WO2024156313A1 - Vorrichtung zur dosierten abgabe von schüttgütern - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device for the metered dispensing of bulk materials that are difficult to separate, are highly interlocked and/or inhomogeneous.
- This includes in particular bulk materials that contain at least a portion of straw or long-fiber material.
- Solids feeders or acceptance feeders or decompactors are used in many places in biogas plants, in waste disposal plants and also in industry. The aim is to generate a flow of material that can be fed to other parts of the plant continuously or discontinuously. However, it is not uncommon for the materials to be inhomogeneous and mixed with insoluble or interlocking ingredients. Therefore, it is not uncommon for a compact mixture to have to be mechanically broken down and converted into a uniform flow of material.
- Such a device is disclosed in the document DE 10 2011 108 208 A1, which describes a method for receiving and metered dispensing of bulk materials.
- a heap of bulk material is transported on a conveyor and pressed against a dissolving unit that is arranged to rotate about a point and repeatedly strikes the heap.
- Tools are attached to the dissolving unit along a conveyor belt, which tear out parts of the bulk material from the heap and dispense them. Due to the fixed mounting at a point, the pivot point of the dissolving unit, the removal or crushing of the heap regularly only takes place when the dissolving unit strikes the heap in an unbalanced manner. A consistent Good material release is only achieved if the material meets optimal conditions. Unfortunately, this is not always the case.
- DE 19 52 590 A discloses a device by means of which hay or an hay-like product is discharged in a uniform stream from a container, for example the loading box of a wagon, wherein the bottom of the container is designed as a conveyor directed towards the discharge end of the container.
- DE 28 48 836 A1 discloses a bridge-type unloading device, in particular a bridge scraper, for clearing bulk material stockpiles, with a bridge arranged in front of the front slope of the stockpile, movable in the direction of the stockpile axis and a bridge conveyor arranged thereon for the removal of the bulk material.
- DE 23 48 598 A1 discloses a portal scraper for removing bulk material stockpiles with a main scraper pivotably mounted on the portal and an auxiliary scraper conveying the material to the main scraper, one end of which is hinged to the main scraper and the other end of which is guided in a guide track arranged on the portal.
- DE 100 08 346 A1 discloses a box feeder system for feeding and/or storing several types of bulk material, in particular ceramic bulk material such as clay, with at least two discharge openings of the feeders next to each other, opposite each other or all around each other with their bulk material slopes facing each other.
- the invention is therefore based on the object of providing a device for the dosed dispensing of bulk materials, which enables an improved material flow and at the same time can be operated even more energy efficiently.
- Devices for the metered dispensing of bulk materials comprise a feed unit and a Dissolving unit arranged in the feed unit.
- the feed unit moves the bulk material pile, which is mainly still undissolved, essentially horizontally in the direction of the dissolving unit. Tools are arranged on this.
- the dissolving unit By positioning the dissolving unit at an angle to the feed unit that roughly corresponds to the angle of inclination of the bulk material pile, when the bulk material pile hits the dissolving unit, parts of the bulk material are removed from the bulk material pile and released from the device as bulk material for further processing.
- the device is characterized in that the dissolving unit is mounted in an elastic bearing, the elastic bearing being designed in such a way that it allows both linear and rotary vibrations.
- the elastic bearing of the dissolving unit means that the dissolving unit always lies optimally on the bulk material pile being fed in and can constantly generate a consistently good material flow.
- Rotary vibrations allow better adaptation to the angle of inclination of the bulk material pile, linear vibrations lead to the optimal removal of materials that are interlocked to different degrees.
- With the elastic bearing there is no need for a movement on the bulk material caused by an imbalance, since the movement against the pile of bulk material is controlled by the device itself using the elastic bearing. This already saves energy.
- the dissolving unit is arranged so that its angle to the feed unit (3) can be changed. This allows the inclination angle of the bulk material pile to be accommodated even better if the substances contained in the bulk material allow the assumption that the inclination angle will not undergo any significant change over the duration of the dissolving process. This improvement serves to increase the effectiveness of the device.
- the dissolving unit elastically supported in at least two bearings. This means that forces acting on the bearings can be absorbed in a more controlled manner and the stress on the device does not lead to damage. This also improves the flow of material out of the device.
- the elastic bearing is designed in such a way that when the device is in operation, the pressure of the bulk material pile directed against the elastic bearing of the dissolving unit is directed against the bulk material pile as a restoring force of the bearing.
- the restoring force is generated, for example, by an elastic, energy-storing element such as a spring.
- the dissolving unit is arranged in such a way that when the device is in operation, the pressure of the bulk material directed against the dissolving unit is counteracted by the weight of the dissolving unit.
- the dissolving unit is a belt conveyor or a milling drum or a dissolving screw.
- the device is portable. This design is advantageous for use in different locations. Strongly interlocked bulk materials do not always have to be broken up before use. Such devices sometimes stand unused next to biogas or disposal plants. The operating times of such a device could increase significantly if used in different locations within a spatially appropriate area.
- Figure 1 shows a schematic sectional view of the device according to the invention.
- the device according to the invention comprises a bulk material container 9 and a housing 8 arranged thereon.
- the feed unit 3 is arranged within the bulk material container 9, on which a bulk material pile 6 lies, which is to be processed for further use, e.g. in a biogas plant.
- the dissolving unit 4 is arranged in the housing 8 of the device 1 and is mounted in a bearing 7.
- the bearing 7 is designed in such a way that both linear and rotary vibrations are possible.
- a tool 5 is arranged on the dissolving unit 4, which is suitable for dissolving bulk material parts from the bulk material pile 6. When the bulk material pile 6 is treated, it is moved in the direction of the dissolving unit 4 by means of the feed unit 3.
- the dissolving unit 4 optimally adapts its position to the bulk material pile 6 through rotary vibrations, even if its appearance changes again and again when bulk material parts are released by the tool 5. Even more or less strongly interlocked bulk material parts in the bulk material pile 6 are adjusted by linear vibrations. a bulk material flow is generated which can be discharged as bulk material 2 through the bulk material discharge 11 for further use.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern, die schwer zu vereinzeln, stark verzahnt und/oder inhomogen sind. Hierzu zählen insbesondere auch Schüttgüter, in denen wenigstens anteilig Stroh oder langfaseriges Material enthalten ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern bereitzustellen, die einen verbesserten Materialstrom ermöglicht und gleichzeitig noch energieeffizienter betrieben werden kann. Die Vorrichtung umfasst eine Zuführungseinheit, wobei die Zuführungseinheit einen überwiegend noch unaufgelösten Schüttguthaufen im Wesentlichen horizontal bewegt, und eine in Laufrichtung der Zuführungseinheit angeordnete Auflöseeinheit, welche mit Werkzeugen versehen ist, wobei die Auflöseeinheit mit ihrer Arbeitsrichtung in einem Winkel zur Zuführungseinheit angeordnet ist und geeignet ist, Schüttgut vom Schüttguthaufen mittels an der Auflöseeinheit angeordneten Werkzeugen abzutragen und abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit in einer elastischen Lagerung gelagert ist, wobei die elastische Lagerung derart ausgestaltet ist, dass sie sowohl lineare als auch rotatorische Schwingungen erlaubt.
Description
Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern, die schwer zu vereinzeln, stark verzahnt und/oder inhomogen sind. Hierzu zählen insbesondere auch Schüttgüter, in denen wenigstens anteilig Stroh oder langfaseriges Material enthalten ist.
Darstellung der Erfindung
Feststoffdosierer oder Annahmedosierer oder Dekompaktierer kommen auf Biogasanlagen, in Entsorgungsanlagen und auch in der Industrie an vielen Stellen zum Einsatz. Hiermit soll ein Gutstrom erzeugt werden, der anderen Anlagenteilen stetig, aber auch diskontinuierlich zugeführt werden soll. Nicht selten sind die Materialien aber inhomogen und mit zum Teil nicht auflösbaren oder verzahnten Inhaltsstoffen durchmischt. Daher muss nicht selten ein kompaktes Gemisch mechanisch aufgelöst und in einen gleichmäßigen Gutstrom umgeformt werden.
Eine derartige Vorrichtung ist in der Schrift DE 10 2011 108 208 A1 offenbart, in der ein Verfahren zur Aufnahme und dosierten Abgabe von Schüttgütern beschrieben ist. Ein Haufwerk eines Schüttgutes wird auf einem Förderer transportiert und dabei gegen eine um einen Punkt drehbar angeordnete und wiederholt auf das Haufwerk schlagende Auflöseeinheit gedrückt. Auf der Auflöseeinheit sind entlang eines Förderbandes Werkzeuge befestigt, die aus dem Haufwerk Schüttgutteile herausreißen und abgeben. Durch die feste Lagerung in einem Punkt, dem Drehpunkt der Auflöseeinheit, führt dazu, dass die Abtragung bzw. Zerkleinerung des Haufwerks regelmäßig nur beim unwuchtgesteuerten Auftreffen der Auflöseeinheit auf das Haufwerk erfolgt. Eine gleichbleibend
gute Materialabgabe wird dadurch nur dann erreicht, wenn das Haufwerk optimale Voraussetzungen erfüllt. Dies ist aber leider nicht immer der Fall.
Dem entsprechend offenbart DE 19 52 590 A eine Vorrichtung, mittels welcher Heu oder ein irartiges Produkt in einem gleichmässigen Strom aus einem Behälter, beispielsweise dem Ladekasten eines Wagens, abgeführt wird, wobei der Boden des Behälters als ein nach dem Abfuhrende des Behälters hin gerichteter Förderer ausgebildet ist.
DE 28 48 836 A1 offenbart ein Brücken-Entspeicherungsgerät, insbesondere einen Brückenkratzer, für das Abräumen von Schüttguthalden, mit einer vor der Stirnböschung der Halde angeordneten, in Richtung der Haldenachse fahrbaren Brücke und einem hieran angeordneten Brückenförderer für den Abtransport des Schüttguts.
DE 23 48 598 A1 offenbart einen Portalkratzer zum Abtragen von Schüttguthalden mit einem schwenkbeweglich am Portal gelagerten Hauptkratzer und einem diesem das Gut zufördernden Hilfskratzer, dessen eines Ende an dem Hauptkratzer angelenkt ist und dessen anderes Ende in einer am Portal angeordneten Führungsbahn geführt ist.
DE 100 08 346 A1 offenbart eine Kastenbeschickeranlage zur Beschickung und/oder Lagerung von mehreren Sorten von Schüttgut, insbesondere keramischem Schüttgut wie Ton, mit mindestens zwei nebeneinander, gegenüberliegend oder rundrum zueinander mit ihren Schüttgutböschungen zugewandten Austragsöffnungen der Beschicker.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern bereitzustellen, die einen verbesserten Materialstrom ermöglicht und gleichzeitig noch energieeffizienter betrieben werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , wobei die Unteransprüche weitere Ausgestaltungen beschreiben.
Vorrichtungen zur dosierten Abgabe von Schüttgütern nach dem Stand der Technik umfassen eine Zuführungseinheit und eine in Laufrichtung der
Zuführungseinheit angeordnete Auflöseeinheit. Die Zuführungseinheit bewegt den überwiegend noch unaufgelösten Schüttguthaufen im Wesentlichen horizontal in Richtung der Auflöseeinheit. An dieser sind Werkzeuge angeordnet. Durch eine Stellung der Auflöseeinheit in einem Winkel zur Zuführungseinheit, der in etwa dem Neigungswinkel des Schüttguthaufens entspricht, werden beim Auftreffen des Schüttguthaufens auf die Auflöseeinheit Schüttgutteile vom Schüttguthaufen abgetragen und aus der Vorrichtung als Schüttgut zur weiteren Verarbeitung abgegeben. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit in einer elastischen Lagerung gelagert ist, wobei die elastische Lagerung derart ausgestaltet ist, dass sie sowohl lineare als auch rotatorische Schwingungen erlaubt. Die elastische Lagerung der Auflöseeinheit führt dazu, dass die Auflöseeinheit immer optimal am zugeführten Schüttguthaufen anliegt und stetig einen gleichbleibend guten Materialstrom erzeugen kann. Rotatorische Schwingungen erlauben eine bessere Anpassung an den Neigungswinkel des Schüttguthaufens, lineare Schwingungen führen zur optimalen Abnahme unterschiedlich stark miteinander verzahnter Materialien. Mit der elastischen Lagerung kann auf eine über eine Unwucht erzeugte Bewegung auf das Schüttgut verzichtet werden, da die Bewegung gegen den Schüttguthaufen mittels der elastischen Lagerung durch die Vorrichtung selbst geregelt wird. Hier wird bereits Energie eingespart.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgeabe von Schüttgütern ist die Auflöseeinheit in ihrem Winkel zur Zuführungseinheit (3) veränderbar angeordnet. Dadurch kann der Neigungswinkel des Schüttguthaufens noch besser aufgenommen werden, wenn die im Schüttgut enthaltenen Stoffe davon ausgehen lassen, dass der Neigungswinkel über die Dauer des Auflösungsprozesses keiner wesentlichen Veränderung unterliegen wird. Diese Verbesserung dient der erhöhten Effektivität der Vorrichtung.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern ist die Auflöseeinheit
in wenigstens zwei Lagern elastisch gelagert. So kann erreicht werden, dass auf die Lager wirkende Kräfte kontrollierter aufgenommen werden können und die Beanspruchung der Vorrichtung nicht zu Schäden führt. Weiterhin wird dadurch der Materialstrom aus der Vorrichtung verbessert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern ist das elastische Lager derart gestaltet, dass im Betrieb der Vorrichtung, der gegen das elastische Lager der Auflöseeinheit gerichtete Druck des Schüttguthaufens als Rückstellkraft des Lagers dem Schüttguthaufen entgegengerichtet wird. Die Rückstellkraft wird z.B. durch ein elastisches, energiespeicherndes Element wie eine Feder erzeugt. Diese Form des Lagers dient nicht nur zur weiteren Energieminimierung, es verbessert auch wesentlich die Qualität der Schüttgutabtragung des Schüttguthaufens.
Einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern folgend ist die Auflöseeinheit derart angeordnet, dass im Betrieb der Vorrichtung der gegen die Auflöseeinheit gerichtete Druck des Schüttgutes durch das Eigengewicht der Auflöseeinheit entgegengerichtet wird. Durch die Nutzung des Eigengewichts der Auflöseeinheit, die während des Betriebs der Vorrichtung zu einem Teil auf dem Schüttguthaufen aufliegt, kann Energie eingespart werden, die in anderen Fällen zur Erzeugung eines Drucks gegen den Schüttguthaufen hätte aufgewendet werden müssen. Das führt zu einer weiteren Einsparung von Betriebskosten.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern ist die Auflöseeinheit ein Gurtbandförderer oder eine Frästrommel oder eine Auflöseschnecke.
Auch wenn der Gurtbandförderer als Auflöseeinheit durch den Stand der Technik bereits bevorzugte Verwendung findet, können andere Formen der Auflöseeinheit durchaus eigene Vorteile mitbringen. So kann durch eine Frästrommel oder eine Auflöseschnecke ein erhöhtes Eigengewicht eingebracht werden, das den Auflöseprozess positiv beeinflusst.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Schüttgütern ist die Vorrichtung transportabel. Diese Ausgestaltung ist für die Verwendung an unterschiedlichen Orten von Vorteil. Nicht immer sind stark verzahnte Schüttgüter vor einer Verwendung aufzulösen. Zeitweise stehen solche Vorrichtung unbenutzt neben Biogas- oder Entsorgungsanlagen. Die Einsatzzeiten einer solchen Vorrichtung könnten sich bei der Nutzung an verschiedenen Orten in einem räumlich angemessenen Bereich stark erhöhen.
Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst in vorliegenden Fall einen Schüttgutbehälter 9 und ein daran angeordnetes Gehäuse 8. Innerhalb des Schüttgutbehälters 9 ist die Zuführeinheit 3 angeordnet, auf der ein Schüttguthaufen 6 liegt, der zur weiteren Verwendung z.B. in einer Biogasanlage bearbeitet werden soll. Im Gehäuse 8 der Vorrichtung 1 ist die Auflöseeinheit 4 angeordnet, die in einer Lagerung 7 gelagert ist. Die Lagerung 7 ist derart gestaltet, dass sowohl lineare als auch rotatorische Schwingungen möglich sind. An der Auflöseeinheit 4 ist ein Werkzeug 5 angeordnet, das geeignet ist, Schüttgutteile aus dem Schüttguthaufen 6 herauszulösen. Bei der Behandlung des Schüttguthaufens 6 wird dieser mittels der Zuführeinheit 3 in Richtung der Auflöseeinheit 4 bewegt. Beim Auftreffen des Schüttguthaufens 6 auf die Auflöseeinheit 4 passt sich die Auflöseeinheit 4 in ihrer Lage dem Schüttguthaufen 6 durch rotatorische Schwingungen optimal an, auch wenn sich dessen Aussehen beim Auslösen von Schüttgutteilen durch das Werkzeug 5 immer wieder verändert. Auch auf mehr oder weniger stark verzahnte Schüttgutteile im Schüttguthaufen 6 wird durch lineare Schwingungen angepasst. So wird
ein Schüttgutstrom erzeugt, der als Schüttgut 2 durch die Schüttgutabgabe 11 zur weiteren Verwendung abgegeben werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Schüttgut
3 Zuführeinheit
4 Auflöseeinheit
5 Werkzeug
6 Schüttguthaufen
7 Lagerung
8 Gehäuse
9 Schüttgutbehälter
10 Kofferbrücke
11 Schüttgutabgabe
Claims
1 . Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2), umfassend eine Zuführungseinheit (3), wobei die Zuführungseinheit (3) einen überwiegend noch unaufgelösten Schüttguthaufen (6) im Wesentlichen horizontal bewegt, und eine in Laufrichtung der Zuführungseinheit (3) angeordnete Auflöseeinheit (4), welche mit Werkzeugen (5) versehen ist, wobei die Auflöseeinheit (4) mit ihrer Arbeitsrichtung in einem Winkel zur Zuführungseinheit (3) angeordnet ist und geeignet ist, Schüttgut (2) vom Schüttguthaufen (6) mittels an der Auflöseeinheit (4) angeordneten Werkzeugen (5) abzutragen und abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit (4) in einer elastischen Lagerung (7) gelagert ist, wobei die elastische Lagerung (7) derart ausgestaltet ist, dass sie sowohl lineare als auch rotatorische Schwingungen erlaubt.
2. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit (4) in ihrem Winkel zur Zuführungseinheit (3) veränderbar angeordnet ist.
3. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit (4) in wenigstens zwei Lagerungen (7) elastisch gelagert ist.
4. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elastische Lagerung (7) derart gestaltet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung (1 ) der gegen die wenigstens eine elastische Lagerung (7) der Auflöseeinheit (4) gerichtete Druck des Schüttguthaufens (6) als Rückstellkraft der Lagerung (7) dem Schüttguthaufen (6) entgegengerichtet wird.
5. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit (4) derart angeordnet ist, dass im Betrieb der Vorrichtung (1 ) der gegen die Auflöseeinheit (4) gerichtete Druck des Schüttguthaufens (6) durch das Eigengewicht der Auflöseeinheit (4) entgegengerichtet wird.
6. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflöseeinheit (4) ein Gurtbandförderer oder eine Frästrommel oder eine Auflöseschnecke ist.
9
7. Vorrichtung (1 ) zur dosierten Abgabe von Schüttgütern (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) transportabel ist.
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