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Belüftungsboden für ortsfeste Behälter oder für Förderer von feinkörnigem oder staubförmigem Gut
Die Erfindung bezieht sich auf einen Belüftungsboden für ortsfeste Behälter oder für Förderer von feinkörnigem oder staubförmigem Gut, der aus Einzelelementen aufgebaut ist, die je aus einer plattenartig steifen Schicht aus feinporigem Material und einem darunterliegenden Luftzuführ- und Verteilungsraum bestehen.
Bekannte Belüftungsböden bestehen teilweise aus einer Vielzahl von Belüftungselementen, die jeweils aus geschlossenen, auf der Oberseite von einer porösen Platte abgeschlossenen Kästen bestehen, die einzeln mit Druckluftleitungen verbunden sind. Die porösen Platten sind gegenüber den auf sie einwirkenden Kräften nur an ihrem Rand gehalten und sind daher erheblichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt, die mitunter zu Bruchschäden führen. Sie neigen auch leicht zu Schwingungen unter dem wechselnden Einfluss der von oben auf sie einwirkenden Belastung und dem aus dem Kasteninneren auf sie einwirkenden Luftdruck. Wegen dieser Beanspruchungen müssen sie verhältnismässig stark ausgeführt und fest mit den übrigen Kastenteilen verbunden sein, wodurch erhöhte Kosten entstehen.
Eine andere bekannte Ausführungsform von Belüftungsböden besteht beispielsweise aus einer feinporösen Gewebeschicht, die auf einem Lochblech über einem Hohlraum ausgespannt ist, der zur gleichmässigen Luftzuführung zu der feinporigen Gewebeschicht dient. Diese Böden sind nicht zur Aufnahme sehr grosser Belastungen (beispielsweise in hohen Silos) geeignet, sondern werden vorwiegend für Förderrinnen verwendet. Sie haben weiterhin den Nachteil, dass sie zu Schwingungen neigen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und besteht bei einem Belüftungsboden der eingangs bezeichneten Art darin, dass zur an sich bekannten Luftzufuhr zu der feinporigen Schicht durch eine dise flächig stützende, grobporige Schicht die Einzelelemente einzeln mit einem durchgehenden Unterboden verbindbare, einstückig aus der grobporigen und der feinporigen Schicht zusammengesetzte Platten sind. Auf diese Weise ist die grobporige Unterschicht an der übernahme gegebenenfalls noch auftretender Biegebeanspruchungen beteiligt.
Die Verbindung mit dem Unterboden kann beispielsweise durch Klebung und/oder Verschraubung erfolgen. Wenn die Belüftungselemente mit dem Unterboden verschraubt sind, wird zweckmässigerweise zwischen den Belüftungselementen und der festen Schicht bzw. dem Unterboden eine Ausgleichsschicht vorgesehen, die eine gleichmässige Kraftübertragung zwischen Unterboden und jedem Belüftungselement gewährleistet, so dass keine schädlichen Biegebeanspruchungen verbleiben, und die auch gleichzeitig dafür sorgt, dass die von oben auf die Elemente einwirkenden Belastungen gleichmässig auf den Unterboden übertragen werden.
Obschon das aus der feinporigen oberen und der grobporigen unteren Schicht bestehende Element selbst schon sehr starr und biegesteif ist und wenig zu Schwingungen neigt, wird durch eine solche Verlegungsart auch unter schweren Bedingungen absolute Biegefreiheit und Schwingungsfreiheit erhalten.
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Die Luft kann der grobporigen Schicht der Belüftungselemente in beliebiger Form zugeführt werden. Beispielsweise können mit der Druckluftquelle verbundene Zweigleitungen von unter dem
Unterboden verlegten Leitungen zu jedem Belüftungselement durch den Unterboden führen. Es genügen auch verhältnismässig wenige Anschlüsse an Druckluftleitungen, wenn in der Oberfläche des
Unterbetons, auf dem die Elemente verlegt sind, oder in die Unterflächen der grobporigen
Elementschicht vertiefte Luftzuführungskanäle eingeformt sind, die die Luftzuführung zu jedem
Belüftungselement sicherstellen.
Vorteilhafter ist jedoch die Ausführungsform der Erfindung, bei der jeweils einer Mehrzahl von Belüftungselementen eine unter ihnen durchlaufende Luftleitung mit Öffnungen unter jedem einzelnen Belüftungselement zugeordnet ist, wobei diese Luftleitungen zweckmässigerweise in einer auf dem Unterboden vorgesehenen Aufbetonschicht verlegt sind und über
Stutzen, die über die Oberfläche dieser Aufbetonschicht hervorragen, mit der grobporigen Unterschicht des Belüftungselementes in Verbindung stehen. Dabei sind die Stutzen der Luftleitungen vorteilhafterweise mittig unter den Belüftungselementen angeordnet und mit Spannelementen für die Elemente versehen.
Damit die Luft nicht aus den Zwischenräumen zwischen den Belüftungselementen entweicht, sind diese Zwischenräume nach der Erfindung abgedichtet. Eine solche Abdichtung kann insbesondere durch geeigneten Verguss hergestellt werden. Für diese Zwecke geeignete Vergussmassen sind bekannt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Seitenflächen der Elemente zum Zwecke der Abdichtung dicht verschlossen sind, beispielsweise dadurch, dass sie mit einer eine durchgehende Schicht bildenden Masse verschmiert, verschlämmt oder verspachtelt sind.
Die Fugen zwischen den Belüftungselementen können auch durch Dichtungseinlagen abgedichtet werden, beispielsweise durch Kautschukstreifen, die in den hinterschnitten ausgebildeten Fugen beim Aufspannen der Elemente auf den Siloboden in dichtenden Kontakt mit den die Fugen bildenden Seitenflächen der Elemente gepresst werden. Es können auch Dichtungsstreifen auf die Fugen aufgelegt und an die Elementoberfläche durch Metalleisten angepresst werden, die durch Schraubbolzen mit dem Unterboden verspannt werden.
Die Belüftungselemente können dadurch mit dem Unterboden verbunden sein, dass die auf dem Unterboden befindliche Schicht, auf der sich die grobporige Schicht der Belüftungselemente abstützt, eine aus dem flüssigen oder breiige Zustand erstarrte Masse ist, in der mit den Belüftungselementen fest verbundene Teile eingesenkt und verankert sind. Die mit dem Belüftungselement fest verbundenen, in die erstarrte Aufbetonschicht eingesenkten Teile werden zweckmässigerweise von den Seitenwänden eines Rahmens gebildet oder sind mit diesem verbunden, in welchem Rahmen die feinporige und grobporige Schicht befestigt sind. Hiebei soll der Rahmen unten nicht oder nicht wesentlich über die Unterfläche der grobporigen Schicht hinausragen und es sind Verankerungsglieder, beispielsweise Haken oder Ösen, an ihm nach unten ragend angeschweisst.
Dabei können die Verankerungsglieder eine solche Länge haben, dass sie auf dem tragenden Boden aufsitzen, wobei sie insbesondere als Dreipunktauflage ausgebildet sind. Man erreicht damit, dass die Elemente sehr leicht in den breiige, auf dem Unterboden befindlichen Aufbeton eingedrückt werden können und dank der Dreipunktauflage eine definierte Stellung einnehmen. Die Dreipunktauflage kann insbesondere gebildet sein durch an zwei gegenüberliegenden Seiten, insbesondere den Schmalseiten, der Belüftungselemente angeschweisste, etwa U-förmige Glieder, die auf der einen Seite mit den Schenkeln, auf der andern Seite mit dem Steg nach unten gerichtet sind.
Die Fugen zwischen den Belüftungselementen werden zweckmässigerweise für eine zusätzliche Abdichtung derselben vergossen. Bei Verwendung eines Rahmens für die Elemente brauchen deren obere und untere Schichten nicht unmittelbar miteinander verbunden zu sein, sondern können diese Schichten durch den Rahmen zusammengehalten werden, was die Herstellung der Elemente erleichtert.
Beispielsweise besitzt der Rahmen Sicken, durch die die feinporige und/oder die grobporige Schicht gehalten sind.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen. Es zeigen Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Belüftungsbodens ; Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform, der in Längsrichtung mittig durch ein rechteckig längliches Belüftungselement geführt ist ; Fig. 3 in der linken Hälfte einen senkrecht dazu geführten Schnitt durch den Belüftungsboden in der Mitte des Elementes und in der rechten Hälfte eine Endansicht des betreffenden Belüftungselementes ; Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Alternativausführung der oberen Kante des Belüftungselementes gemäss der zweiten Ausführungsform.
Die Fig. 5 und 6 zeigen den Fig. 2 und 3 entsprechende Darstellungen einer dritten Ausführungsform.
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Gemäss Fig. l befindet sich auf dem Unterboden --1--, der beispielsweise der Betonboden eines Silos ist, eine Aufbetonschicht-2--, in die Luftleitungen --3-- eingebettet sind. Es ist nur der Querschnitt einer Luftleitung sichtbar. Es sei angenommen, dass eine Vielzahl von Luftleitungen vorhanden ist, deren seitlicher Abstand dem Mittenabstand der die Silobodenoberfläche bildenden Belüftungselemente entspricht.
An sämtlichen Luftleitungen sind nach oben über die Oberfläche
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Aufbetonschicht-2-hinausragende Stutzen-5-angebracht, u. zw. in einemLöcher --6-- und sind oben durch eine platte --7-- verschlossen, die beispielsweise mit dem Stutzen verschweisst ist und die fest einen Bolzen --8-- trägt, der am oberen Ende mit Schraubgewinde--9--versehen ist. Die Luftleitung--3--ist an eine Druckluftquelle in üblicher Weise angeschlossen.
Auf der Oberfläche--4--der Aufbetonschicht--2--ist eine Klebe-oder Ausgleichsschicht - aufgebracht, die beispielsweise bituminöser Natur ist. Es kann sich auch um eine Gummimatte oder eine andere Matte nachgiebiger Art handeln, beispielsweise Filz. Bituminöse Massen u. dgl. in flüssigem Zustand aufbringbare und später erstarrende Massen mit Klebeigenschaften werden jedoch vorgezogen, da sie eine besonders gute Auflage für die Belüftungselemente und gleichzeitig eine Klebbefestigung für diese Belüftungselemente gewähren. Im abgebundenen Zustand soll die Klebe- oder Ausgleichsschicht nach Möglichkeit eine gewisse Elastizität aufweisen.
Ihre Hauptfunktion ist es, eine satte, definierte Auflagefläche für die Elemente --11-- zu liefern, die sich oberhalb der Klebe- oder Ausgleichsschicht-10-befinden. Sie besitzen in der Mitte eine den Stutzen --5-- aufnehmende Bohrung. Zwischen dem Bolzen --8-- und der Bohrungswandung kann eine Dichtung --12-- in Form einer Packung oder einer elastisch oder plastisch nachgiebigen Hülse oder eines Vergusses vorgesehen sein, die die axiale Durchströmung des Raumes zwischen dem Bolzen --8-- und der Bohrung sowie den Austritt der Luft zwischen dem Element und dem Befestigungsmittel verhindert.
Diese Befestigungsmittel bestehen neben dem Bolzen --8-- aus der auf diesen Bolzen aufgeschraubten, gesicherten Mutter--13--mit Unterlegscheibe--14--.
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Bohrung hochsteigt und die Luftverbindung stört.
Das Element --11-- setzt sich in dem dargestellten Beispiel aus einer oberen, feinporigen Schicht --16-- und einer unteren, grobporigen Schicht --17-- zusammen. Seine Abmessungen sind so gewählt, dass das Verhältnis von Höhe zur Kantenlänge bei einer gegebenen Festigkeit gross genug ist, um einen starren, absolut biegesteifen, verwindungs-und schwingungsfreien Körper zu erhalten. Das Element ist selbstverständlich auch in jeder andern Form herstellbar und auch bearbeitbar, beispielsweise in dreieckiger oder sechseckiger Gestalt.
Es ist beispielsweise aus körnigem Ausgangsmaterial hergestellt, wie Kies, Korund, Blähton, Kunststoffkörper, Schlackengranulat, Stahlteilchen (beispielsweise Späne) usw. verschiedener Kornfraktionen. Den stabilen Kornverband erreicht man durch Zementschlemmen, Sintern, Kontaktkleber, Kontaktschweissen u. dgl. Verfahren.
Während in dem dargestellten Beispiel die Korngrösse des Schüttgutes, aus dem das Element hergestellt ist, schichtweise nach oben hin abnimmt, kann die Abnahme der Korngrösse auch kontinuierlich oder in einer Vielzahl von Schichten erfolgen. Auf der Unterseite sollen die Durchgangsquerschnitte zwischen den einzelnen das Element bildenden Partikeln möglichst gross sein, d. h. die Körnungskennlinie des Materials soll möglichst steil sein, damit sich in diesem Bereich Druckausgleich über die gesamte Breite des Elementes einstellen kann und damit auch die Druckverluste in diesem Bereich des Elementes gering bleiben.
An der Oberseite soll eine sehr feinporige Struktur des Gemisches vorliegen, um einen gleichförmigen Luftdurchgang, verteilt über die gesamte Elementfläche, zu gewährleisten und zu verhindern, dass Fremdstoffe, besonder staubförmiger Art, von oben in die Poren des Elementes eindringen.
Die Bruchsicherheit eines solchen Elementes ist wesentlich grösser als bei bisherigen Belüftungselementen, da es hohe Stabilität besitzt und da ein eindeutiges Flächenauflager gegeben ist. Ausserdem tritt die Druckluftbeaufschlagung nicht schlagartig und senkrecht gegen die Unterseite der feinporigen Platte auf, wie dies bei den bekannten Anordnungen nachteiligerweise der Fall ist, sondern der Luftdruck verteilt sich von innen heraus in horizontaler Richtung und langsam ansteigend im Unterteil des Elementes. Dieser allmähliche Spannungsanstieg und die gleichmässige Verteilung der Spannung im ganzen Plattenkörper erhöht fernerhin die Bruchsicherheit der Platte.
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Das Verhältnis von Breite zu Dicke der Platte wird bestimmt durch die gewünschte Bruchsicherheit und gleichmässige Luftverteilung in der feinporigen oberen Schicht.
Der Zwischenraum zwischen benachbarten Platten--11--wird durch eine Vergussmasse --18-- ausgefüllt, die gleichzeitig den Verschluss der Poren der benachbarten Elemente in deren Seitenflächen bewirken kann.
Der Einbau erfolgt in der Weise, dass zunächst die Luftverteilungsleitungen-3-mit aufgeschweissten und hochgerichteten Stutzen --5-- auf dem Unterboden-l-verlegt und ausgerichtet werden. Bis zur Oberkante der Luftverteilungsleitungen wird danach Aufbeton--2--mit geglätteter Oberfläche --4-- aufgebracht und erhärten gelassen. Auf der Oberfläche-4-des Aufbetons wird eine Klebe-bzw. Ausgleichsmasse-10--, beispielsweise von bituminöser Art, in einer Dicke von beispielsweise 5 bis 20 mm, vorzugsweise zirka 10 mm aufgebracht. Die Platte wird dann mit der zentralen Bohrung über den Stutzen --5-- aufgesetzt und leicht auf die noch weiche
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KlebemasseAusgleichsmasse am Belüftungsstutzen beim Eindrücken der Platte.
Nach dem Verlegen der Platten werden die Fugen --18-- mit der Vergussmasse gefüllt.
Die gesamte Montagedauer für eine Platte beträgt zirka 3 min, ist also sehr kurz. Die Demontage ist verhältnismässig einfach. Einzelne, gegebenenfalls beschädigte Platten können daher ohne Schwierigkeiten ausgewechselt werden.
Es wird nun Bezug genommen auf die zweite Ausführungsform (Fig. 2 bis 4).
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ebenfalls Beton ist. In dieser Schicht --2-- sind die Luftleitungen --3-- verlegt, die in irgendeiner Form an denjenigen Stellen, an denen sich die Belüftungselemente befinden, mit dem Raum oberhalb der Schicht --2-- in Verbindung stehen, beispielsweise über Stutzen
Die Belüftungselemente --11-- bestehen wieder aus einer feinporigen Schicht--16--und einer diese unterstützenden grobporigen Schicht--17--, die im mittleren Bereich einen Raum - 19-einschliesst, der mit der Luftleitung --3-- in Verbindung steht.
Die Schicht --17-- ist so grobporig, dass sie die Luftzuführung von dem Raum--19--zu der gesamten Unterfläche der Schicht - ohne wesentlichen Druckverlust gestattet. Beide Schichten sind eingefasst und gehalten in einem Rahmen-20--, der beispielsweise aus Blech gebogen und geschweisst sein kann. Dieser Rahmen fasst bei--21--über die feinporige Schicht--16--, die am Rand mittels Fugenbeton --22-- vergossen ist. Alternativ kann der Rahmen auch eine Form wie beispielsweise gemäss Fig. 4 annehmen. Er braucht also nicht über die feinporige Schicht überzugreifen. Auf den Fugenbeton --22-- kann verzichtet werden, wenn die die Schicht --16-- bildende Platte unmittelbar von dem Rahmen--20--gehalten werden kann.
Die grobporige Schicht--17--, die in sich gleichfalls plattenartig verfestigt ist, wird im gezeigten Beispiel durch eine nach innen gerichtete Sicke--23-- des Rahmens --20-- gehalten. Der Rahmen --20-- setzt sich unterhalb der Schicht --17-- bei --24-- bis in die erstarrte Schicht--2--fort, in der dieser Rahmenteil auf Grund von Bohrungen - 25-- formschlüssig verankert ist. Die grobporige Schicht --17-- liegt grossflächig auf der erstarrten Schicht--2--auf und wird dadurch von dieser gestützt. Die Fuge--18--zwischen benachbarten Belüftungselementen --11-- ist mittels einer für solche Zwecke bekannten, erstarrenden Masse vergossen.
Die erstarrte Schicht--2--dichtet-gegebenenfalls gemeinsam mit dem Verguss --18--- die Luftleitungen--3--gegenüber dem Rahmen des Belüftungselementes ab, so dass keine Luft zwischen den einzelnen Elementen herausdringen kann.
Die Herstellung des Belüftungsbodens geschieht in der Weise, dass auf dem Unterboden--l-- die Schicht --2-- flüssig oder breiförmig in einer solchen Höhe ausgebracht wird, dass die Öffnungen der Leitungen--3--zu den Belüftungselementen hin offen bleiben, dass aber anderseits die unteren Ansätze --24-- der Elementrahmen so tief eingedrückt werden können, dass eine satte Auflage der grobporigen Schicht--17--auf der Schicht--2--zustandekommt. Die vorgefertigten, aus dem Rahmen --20-- und den darin gehaltenen Schichten-16 und 17-bestehenden Belüftungselemente werden dann über den Luftzuführungsöffnungen der Leitungen--3--in die
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Die dritte Ausführungsform der Erfindung gemäss Fig. 5 und 6 ist im Prinzip genauso aufgebaut.
Die mit gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 2 und 3 bezeichneten Teile werden deshalb nicht gesondert erläutert.
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In diesem Fall ist jedoch nicht ein Teil des Rahmens --20-- in der erstarrten Schicht-2verankert ; der Rahmen endet vielmehr mit der Unterfläche der grobporösen Schicht--17--. An den Schmalseiten des Belüftungselementes sind Verankerungsglieder --26-- angeschweisst, die im wesentlichen U-förmige Gestalt mit auseinanderstrebenden Schenkeln haben, wobei der Steg gerundet ausgeführt ist und die Schenkelenden aus der gemeinsamen Ebene der Schenkel herausgebogen sind. An den beiden entgegengesetzten Schmalseiten sind diese an sich in der Form identischen Glieder in entgegengesetzter Richtung angeschweisst, d. h. an der einen Seite weist der gerundete Steg nach unten, während auf der andern Seite die Schenkelenden nach unten weisen.
Der Abstand der Stegspitze bzw. der Schenkelenden von der Unterfläche des Belüftungselementes ist in jedem Falle gleich, so dass sich eine Dreipunktauflage für das Belüftungselement ergibt. Die ösenform des in die Schicht-2-eintauchenden Verankerungsgliedes auf der einen Seite bzw. die Biegungen der in die Schicht-2-- eintauchenden Schenkel auf der andern Seite gewährleisten eine sichere formschlüssige Verankerung.
Auch in diesem Fall liegt die Unterfläche der grobporösen Schicht--17--auf der erstarrten Schicht - -2-- auf. Es versteht sich, dass in diesem Fall die Schicht --2-- in einer Dicke auf dem Unterboden-l-aufgebracht werden muss, die nicht kleiner ist als die Höhe der Unterfläche der grobporösen Schicht --17-- über der von den Auflagepunkten der Verankerungsglieder-26-festgelegten Unterstützungsfläche.
Diese Ausführungsform zeigt auch, dass die Belüftungsrohre nicht unbedingt in der erstarrten Masse --2-- verlegt zu sein brauchen ; sie können vielmehr alle oder teilweise durch den Unterboden - hindurchstossen, wie das bei den Rohren --27-- der Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Sie sind
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haltende Funktion übernehmen kann, bereits ihre endgültige Stellung fest innehaben.
Die Belüftungselemente brauchen nicht, wie in den gezeigten Beispielen, mit einem metallenen Rahmen ausgeführt zu sein. Es ist vielmehr auch denkbar, dass die feinporöse Schicht--16--und die grobporöse Schicht--17--der Belüftungselemente ausschliesslich auf Grund innerer Bindung zusammengehalten werden, wie es insbesondere bei kunstharzgebundenen Platten ohne weiteres möglich ist. Die Verbindung mit der erstarrenden Schicht --2-- kann dann dadurch zustandekommen, dass Verankerungsglieder in die Belüftungselemente eingebunden sind, die aus der Unterfläche der Schicht - herausragen und in die erstarrende Schicht --2-- eingesenkt werden können und dort formschlüssig gehalten werden.
Diese Verankerungsglieder können im Belüftungselement selbst so geführt sein, dass sie als Bewehrung wirken, die die Festigkeit des Elementes verbessert. Die Seitenfläche solcher ungerahmter Elemente kann beispielsweise zur Herbeiführung der Luftdichtigkeit verspachtelt sein. Gegebenenfalls genügt aber auch der Verguss--18--zur seitlichen Abdichtung der Elemente.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Belüftungsboden für ortsfeste Behälter oder für Förderer von feinkörnigem oder staubförmigem Gut, der aus Einzelelementen aufgebaut ist, die je aus einer plattenartig steifen Schicht aus feinporigem Material und einem darunterliegenden Luftzuführ- und Verteilungsraum bestehen, dadurch ge- k e n n z e i c h n e t, dass zur an sich bekannten Luftzufuhr zu der feinporigen Schicht (16) durch eine diese flächig stützende, grobporige Schicht (17) die Einzelelemente einzeln mit einem durchgehenden Unterboden verbindbare, einstückig aus der grobporigen und der feinporigen Schicht zusammengesetzte Platten sind.
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