CH619903A5 - Method for metering the unloading of adherent powdery products from a silo or hopper - Google Patents

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CH619903A5
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silo
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vibration
vibrations
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CH612377A
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German (de)
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Gerrit Willem Johan Wes
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Sluis Maschf Bv
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    • G05D7/0605Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for solid materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass beim gesteuerten Dosieren von kohäsivem pulverförmigem Gut aus einem Silo oder Bunker erhebliche Schwierigkeiten auftreten, da die Schwerkraft des Gutes allein zum Entleeren des Silos oder Bunkers nicht ausreicht, so dass eine Hilfseinrichtung dazu erforderlich ist. Auf dem Markt sind unterschiedliche Systeme zum Entladen von kohäsivem pulverförmigem Gut aus Silos oder dergleichen bekannt. Aus der unterschiedlichen Art solcher Systeme geht hervor, dass sich diese im allgemeinen jeweils nur für ein bestimmtes pulverförmiges Gut oder eine bestimmte Kombination von pulverförmigem Gut und Silo eignen und selbst dann sich auch nur mit stark wechselndem Erfolg anwenden lassen. In practice, it has been found that the controlled metering of cohesive powdery material from a silo or bunker presents considerable difficulties, since the gravity of the material alone is not sufficient to empty the silo or bunker, so that an auxiliary device is required for this. Different systems for unloading cohesive powdery material from silos or the like are known on the market. The different types of such systems show that they are generally only suitable for a certain powdery good or a certain combination of powdery good and silo, and even then they can only be used with greatly varying success.

Zudem haftet diesen bekannten Systemen auch noch ein allgemeiner Nachteil an, indem sie nur auf die Aktivierung der Strömung unmittelbar um die Entladeöffnung herum gerichtet sind. Namentlich jedoch für verderbliche Güter oder Materialien, z.B. Vollmilchpulver, ist es wesentlich, dass während des Entzugs dieser Materialien aus dem Bunker oder Silo die ganze, in diesem vorhandene Pulvermasse aktiviert ist, anders gesagt, jede Volumeneinheit des Materials dieselbe durchschnittliche Verweilzeit hat. Das bedeutet, dass sich keine toten Winkel bilden, in denen das pulverförmige Material verderben könnte. Um bei den gängigen Entladesystemen das Silo vollständig zu aktivieren und entleeren zu können, muss es dann mit einem meistens steilen Auslauftrichter versehen werden, wodurch der verfügbare Lagerraum kleiner und die Gefahr der Brückenbildung vergrössert wird. In addition, these known systems also have a general disadvantage in that they are aimed only at activating the flow directly around the discharge opening. However, especially for perishable goods or materials, e.g. Whole milk powder, it is essential that during the withdrawal of these materials from the bunker or silo all the powder mass present in them is activated, in other words, each volume unit of the material has the same average residence time. This means that there are no blind spots where the powdery material could spoil. In order to be able to fully activate and empty the silo with the common unloading systems, it must then be provided with a mostly steep discharge funnel, which reduces the available storage space and increases the risk of bridging.

Zu den bekannten Entladesystemen zum Löschen kohäsi-ver Pulver aus Silos lassen sich u.a. mechanische Systeme rechnen, die von Förderbändern, Förderschnecken und Rührwerken (zB. der Nauta-Mischer, mit dem das Produkt aus dem Silo gefördert werden kann und der Siloinhalt ausserdem lockergehalten werden kann) zu Schabern und Ketten variieren. Mechanische Systeme haben als allgemeinen Nachteil, dass ihre Wartung ziemlich teuer ist, während der Massenstrom meistens nicht oder beschränkt regelbar ist. Um Brük-kenbildung im Ausströmkonus zu vermeiden, werden manchmal aufblasbare Kissen in der Wand vorgesehen, die man pulsieren lassen kann. So wird u.a. eine Gummimembran durch einen kontinuierlichen Luftstrom in Bewegung gehalten, wobei die Luft gleichzeitig eine Porositätserhöhung herbeiführt; auch findet manchmal gelegentliche Belüftung statt, z.B. durch eine sog. Luftkanone, wobei eine gebildete Brücke durch Luft-stösse, die in das Pulver gerichtet werden, aufgebrochen wird. Among the known unloading systems for extinguishing cohesive powder from silos can be Calculate mechanical systems that vary from conveyor belts, screw conveyors and agitators (e.g. the Nauta mixer, with which the product can be conveyed out of the silo and the silo content can also be kept loose) to scrapers and chains. Mechanical systems have the general disadvantage that they are rather expensive to maintain, while the mass flow can usually not be regulated or can only be regulated to a limited extent. In order to avoid bridging in the discharge cone, inflatable cushions are sometimes provided in the wall, which can be pulsed. Among other things, a rubber membrane is kept in motion by a continuous flow of air, the air simultaneously increasing the porosity; occasional ventilation also takes place, e.g. by a so-called air cannon, whereby a bridge formed is broken up by air blows which are directed into the powder.

Eine besonders wichtige Kategorie der Hilfsmittel umfasst Vibratoren. Die Ausströmung kann dadurch gefördert werden, 5 dass das Pulver an der Silowand oder auf dem Siloboden im Bereich um die Öffnung herum in Schwingung versetzt wird. So wird u.a. ein relativ zum übrigen Bunker beweglich aufgehängter Boden oder Ausströmkonus durch einen Vibrator oder Unwuchtmotor in Schwingung versetzt, um Brücken- und io Gangbildungen («rat-holing») zu vermeiden. Oft werden «Bunkerklopfer» und Vibratoren, unter denen Ultraschall-, an der Wand oder auf dem Boden des Silos (oft des Konus) befestigt, u.a. um die Wandreibung zu verringern. A particularly important category of aids includes vibrators. The outflow can be promoted in that the powder is vibrated on the silo wall or on the silo bottom in the area around the opening. Among other things, a floor or outflow cone that is movably suspended relative to the rest of the bunker is set in motion by a vibrator or unbalance motor in order to avoid bridge and io gear formation ("rat-holing"). Often, "bunker knockers" and vibrators, among which ultrasound, are attached to the wall or on the bottom of the silo (often the cone), among other things. to reduce wall friction.

Weiter zeigt es sich in einigen Fällen, dass die Ausströ-15 mung geregelt werden kann mit Hilfe eines zum Schwingen angeregten kegeligen Körpers oder eines zum Schwingen angeregten Lamellengitters, das unmittelbar über bzw. in der Ausströmöffnung angeordnet ist. Der Energieverbrauch und die Kosten der dabei angewendeten Vibratoren können 2o manchmal erheblich sein. Furthermore, it is shown in some cases that the outflow can be regulated with the aid of a conical body which is excited to vibrate or a lamellar grid which is excited to vibrate and which is arranged directly above or in the outflow opening. The energy consumption and the cost of the vibrators used can sometimes be considerable.

Die Anwendung von Schwingungen kann zweckwidrig wirken, wenn der Siloinhalt dadurch konsolidiert oder kom-paktiert wird. So veranlasst eine Verringerung der Wandreibung einen höheren Konsolidationsdruck im unteren Teil des 25 Silos, wodurch das Schüttgut ebenfalls zusätzlich verdichtet wird. Durch die Zunahme der Kräfte zwischen den Teilchen, die davon die Folge sind, kann die Ausströmung gerade erschwert werden. Es wird denn auch davor gewarnt, Silos Schwingungen zu unterwerfen, weil dessen pulverförmiger In-30 halt sich verdichten kann (E.E.UA.-Handbook, 1963, Nr. 15, Seiten 11-93, vor allem Seite 93). Die Verdichtungsgefahr wird verständlicherweise zunehmen, je nachdem man mit kohäsivem Material zu tun hat. The use of vibrations can be inappropriate if the content of the silo is consolidated or compacted. A reduction in the wall friction causes a higher consolidation pressure in the lower part of the 25 silo, which also further compresses the bulk material. The outflow can be made more difficult by the increase in the forces between the particles, which are the result. It is therefore also warned against subjecting silos to vibrations because their powdery contents can condense (E.E.UA.-Handbook, 1963, No. 15, pages 11-93, especially page 93). The risk of compaction will understandably increase, depending on the cohesive material involved.

Ein in der Praxis bei nicht und leicht kohäsiven Pulvern 35 zum Entleeren öfters angewendetes Verfahren ist das sog. pneumatische Entleeren, bei dem das Material im Silo, meistens nur an der Wand oder auf dem Boden um die Ausströmöffnung herum, belüftet wird, damit es lokal in einen mehr oder weniger homogen fluidisierten Zustand gerät. 40 Die Stelle, wo und die Weise, wie die Luft eingeblasen wird, kann stark verschieden sein. In einigen Fällen wird auch während der Lagerung, wenn keine Ausströmung erfolgt, Luft in das Silo eingeblasen, mit dem alleinigen Zweck, das Schüttgut lockerzuhalten und Konsolidierung im unteren Siloteil zu 45 vermeiden. Der Massendurchfluss ist im allgemeinen gut regelbar mit der Gasmenge, die über Belüftungseinheiten im unteren Siloteil zugeführt wird. Bei diesem Verfahren würde das Pulver um die Ausströmöffnung herum eine mehr oder weniger konstante Massendichte aufweisen, die für nicht-kohäsive so Substanzen ungefähr gleich der Massendichte bei Minimum-Fluidisierung wäre. Dies kommt der Gleichmässigkeit der A usströmung zugute. One method that is frequently used in practice for non-and slightly cohesive powders 35 for emptying is the so-called pneumatic emptying, in which the material in the silo, mostly only on the wall or on the floor around the outflow opening, is ventilated so that it is local gets into a more or less homogeneous fluidized state. 40 Where and how the air is blown can vary widely. In some cases, air is blown into the silo even during storage when there is no discharge, with the sole purpose of keeping the bulk loose and avoiding consolidation in the lower part of the silo. The mass flow can generally be regulated well with the amount of gas that is supplied via ventilation units in the lower part of the silo. With this method, the powder around the outflow opening would have a more or less constant mass density, which for non-cohesive substances would be approximately equal to the mass density with minimum fluidization. This benefits the uniformity of the outflow.

Die Möglichkeiten, schlechtströmende, kohäsive Pulver pneumatisch aus Bunkern oder Silos zu entleeren, sind bisher 55 jedoch beschränkt geblieben. Es ist allgemein bekannt, dass zu einer guten pneumatischen Entleerung das betreffende Pulver ziemlich leicht fluidisierbar sein muss (E.E.UA. -Handbook, 1963, Nr. 15, Seiten 11-93, vor allem Seite 15). Das Verfahren hat sich deshalb als ungeeignet für stark kohäsives Material er-60 wiesen, weil die Kohäsionskräfte zwischen den Teilchen dann derart gross sind, dass dadurch Fluidisierung des Materials verhindert wird. Durch Modulation der Luft mit Schallwellen (300-400 Hz; vgl. z.B. S. Medcraft, chemical and process engineering, April 1971, «Sonic activation of powders»), bevor 65 diese in das Pulver eingeblasen wird, können die Strömungseigenschaften verbessert werden. In einigen Fällen ist das pneumatische Verfahren damit für kohäsives Material geeignet. The options for pneumatically emptying poorly flowing, cohesive powders from bunkers or silos have so far been limited. It is generally known that the powder in question must be able to be fluidized fairly easily for good pneumatic emptying (E.E.UA.Handbook, 1963, No. 15, pages 11-93, especially page 15). The method has proven unsuitable for highly cohesive material because the cohesive forces between the particles are then so great that fluidization of the material is thereby prevented. By modulating the air with sound waves (300-400 Hz; see e.g. S. Medcraft, chemical and process engineering, April 1971, "Sonic activation of powders") before it is blown into the powder, the flow properties can be improved. In some cases, the pneumatic method is suitable for cohesive material.

3 3rd

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Es ist ferner bekannt, dass in Reaktoren die Fluidisierungs-eigenschaften eines pulverförmigen Gutes grundsätzlich mit Hilfe mechanischer Schwingungen verbessert werden können, in welchen Fällen jedoch die ganze Kolonne in Schwingung versetzt wird. Die Probleme, die dann bei grösseren Abmessungen entstehen, haben einer allgemeinen praktischen Anwendung im Wege gestanden. It is also known that the fluidization properties of a powdery material in reactors can in principle be improved with the aid of mechanical vibrations, in which cases, however, the entire column is set in vibration. The problems that then arise with larger dimensions have stood in the way of general practical application.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sogar sehr kohäsives pulverförmiges Gut, wie feuchtes Vollmilchpulver, welches nur durch Belüftung oder Vibrieren nicht oder nicht genügend regelbar einem Silo oder Bunker entnommen werden kann, trotzdem mit gut regelbarem Massendurchfluss in völlig aktiviertem Zustand aus dem Silo dosiert werden kann, und zwar dadurch, dass solche Pulver in näher anzugebender Weise gleichzeitig belüftet und vibriert werden. Surprisingly, it has been shown that even very cohesive powdery goods, such as moist whole milk powder, which cannot be removed from a silo or bunker or cannot be removed sufficiently or only controllably by ventilation or vibration, are still metered out of the silo with a fully controllable mass flow in a fully activated state can, namely that such powders are simultaneously aerated and vibrated in a manner to be specified.

Erfindungsgemäss wurde ein Verfahren entwickelt, das durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. According to the invention, a method was developed which is characterized by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei man eine Kombination von Belüften und Vibrieren anwendet, wird die Ausströmbarkeit schwerströmender Pulver erheblich verbessert, und zwar dadurch, dass es sich als möglich erwiesen hat, kohäsives pulverförmiges Gut mit konstantem und einstellbarem Massendurchfluss einem Bunker oder Silo zu entnehmen. Die Fluidisierungseigenschaften des Gutes auf dem Boden des Bunkers oder Silos werden erfindungsgemäss stark verbessert, so dass das Gut dort «flüssigkeitsähnliche Eigenschaften» annimmt. By using the method according to the invention, using a combination of aerating and vibrating, the outflow of heavy-flowing powders is considerably improved, in that it has been shown to be possible to remove cohesive powdery material with a constant and adjustable mass flow rate from a bunker or silo . According to the invention, the fluidization properties of the goods on the bottom of the bunker or silo are greatly improved, so that the goods take on “liquid-like properties” there.

Wesentlich bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist es, dass das kombinierte Belüften und Vibrieren an räumlich nahezu nicht getrennten Stellen durchgeführt wird. Von ausschlaggebender Bedeutung dabei ist, dass die sich durch das Pulver fortpflanzenden Schwingungen die Stelle erreichen können, wo belüftet wird. Dieser Abstand wird selbstverständlich durch die Art des jeweiligen pulverförmigen Gutes mitbestimmt und beispielsweise bei Vollmilchpulver nicht mehr als etwa einige Zentimeter betragen. Bevorzugt wird man das mit dem pulverförmigen Gut in Berührung befindliche Belüftungselement vibrieren lassen. It is essential in the method according to the invention that the combined ventilation and vibrating is carried out at spatially almost non-separate locations. It is of crucial importance that the vibrations propagating through the powder can reach the place where ventilation takes place. This distance is of course determined by the type of powdered product and, for example in the case of whole milk powder, is not more than about a few centimeters. It is preferred to vibrate the ventilation element in contact with the powdery material.

Der Massenstrom ist mit der Menge der im unteren Siloteil zugeführten Luft und in beschränkterem Masse mit der Schwingungsintensität regelbar. Sobald entweder die Luftzufuhr oder die Vibration beendet wird, hört die Ausströmung auf. Bei stark kohäsiven Feststoffen, wie Vollmilchpulver, erfolgt dies nahezu sofort. In anderen Fällen, z.B. bei Kartoffelmehl, wird das Gut noch einige Zeit weiterströmen. The mass flow can be regulated with the amount of air supplied in the lower part of the silo and to a lesser extent with the vibration intensity. As soon as either the air supply or the vibration is stopped, the outflow stops. With strongly cohesive solids, such as whole milk powder, this happens almost immediately. In other cases, e.g. with potato flour, the good will continue to flow for some time.

In der Praxis stellt es sich heraus, dass bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein Silo immer leicht und nahezu völlig entleert werden kann, während der Siloinhalt völlig aktiviert wird («mass flow»). Bei weniger kohäsiven Pulvern, die auch mit Luft allein dem Silo entnommen werden können, zeigt es sich, dass die Beladung der Anwendung von Schwingungen unter Beibehaltung der Regelbarkeit vergrössert werden kann. In practice, it turns out that with the method according to the invention, a silo can always be emptied easily and almost completely, while the silo content is fully activated (“mass flow”). In the case of less cohesive powders, which can also be removed from the silo with air alone, it is found that the load on the application of vibrations can be increased while maintaining the controllability.

Nebenvorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind eine geringere Gefahr der Brückenbildung und «rat-holing», eine konstantere Massen- und Volumendosierung und die Ver-meidung von Klumpenbildung. Letzteres kann besonders bei Dosierung in Verpackungsmaterial und Reaktorgefassen von Belang sein. In addition to the advantages of the method according to the invention, there is a lower risk of bridging and rat-holing, a more constant metering of mass and volume and the avoidance of clumping. The latter can be of particular importance when dispensing in packaging material and reactor vessels.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert. The invention is illustrated by the examples below.

Beispiel I Example I

Es wurde in bezug auf die Dosierbarkeit aus einem Silo ein Versuch mit sprühgetrocknetem Vollmilchpulver durchgeführt, dessen Feuchtigkeitsgehalt 3% und Fettgehalt 26% betrug. A test was carried out with regard to the meterability from a silo with spray-dried whole milk powder, the moisture content of which was 3% and the fat content was 26%.

Der Versuch wurde unter Anwendung der in Fig. 1 schematisch wiedergegebenen Apparatur durchgeführt. The test was carried out using the apparatus shown schematically in FIG. 1.

In Fig. 1 ist 1 ein Vorratsbunker für das pulverförmige Material - in diesem Beispiel das obenerwähnte Vollmilchpulver 5 -, versehen mit einem Staubfanger 2 und einem Pressluftan-schluss 3. In Fig. 1, 1 is a storage bunker for the powdery material - in this example, the whole milk powder 5 mentioned above - provided with a dust catcher 2 and a compressed air connection 3.

Mit 4 ist ein Silo bezeichnet, bestehend aus einem aus Per-spex hergestellten zylinderförmigen Rohr (L = 1,3 m, D = 0,14 m), versehen mit einem Boden 6 aus einer durchlässigen io Poral-Platte aus rostfreiem Stahl, in welcher Platte eine Öffnung 7 (Fig. 2) angeordnet ist (D = 7 mm). Mit 5 ist das pulverförmige Material angegeben. 4 with a silo is referred to, consisting of a cylindrical tube made of Per-spex (L = 1.3 m, D = 0.14 m), provided with a bottom 6 made of a permeable io poral plate made of stainless steel, in which plate an opening 7 (Fig. 2) is arranged (D = 7 mm). The powdery material is indicated by 5.

In Fig. 2 ist das Silo schematisch im Schnitt wiedergegeben. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Konstruktion wurde 15 die Gasverteilplatte 6 selbst vertikal in Schwingung versetzt. Das Ausströmrohr 8 ist in flexibler Weise durch den Luftein-Iassraum 9 gefuhrt und ausser einem Auffangbehälter 10 und einer Wiegefläche 11 herum mit einem Schwingtisch eines elektromagnetischen Schwingungserzeugers 26 verbunden. 2o Die Verteilplatte 6 konnte hierdurch mit variierender Frequenz und Amplitude in Schwingungen versetzt werden. Die Platte 6 ist flexibel mit der Silowand verbunden durch Verleimung mit einem Streifen 12 aus Neoprenkautschuk, der seinerseits zwischen den Flanschen 13 der Silowand geklemmt 25 ist. Das Silo 4 war möglichst starr und schwingungsfrei aufgehängt. Der Durchmesser des Ausströmrohres 8 (D = 20 mm) war erheblich grösser gewählt als der Durchmesser der Ausströmöffnung 7, damit der Druckabfall über das Rohr geringbleiben würde. Es wurde mit einem abgeschlossenen Silo bei 3o veränderter Betthöhe gemessen. Nach jedem Versuch wurde die Kolonne wieder nachgefüllt. Die Luft wurde über einen Kugelhahn 20, ein Luftfilter 21, einen Druckregler 22, ein Nadelventil 23 und, nachdem derDurchfluss mit einem Rota-meter 24 gemessen worden war, teilweise unten in die Kolon-35 ne eingeführt und mittels des feinen Poral-Filters 6 einheitlich über den Kolonnenquerschnitt verteilt. Um zu vermeiden, In Fig. 2 the silo is shown schematically in section. In the construction shown in FIG. 2, the gas distribution plate 6 itself was made to vibrate vertically. The outflow pipe 8 is guided in a flexible manner through the air inlet space 9 and, in addition to a collecting container 10 and a weighing surface 11, is connected to a vibrating table of an electromagnetic vibration generator 26. 2o The distribution plate 6 could thereby be set in vibration with varying frequency and amplitude. The plate 6 is flexibly connected to the silo wall by gluing with a strip 12 of neoprene rubber, which in turn is clamped 25 between the flanges 13 of the silo wall. The silo 4 was as rigid as possible and hung free of vibrations. The diameter of the outflow pipe 8 (D = 20 mm) was chosen to be considerably larger than the diameter of the outflow opening 7, so that the pressure drop across the pipe would remain small. It was measured with a closed silo at 3o changed bed height. The column was refilled after each attempt. The air was introduced through a ball valve 20, an air filter 21, a pressure regulator 22, a needle valve 23 and, after the flow had been measured with a rotary meter 24, partially introduced into the column 35 ne below and by means of the fine poral filter 6 uniformly distributed over the column cross-section. In order to avoid,

dass während der Ausströmung des Pulvers der Luftdruck oben in der Kolonne abfallen und das Bett infolge des entstandenen Druckabfalls dazu neigen würde, in der Kolonne 40 hängenzubleiben, wurde ein Teil der Luft von oben über die Druckausgleichsleitung 14 eingeführt. Der Druck oberhalb des Bettes war dabei gleich dem Druck unter dem Filter und wurde mit Hilfe eines wassergefüllten Monometers 25 gemessen. Die Luft verliess die Kolonne ausschliesslich durch die Aus-45 Strömöffnung 7. Der Massenstrom des Pulvers wurde mit der elektronischen Wiegeplatte 11, angeschlossen an die Speiseeinheit 32 und versehen mit der Nulleinstellvorrichtung 30, gemessen. Die Menge des ausgeströmten Pulvers konnte je nach Bedarf aufgeschrieben oder registriert werden. Die so Schwingungen wurden mit einem piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer 38 analysiert. Das Signal wurde verstärkt und danach gegebenenfalls ein- bis zweimal in einer Vibrationsverstärker-Integratoreinheit 34 integriert und anschliessend über ein F ilter 35 einem Röhrenvoltmeter und einem 55 Oszilloskop zugeführt. Mit 33 ist eine Speiseeinheit dargestellt. that during the outflow of the powder the air pressure at the top of the column would drop and the bed would tend to get stuck in the column 40 as a result of the pressure drop which occurred, some of the air was introduced from above via the pressure compensation line 14. The pressure above the bed was equal to the pressure below the filter and was measured using a water-filled monometer 25. The air left the column exclusively through the out-45 flow opening 7. The mass flow of the powder was measured with the electronic weighing plate 11, connected to the feed unit 32 and provided with the zero adjustment device 30. The amount of powder emitted could be written down or registered as required. The vibrations were analyzed using a piezoelectric accelerometer 38. The signal was amplified and then optionally integrated once or twice in a vibration amplifier integrator unit 34 and then fed via a filter 35 to a tube voltmeter and a 55 oscilloscope. A feed unit is shown at 33.

Unter Anwendung der oben beschriebenen Vorrichtung erfolgten die Messungen des Massendurchflusses immer unter solchen Bedingungen in bezug auf die Intensität, bei der Belüftung und Vibration kombiniert angewendet wurden, dass 6o von einer praktisch gleichmässigen Ausströmung des Vollmilchpulvers die Rede war. Der Massendurchfluss selbst konnte dann ziemlich genau aus der Steilheit der auf dem Papier des Recorders 31 gefundenen Geraden bestimmt werden. Using the device described above, the mass flow measurements were always made under such conditions in terms of the intensity at which ventilation and vibration were used in combination that 6o a practically uniform outflow of the whole milk powder was mentioned. The mass flow rate itself could then be determined almost exactly from the steepness of the straight lines found on the paper of the recorder 31.

Bei diesem Versuch wurde die Geschwindigkeit, mit der 65 das Modellsilo leerströmte, als Funktion der Gesamtmenge in der Kolonne zugefiihrter Luft geprüft. Die Frequenz der mit einem RC-Generator 29 erzeugten Schwingungen, die über einen Verstärker 28 und ein Amperemeter 27 dem Schwin In this experiment, the speed at which the model silo flowed empty was tested as a function of the total amount of air supplied to the column. The frequency of the vibrations generated with an RC generator 29, the vibration via an amplifier 28 and an ammeter 27

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gungserzeuger 26 zugeführt wurden, wurde zwischen 30 Hz und 100 Hz variiert und die Schwingungsamplitude wurde mit der Eingangsstromstärke des Schwingungserzeugers geregelt. Die Eingangsspannung betrug 25 V. Ohne Pulver in der Kolonne schwang die Filterplatte sinusförmig. Bei einer Pulver enthaltenden Kolonne war die Schwingung komplex. Sobald das Pulver durch die Platte angestossen wurde, waren dem Grundton Komponenten höherer Frequenz überlagert, die das Strömungsverhalten beeinflussten. Die Schwingungen erwiesen sich als wirksamer, je grösser die Abweichung von der Sinusform war. The generator 26 were supplied was varied between 30 Hz and 100 Hz and the vibration amplitude was controlled with the input current of the vibration generator. The input voltage was 25 V. Without powder in the column, the filter plate swung sinusoidally. The vibration was complex in a powder-containing column. As soon as the powder was pushed through the plate, components of higher frequency were superimposed on the basic tone, which influenced the flow behavior. The vibrations proved to be more effective the greater the deviation from the sinus shape.

Die Messungen ergaben, dass im ganzen geprüften Frequenzbereich dann ein gleichmässiges und regelbares Ausströmen erzielt werden konnte, wenn die Amplitude der Schwingung gross genug gewählt wurde. The measurements showed that a uniform and controllable outflow could be achieved in the entire frequency range tested if the amplitude of the oscillation was chosen large enough.

In Fig. 4 ist längs der vertikalen Achse der Massendurchfluss des Pulvers in kg/min gegen den Luftdurchfluss in 1 /min aufgetragen. Aus Fig. 4 geht hervor, dass der Massendurchfluss des Pulvers gleichmässig mit dem gesamten Luftdurchfluss zunimmt. Die Regelbarkeit mit der Generatorfrequenz und -amplitude ist viel beschränkter. Zwar nimmt der Massendurchfluss bei der Herabsetzung der Vibrationsbeschleunigung ab, die Ausströmung wird jedoch ungleichmässig. Die damit korrespondierenden Punkte, die erheblich unterhalb der gezogenen Kurve liegen können, konnten nicht zuverlässig genug bestimmt werden und sind deshalb nicht in Fig. 4 aufgenommen. 4 shows the mass flow of the powder in kg / min against the air flow in 1 / min along the vertical axis. 4 shows that the mass flow of the powder increases uniformly with the total air flow. The controllability with the generator frequency and amplitude is much more limited. The mass flow rate decreases when the vibration acceleration is reduced, but the outflow becomes uneven. The corresponding points, which can lie considerably below the drawn curve, could not be determined reliably enough and are therefore not included in FIG. 4.

Die erste Messreihe ergab, dass eine gleichmässige und gut regelbare Ausströmung über den ganzen Bereich angewendeter Luftdurchflüsse herbeigeführt werden konnte, wenn die günstige Generatorfrequenz gewählt wird, nämlich zwischen 60 Hz und 80 Hz, und ausserdem die Eingangsstromstärke des Schwingungserzeugers mindestens 1 Ampere betrug. Die durch das Röhrenvoltmeter gemessenen «overall»-Niveaus des Spitzenwertes und des Durchschnittswertes der Vibrationsbeschleunigung waren dann im Durchschnitt 9 g bzw. 5 g. Beide unterlagen in ziemlich hohem Masse Schwankungen. Die zugehörige Amplitude der Schwingung war kleiner als 0,5 mm und die dem Vibrator zugeführte Leistung betrug etwa 20 W. Bei einem Luftdurchfluss von 3 ms/Stunde strömten pro Stunde etwa 0,5 Tonnen Pulver aus dem Silo (Durchmesseröffnung 7 mm). The first series of measurements showed that a uniform and easily controllable outflow over the entire range of applied air flows could be achieved if the favorable generator frequency was selected, namely between 60 Hz and 80 Hz, and the input current strength of the vibration generator was at least 1 ampere. The “overall” levels of the peak value and the average value of the vibration acceleration measured by the tube voltmeter were then 9 g and 5 g on average. Both were subject to fairly high fluctuations. The associated amplitude of the vibration was less than 0.5 mm and the power supplied to the vibrator was about 20 W. With an air flow of 3 ms / hour, about 0.5 tons of powder flowed out of the silo per hour (diameter opening 7 mm).

Bei den Frequenzen unter 40 Hz war die Ausströmung un-gleichmässiger und das Schüttgut neigte dazu, sich festzusetzen. At frequencies below 40 Hz the outflow was more uneven and the bulk material tended to settle.

Beispiel II Example II

Abweichend von Beispiel I, bei dem die Stellen der Belüftung und Vibration zusammenfielen, wurde bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Versuch mit einem Vibrator gearbeitet, bei dem die Stellen der Belüftung und Vibration nicht zusammenfielen. Der Vibratorteil der bei diesem Versuch angewendeten Vorrichtung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Dabei ist die Verteilplatte 6 festgesetzt und der Durchmesser der Ausströmöffnung 7 bis 12 mm vergrössert. Unmittelbar über der Filter-platte ist ein kreuzförmiges Organ 15 angeordnet, das zwei ineinander eingreifende Vierkantrohre 16 umfasst. Das Organ 15 wurde von unten angetrieben mittels eines durch das Aus-strömrohr 8 geführten Schwingstiftes 17, der mit dem Vibrator verbunden war und dessen Innendurchmesser 6 mm betrug. In a departure from Example I, in which the points of ventilation and vibration coincided, the experiment described in this example was carried out with a vibrator in which the points of ventilation and vibration did not coincide. The vibrator part of the device used in this experiment is shown in FIG. 3. The distribution plate 6 is fixed and the diameter of the outflow opening is increased by 7 to 12 mm. A cruciform member 15 is arranged directly above the filter plate, which comprises two square tubes 16 which engage in one another. The organ 15 was driven from below by means of a vibrating pin 17, which was guided through the outflow pipe 8 and was connected to the vibrator and whose inside diameter was 6 mm.

Es stellte sich heraus, dass nur in dem Fall, dass das Kreuz weniger als einige Zentimeter über der Gasverteilplatte angeordnet wurde, das Silo entleert werden konnte. Der Versuch wurde bei einer Generatorfrequenz von 167 Hz durchgeführt, bei der das Schwingsystem in Resonanz geriet. Die Geschwindigkeit, mit der das Silo leerströmte, nahm auch nun gleichmässig mit der Gesamtmenge in die Kolonne eingeführter Luft zu (Fig. 5). Bei den angewendeten Vibrationsbeschleunigungen fand unter einem Luftdurchfluss von 5 1/min kein gleichmässiges Ausströmen statt. Bei höheren Luftdurchflüssen war die benötigte Eingangsstromstärke des Vibrators immer kleiner als 1 Ampere. Die von dem Vibrator aufgenommene Leistung lag zwischen 10 und 20 W. Der gemessene Spitzenwert der Vibrationsbeschleunigung war maximal 100 g; dies ist wesentlich höher als bei der angetriebenen Platte. Die Schwingungsamplitude war immer kleiner als 1 mm. It turned out that the silo could only be emptied if the cross was placed less than a few centimeters above the gas distribution plate. The test was carried out at a generator frequency of 167 Hz, at which the vibration system resonated. The speed at which the silo flowed empty also increased evenly with the total amount of air introduced into the column (FIG. 5). With the vibration accelerations applied, there was no uniform outflow under an air flow of 5 l / min. With higher air flows, the required input current strength of the vibrator was always less than 1 ampere. The power consumed by the vibrator was between 10 and 20 W. The measured peak value of the vibration acceleration was a maximum of 100 g; this is much higher than with the driven plate. The vibration amplitude was always less than 1 mm.

Beispiel III Example III

Mit der im Beispiel I besprochenen Apparatur wurden für Vergleichszwecke noch einige orientierende Messungen durchgeführt, wobei ausschliesslich belüftet wurde. Die Messungen wurden durchgeführt an dem bereits genannten sprühgetrockneten Vollmilchpulver (Feuchtigkeitsgehalt 3%, Fettgehalt 26%), Kartoffelmehl (Feuchtigkeitsgehalt 18%) sowie Kaolin und p-Toluolsulfonamid. With the apparatus discussed in Example I, some orienting measurements were carried out for comparison purposes, with only ventilation. The measurements were carried out on the spray-dried whole milk powder already mentioned (moisture content 3%, fat content 26%), potato flour (moisture content 18%) as well as kaolin and p-toluenesulfonamide.

Es ergab sich, dass die drei letztgenannten kohäsiven Pulver in leicht konsolidiertem Zustand noch mit Luft allein im Silo entzogen werden konnten. Bei dem sehr kohäsiven Milchpulver gelang dies überhaupt nicht. It was found that the three last-mentioned cohesive powders, in a slightly consolidated state, could still be extracted with air alone in the silo. With the very cohesive milk powder, this did not work at all.

Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens sind noch viele Ausführungsformen möglich, bei denen das Prinzip, das kohäsive pulverförmige Material lokal gleichzeitig an nahezu nicht getrennten Stellen zu belüften und zu vibrieren, verwirklicht werden kann. Beispielsweise kann man an ein System denken, bei dem mit zum Schwingen angeregten Belüftungseinheiten, in Form z.B. eines Systems aus porösen Rohren, Within the scope of the method according to the invention, many embodiments are still possible in which the principle of locally ventilating and vibrating the cohesive powdery material locally at almost non-separate locations can be implemented. For example, one can think of a system in which ventilation units excited in the form of vibrations, e.g. a system of porous tubes,

Luft (unten) in das Silo eingeblasen wird und mit dem ausserdem an derselben Stelle das Produkt in Schwingung versetzt wird. Dadurch, dass man gegebenenfalls ein oder einige Rohre rotieren lässt, kann auch, wenn kein Auslauftrichter angebaut ist, der ganze Siloinhalt aktiviert werden. Auch kann die benötigte Schwingapparatur in beschränktem Aufwand gehalten werden. Air (below) is blown into the silo and also causes the product to vibrate at the same point. By rotating one or a few pipes, if necessary, the entire silo content can be activated even if no discharge funnel is attached. The required vibrating apparatus can also be kept to a limited extent.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

V V

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (3)

619 903619 903 1. Verfahren zum Dosieren der Entladung von aneinan-derhaftendem pulverförmigem Gut aus einem eine Entladeöffnung aufweisenden Silo oder Bunker, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut örtlich belüftet und gleichzeitig unmittelbar Vibrationen mit vertikal gerichteten Komponenten ausgesetzt wird, wobei der Belüftungs- und der Vibrationsbereich räumlich nicht oder nahezu nicht voneinander getrennt sind, so dass die Vibrationen bis in denjenigen Bereich unmittelbar an der Entladeöffnung vordringen, in welchem die Belüftung wirksam ist, so dass sich die gemeinsame Wirkung der Vibrationen und der Belüftung bis zu der Entladeöffnung hin erstreckt. 1. A method for dosing the discharge of mutually adhering pulverulent material from a silo or bunker having an unloading opening, characterized in that the material is locally ventilated and at the same time is directly exposed to vibrations with vertically directed components, the ventilation and the vibration area not spatially or are almost not separated from each other, so that the vibrations penetrate into the area directly at the discharge opening in which the ventilation is effective, so that the combined effect of the vibrations and the ventilation extends as far as the discharge opening. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Gut in Berührung stehendes Belüftungselement (6) in Vibrationen versetzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that a ventilation element (6) in contact with the material is vibrated. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge des ausströmenden Gutes mittels der Luftmenge beeinflusst wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flow rate of the outflowing material is influenced by the amount of air.
CH612377A 1976-05-20 1977-05-17 Method for metering the unloading of adherent powdery products from a silo or hopper CH619903A5 (en)

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