EP0435977B1 - Streuvorrichtung - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H10/00—Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
- E01H10/007—Mobile apparatus specially adapted for preparing or applying liquid or semi-liquid thawing material or spreading granular material on wintry roads
Definitions
- the invention relates to a spreading device for distributing granulated spreading material moistened with a liquid, which is applied centrally to a spreading disc rotating about a vertical axis, the upper side of which is provided with approximately radially extending throwing blades.
- Such a spreading device is described in DE-A-30 50 355.
- the spreading disc used there has on its upper side radially extending throwing blades with a constant blade height, the upper edge of which is bent towards the loading side.
- the bent blade edge has the task of bundling the spreading material gripped by the throwing blade before it leaves the spreading plate. While the spreading material flows through the throwing blades in the radial direction, vertical vibrations of the spreading material particles also occur as a result of the rotation pulse, so that the spreading material beam runs in a wave shape. The consequence of this is an uncontrolled spreading of the spreading material from the throwing vane and thus an irregular spreading pattern.
- the present invention has for its object to generate a bundle of scattering material when it emerges from the blades by a suitable structural design of the throwing blades, which is parallel to the plane of the spreading plate.
- this object is achieved in a first variant by that the throwing blades each have an approximately semicircular cross-section which is open towards their loading side, that a radial inner section of each throwing blade is designed as a mixing section with a blade height that decreases in the radial direction toward the outside, and that a radial outer section of each throwing blade is designed as a calming section with a substantially constant blade height, which corresponds to that at the exit of the mixing section.
- the throwing blades each have an approximately semicircular cross-section which is open towards their loading side, that a radial inner section of each throwing blade is designed as a mixing section with a blade height that assumes an outward radial direction and that a radial outer section of each throwing blade is designed as a calming section that extends the inner section, the length of the outer section being three to eight times the blade height at the outlet of the inner section.
- the semicircular blade cross-section enables a particularly violent transverse vibration of the spreading material particles in the area of the mixing section, the vertical component of which is particularly pronounced due to the blade shape and the rotational movement.
- This vibration is used for the intimate mixing of the dry granulated thawing material with the liquid which is only added to the spreading disc immediately before it is applied.
- a corresponding reduction results from the reduction of the blade height in the area of the mixing section Reduction of the passage cross section and thus an increasing damping effect on the spreading material, so that its vibration amplitudes decrease rapidly. Only in the area of the calming section that adjoins in the radial direction does the transverse oscillation come to a virtually complete standstill in relation to the radial transport direction.
- a certain length of the calming section is particularly conducive to this. It is sufficient if, in a preferred variant, the outer section of the throwing blade has a constant blade height, ie it is not necessary for the blade cross-section to decrease progressively towards the blade end.
- a scattering material jet is formed in the center of the throwing blade, which runs in a straight line and also emerges in a straight line from the throwing blade, which allows large throwing distances which are stable against wind influences before it dissolves, so that a regular, repeatable spread pattern can be achieved.
- the blade shape according to the invention thus combines an increase in the mixing effect with an improvement in the scatter pattern, both objectives which are generally prerequisites for one economical and yet effective use of grit can be recognized.
- brine and salt crystals result from the fact that the length of the outer section is at least 3 times its blade height. 5 to 8 times the blade height represents a particularly favorable configuration.
- This embodiment entails that the end sections of the throwing blades protrude beyond the edge of a conventional spreading disc. However, this has no negative influence on the function of the spreading device.
- the upper edge area of the outer section is cut out toward the end of the blade.
- an additional improvement in the mixing effect is achieved in that an upwardly conically tapered impact body is arranged in a rotationally fixed manner in the center of the spreading plate and that the adjacent ends of the Throwing blades are arranged at a distance from the plate-side circumference of the impact body.
- the dimensions of the throwing blades depend on the type of material to be spread, namely its density, grain size, liquid content or the like. It is essential, however, that the throwing blade height in the entrance area of the measuring section is clearly above the requirements for maximum spreading material throughput, while the throwing paddle height in the area of the calming section just allows the unhindered spreading material to pass through. In this way, a straight stream of scattering material is achieved.
- the figures of the drawing show an exemplary embodiment of a throwing scoop 1, approximately on a scale of 1: 2.
- the cross-sectional profile of the throwing vane from the inside to the outside is illustrated by the sections A, B and C to the associated section planes A-A, B-B and C-C shown in FIG. 1.
- the sectional plane B-B corresponds to a transition plane Ü between an inner section 2 and an outer section 3 of the throwing blade 1.
- the inner section 2 which acts as a so-called mixing section
- there are still violent transverse vibrations in the material flow in the area of the outer section 3, the so-called calming section, these transverse vibrations are damped, so that a straight-line scattering material jet is created through the outlet cross section of the throwing blade 1 S exits.
- FIG. 2 which shows the throwing blade 1 in a side view with a view into the blade cavity, is shown schematically, namely by a dash-dotted line L, the course of a grit particle in the grit jet between the inlet cross section E and the outlet cross section F of the throwing blade 1.
- the loops of the line L in the interior of the throwing scoop 1 correspond approximately to the amplitudes of an oscillation running transversely to the emerging scattering material beam S. In the area of the inner section 2, this leads to increased mixing of the two grit components, for example brine and de-icing salt.
- a not yet homogeneous mixture of these two components arrives from a chute (not shown) in the annular space between the inlet cross section E of the throwing blades 1 and a conical impact body 4, which is fastened centrally on a flat spreading plate 5.
- the latter, as well as the impact body 4 are indicated by dashed lines.
- the plane of the spreading plate 5 extends obliquely to its axis of rotation R, in such a way that the top of the spreading plate 5 encloses an angle with the axis of rotation R that is slightly below 90 ° (for example 84 °). Only for the sake of simplifying the drawing, a scatter plate 5 running perpendicular to the axis of rotation R has been shown.
- the length of the throwing blades is approximately 280 mm
- the radius of the spreading disc is approximately 300 mm
- the throwing blades being arranged such that their end portions 7 protrude about 50 mm beyond the edge of the spreading disc.
- the transverse vibration comes to a complete standstill very quickly, so that the scattering material jet rotating in the manner of a roller leaves the throwing blade horizontally or in the inclination of the spreading disc 5.
- the spreading material jet By influencing the spreading material jet, it is possible to generate a bundled spreading material jet that is suitable for large throwing distances with a uniform throwing pattern.
- the particles forming the scattering material jet are given a swirl, which additionally stabilizes the scattering material jet.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Streuvorrichtung zum Verteilen von granuliertem, mit einer Flüssigkeit angefeuchtetem Streugut, welches zentral auf einen um eine vertikale Achse rotierenden Streuteller aufgebracht wird, dessen Oberseite mit etwa radial verlaufenden Wurfschaufeln versehen ist.
- Eine derartige Streuvorrichtung ist in der DE-A-30 50 355 beschrieben. Der dort verwendete Streuteller besitzt auf seiner Oberseite sich radial erstreckende Wurfschaufeln mit konstanter Schaufelhöhe, deren oberer Rand zur Beaufschlagungsseite hin umgebogen ist. Dem umgebogenen Schaufelrand kommt dabei die Aufgabe zu, das von der Wurfschaufel erfaßte Streugut zu bündeln, bevor es den Streuteller verläßt. Während das Streugut in radialer Richtung die Wurfschaufeln durchströmt, kommt es infolge des Rotationsimpulses auch zu vertikalen Schwingungen der Streugutpartikel, derart daß der Streugutstrahl wellenförmig verläuft. Die Folge davon ist ein hinsichtlich seiner Richtung unkontrollierter Streugutaustritt aus der Wurfschaufel und damit ein unregelmäßiges Streubild.
- Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete konstruktive Ausbildung der Wurfschaufeln einen gebündelten Streugutstrahl beim Austritt aus den Schaufeln zu erzeugen, welcher parallel zur Ebene des Streutellers verläuft.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Variante dadurch gelöst,
daß die Wurfschaufeln jeweils einen zu ihrer Beaufschlagungsseite hin offenen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen,
daß ein radialer Innenabschnitt jeder Wurfschaufel als Mischstrecke mit einer in radialer Richtung nach außen abnehmend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist und
daß ein radialer Außenabschnitt jeder Wurfschaufel als Beruhigungsstrecke mit einer im wesentlichen gleichbleibend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist, welche jener am Ausgang der Mischstrecke entspricht. - Nach einer zweiten Lösungsvariante ist vorgesehen,
daß die Wurfschaufeln jeweils einen zu ihrer Beaufschlagungsseite hin offenen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen,
daß ein radialer Innenabschnitt jeder Wurfschaufel als Mischstrecke mit einer in radialer Richtung nach außen annehmend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist und
daß ein radialer Außenabschnitt jeder Wurfschaufel als den Innenabschnitt verlängernde Beruhigungsstrecke ausgebildet ist, wobei die Länge des Außenabschnitts das Drei- bis Achtfache der Schaufelhöhe am Ausgang des Innenabschnitts entspricht. - Der halbkreisförmige Schaufelquerschnitt ermöglicht im Bereich der Mischstrecke eine besonders heftige Querschwingung der Streugutpartikel, deren vertikale Komponente infolge der Schaufelform und der Rotationsbewegung besonders ausgeprägt ist. Diese Schwingung dient der innigen Durchmischung des trockenen granulierten Taustoffs mit der erst unmittelbar vor dessen Aufbringen auf den Streuteller zugemischten Flüssigkeit. Durch die Verringerung der Schaufelhöhe im Bereich der Mischstrecke ergibt sich eine entsprechende Reduzierung des Durchtrittquerschnitts und damit eine zunehmende Dämpfungswirkung auf das Streugut, so daß dessen Schwingungsamplituden rasch abnehmen. Erst im Bereich der sich in radialer Richtung nach außen anschließenden Beruhigungsstrecke kommt die Querschwingung, bezogen auf die radiale Transportrichtung, praktisch gänzlich zum Stillstand, Hierfür ist insbesondere eine bestimmte Länge der Beruhigungsstrecke förderlich. Dabei genügt es, wenn der Außenabschnitt der Wurfschaufel in einer bevorzugten Variante eine gleichbleibende Schaufelhöhe aufweist, d.h. es ist nicht erforderlich, daß der Schaufelquerschnitt bis zum Schaufelende hin zunehmend abnimmt. Es entsteht ein in der Wurfschaufelmitte gebündelter, geradlinig verlaufender und auch geradlinig aus der Wurfschaufel austretender Streugutstrahl, welcher große gegen Windeinflüsse stabile Wurfweiten zuläßt, bevor er sich auflöst, so daß ein regelmäßiges, wiederholbares Streubild erzielbar ist.
- Die erfindungsgemäße Schaufelform verbindet also eine Steigerung des Durchmischungseffekts mit einer Verbesserung des Streubilds, beides Zielsetzungen, welche gemeinhin als Voraussetzungen für einen sparsamen und dennoch wirkungsvollen Streuguteinsatz erkannt werden.
- Ein optimierter Wurfschaufelquerschnitt für eine Mischung aus z.B. Sole und Salzkristallen ergibt sich nach einem erfindungsgemäßen Vorschlag dadurch, daß die Länge des Außenabschnitts wenigstens das 3-fache seiner Schaufelhöhe beträgt. Dabei stellt das 5- bis 8-fache der Schaufelhöhe eine besonders günstige Ausgestaltung dar. Diese Ausführungsform bringt es mit sich, daß die Endabschnitte der Wurfschaufeln über den Rand eines herkömmlichen Streutellers hinausragen. Für die Funktion der Streuvorrichtung hat dies jedoch keinen negativen Einfluß.
- Um bei besonders hohen Streugutmengen Verstopfungen im Bereich des Außenabschnitts der Wurfschaufeln zu vermeiden, ist nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß der obere Randbereich des Außenabschnitts zum Schaufelende hin ausgeschnitten ist.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird eine zusätzliche Verbesserung des Durchmischungseffekts dadurch erzielt, daß im Zentrum des Streutellers ein nach oben konisch verjüngter Prallkörper drehfest angeordnet ist und daß die benachbarten Enden der Wurfschaufeln mit Abstand vom tellerseitigen Umfang des Prallkörpers angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich in der Umlenkzone zwischen Prallkörper und den inneren Enden der Wurfschaufeln ein erhöhter Durchmischungseffekt, da das dort auftretende Streugut durch die Reibung mit der Oberfläche des rotierenden Streutellers mitgerissen und demzufolge zusätzlich umgewälzt wird.
- Dieser Effekt, aber auch die weiter oben beschriebenen Einwirkungen beim Transport des Streuguts durch die Wurfschaufeln konnten durch umfangreiche systematische Versuche nachgewiesen werden, wobei die beiden Fraktionen "Sole" und "trockenes Taustoffgranulat" durch unterschiedliche Farbgebung beobachtet wurden. Dabei hat sich unter anderem gezeigt, daß erst im Bereich der Beruhigungsstrecke die angestrebte vollkommene Durchmischung erreicht ist. Außerdem konnte beobachtet werden, daß dem Streugutstrang infolge der halbkreisförmigen Ausbildung des Wurfschaufelquerschnitts ein Drall verliehen wird. Dadurch ergibt sich eine besonders stabile Wurfbahn der den Strang bildenden Streugutpartikel.
- Im Rahmen der Erfindung versteht sich von selbst, daß die Abmessungen der Wurfschaufeln von der Art des Streuguts, nämlich dessen Dichte, Körnung, Flüssigkeitsanteil oder dergleichen abhängen. Es ist jedoch wesentlich, daß die Wurfschaufelhöhe im Eingangsbereich der Meßstrecke deutlich über den Erfordernissen bei maximalem Streugutdurchsatz liegt, während die Wurfschaufelhöhe im Bereich der Beruhigungsstrecke den ungehinderten Streugutdurchtritt gerade noch zuläßt. Hierdurch wird ein gradlinig austretender Streugutstrahl erzielt.
- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf die Wurfschaufel mit drei Querschnitten A, B und C,
- Fig. 2
- einen radialen Schnitt durch einen Streuteller mit einer Wurfschaufel gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht und
- Fig. 3
- ein Geschwindigkeitsdiagramm bezogen auf ein Streugutteilchen während seines Durchlaufs durch eine Wurfschaufel.
- Die Figuren der Zeichnung zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine Wurfschaufel 1, etwa im Maßstab 1:2. Den Querschnittsverlauf der Wurfschaufel von innen nach außen verdeutlichen die Schnitte A, B und C zu den in Fig. 1 eingezeichneten zugehörigen Schnittebenen A-A, B-B und C-C. Die Schnittebene B-B stimmt mit einer Übergangsebene Ü zwischen einem Innenabschnitt 2 und einem Außenabschnitt 3 der Wurfschaufel 1 überein. Während im Bereich des Innenabschnitts 2, der als sogenannte Mischstrecke wirkt, noch heftige Querschwingungen im Streutgutfluß vorhanden sind, kommt es im Bereich des Außenabschnitts 3, der sogenannten Beruhigungsstrecke, zu einer Dämpfung dieser Querschwingungen, so daß durch den Austrittsquerschnitt der Wurfschaufel 1 ein geradliniger Streugutstrahl S austritt.
- In einer Variante zur Querschnittsform der Wurfschaufeln können deren Längsränder nach innen umgebogen sein. Hierdurch lassen sich eine stärkere Bündelung und ein erhöhter Drall des Streugutstrahls erzielen.
- In Fig. 2, welche die Wurfschaufel 1 in der Seitenansicht mit Blick in den Schaufelhohlraum zeigt, ist schematisch, nämlich durch eine strichpunktierte Linie L, der Verlauf eines Streugutpartikels im Streugutstrahl zwischen dem Eintrittsquerschnitt E und dem Austrittsquerschnitt F der Wurfschaufel 1 dargestellt. Die Schleifen der Linie L im Inneren der Wurfschaufel 1 entsprechen etwa den Amplituden einer zum austretenden Streugutstrahl S quer verlaufenden Schwingung. Diese führt im Bereich des Innenabschnitts 2 zu einer erhöhten Durchmischung der beiden Streugutkomponenten, z.B. Sole und Tausalz. Eine noch nicht homogene Mischung aus diesen zwei Komponenten gelangt aus einer nicht dargestellten Schütte in den Ringraum zwischen dem Eintrittsquerschnitt E der Wurfschaufeln 1 und einem konischen Prallkörper 4, welcher zentral auf einem ebenen Streuteller 5 befestigt ist. Letzterer, sowie der Prallkörper 4 sind durch gestrichelte Linien angedeutet. In der Praxis verläuft die Ebene des Streutellers 5 schräg zu dessen Rotationsachse R, in der Weise, daß die Oberseite des Streutellers 5 einen geringfügig unter 90° liegenden Winkel (z.B. 84°) mit der Rotationsachse R einschließt. Lediglich aus Gründen der Zeichnungsvereinfachung wurde ein senkrecht zur Rotationsachse R verlaufender Streuteller 5 dargestellt.
- In einer konkreten Ausführungsform beträgt die Länge der Wurfschaufeln etwa 280 mm, der Radius des Streutellers etwa 300 mm, wobei die Wurfschaufeln so angeordnet sind, daß sie mit ihren Endabschnitten 7 etwa 50 mm über den Streutellerrand überstehen.
- Nach Fig. 1 ist erkennbar, daß die Querschnittsform der Wurfschaufeln etwa halbkreisförmig ausgebildet ist, wobei der Durchmesser ausgehend vom Eingangsquerschnitt E bis zur Übergangsebene Ü abnimmt. Dies zeigt ein Vergleich zwischen dem eingangsnahen Querschnitt A und dem Querschnitt B der Wurfschaufel 1 in der Übergangsebene Ü. Um der Verstopfungsgefahr entgegenzuwirken, ist der obere Randbereich des Außenabschnitts 3 der Wurfschaufel 1 ausgeschnitten, wobei gemäß Fig. 1 ein in der Draufsicht linearer Schrägschnitt 6 gewählt ist.
- Fig. 3 zeigt über die Gesamtlänge der Wurfschaufel 1, also zwischen Eintrittsquerschnitt E und Austrittsquerschnitt F den Verlauf der Geschwindigkeit des Streuguts Vr in radialer Richtung sowie der Geschwindigkeit des Streuguts vq in Richtung der Querschwingung. Während Vr geringfügig überproportional ansteigt, führt die vorgeschlagene Schaufelform zu einer raschen Dämpfung der Querschwingung innerhalb des Innenabschnitts 2 der Wurfschaufel 1, wobei vq im Bereich der Übergangsebene Ü stark abfällt, nämlich von einem Maximalwert "Max" zu einem Minimalwert "Min". In der Beruhigungsstrecke des Außenabschnitts 3 der Wurfschaufel 1 kommt die Querschwingung sehr rasch gänzlich zum Stillstand, so daß der in Art einer Walze rotierende Streugutstrahl horizontal bzw. in der Neigung des Streutellers 5 die Wurfschaufel verläßt. Durch diese Beeinflussung des Streugutstrahls gelingt es, einen in sich gebündelten, für große Wurfweiten bei gleichmäßigem Wurfbild geeigneten Streugutstrahl zu erzeugen. Infolge der Halbkreisform der Wurfschaufel wird den, den Streugutstrahl bildenden Streugutpartikeln ein Drall verliehen, der den Streugutstrahl zusätzlich stabilisiert.
Claims (8)
- Streuvorrichtung zum Verteilen von granuliertem, mit einer Flüssigkeit angefeuchtetem Streugut, welches zentral auf einen um eine vertikale Achse (R) rotierenden Streuteller (5) aufgebracht wird, dessen Oberseite mit etwa radial verlaufenden Wurfschaufeln (1) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wurfschaufeln (1) jeweils einen zu ihrer Beaufschlagungsseite hin offenen etwa halbkreisförmigen querschnitt aufweisen,
daß ein radialer Innenabschnitt (2) jeder Wurfschaufel (1) als Mischstrecke mit einer in radialer Richtung nach außen abnehmend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist und
daß ein radialer Außenabschnitt (3) jeder Wurfschaufel (1) als Beruhigungsstrecke mit einer im wesentlichen gleichbleibend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist, welche jener am Ausgang der Mischstrecke entspricht. - Streuvorrichtung zum Verteilen von granuliertem, mit einer Flüssigkeit angefeuchtetem Streugut, welches zentral auf einen um eine vertikale Achse (R) rotierenden Streuteller (5) aufgebracht wird, dessen Oberseite mit etwa radial verlaufenden Wurfschaufeln (1) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wurfschaufeln (1) jeweils einen zu ihrer Beaufschlagungsseite hin offenen etwa halbkreisförmigen querschnitt aufweisen,
daß ein radialer Innenabschnitt (2) jeder Wurfschaufel (1) als Mischstrecke mit einer in radialer Richtung nach außen abnehmend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist und
daß ein radialer Außenabschnitt (3) jeder Wurfschaufel (1) als den Innenabschnitt verlängernde Beruhigungsstrecke ausgebildet ist, wobei die Länge des Außenabschnitts das Drei- bis Achtfache der Schaufelhöhe am Ausgang des Innenabschnitts entspricht. - Streuvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Außenabschnitts (3) wenigstens das 3-fache seiner Schaufelhöhe beträgt. - Streuvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Außenabschnitts (3) das 5- bis 8-fache seiner Schaufelhöhe beträgt. - Streuvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Randbereich des Außenabschnitts (3) zum Schaufelende hin (bei 6) ausgeschnitten ist. - Streuvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wurfschaufeln (1) mit einem Endabschnitt über den Rand des Streutellers (5) hinausragen. - Streuvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Zentrum des Streutellers (5) ein nach oben konisch verjüngter Prallkörper (4) drehfest angeordnet ist und daß die benachbarten Enden der Wurfschaufeln (1) mit Abstand vom tellerseitigen Umfang des Prallkörpers (4) angeordnet sind. - Streuvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radiale Außenabschnitt (3) mit einer im wesentlichen gleichbleibend verlaufenden Schaufelhöhe ausgebildet ist, welche jener am Ausgang des Innenabschnitts (2) entspricht.
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