PL206814B1 - Urządzenie dozujące do ciągłego grawimetrycznego dozowania materiałów sypkich - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206814 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 363390 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 08.02.2002 G01G 11/08 (2006.01)

B65G 53/46 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

08.02.2002, PCT/EP02/001335 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

22.08.2002,WO02/65067 (54) Urządzenie dozujące do ciągłego grawimetrycznego dozowania materiałów sypkich

(30) Pierwszeństwo: 10.02.2001, DE, 10106798.4	(73) Uprawniony z patentu: PFISTER GMBH, Augsburg, DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 15.11.2004 BUP 23/04	(72) Twórca(y) wynalazku: HANS WILHELM HAFNER, Aichach-Walchshofen, DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.09.2010 WUP 09/10	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Nowakowski Janusz PATPOL spółka z ograniczoną odpowiedzialnością

PL 206 814 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie dozujące do ciągłego, grawimetrycznego dozowania materiałów sypkich, zwłaszcza paliw pyłowych.

Z opisu EP 0980509 B1 Zgłaszają cego jest znane urządzenie dozujące do ciąg łego, grawimetrycznego dozowania gruboziarnistego materiału, które jest wyposażone w wirnik, obracający się w obudowie wokół pionowej osi obrotu i posiada otwór załadowczy i otwór opróżniający. Otwory te są względem siebie przestawione tak, że jest utworzony długi odcinek pomiarowy, rozciągający się w zakresie 270°. Otwór załadowczy jest wyposaż ony w zasuwę zamykając ą. Poniżej zasuwy zamykającej, obudowa jest podparta na łożyskach wychylnych, aby można było wyeliminować oddziaływanie przeprowadzanego materiału sypkiego. Wirnik jest napędzany silnikiem elektrycznym, osadzonym na obudowie, która jest podparta na stacjonarnym urządzeniu dynamometrycznym, mierzącym chwilowy ciężar doprowadzanego materiału sypkiego. Wirnik jest utworzony z żeber zabierakowych, które są połączone ze sobą za pomocą pierścienia zewnętrznego. Pomiędzy pierścieniem zewnętrznym a pł aszczem obudowy jest utworzona szczelina pierś cieniowa, przez którą mog ą wydostawać się drobne cząsteczki materiału sypkiego, które są przenoszone do otworu opróżniającego za pomocą zabieraków pomocniczych. W szczelinie obwodowej panuje nadciśnienie, co ułatwia wylot materiału.

Jak wspomniano urządzenie to nadaje się do dozowania gruboziarnistego materiału sypkiego, lecz w przypadku drobnoziarnistych lub pyłowych materiałów sypkich, podczas opróżniania lub załadunku kolejnych porcji zasilających mogą powstawać problemy, ponieważ w przypadku takich materiałów sypkich może dojść do tak zwanego „strzelania, a więc niekontrolowanego przenoszenia, zwłaszcza, gdy materiał sypki w zbiorniku podlega fluidyzacji i wskutek tego na stronie wlotowej urządzenia dozującego panuje wyższe ciśnienie niż na stronie wlotowej. Tego rodzaju zjawiska między obrotowym wirnikiem a stacjonarnymi elementami obudowy powodują zakłócenia w przenoszeniu i znaczne niedokładności w dozowaniu. Ponadto z tego powodu objętość przenoszonego materiału jest niewielka, dlatego stosuje się szczególnie duże średnice wirnika lub większe prędkości obrotowe wirnika.

Zadaniem wynalazku jest ulepszenie urządzenia dozującego w odniesieniu do zwiększenia przepustowości oraz dokładności pomiaru.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że wirnik dozujący jest oddzielony od sąsiedniego wirnika dozującego ścianą pośrednią, posiadającą otwór pośredni, a wirniki dozujące są umieszczone w jednej obudowie.

Korzystnie każdy z wirników dozujących jest utworzony przez promieniowe żebra zabierakowe, które swoimi zewnętrznymi końcami są połączone pierścieniem zewnętrznym, przy czym pierścień zewnętrzny wirników dozujących posiada nieznacznie mniejszą średnicę od średnicy obudowy, tworząc szczelinę obwodową.

Według wynalazku wirnik dozujący posiada mniejszą wysokość od wirnika dozującego i, że wirnik dozujący jest napędzany z większą prędkością obrotową niż wirnik dozujący.

Zgodnie z wynalazkiem otwór pośredni i otwór opróżniający są przestawione względem siebie o 180°, a otwór opróż niający i otwór załadowczy są przestawione wzglę dem siebie korzystnie o 360° lub więcej, korzystnie w przypadku trzech wirników dozujących o 540° lub w przypadku czterech wirników dozujących o 720°.

Dzięki umieszczeniu w jednakowej osi, w jednej obudowie, drugiego (lub ewentualnie również trzeciego i czwartego) wirnika dozującego z przestawionymi względem siebie otworami opróżniającymi, unika się niekontrolowanego „strzelania transportowanego materiału sypkiego, ponieważ strumień materiału, przesuwający się przez urządzenie dozujące, jest prowadzony na dłuższym odcinku pomiarowym, wynoszącym 360° (lub ewentualnie więcej). Przy tym dzięki temu uzyskuje się kontrolowany spadek ciśnienia, zwłaszcza, gdy oba wirniki dozujące posiadają różne objętości obudowy, a mianowicie, gdy drugi wirnik dozujący (i ewentualnie wirniki następne) ma większą objętość obudowy niż pierwszy. Podobny efekt można uzyskać, gdy drugi wirnik dozujący jest napędzany z większą prędkością obrotową niż pierwszy wirnik. Dzięki temu pyłowe materiały sypkie, zwłaszcza do stosowania jako paliwa w piecach obrotowych rurowych przy wytwarzaniu cementu lub przy załadunku cementu, są dozowane z wysoką dokładnością. A więc przy przenoszeniu materiału sypkiego powyżej kąta obrotu wynoszącego 360° w dwóch lub więcej niż dwóch przestawionych płaszczyznach, uzyskuje się większą krótkotrwałą lub długotrwałą dokładność dozowania, ponieważ materiał, znajdujący się na stosunkowo długim odcinku dozowania jest ewentualnie wielokrotnie określany grawimetrycznie, a zgodnie z tym konieczne ponowne zasilanie z zasobnika materiał ów moż e być dokł adniej sterowane.

PL 206 814 B1

Ponieważ wirniki dozujące są jednakowo ukształtowane, to podczas ruchu obrotowego pasmo materiału sypkiego może być przenoszone bez skłonności do „strzelania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie dozujące, w wyniku z góry, fig. 2 - urządzenie dozujące, w widoku z boku, a fig. 3 - urzą dzenie dozują ce, w przekroju.

Na fig. 1 jest przedstawione urządzenie dozujące 1, które jest utworzone z dwóch wirników dozujących 3 i 33 (patrz fig. 3), umieszczonych jeden nad drugim, które obracają się w obudowie 4, która poza otworem załadowczym 5 i usytuowanym poniżej otworem opróżniającym 37 jest całkowicie zamknięta. Otwór załadowczy 5 i otwór opróżniający 37 (fig. 2 i 3) są usytuowane jeden nad drugim, dzięki czemu powstaje możliwie długi odcinek pomiarowy 2 pod kątem 360°, zaznaczony linią kreskowo-punktową, przy czym między obiema komorami wirników dozujących 3 i 33 znajduje się otwór pośredni 7, umieszczony pod kątem 180°.

Otwór załadowczy 5 jest zamykany zasuwą zamykającą 6, która w położeniu otwarcia umożliwia doprowadzanie materiału sypkiego z nie przedstawionego zbiornika, względnie zasobnika, lub leja. Zamiast zasuwy zamykającej 6 mogą być umieszczone pomocnicze elementy wyładowcze, w celu zapewnienia odprowadzania materiał u sypkiego z zasobnika do urzą dzenia dozują cego 1. Poniżej zasuwy zamykającej 6 są umieszczone dwa łożyska wahliwe 18 w celu utworzenia osi wahań 8, wokół której pod wpływem obciążenia materiałem może wychylać się obudowa 4. Oś wahań 8, patrząc w widoku z góry, korzystnie przebiega przez środek górnego otworu załadowczego 5 i dolnego otworu opróżniającego 37, w celu wyeliminowania błędów przy pomiarze obciążenia chwilowego, powstałych podczas doprowadzania materiału lub opróżniania urządzenia.

Wirniki dozujące 3 i 33 są napędzane przez urządzenie napędowe 9, które przykładowo składa się z silnika elektrycznego i przekładni, której wał stanowi przedłużenie pionowego wałka napędowego 25. Urządzenie napędowe 9 jest zamontowane bezpośrednio na obudowie 4, dzięki czemu może wspólnie wykonywać ruchy wychylania wokół osi wahań 8. Podczas wykonywania ruchów wychylania wokół osi wahań 8, które są spowodowane doprowadzaniem materiału i przenoszeniem materiału sypkiego wzdłuż odcinka pomiarowego 2, obudowa 4 opiera się na umieszczonym stacjonarnie urządzeniu dynamometrycznym 10, które poprzez cięgło 20 (fig. 3) jest połączone z obudową 4 i służy do chwilowego pomiaru ciężaru przenoszonego materiału sypkiego. W tym przykładzie wykonania, urządzenie dynamometryczne 10 jest zamocowane na ramie 19, która jest również połączona z obudową zasuwy zamykającej 6. Urządzenie dynamometryczne 10 może być również umieszczone na oddzielnej konstrukcji podporowej.

Jako urządzenie dynamometryczne 10 mogą być stosowane różne rodzaje elementów pomiarowych, korzystnie czujniki pomiarowe pracujące zdalnie, przykładowo paski tensometryczne, czujniki siły ścinającej lub tym podobne. Urządzenie dynamometryczne 10 wykrywa ciężar strumienia materiału, przenoszonego na odcinku pomiarowym 2, co umożliwia określenie przepustowości urządzenia, i w tym celu utworzona jest wielkość, skł adająca się z obciążenia chwilowego i prę dkoś ci przenoszenia. W celu zmiany przepustowości lub nastawienia ilości zadanej, w zależności od obciążenia chwilowego lub żądanej ilości przenoszonego strumienia, za pomocą nie przedstawionego, znanego urządzenia regulacyjnego przeprowadza się powtórną regulację prędkości obrotowej urządzenia napędowego 9, a tym samym wirników dozujących 3 i 33.

Wirniki dozujące 3 i 33 posiadają żebra zabierakowe 11, w postaci gwiazdy, które są usytuowane na części wysokości wewnętrznej obudowy 4. Przez górną ścianę 22 (fig. 2 i 3) obudowy 4 przeprowadzony jest króciec doprowadzający 12, którego wylot znajduje się w komorze pierwszego wirnika dozującego 3 i przez który przebiega oś wahań 8. Żebra zabierakowe 11 każdego wirnika 3 i 33 są połączone ze sobą poprzez pierścień zewnętrzny 14 (fig. 3), dzięki czemu uzyskuje się znaczną stabilność wirników 3 i 33. Przy tym pierścień zewnętrzny 14, sięgający prawie do górnej ściany 22 powoduje, że prowadzony w króćcu doprowadzającym 12 materiał sypki nie może przesunąć się na zewnątrz. To samo odnosi się do dolnego wirnika dozującego 33, posiadającego korzystnie identyczną budowę.

W korzystnej postaci wykonania, pierścień zewnętrzny 14 jest wywinięty na zewnątrz, dzięki czemu jest on usytuowany na obwodzie z niewielką szczeliną w odniesieniu do płaszcza 21. Tak więc między pierścieniem zewnętrznym 14 a płaszczem 21 jest utworzona szczelina obwodowa, w której mogą się ewentualnie gromadzić drobniejsze cząsteczki materiału sypkiego. Są one za pomocą zabieraków pomocniczych przenoszone do otworu pośredniego 7 w ścianie pośredniej 23, a następnie do otworu opróżniającego 37. Korzystnie zabieraki pomocnicze są utworzone przez zewnętrzne końce

PL 206 814 B1 żeber zabierakowych 11, przy czym przykładowo pierścień zewnętrzny 14 jest nasadzony tylko na żebra zabierające 11. Przy tym zwraca się uwagę, że ściana otworu opróżniającego 37 wystaje w kierunku promieniowym ponad krawędź zewnętrzną 14 tak, że jest ona połączona ze szczeliną obwodową 16, dzięki czemu materiał znajdujący się w szczelinie obwodowej opada w dół do otworu opróżniającego 37, a tym samym jest wykrywany jako obciążenie chwilowe na odcinku pomiarowym 2. Przy tym w szczelinie obwodowej 16, w obszarze opróżniania, panuje nieznacznie nadciśnienie, dzięki czemu ułatwione jest odprowadzanie lub uniemożliwione jest spiekanie się cząsteczek. Proces ten może być wspomagany przez urządzenie wydmuchowe.

Na fig. 2 jest przedstawione urządzenie dozujące 1, w widoku z boku, obróconym o 90°, przy czym widoczne jest zwłaszcza usytuowanie osi wahań 8, utworzonej przez łożysko wahliwe 18. Przy tym przedstawiona jest konstrukcja obudowy 4, z płaszczem 21, górną ścianą 22 i dolną ścianą 24, przy czym obudowa 4 posiada pośrodku ścianę pośrednią 23 z otworem pośrednim 7 (fig. 3). Ściana pośrednia 23 jest nieznacznie przestawiona w kierunku górnej ściany obudowy 22, dzięki czemu komora górnego wirnika 3 jest niższa od komory dolnego wirnika 33. Dzięki takim różnym objętościom uzyskuje się obniżenie ciśnienia („odprężenie), a tym samym kontrolowane odprowadzenie materiału sypkiego poprzez otwór pośredni 7 do dalszego wirnika 33.

Na fig. 3 jest przedstawione urządzenie dozujące 1, w częściowym przekroju, przy czym poniżej otworu załadowczego 5 widoczne są żebra zabierakowe 11, które poprzez napęd od urządzenia napędowego 9 przenoszą doprowadzany materiał sypki wzdłuż odcinka pomiarowego 2 pod kątem wynoszącym około 180° do otworu pośredniego 7, a następnie o dalsze 180° do otworu opróżniającego 37. Dzięki temu uzyskuje się chwilowe obciążenie prawej strony urządzenia dozującego 1 tak, że urządzenie dynamometryczne 10, umieszczone w odstępie od osi wahań 8, jest obciążane poprzez kotwę 20. W celu uzyskania moż liwie duż ej, efektywnej dł ugoś ci dź wigni, urzą dzenie dynamometryczne 10 jest umieszczone na obwodzie obudowy 4, jednak może być także zamocowane w większym oddaleniu od osi wahań 8 lub bliżej niej.

Na fig. 3, poza opisanymi już elementami konstrukcyjnymi urządzenia dozującego 1, uwidoczniony jest środkowy wał napędowy 25, do napędu obu wirników 3 i 33, oraz piasty 26, na których umieszczone są w postaci gwiazdy żebra zabierakowe 11 wirników 3 i 33. Przy tym żebra zabierakowe 11 górnego wirnika 3 obracają się, z dokładnym pasowaniem, między ścianą 22 a ścianą pośrednią 23, natomiast dolny wirnik 33 obraca się w tym samym kierunku obrotu, z większym wymiarem szczeliny w kierunku ściany pośredniej 23, na dolnej ścianie 24.

Dzięki temu podczas obrotu żeber zabierakowych 11 zostaje utworzony strumień materiału, który jest prowadzony do otworu opróżniającego 37. Nagromadzenie strumienia materiału w postaci pasma nad żebrami zabierakowymi 11 uzyskuje się również za pomocą króćca doprowadzającego 12, który jest zamocowany w górnej ścianie 22 i jest ukształtowany jako elastyczny kompensator.

Dzięki znacznie dłuższemu, w porównaniu do znanych urządzeń dozujących, odcinkowi pomiarowemu 2 obu wirników 3 i 33, wynoszącemu 360°, uzyskuje się urządzenie dozujące 1 odporne na uderzenia ciśnienia. Działanie to można jeszcze zwiększyć, jeśli na tym samym wale napędowym 25 umieszczone są trzy lub cztery wspomnianego rodzaju wirniki dozujące o konstrukcji „układanej w stos. Przy tym zwraca się uwagę , ż e ż ebra zabierakowe 11 wirników 3 i 33, poza przedstawionym tutaj, dokładnie promieniowym ułożeniu, mogą być nieznacznie zakrzywione lub wybrzuszone w kierunku przenoszenia.

Także prędkość obrotowa od wirnika 3 do wirnika 33 (lub ewentualnie umieszczonych dalej, kolejnych wirników dozujących), może zwiększać się nieznacznie, przykładowo poprzez przekładnię planetarną dla wirnika 33, przyłączoną do wału napędowego 25, dzięki czemu następuje również kontrolowany spadek ciśnienia poprzez wywołane szybsze przenoszenie w kierunku otworu opróżniającego 7, w porównaniu do górnego wirnika 3, co pozwala na zapobieżenie skłonności do „strzałów.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie dozujące do ciągłego, grawimetrycznego dozowania materiałów sypkich, zwłaszcza paliw pyłowych, zawierające umieszczone w jednej osi napędzane wirniki dozujące, do przenoszenia strumienia materiału z otworu załadowczego do usytuowanego z przestawieniem otworu opróżniającego, który jest przestawiony wobec otworu pośredniego, doprowadzającego materiał do ostatniego wirnika dozującego, a na drodze przenoszenia materiału znajduje się odcinek pomiarowy

   PL 206 814 B1 z urzą dzeniem dynamometrycznym do pomiaru chwilowego obciążenia strumieniem materiał u, znamienny tym, że wirnik dozujący (3) jest oddzielony od sąsiadującego wirnika dozującego (33) ścianą pośrednią (23), posiadającą otwór pośredni (7), a wirniki dozujące (3, 33) są umieszczone w jednej obudowie (4).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy z wirników dozujących (3, 33) jest utworzony przez promieniowe żebra zabierakowe (11).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że żebra zabierakowe (11) swoimi zewnętrznymi końcami są połączone pierścieniem zewnętrznym (14).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że pierścień zewnętrzny (14) wirników dozujących (3, 33) posiada nieznacznie mniejszą średnicę od średnicy obudowy (4), tworząc szczelinę obwodową.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wirnik dozujący (3) posiada mniejszą wysokość od wirnika dozującego (33).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wirnik dozujący (33) jest napędzany z większą prędkością obrotową niż wirnik dozujący (3).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór pośredni (7) i otwór opróżniający (37) są przestawione względem siebie o 180°.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że otwór opróżniający (37) i otwór załadowczy (5) są przestawione względem siebie korzystnie o 360° lub więcej, korzystnie w przypadku trzech wirników dozujących o 540° lub w przypadku czterech wirników dozujących o 720°.