Dimensionierung und Auslegung stark geneigter Hochleistungs-Schneckenförderer für Schüttgut
Aufgrund steigender Anforderungen werden heute vermehrt Hochleistungs-Schneckenförderer eingesetzt. Für den Bereich der stark geneigten Förderung existieren bis heute keine praxistauglichen Dimensionierungs- und Auslegungsverfahren. Diese sollen durch experimentelle und theoretische Untersuchungen des Fördervorgangs und des Leistungsbedarfs entwickelt werden.
Im Bereich der Schüttgutförderung werden aufgrund steigender Anforderung u.a. im Bereich der Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit, aber auch des Umweltschutzes, der Förderanlage immer häufiger Hochleistungs-Schneckenförderer eingesetzt. Dies lässt sich sowohl für die horizontal bis leicht geneigte Förderung, als auch für die, vom Förderprinzip grundsätzlich unterschiedliche, stark geneigte und vertikale Förderung beobachten.
Schiffsentlader
Um die genannten Ziele bei der Projektierung neuer Anlagen zu erreichen, sind praxistaugliche Verfahren zur Baugrößendimensionierung und der Bestimmung des Leistungsbedarfs nötig:
- Für die horizontale bis leicht geneigte und die vertikale Förderung konnten durch umfang-reiche experimentelle Untersuchungen am Lehrstuhl fml der TU München in jüngster Zeit bereits wesentliche Fortschritte hinsichtlich der Dimensionierung und Auslegung erzielt werden.
- Für den Bereich der stark geneigten Hoch-leistungs-Schneckenförderer, die sehr häufig eingesetzt werden, existieren bislang jedoch keine derartigen Auslegungshilfsmittel.
Da die in diesem Förderbereich auftretende komplexe Mischförderbewegung (rotatorisch/ translatorisch) die Erfassung des tatsächlichen Förderstroms erschwert und die Bestimmung des Leistungsbedarfs stark von Betriebs-, Schüttgut- und Konstruktionsparametern, die empirisch ermittelt werden müssen, abhängt, konnten bis heute keine allgemeingültigen Vorschriften zur Dimensionierung und Auslegung stark geneigter Schneckenförderer entwickelt werden.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines in der Praxis anwendbaren und sicheren Dimensionierungs- und Auslegungsverfahrens für stark geneigte Hochleistungs-Schneckenförderer für Schüttgut. Um eine wirtschaftliche und einfache Auslegung zu ermöglichen, werden in Versuchsreihen empirische Kennzahlen in Abhängigkeit von Schüttgut- und Betriebsparametern (Drehzahl, Füllungsgrad, Massenstrom) ermittelt und dargestellt. Davon wird ein einfaches und praxistaugliches Auslegungverfahren abgeleitet. Damit kann bei der zukünftigen Projektierung von Förderanlagen der Leistungsbedarf deutlich genauer bestimmt werden und durch eine exakte Dimensionierung in Bezug auf die Baugröße und die Antriebstechnik können Herstellungs- und Betriebskosten erheblich eingespart werden.
Die experimentelle Ermittlung der Kennzahlen erfolgt mit dem am Lehrstuhl fml bereits vorhan-denen Versuchsstand für Hochleistungs-Schneckenförderer. Folgende Schritte sind zur Projektdurchführung geplant:
- Festlegung der Anforderungsspezifikation der zu untersuchenden Schüttgüter nach Stoffart, Korngröße und Kornform
- Auswahl und Beschaffung von geeigneten, beim Massengutumschlag relevanten Schütt-gütern
- Analyse sämtlicher zu untersuchender För-dergüter und experimentelle Ermittlung der mechanischen Eigenschaften wie Schüttdich-te, Korngrößenverteilung, Feuchtigkeit, Korn-härte, Böschungswinkel und Reibungsbeiwer-te
- Anpassung des Versuchsstandes für die stark geneigte Förderung und Adaption der erforderlichen Messtechnik für die Untersu-chungen
- Durchführung der Versuchsreihen für den stark geneigten Hochleistungs-Schneckenförderer unter Variation der Versuchsparame-ter Drehzahl, Füllungsgrad, Neigung und Schüttgut
- Auswertung der Messdaten, Berechnung von Kennzahlen, Entwicklung von Kennfeldern
- Entwurf eines Dimensionierungs- und Ausle-gungsverfahrens für stark geneigte Hochleistungs-Schneckenförderer
In Zusammenarbeit mit der Firma Krupp Fördertechnik wurde im Jahr 1998 am Freigelände des Lehrstuhls fml eine Versuchsanlage für Hochleistungs-Schneckenförderer in Betrieb genommen. Diese Versuchsanlage entspricht sowohl in den geometrischen Abmessungen als auch in den Leistungsdaten mehr einer industriellen För-deranlage als einer modellhaften Versuchsanlage und ermöglicht die Förderung von staubförmigen bis stückigen Material bei einem Nennmassen-strom von 100 t/h. Dazu wird das Fördergut über eine horizontale Zuführschnecke, einen Vertikal-förderer und der neigbaren Schnecke zwischen zwei Bunkern hin und her gefördert. Während des Testbetriebs können online der Massenstrom sowie die Antriebsmomente der Motoren ausge-lesen werden. Die Drehzahlen der einzelnen Schnecken sind stufenlos einstellbar.
Technische Daten der Versuchsanlage
| Grundfläche | 144 m² |
| Förderleistung | 100 m³/h |
| Schneckendurchmesser | 260 mm |
| Förderhöhe (Vertikalförderer) | 7 m |
| Antriebsleistung (Vertikalförderer) | 30 kW |
| Förderhöhe (Geneigter Förderer) | 3 m |
| Antriebsleistung (Geneigter Förderer) | 15 kW |
Das Projekt wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft mit der Nummer GU 427/9-1 gefördert.