senkrechtförderer gezielt und vollständig in den Bereich der sich aufwärtsbewegenden Kammern des zweiten Senkrechtförderers geschleudert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von einem ersten Senkrechtförderer mit einem daran integrierten Gutaufnahmeorgan mit einem zweiten Senkrechtförderer, der als Gurttaschenförderer ausgebildet ist, können bei der Konstruktion des stetigfördernden Ladegerätes wesentliche Gewichtseinsparungen erzielt, gegenüber der bekannten Fördergutübergabe von einem Gutaufnahmeorgan in einen Senkrechtförderer konstruktive Vereinfachungen durchgeführt und die relative Fördermenge im Verhältnis zu dem Gewicht der verbesserten Vorrichtung gesteigert werden.

Innerhalb des Schneckenrohres hat das Schüttgut eine geringere senkrechte Geschwindigkeitskomponente und eine größere Umfangsgeschwindigkeit. Demzufolge tritt es bei Erreichen der Öffnung mit einer leicht (ca. 10°) aufwärtsgerichteten resultierenden Geschwindigkeit heraus.

Das Schüttgut, das beim Passieren der Öffnung diese noch nicht erreicht hat, wird wieder gegen die Rohrinnenwand gedrückt und wandert noch einmal auf einer Schraubenlinie an der Rohrinnenwand herum und tritt dann an einer höheren Stelle der Öffnung heraus.

Durch die Breite und die Lage der Öffnung ist es möglich, die Breite und die Austrittsrichtung eines leicht gefächerten Schüttgutstrahls festzulegen. Die Höhe der Öffnung ist mindestens so zu wählen, daß alles Schüttgut die Schnecke verlassen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht von Gutaufnahmeorgan und unterem Teil des ersten Senkrechtförderers am Beispiel eines stetigfördernden Schiffsentladers.

Fig. 2 zeigt die Schüttgutübergabe von dem ersten Senkrechtförderer in den zweiten Senkrechtförderer als horizontaler Schnitt.

Fig. 3 zeigt einen Gutaufnahmeboden des zweiten Senkrechtförderers sowie Schüttgutpartikel in einem ruhenden Koordinatensystem.

Fig. 4 zeigt die Flugrichtung der Schüttgutpartikel im mit dem zweiten Senkrechtförderer bewegten Koordinatensystem.

Die grundsätzliche Anordnung eines stetigfördernden Schiffsentladers für Massenschüttgüter wird als bekannt vorausgesetzt. Auf die zeichnerische Darstellung des gesamten Entladers mit den Baugruppen Aufnahmebereich, senkrechter und waagerechter Förderabschnitt sowie Abgabebereich kann daher verzichtet werden.

Bei dem sogenannten Entladerüssel des Schiffsentladers sei ein erster Senkrechtförderer (1) als Schneckenförderer ausgebildet. Dieser Schneckenförderer wird von einem um seine senkrechte Achse drehenden Gutaufnahmeorgan (1a), beispielsweise einem Grabkopf, mit Schüttgut versorgt.

Das Gutaufnahmeorgan kann aber auch anders ausgebildet sein. Aus dem Stand der Technik sind dazu verschiedenartige Lösungen bekannt.

Das Schüttgut wird von dem Grabkopf (1a) radial nach innen an den ersten Senkrechtförderer übergeben. In dem Schneckenrohr (3) des ersten Senkrechtförderers (1) ist eine Schneckenwelle (4) angeordnet, die vorzugsweise zwei Schneckengänge aufweist. Der Antrieb der Schneckenwelle (4) ist oberhalb des Übergangskanals (6) zum zweiten Senkrechtförderer (2) angeordnet.

Das Schüttgut (13) verläßt gemäß Fig. 1 im oberen Teil des Schneckenrohres (3) durch eine dort angebrachte Austrittsöffnung (5) den ersten Senkrechtförderer (1) und wird im wesentlichen tangential durch einen Übergangskanal (6) in den Bereich der aufwärtswandernden Gutaufnahmekammerböden (8) des zweiten Senkrechtförderers (2) geschleudert.

Der zweite Senkrechtförderer (2) besteht aus einem flachen Traggurt (11). Der Traggurt (11) kann beispielsweise aus Gummi o. ä. mit eingebetteten, die Zugkräfte übertragenden Teilen, wie Stahl- oder Kunststoffseilen, oder einem in Gurtlängsrichtung besonders zugfestem Gewebe bestehen. An den Traggurt (11) sind in gleichmäßigen Abständen quer zur Bewegungsrichtung die Gutaufnahmekammerböden (8) angebracht, die mit den Gutaufnahmekammer-Seitenwänden (9) die Gutaufnahmekammern bilden. Die Gutaufnahmeböden (8), die auswechselbar (nicht dargestellt) gestaltet sein können, sind zweckmäßigerweise verschleißgeschützt ausgeführt.

Die Gutaufnahmekammer-Seitenwände (9) können die bekannten Wellkanten oder auch an jedem Boden (8) seitlich angebrachte Flächen sein, die mit dem Traggurt (11) nicht verbunden sind und ihm die erforderliche Bewegungsfreiheit beim Lauf über die Umlenkrollen oder sonstigen Kurvenbögen geben.

Das Schüttgut wird aus der oberen seitlichen Öffnung des ersten Senkrechtförderers (1) in etwa waagerechter Richtung frei fliegend in die aufsteigenden Gutaufnahmekammern des zweiten Senkrechtförderers (2) geschleudert.

Diejenigen Schüttgutpartikel, die sich am Außendurchmesser der Schneckengänge befinden, verlassen diese in tangentialer Richtung. Diejenigen Partikel, die sich weiter innen befinden und sich gegen die äußeren Partikel abstützen, wandern - sobald die äußeren Partikel herausfliegen - auf dem Schneckengang radial nach außen. Da diese Partikel beim Verlassen des Schneckenganges außer ihrer Umfangsgeschwindigkeit auch eine radiale Geschwindigkeitskomponente erreicht haben, verlassen diese Schüttgutpartikel, die sich zunächst mehr im inneren der Schnecke befunden hatten, die Schnecke in einer Richtung, die der Tangente an einem gedachten Kreis entspricht, wobei dieser Kreis einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des Schneckenrohres.

Damit die Partikel (12) des Schüttgutes ungehindert in den Bereich der aufsteigenden Kammern eindringen können, sind deren Gutaufnahmekammerböden (8) an der dem Traggurt (11) entgegengesetzten Seite in einem Winkel aufwärts geneigt, der sich aus der geometrischen Addition der Geschwindigkeitsvektoren des frei fliegenden Schüttgutes (13) und des zweiten Senkrechtförderers (2) ergibt. Dadurch fliegen die Partikel des Schüttgutstrahls (13) - relativ zu den Gutaufnahmekammerböden (8) des Senkrechtförderers (2) gesehen - parallel zu deren Oberflächen in den Eintrittsbereich der Gutaufnahmekammern.

Im weiteren Verlauf in Richtung zum Traggurt (11) gesehen sind die Oberteile der Gutaufnahmekammerböden (8) zunehmend aufwärts gekrümmt. Hier fliegen die Schüttgutpartikel (12) im schrägen Winkel ins Kammertiefste. Die Flugbahn ist seitlich begrenzt von den Auftreffpunkten (10), die sich aufgrund der erzwungenen tangentialen Richtung ergeben. Die Schüttgutpartikel (12) werden auf ihrem Weg in Richtung Traggurt (11) nach oben beschleunigt und ihre horizontale Geschwindigkeitskomponente wird infolge der Reibung auf dem Gutaufnahmekammerboden (8) bis auf Null abgebremst.

Das Befüllen einer Kammer des zweiten Senkrechtförderers (2) kann am geeignetsten an Fig. 3 verdeutlicht werden:
Diese Abbildung zeigt die Bewegung eines Gutaufnahmekammerbodens (8) des zweiten Senkrechtförderers (2) und der Partikel (12) des Schüttgutstrahles im ruhenden Koordinatensystem. Vereinfachend wird angenommen, daß die Schüttgutpartikel (12) auf waagerechten Geraden fliegen und daß die Geschwindigkeiten der Schüttgutpartikel (12) und des Senkrechtförderers (2) gleich groß sind. Die Gutaufnahmekammerböden (8) sind daher unter 45° zur Waagerechten geneigt ausgeführt. Wäre die Geschwindigkeit des Senkrechtförderers (2) größer als die Fluggeschwindigkeit der Schüttgutpartikel (12), so würden dessen Gutaufnahmekammerböden (8) unter steilerem Winkel angeordnet werden und umgekehrt.

Bei A befinden sich die beiden Schüttgutpartikel (12) beim Eintritt in den Bereich der aufsteigenden Gutaufnahmekammerböden (8).

Bei B haben beide Schüttgutpartikel (12) den Weg s₁ zurückgelegt. Um dasselbe Maß hat sich in diesem Beispiel der Gutaufnahmekammerboden (8) aufwärts bewegt. Die Schüttgutpartikel (12) haben noch denselben Abstand zur oberen bzw. unteren Oberfläche des Gutaufnahmekammerbodens (8), da in diesem ersten Teil der Gutaufnahmekammerboden (8) in dem Winkel geneigt war, der sich aus der Resultierenden aus Schüttgutpartikel-Fluggeschwindigkeit und Geschwindigkeit des Senkrechtförderers (2) gebildet hatte. Danach ändert sich der Winkel der oberen Fläche des Gutaufnahmekammerbodens (8), er wird flacher. Der Gutaufnahmekammerboden (8) ist in einem aufwärts gekrümmten Bogen ausgeführt. Nach B wird der obere Schüttgutpartikel (12) vom Gutaufnahmekammerboden (8) erreicht und von diesem nach oben beschleunigt, während er mit seiner bisherigen waagerechten Geschwindigkeitskomponente weiterfliegen möchte. Durch den zunehmenden Druck gegen den Gutaufnahmekammerboden (8) wird die waagerechte Geschwindigkeitskomponente gebremst, und zwar umso mehr, je stärker die Aufwärtskrümmung des Gutaufnahmekammerbodens (8) ausgeführt ist.

Der Weg, den das obere Schüttgutpartikel (12) zurücklegt, ist durch die Kurve (15) dargestellt.

Der Bereich der Aufwärtskrümmung ist verschleißgeschützt auszuführen. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß

• a) der gesamte Gutaufnahmekammerboden (8) aus besonders verschleißfestem Gummi,
• b) der Gutaufnahmekammerboden (8) aus anderem verschleißfestem Material, z. B. Edelstahlblech,
• c) der Gutaufnahmekammerboden (8) aus Gummi und im Bereich der Aufwärtskrümmung mit aufvulkanisiertem Stahlblech ausgeführt wird.

In Fig. 4 wird schließlich derselbe Befüllungsvorgang im mit dem Senkrechtförderer (2) mitbewegten Koordinatensystem gezeigt. Diese Darstellung eignet sich besonders zur Festlegung der Form der Gutaufnahmekammerböden (8).

Man kann sich vorstellen, daß Fig. 3 mit einem am Boden stehenden Fotoapparat aufgenommen wurde. Während der Objektivverschluß der Kamera offen war, wurde dreimal Blitzlicht ausgelöst.

Fig. 4 sei dadurch entstanden, daß ein Fotoapparat am zweiten Senkrechtförderer befestigt und der Objektivverschluß geöffnet war solange eine Gutaufnahmekammer des Traggurtes des zweiten Senkrechtförderers befüllt wurde.

Bezugszeichenliste

 1 Schneckenförderer (erster Senkrechtförderer)
 1a Gutaufnahmeorgan
 2 Bandförderer mit Gutaufnahmekammern (zweiter Senkrechtförderer)
 3 Schneckenrohr
 4 Schneckenwelle
 5 Austrittsöffnung
 6 Übergangskanal
 7 Eintrittsöffnung
 8 Gutaufnahmekammer-Boden
 9 Gutaufnahmekammer-Seitenwände
10 Auftreffpunkte
11 Traggurt
12 Schüttgutpartikel
13 Schüttgutstrahl
14 gedachter Kreis zwischen Schneckenrohr und Schneckenwelle
15 Flugkurve des oberen Schüttgutpartikels 12

Claims (4)

1. Stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter mit einem Gutaufnahmeorgan und einem sich daran nach oben anschließenden, um die senkrechte Achse drehenden Schneckenförderer (ersten Senkrechtförderer), der das Schüttgut auf einen am Ladegerät senkrecht angeordneten mit Gutaufnahmekammern versehenen Bandförderer (zweiten Senkrechtförderer) in einem annähernd waagerechten frei fliegenden Strahl übergibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Austrittsöffnung (5) im Schneckenrohr (3) des ersten Senkrechtförderers (1) und der Eintrittsöffnung (7) in den zweiten Senkrechtförderer (2) ein Übergangskanal (6) mit rechteckigem Querschnitt bei gleichbleibender Höhe angeordnet ist, daß die Breite des Übergangskanals (6) und der Eintrittsöffnung (7) durch die Tangenten an dem Schneckenrohr (3) und an einem gedachten Kreis (14), dessen Durchmesser 80 bis 90% des Innendurchmessers des Schneckenrohres (3) beträgt, begrenzt wird, daß die Gutaufnahmekammern (8, 9) des zweiten Senkrechtförderers (2) eine Breite aufweisen, die von dem Abstand der Auftreffpunkte (10) der Tangenten im Kammertiefsten bestimmt wird.

2. Stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Senkrechtförderer (2) aus einem mit Längs- und Querarmierung versehenen, auf Tragrollen geführten flachen Traggurt (11) aus Gummi oder gummiartigem Material besteht, der in regelmäßigen Abständen Gutaufnahmekammer-Böden (8) sowie seitliche, rechtwinklig zur Traggurtoberfläche angeordnete Gutaufnahmekammer-Seitenwände (9) aufweist.

3. Stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutaufnahmekammer-Böden (8) im Bereich des Schüttguteintritts unter einem solchen Winkel geneigt sind, der der resultierenden Bewegungsrichtung der Schüttgutpartikel (12) im mit dem zweiten Senkrechtförderer (2) bewegten Koordinatensystem entspricht, und daß die Oberfläche der Gutaufnahmekammer-Böden (8) im weiteren Verlauf zum Gutaufnahmekammertiefsten hin aufwärtsgekrümmt sind.

4. Stetigförderndes Ladegerät für Schüttgüter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutaufnahmekammer-Böden (8) im Bereich der Aufwärtskrümmung einen Verschleißschutz aufweisen.