Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DOSING DEVICE FOR PREFERABLY REDUCED FLOWS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/003916
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a dosing device which is integrated in a funnel (1) having a bottom (3) on which an inner bushing (4) is welded, wherein said bushing has a bevel (5) extending inwardly on its upper edge. An outer bushing (6) for covering the inner bushing (4) has an inner diameter which is larger than the outer diameter of said inner bushing (4) in order to define an annular gap (7) in which an endless screw (8) is arranged so as to be capable of rotation. The screw is attached to a rotating rod (9) and extends down to the bottom (3) where it has a sharpened end and where it is capable of sliding. The lower edge (10) of the outer bushing (6) also has an inwardly extending bevel (5). During rotation of the endless screw (8), the bulk material in the funnel (1), which is aerated by an agitator (2), is lifted in the annular gap and falls through the bevel (5) of the inner bushing (4) into said inner bushing (4).

Inventors:
WERNLI ALBIN (CH)
Application Number:
PCT/CH1999/000309
Publication Date:
January 27, 2000
Filing Date:
July 08, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
K TRON TECH INC (US)
WERNLI ALBIN (CH)
International Classes:
B65B1/12; B65G65/46; (IPC1-7): B65B1/12; B65G65/46
Foreign References:
FR2177817A11973-11-09
NL6816207A1969-05-20
US3687250A1972-08-29
DE2906314A11979-08-23
DE4447051A11996-07-04
US4742852A1988-05-10
GB2072122A1981-09-30
GB2156322A1985-10-09
DE29608490U11996-08-01
Attorney, Agent or Firm:
Salgo R. C. (Rütistrasse 103 Wald, CH)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Dosiereinrichtung tür Schüttgüter mit einem Vorratsgefäss (1) und einer Förderschnecke (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss (1) einen Boden (3) aufweist in welchen eine vertikal stehende innere Hülse (4) ein gelassen und mit ihm fest verbunden ist, eine äussere Hülse (6) vorhanden ist, die koaxial zur inneren Hülse (4) angeordnet ist, diese teilweise übergreift und so geformt ist, dass zwischen den bei den Hülsen (4, 6) ein Ringspalt (7) gebildet wird, die Förderschnecke (8) eine vertikale Drehachse auf weist, freitragend ausgebildet ist und im Ringspalt (7) zwischen innerer und äusserer Hülse (4,6) laufen kann und ihre Drehrichtung so eingerichtet ist, dass sie Schüttgut im Ringspalt (7) nach oben führen kann, mindestens ein erster Motor (18) mit Getriebe vorhan den ist, welcher die Förderschnecke (8) antreibt, und mit dessen feststehendem Gehäuse die äussere Hülse (6) verbunden ist, sowohl die innere Hülse (4) an ihrem oberen Rand als auch die äussere Hülse (6) an ihrem unteren Rand je eine von aussen nach innen abfallende Fase (5) auf weisen, die innere Hülse (4) unten offen ist und so die Aus tragsöffnung der Dosiereinrichtung bildet, wodurch das durch die Förderschnecke (8) im Ringspalt (7) ge hobene Schüttgut bei Erreichen des oberen Randes der inneren Hülse (4) über deren Rand in deren Inneres nach unten fällt.
2. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass die innere Hülse (4) und die äussere Hülse (6) im Wesentlichen zylindrisch sind, wodurch zwischen diesen Hülsen (4, 6) ein zylindrischer Ringspalt (7j ge bildet wird, in welchem die Förderschnecke (7) mit zylin drischem Aspekt umlaufen kann.
3. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die innere Hülse (4) und die äussere Hülse (6) konisch geformt sind, wodurch zwischen diesen Hülsen (4,6) ein nach oben konisch verlaufender Ringspalt (7) gebildet wird, in welchem die Förderschnecke (7) mit ko nischem Aspekt umlaufen kann.
4. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, da durch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss ein Trichter (1) ist.
5. Dosiereinrichtung nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss einen Deckel (16) aufweist.
6. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine Motor (18) mit Getrie be vom Deckel (16) getragen wird.
7. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass eine weitere, äusserste, Hülse (22) vorhanden und mit dem Gehäuse des Motors (18) mit Getriebe verbunden ist, die äusserste Hülse (22) koaxial zur äusseren Hülse (6) angeordnet ist, ein erster Schaft (20) vorhanden ist, welcher von mindestens einem Motor (18) mit Getriebe angetrieben wird und mittels Lager (21) in der äussersten Hülse (22) gelagert ist, ein zweiter Schaft (9) vorhanden ist, der mit der Förderschnecke (8) verbunden ist und diese antreibt, und koaxial mit dem ersten Schaft (20) verbunden ist.
8. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxial um die Hülsen (4,6) um laufendes Rührorgan (2) vorhanden ist.
9. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass eine um ihre Vertikalachse drehbare Grundplatte (27) vorhanden ist, welche vom mindestens einen Motor (18) um diese Vertikalachse in Drehung versetzt wird, die konische Förderschnecke (8) an dieser Grundplatte (27) in geeigneter Weise befestigt ist, der Trichter (1) einen um seine Vertikalachse drehba ren unteren Abschluss (29a) aufweist, welcher trich terförmig hohl ausgebildet ist und einen Rührflügel (30) trägt, welcher mit dem unteren Abschluss (29a) koaxial um die Hülsen (4,6) umlaufen kann.
10. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass ein zweiter Motor (19) vorhanden ist, wel cher den unteren Abschluss (29a) mit dem Rührflügel (30) antreibt.
11. Dosiereinrichtung nach einem der Patentansprüche 6,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (18) mit Getriebe über einen zweiten Getriebeausgang verfügt, der das Rührorgan (2,30) antreibt.
12. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass ein zweiter Motor (19) mit Getriebe vor handen ist, welcher das Rührorgan (2) antreibt.
13. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Motor (18) mit Getriebe an einem Kragarm (11) befestigt ist.
14. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kragarm (11) und die Befestigungsvor richtung (15) an einem Gestell (12) befestigt sind, das auf einer Wägeeinrichtung steht.
15. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass die äussere Hülse (6) die innere Hülse (4) um mindestens die Höhe eines Umgangs der Förderschnecke (8) übergreift.
16. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass die Förderschnecke (8) die äussere Hülse (6) um weniger als die Höhe einer ihrer Windungen nach unten überragt.
17. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass die Förderschnecke (8) die äussere Hülse (6) um mehr als die Höhe einer ihrer Windungen nach unten überragt.
18. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass die innere Hülse (4) unterhalb der Fase (5) eine konische Erweiterung (14) ihres Innendurchmes sers aufweist.
19. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass der Trichter (1) mindestens ein Befesti gungselement (15) aufweist, mit welchem er auf eine Wäge einrichtung montiert werden kann.
20. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass der Profilquerschnitt der Förderschnecke (8) im wesentlichen kreisrund ist.
21. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch l, dadurch gekenn zeichnet, dass der Profilquerschnitt der Förderschnecke (8) im wesentlichen elliptisch ist.
22. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Profilquerschnitt der Förderschnecke (8) im wesentlichen polygonal ist.
23. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, dass das Polygon ein Viereck ist.
24. Dosiereinrichtung nach Patentanspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, dass das Polygon nichtgeradlinige Kanten auf weist.
Description:
Dosiereinrichtung für vorzugsweise kleine Massenflüsse Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dosieren von nicht ausschliesslich, jedoch vorzugsweise kleinen Mengen pulver- oder granulatförmiger Stoffe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Einrichtungen sind mehrere bekannt und arbeiten, so- weit sie zum hier relevanten. Stand der Technik gehören, mit Förder-Schrauben oder -Schnecken. Gemeinsame Kennzeichen der bekannten Dosiereinrichtungen ist das Vorhandensein eines - meist trichterförmigen - Vorratsgefässes, aus welchem direkt oder mittelbar mittels einer oder zwei parallelen Förder- schnecken das zu dosierende Schüttgut in horizontaler, verti- kaler oder schräg dazu verlaufender Richtung ausgetragen wird. Das Füllen der Förderschnecken, entscheidend für die zeitliche Homogenität des Massenstromes, geschieht entweder durch reine Schwerewirkung ; dabei wird die dichtemässige Ho- mogenität des zu dosierenden Schüttgutes mit Rührern aller Art bewirkt. Oder die Förderschnecken werden zwangsgefüllt, beispielsweise durch weitere, meist senkrecht dazu verlau- fende Förderschnecken, wie z. B. in GB 2 072 122 A. Eine wei- tere bekannte Vorgehensweise ist das Beschicken der För- derschnecke durch pneumatisch fluidisiertes Schüttgut, wie in GB 2 156 322 A. Die eigentliche Dosierung, also das Bewirken eines vorgegebenen Massenstromes m oder t (in kg/sec), ge- schieht meist über die Steuerung und Regelung der Drehzahl der Förderschnecke.

Eine zusätzliche Möglichkeit der Steuerung/Regelung ist be- kannt aus DE 296 08 490 Ul. Hier ist das die vertikal nach unten fördernde Schnecke enthaltende Rohr an seinem unteren Ende verschlossen ; der Materialaustritt ist seitlich durch verschliessbare Schlitze vorgesehen.

Der Nachteil vieler bekannter Vorrichtungen ist die - oft durch die Vorrichtung selbst bewirkte - grosse Streuung der Dichte des zu dosierenden Schüttgutes, was in aller Regel auf schwierigere Stoffe, wie Sojamehl, Maispuder, Titandioxid zu- trifft, also komprimierbare, pappende und brückenbildende

#u<BR> Stoffe. Da die Streuung 8 (wo p = Menge pro Zeiteinheit, kg/sec) aus der Natur der Sache bei kleinen Werten für p an- wächst, stellen sowohl Dichteschwankungen als auch kurzzei- tige Förderunterbrüche für die Qualität von Dosiereinrichtun- gen, namentlich für solche von kleinen Fördermengen, schwere Beeinträchtigungen dar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaf- fung einer Dosiereinrichtung, die die erwähnten Nachteile überwindet und zudem einfach im Aufbau und kostengünstig so- wohl in Herstellung und Unterhalt ist. Die Lösung der ge- stellten Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Kerngedankes der Er- findung, in den davon abhängigen Patentansprüchen hinsicht- lich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen.

Unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnung wird die Erfin- dung näher erläutert ; es zeigen Fig. 1 den Dosierteil eines ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung im Längsschnitt.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die ganze Dosiereinrichtung gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 eine Aufbauvariante zu Fig. 1.

Fig. 4 eine Variante der inneren Hülse gemäss Fig. 1.

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung im Längsschnitt.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei- piel des eigentlichen Dosierteils der Einrichtung. Es besteht aus einem Vorratstrichter 1, in welchem ein Rührorgan 2 kon- zentrisch um die Längsachse des Trichters umläuft und das eingefüllte zu dosierende Schüttgut lockert, also Verdichtun- gen und Brückenbildung verhindert. Solche Rührorgane 2 sind in vielen Ausführungsformen bekannt.

An seinem unteren Ende ist der Trichter 1 durch einen massi- ven, beispielsweise eingeschweissten Boden 3 verschlossen.

Konzentrisch in den Boden 3 ist eine innere Hülse 4 eingelas- sen und am Boden 3 beispielsweise ebenfalls mittels Schweis- sen befestigt. Die innere Hülse 4 weist an ihrem oberen Ende eine Fase 5 auf die nach innen abfällt. Sowohl die Fase 5 als auch das Innere der inneren Hülse 4 weisen fein bearbeitete Oberflächen auf, damit zu dosierendes Schüttgut nicht hängen bleibt.

Koaxial zur inneren Hülse 4 ist eine äussere Hülse 6 angeord- net, dergestalt, dass sie die innere Hülse 4 von oben über- greift und ihr innerer Durchmesser um soviel grösser ist, als der äussere der inneren Hülse, dass zwischen den beiden Hül- sen 4,6 ein Ringspalt 7 entsteht, in welchen eine schrau- benförmige Förderschnecke 8 drehbar eingelassen ist. Diese ist freitragend und oberhalb der inneren Hülse 4 an einem in- nerhalb der äusseren Hülse 6 drehbaren Schaft 9 befestigt.

Die äussere Hülse 6 weist einen unteren Rand auf, der eben- falls eine von aussen nach innen abfallende Fase 5 trägt. Das Mass des Uebergreifens der äusseren über die innere Hülse 6, 4 liegt zwischen einem und fünf Umgängen der Förderschnecke 8.

In Fig. 1 ist die Förderschnecke 8 mit kreisrundem Quer- schnitt dargestellt. Andere Querschnittsformen, wie Quadrat, Rechteck, Rhomboid oder, allgemein, polygonale Querschnitte sind ebenfalls erfinderisch. Die Wahl einer bestimmten Quer- schnittsform kann durch die Art des zu dosierenden Schüttgu- tes mitbestimmt sein.

Die Förderschnecke 8 überragt den unteren Rand der äusseren Hülse 6 um etwa einen halben Umgang der Förderschnecke 8, welche an ihrem unteren Ende beispielsweise parallel zur Ebe- ne des Bodens 3 angeschliffen ist. Anstelle eines zum Boden 3 parallelen Anschliffs der Förderschnecke 8 kann diese auch einen spitzwinkligen aufweisen, sodass allenfalls nur ein kleiner Teil der schief angeschnittenen Querschnittsfläche der Förderschnecke 8 den Boden 3 berührt.

Ist nun der Trichter 1 mit dem zu dosierenden Schüttgut min- destens teilweise gefüllt, so wird dieses, vom Rührer 2 ge-

lockert, von der Förderschnecke 8 in den Ringspalt 7 gehoben und darin nach oben gefördert. Ist die Fase 5 der inneren Hülse 4 erreicht, so fehlt dem Schüttgut die eine seitliche Stütze und es fällt über die Fase 5 ins Innere der inneren Hülse 4 und damit aus der Dosiereinrichtung auf nicht darge- stellte Fördermittel. Der Materialfluss ist durch zwei Pfeile angedeutet.

In Fig. 2 ist die ganze Dosiereinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Am Trichter 1 ist eine Befe- stigungsvorrichtung 15 angebracht, mit deren Hilfe die ganze Dosiereinrichtung auf einer Waage montiert werden kann. Damit besteht die Möglichkeit, die Dosiereinrichtung in einen gra- vimetrischen Regelkreis einzuschalten. Der Trichter 1 ist mit einem Deckel 16 versehen, der weitere Organe trägt : Einen Einfülltrichter 17 zur Beschickung des Trichters 1 und bei- spielsweise zwei Motoren 18,19, die beide beispielsweise mit integrierten Getrieben ausgerüstet sind. Der Motor 18 treibt einen Schaft 20 an, der beispielsweise in der äusseren Hülse 6 in Lagern 21 gelagert ist und unterhalb dieser Lager 21 in den drehbaren Schaft 9 übergeht.

Der obere Teil der äusseren Hülse 6 ist von einer weiteren Hülse 22 umgeben, die ein weiteres Lager 23 trägt ; um dieses ist ein Rohr 24 drehbar angeordnet. Das Rührorgan 2 ist an diesem Rohr 24 befestigt. Angetrieben wird das Rohr 24 über beispielsweise ein erstes Zahnrad 25, welches mit einem zwei- ten Zahnrad 26 in Eingriff ist, das vom zweiten Motor 19 an- getrieben wird. Damit können die Umlaufsgeschwindigkeiten vom Rührorgan 2 und Förderschnecke 8 entkoppelt werden. Eine zweite, nicht dargestellte, Variante hiezu besteht in der Verwendung eines einzigen Motors, der über einen ersten Ge- triebeausgang das Rührorgan und über einen zweiten, bei- spielsweise mit Reibradantrieb versehenen Getriebeausgang die Förderschnecke antreibt. Auch so ist die geschwindigkeitsmäs- sige Entkopplung beider Umlaufsgeschwindigkeiten gewährleis- tet. Ist eine solche Entkopplung nicht vorgesehen, so kann in bekannter Weise zwischen den beiden Achsgeschwindigkeiten ei- ne geeignete Reduktionsstufe eingeschaltet werden, womit auch hier nur ein einziger Motor vorgesehen werden muss.

Fig. 3 ist die Darstellung einer Variante zu Fig. l. Hier sind die Motoren mit Getrieben 18,19 nicht auf dem Deckel 16 montiert, sondern werden von einem Kragarm 11 getragen, der seinerseits sich auf ein Gestell 12 abstützt. Dieses trägt ebenfalls die am Trichter 1 angebaute Befestigungsvorrichtung 15. Das Gestell 12 ruht auf einer - nicht dargestellten - Wä- geeinrichtung. Der Deckel 16 kann zweiteilig ausgeführt oder mit einem Schlitz versehen sein zur Aufnahme der äussersten Hülse 22 und des mit der Ziffer 13 bezeichneten Schaftes des Motors mit Getriebe 19.

Anstelle von Zahnrädern 25,26 können auch andere bekannte Getriebearten vorgesehen werden ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Die in Fig. 4 dargestellte Hülse 4 ist im Bereich ihrer Ober- kante gleich ausgebildet, wie jene gemäss Fig. l. Unterhalb der Fase 5 weist der Innendurchmesser jedoch eine konisch verlaufende Erweiterung 14 auf. Dies hilft mit, einen allmäh- lichen Aufbau von Schüttgütern im zylindrischen Teil der Hül- se 4 zu vermeiden.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemässen Vorrichtung dargestellt. Hier sind die innere Hülse 4 und die äussere Hülse 6 konisch beispielsweise mit dem gleichen Oeffnungswinkel ausgeführt. Dadurch entsteht ein ebenfalls konischer Ringspalt 7, in welchem eine konisch aus- gebildete Förderschnecke 8 umlaufen kann. Was über die Quer- schnittsform der freitragenden Förderschnecke 8 zu Fig. 1 ausgesagt ist, behält auch hier seine Gültigkeit.

Angetrieben wird die Förderschnecke 8 in diesem Ausführungs- beispiel von einer beispielsweise als Stirnrad ausgebildeten und um ihre Vertikalachse drehbare Grundplatte 27, die mit einem 3. Zahnrad 28 kämmt, welches seinerseits vom ersten Mo- tor 18 angetrieben wird. Die Grundplatte 27 ist um die innere Hülse 4 drehbar gelagert. An der genannten Grundplatte 27 ist die konische Förderschnecke 8 in geeigneter Weise befestigt.

Der zweite Motor 19 mit dem zweiten Zahnrad 26 treibt einen hier als Zahnrad ausgebildeten unteren Abschluss 29a mit dem zweiten Zahnrad 26 kämmend an. Dieses vierte Zahnrad 29 ist

innen trichterförmig hohl gestaltet und bildet den unteren Abschluss 29a des Trichters l.

Ferner trägt das vierte Zahnrad 29 einen Rührflügel 30, wel- cher ins Innere des trichterförmigen Hohlraumes ragt bis zur konischen Förderschnecke 8.

Die äussere Hülse 6 wird von einem im Trichter 1 befestigten Art 31 getragen und kann daran in der Höhe verstellbar befe- stigt werden. Damit ist der Ringspalt 7 in seiner Breite va- riabel.

Selbstverständlich können Grundplatte 27 und das mit dem trichterförmigen Hohlraum versehene vierte Zahnrad 29 durch einen einzigen Motor 18 angetrieben werden im Sinne des zu Fig. 2 gesagten. Ebenfalls sind die als Zahnräder bezeichne- ten Uebertragungselemente lediglich im Sinne von Beispielen erwähnt ; andere Arten von Antrieben, wie Riemen, Ketten, Reibräder sind ebenfalls eingeschlossen mit entsprechender Gestaltung der Uebertragungselemente.

Die Fördermenge kann beeinflusst werden durch verschiedene Parameter : - Baulich : - Durch die Steilheit der Förderschnecke 8 - Durch die Breite des Ringspaltes 7 - Durch die Durchmesser der Hülsen 4, 6 - Betrieblich : - Durch die Umlaufgeschwindigkeit der Förder schnecke 8.

Durch geeignete Varianten aller genannter Parameter kann die zeitliche Fördermenge liegen zwischen einigen Gramm/h bis zu mehreren Kilogramm/h. Dabei kann die Streuung der Resultate <BR> <BR> #µ<BR> bezogen auf eine vorgegebene Messzeit sehr klein gehalten werden. Limitiert wird sie durch die Natur des zu dosierenden Schüttgutes im Bereich rieselfähig bis pappend und durch des- sen Korngrösse im Bereich pulverförmig bis zu groben Granula- ten.




 
Previous Patent: HYDROPLANE

Next Patent: HOT GAS LABEL APPLICATOR